JP2002163811A - スピンバルブ型薄膜磁気素子およびこのスピンバルブ型薄膜磁気素子を備えた薄膜磁気ヘッド - Google Patents
スピンバルブ型薄膜磁気素子およびこのスピンバルブ型薄膜磁気素子を備えた薄膜磁気ヘッドInfo
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- H01F10/324—Exchange coupling of magnetic film pairs via a very thin non-magnetic spacer, e.g. by exchange with conduction electrons of the spacer
- H01F10/3268—Exchange coupling of magnetic film pairs via a very thin non-magnetic spacer, e.g. by exchange with conduction electrons of the spacer the exchange coupling being asymmetric, e.g. by use of additional pinning, by using antiferromagnetic or ferromagnetic coupling interface, i.e. so-called spin-valve [SV] structure, e.g. NiFe/Cu/NiFe/FeMn
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 狭トラック化に対応し出力特性の向上と再生
波形の安定性（stability）の向上と磁歪のコントロー
ルとを図ったスピンバルブ型薄膜素子を提供する。 【解決手段】 基板上１０に、反強磁性層１１と、この
反強磁性層１１と接して形成され磁化方向が固定される
固定磁性層１２と、固定磁性層１２に非磁性導電層１３
を介して形成され、固定磁性層１２の磁化方向と交差す
る方向へ磁化方向が揃えられたフリー磁性層１４と、フ
リー磁性層１４の磁化方向を揃えるためのハードバイア
ス層１７と、固定磁性層１２，非磁性導電層１３，フリ
ー磁性層１４付近に検出電流を与える一対の電極層１８
とを有し、磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗが０．４μ
ｍ以下に設定され、前記フリー磁性層１４の少なくとも
一部がＮｉＦｅ合金からなり、そのＮｉ濃度ＣNi（原子
％）が７０．２％≦ＣNi≦８９．９％の範囲に設定され
てなる。
波形の安定性（stability）の向上と磁歪のコントロー
ルとを図ったスピンバルブ型薄膜素子を提供する。 【解決手段】 基板上１０に、反強磁性層１１と、この
反強磁性層１１と接して形成され磁化方向が固定される
固定磁性層１２と、固定磁性層１２に非磁性導電層１３
を介して形成され、固定磁性層１２の磁化方向と交差す
る方向へ磁化方向が揃えられたフリー磁性層１４と、フ
リー磁性層１４の磁化方向を揃えるためのハードバイア
ス層１７と、固定磁性層１２，非磁性導電層１３，フリ
ー磁性層１４付近に検出電流を与える一対の電極層１８
とを有し、磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗが０．４μ
ｍ以下に設定され、前記フリー磁性層１４の少なくとも
一部がＮｉＦｅ合金からなり、そのＮｉ濃度ＣNi（原子
％）が７０．２％≦ＣNi≦８９．９％の範囲に設定され
てなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、固定磁性層（ピン
（Pinned）磁性層）の固定磁化方向と外部磁界の影響を
受けるフリー（Free）磁性層の磁化方向との関係で電気
抵抗が変化するスピンバルブ型薄膜磁気素子および、こ
のスピンバルブ型薄膜磁気素子を備えた薄膜磁気ヘッド
に関し、特に、狭トラック化に対応して、出力の向上と
スタビリティの向上とを図り、バルクハウゼンノイズ発
生の低減等、素子の安定性を向上させ、フリー磁性層の
磁区制御を良好に行うことができるスピンバルブ型薄膜
磁気素子に用いて好適な技術に関する。
（Pinned）磁性層）の固定磁化方向と外部磁界の影響を
受けるフリー（Free）磁性層の磁化方向との関係で電気
抵抗が変化するスピンバルブ型薄膜磁気素子および、こ
のスピンバルブ型薄膜磁気素子を備えた薄膜磁気ヘッド
に関し、特に、狭トラック化に対応して、出力の向上と
スタビリティの向上とを図り、バルクハウゼンノイズ発
生の低減等、素子の安定性を向上させ、フリー磁性層の
磁区制御を良好に行うことができるスピンバルブ型薄膜
磁気素子に用いて好適な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】スピンバルブ型薄膜素子は、巨大磁気抵
抗効果を示すＧＭＲ（Giant Magnetoresistive）素子の
一種であり、ハードディスクなどの記録媒体から記録磁
界を検出するものである。前記スピンバルブ型薄膜素子
は、ＧＭＲ素子の中で比較的構造が単純で、しかも、外
部磁界に対して抵抗変化率が高く、弱い磁界で抵抗が変
化するなどの優れた点を有している。
抗効果を示すＧＭＲ（Giant Magnetoresistive）素子の
一種であり、ハードディスクなどの記録媒体から記録磁
界を検出するものである。前記スピンバルブ型薄膜素子
は、ＧＭＲ素子の中で比較的構造が単純で、しかも、外
部磁界に対して抵抗変化率が高く、弱い磁界で抵抗が変
化するなどの優れた点を有している。
【０００３】図３５は、従来のスピンバルブ型薄膜素子
の一例を記録媒体との対向面（ＡＢＳ面）側から見た場
合の構造を示した断面図である。図３５に示すスピンバ
ルブ型薄膜素子は、反強磁性層、固定磁性層、非磁性導
電層、フリー磁性層が一層ずつ形成された、いわゆるボ
トム型のシングルスピンバルブ型薄膜素子である。この
スピンバルブ型薄膜素子では、ハードディスクなどの磁
気記録媒体の移動方向は、図示Ｚ方向であり、磁気記録
媒体からの洩れ磁界の方向は、Ｙ方向である。
の一例を記録媒体との対向面（ＡＢＳ面）側から見た場
合の構造を示した断面図である。図３５に示すスピンバ
ルブ型薄膜素子は、反強磁性層、固定磁性層、非磁性導
電層、フリー磁性層が一層ずつ形成された、いわゆるボ
トム型のシングルスピンバルブ型薄膜素子である。この
スピンバルブ型薄膜素子では、ハードディスクなどの磁
気記録媒体の移動方向は、図示Ｚ方向であり、磁気記録
媒体からの洩れ磁界の方向は、Ｙ方向である。
【０００４】図３５における従来のスピンバルブ型薄膜
素子は、基板上に、下から下地層１０６、反強磁性層１
０１、固定磁性層（ピン（Pinned）磁性層）１０２、非
磁性導電層１０３、フリー（Free）磁性層１０４、およ
び保護層１０７で構成された積層体１０９と、この積層
体１０９の両側に形成された一対のハードバイアス層１
０５，１０５と、このハードバイアス層１０５，１０５
の上に形成された一対の電極層１０８，１０８とで構成
されている。下地層１０６は、Ｔａ（タンタル）などか
らなり、反強磁性層１０１が、ＮｉＯ合金、ＦｅＭｎ合
金、ＮｉＭｎ合金などから形成されている。さらに、前
記固定磁性層１０２およびフリー磁性層１０４は、Ｃ
ｏ、ＮｉＦｅ合金などから形成され、非磁性導電層１０
３にはＣｕ（銅）膜が適応され、また、ハードバイアス
層１０５，１０５が、Ｃｏ−Ｐｔ（コバルトー白金）合
金などで形成され、電極層１０８，１０８がＴａ，Ａ
ｕ，Ｃｒ，Ｗなどで形成されている。
素子は、基板上に、下から下地層１０６、反強磁性層１
０１、固定磁性層（ピン（Pinned）磁性層）１０２、非
磁性導電層１０３、フリー（Free）磁性層１０４、およ
び保護層１０７で構成された積層体１０９と、この積層
体１０９の両側に形成された一対のハードバイアス層１
０５，１０５と、このハードバイアス層１０５，１０５
の上に形成された一対の電極層１０８，１０８とで構成
されている。下地層１０６は、Ｔａ（タンタル）などか
らなり、反強磁性層１０１が、ＮｉＯ合金、ＦｅＭｎ合
金、ＮｉＭｎ合金などから形成されている。さらに、前
記固定磁性層１０２およびフリー磁性層１０４は、Ｃ
ｏ、ＮｉＦｅ合金などから形成され、非磁性導電層１０
３にはＣｕ（銅）膜が適応され、また、ハードバイアス
層１０５，１０５が、Ｃｏ−Ｐｔ（コバルトー白金）合
金などで形成され、電極層１０８，１０８がＴａ，Ａ
ｕ，Ｃｒ，Ｗなどで形成されている。
【０００５】前記固定磁性層１０２は、前記反強磁性層
１０１に接して形成されることにより、前記固定磁性層
１０２と反強磁性層１０１との界面にて交換結合磁界
（交換異方性磁界）が発生し、前記固定磁性層１０２の
固定磁化は、例えば、図示Ｙ方向に固定されている。前
記ハードバイアス層１０５，１０５が図示Ｘ１方向に磁
化されていることで、これらハードバイアス層１０５，
１０５によって挟まれたフリー磁性層１０４の変動磁化
が図示Ｘ１方向に揃えられている。これにより、前記フ
リー磁性層１０４の変動磁化と前記固定磁性層１０２の
固定磁化とが交差する関係となっている。
１０１に接して形成されることにより、前記固定磁性層
１０２と反強磁性層１０１との界面にて交換結合磁界
（交換異方性磁界）が発生し、前記固定磁性層１０２の
固定磁化は、例えば、図示Ｙ方向に固定されている。前
記ハードバイアス層１０５，１０５が図示Ｘ１方向に磁
化されていることで、これらハードバイアス層１０５，
１０５によって挟まれたフリー磁性層１０４の変動磁化
が図示Ｘ１方向に揃えられている。これにより、前記フ
リー磁性層１０４の変動磁化と前記固定磁性層１０２の
固定磁化とが交差する関係となっている。
【０００６】このスピンバルブ型薄膜素子では、ハード
バイアス層１０５の上に形成された電極層１０８から、
固定磁性層１０２、非磁性導電層１０３、フリー（Fre
e）磁性層１０４、に検出電流（センス電流）が与えら
れる。ハードディスクなどの磁気記録媒体の移動方向
は、図示Ｚ方向であり、磁気記録媒体からの洩れ磁界が
Ｙ方向に与えられると、フリー磁性層１０４の磁化がＸ
１方向からＹ方向へ向けて変化する。このフリー磁性層
１０４内での磁化の方向の変動と、固定磁性層１０２の
固定磁化方向との関係で電気抵抗値が変化し、（これを
磁気抵抗（ＭＲ）効果という）、この電気抵抗値の変化
に基づく電圧変化により、磁気記録媒体からの漏れ磁界
が検出される。
バイアス層１０５の上に形成された電極層１０８から、
固定磁性層１０２、非磁性導電層１０３、フリー（Fre
e）磁性層１０４、に検出電流（センス電流）が与えら
れる。ハードディスクなどの磁気記録媒体の移動方向
は、図示Ｚ方向であり、磁気記録媒体からの洩れ磁界が
Ｙ方向に与えられると、フリー磁性層１０４の磁化がＸ
１方向からＹ方向へ向けて変化する。このフリー磁性層
１０４内での磁化の方向の変動と、固定磁性層１０２の
固定磁化方向との関係で電気抵抗値が変化し、（これを
磁気抵抗（ＭＲ）効果という）、この電気抵抗値の変化
に基づく電圧変化により、磁気記録媒体からの漏れ磁界
が検出される。
【０００７】このようなスピンバルブ型薄膜素子におい
ては、フリー磁性層１０４の変動磁化が、このフリー磁
性層１０４の両側のハードバイアス層１０５，１０５に
よりしっかりと固定されたタイプ（abutted junction t
ype）とされており、フリー磁性層１０４の磁化の安定
性が高い。通常、フリー磁性層１０４は、その両側に形
成されトラック幅方向に磁化されたハードバイアス層１
０５の影響を受けて、前記フリー磁性層１０４の磁化が
トラック幅方向に揃えられる。しかし、前記ハードバイ
アス層１０５の影響は、フリー磁性層１０４の両端部が
最も大きく、フリー磁性層１０４の中央部に近づくほ
ど、すなわち前記ハードバイアス層１０５から距離的に
離れるほど小さくなる。
ては、フリー磁性層１０４の変動磁化が、このフリー磁
性層１０４の両側のハードバイアス層１０５，１０５に
よりしっかりと固定されたタイプ（abutted junction t
ype）とされており、フリー磁性層１０４の磁化の安定
性が高い。通常、フリー磁性層１０４は、その両側に形
成されトラック幅方向に磁化されたハードバイアス層１
０５の影響を受けて、前記フリー磁性層１０４の磁化が
トラック幅方向に揃えられる。しかし、前記ハードバイ
アス層１０５の影響は、フリー磁性層１０４の両端部が
最も大きく、フリー磁性層１０４の中央部に近づくほ
ど、すなわち前記ハードバイアス層１０５から距離的に
離れるほど小さくなる。
【０００８】図３６，図３７は、図３５に示すスピンバ
ルブ型薄膜磁気ヘッドのトラック幅方向における出力分
布を示す模式グラフである。ここで、スピンバルブ型薄
膜素子の再生出力は、再生トラック幅方向（図３５に示
すＸ１方向）にある分布を有しており、積層体１０９の
中央部分が、実質的に磁気記録媒体からの記録磁界の再
生に寄与し、磁気抵抗効果を発揮する程度に再生出力の
高い感度領域１０９ａであり、再生トラック幅Ｔｗに対
応している。そして、積層体１０９における感度領域１
０９ａの両側に位置する部分は、図３６に示すように、
実質的に磁気記録媒体からの記録磁界の再生に寄与しな
い程度に再生出力の低い不感領域１０９ｂ，１０９ｂと
なっている。この積層体に占める感度領域１０９ａおよ
び不感領域１０９ｂは、後述するマイクロトラックプロ
ファイル法によって測定される。
ルブ型薄膜磁気ヘッドのトラック幅方向における出力分
布を示す模式グラフである。ここで、スピンバルブ型薄
膜素子の再生出力は、再生トラック幅方向（図３５に示
すＸ１方向）にある分布を有しており、積層体１０９の
中央部分が、実質的に磁気記録媒体からの記録磁界の再
生に寄与し、磁気抵抗効果を発揮する程度に再生出力の
高い感度領域１０９ａであり、再生トラック幅Ｔｗに対
応している。そして、積層体１０９における感度領域１
０９ａの両側に位置する部分は、図３６に示すように、
実質的に磁気記録媒体からの記録磁界の再生に寄与しな
い程度に再生出力の低い不感領域１０９ｂ，１０９ｂと
なっている。この積層体に占める感度領域１０９ａおよ
び不感領域１０９ｂは、後述するマイクロトラックプロ
ファイル法によって測定される。
【０００９】このようなスピンバルブ型薄膜素子におい
ては、その出力のインスタビリティが小さいほうが好ま
しい。そして、メディアへの磁気記録に際して、記録密
度の向上への要求が存在し、これに伴って、スピンバル
ブ型薄膜素子では、再生トラック幅が１μｍ以下、さら
に０．５μｍ程度以下、特に０．４μｍ以下への狭トラ
ック化と、同時に出力の低下防止という強い要求があっ
た。
ては、その出力のインスタビリティが小さいほうが好ま
しい。そして、メディアへの磁気記録に際して、記録密
度の向上への要求が存在し、これに伴って、スピンバル
ブ型薄膜素子では、再生トラック幅が１μｍ以下、さら
に０．５μｍ程度以下、特に０．４μｍ以下への狭トラ
ック化と、同時に出力の低下防止という強い要求があっ
た。
【００１０】しかし、このタイプ（abutted junction t
ype ）のようなスピンバルブ型薄膜素子において、トラ
ック幅を狭く設定した場合には、再生出力そのものが低
下してしまうという問題があった。というのも、上記の
ようなトラック幅方向の再生出力分布は、感度領域１０
９ａに対応するフリー磁性層１０４中央部分の感度領域
１０４ａに比べて、ハードバイアス層１０５に近い部分
の不感領域１０４ｂの方が、ハードバイアス層１０５，
１０５に近い分だけ、このハードバイアス層１０５から
の磁界が強く、その分フリー磁性層１０４の変動磁化に
対する固定が強固に固定されていることに起因する。つ
まり、前記ハードバイアス層１０５の影響が、フリー磁
性層１０４の両端部が最も大きく、フリー磁性層１０４
の中央部に近づくほど、すなわち前記ハードバイアス層
１０５から距離的に離れるほど小さくなるため、不感領
域１０４ｂ，１０４ｂができると考えられる。ここで、
不感領域１０４ｂ，１０４ｂは、あくまで、ハードバイ
アス層１０５からの磁界によってフリー磁性層１０４の
変動磁化の回転が鈍くなっている部分を指すものであ
り、物理的トラック幅と光学トラック幅寸法との差とは
異なるものである。このため、不感領域１０４ｂのトラ
ック幅方向長さ寸法は、スピンバルブ型薄膜素子のトラ
ック幅方向寸法に依存しないため、狭トラック化を図っ
て積層体１０９全体のトラック幅寸法を小さく設定した
場合にも、不感領域１０４ｂ，１０４ｂのトラック幅方
向寸法は変化せず、狭くならない。
ype ）のようなスピンバルブ型薄膜素子において、トラ
ック幅を狭く設定した場合には、再生出力そのものが低
下してしまうという問題があった。というのも、上記の
ようなトラック幅方向の再生出力分布は、感度領域１０
９ａに対応するフリー磁性層１０４中央部分の感度領域
１０４ａに比べて、ハードバイアス層１０５に近い部分
の不感領域１０４ｂの方が、ハードバイアス層１０５，
１０５に近い分だけ、このハードバイアス層１０５から
の磁界が強く、その分フリー磁性層１０４の変動磁化に
対する固定が強固に固定されていることに起因する。つ
まり、前記ハードバイアス層１０５の影響が、フリー磁
性層１０４の両端部が最も大きく、フリー磁性層１０４
の中央部に近づくほど、すなわち前記ハードバイアス層
１０５から距離的に離れるほど小さくなるため、不感領
域１０４ｂ，１０４ｂができると考えられる。ここで、
不感領域１０４ｂ，１０４ｂは、あくまで、ハードバイ
アス層１０５からの磁界によってフリー磁性層１０４の
変動磁化の回転が鈍くなっている部分を指すものであ
り、物理的トラック幅と光学トラック幅寸法との差とは
異なるものである。このため、不感領域１０４ｂのトラ
ック幅方向長さ寸法は、スピンバルブ型薄膜素子のトラ
ック幅方向寸法に依存しないため、狭トラック化を図っ
て積層体１０９全体のトラック幅寸法を小さく設定した
場合にも、不感領域１０４ｂ，１０４ｂのトラック幅方
向寸法は変化せず、狭くならない。
【００１１】したがって、狭トラック化を図りトラック
幅寸法を狭く設定した場合には、結果的に、あたかも感
度領域１０４ａが減少したようになり、両脇の不感領域
１０４ｂ，１０４ｂに対応する再出力分布曲線がトラッ
ク幅方向中心に移動してしまう。特に、一層の狭トラッ
ク化を図り、再生トラック幅寸法を０．４μｍ以下程度
に設定した場合には、あたかも感度領域１０４ａが無く
なってトラック幅方向全体が、不感領域１０４ｂになっ
たようになり、図３７に示すように、スピンバルブ型薄
膜素子全体としての再生出力つまり再生出力の最大値そ
のものが減少してしまうという問題があった。
幅寸法を狭く設定した場合には、結果的に、あたかも感
度領域１０４ａが減少したようになり、両脇の不感領域
１０４ｂ，１０４ｂに対応する再出力分布曲線がトラッ
ク幅方向中心に移動してしまう。特に、一層の狭トラッ
ク化を図り、再生トラック幅寸法を０．４μｍ以下程度
に設定した場合には、あたかも感度領域１０４ａが無く
なってトラック幅方向全体が、不感領域１０４ｂになっ
たようになり、図３７に示すように、スピンバルブ型薄
膜素子全体としての再生出力つまり再生出力の最大値そ
のものが減少してしまうという問題があった。
【００１２】一方、金属膜の多層構造であるスピンバル
ブ型薄膜素子は、その上下、およびハイト奥側の側面
が、絶縁膜（ギャップ膜）により覆われ、前記ハイト側
の逆側（すなわちＡＢＳ面側；正面側）の面が外部に露
出した構造となっており、前記スピンバルブ型薄膜素子
におけるフリー磁性層の中央付近には、ハイト方向に引
っ張り応力が働いている。
ブ型薄膜素子は、その上下、およびハイト奥側の側面
が、絶縁膜（ギャップ膜）により覆われ、前記ハイト側
の逆側（すなわちＡＢＳ面側；正面側）の面が外部に露
出した構造となっており、前記スピンバルブ型薄膜素子
におけるフリー磁性層の中央付近には、ハイト方向に引
っ張り応力が働いている。
【００１３】したがって、再生トラック幅寸法を１μｍ
程度以上程度に設定した場合には、前述したように、前
記ハードバイアス層１０５の影響が、フリー磁性層１０
４の両端部が最も大きく、フリー磁性層１０４の中央部
に近づくほど小さくなるため、特に、フリー磁性層１０
４の中央付近では、前記フリー磁性層１０４に加わる応
力と磁歪とで求めることができる逆磁歪効果による一軸
磁気異方性磁界の影響が、大きくなっている。前述した
ように、フリー磁性層１０４の中央部付近には、ハイト
方向に引っ張り応力が働いているため、前記フリー磁性
層１０４の磁歪が正の値で、しかもその値が大きくなる
ほど、逆磁歪効果によるハイト方向への磁化回転容易性
は大きくなり、ハイト方向が磁化容易軸方向となってし
まう。このような状態であると、フリー磁性層の中央付
近における磁化は、ハイト方向に向きやすく、バルクハ
ウゼンノイズが発生しやすくなるといった問題が起こ
る。
程度以上程度に設定した場合には、前述したように、前
記ハードバイアス層１０５の影響が、フリー磁性層１０
４の両端部が最も大きく、フリー磁性層１０４の中央部
に近づくほど小さくなるため、特に、フリー磁性層１０
４の中央付近では、前記フリー磁性層１０４に加わる応
力と磁歪とで求めることができる逆磁歪効果による一軸
磁気異方性磁界の影響が、大きくなっている。前述した
ように、フリー磁性層１０４の中央部付近には、ハイト
方向に引っ張り応力が働いているため、前記フリー磁性
層１０４の磁歪が正の値で、しかもその値が大きくなる
ほど、逆磁歪効果によるハイト方向への磁化回転容易性
は大きくなり、ハイト方向が磁化容易軸方向となってし
まう。このような状態であると、フリー磁性層の中央付
近における磁化は、ハイト方向に向きやすく、バルクハ
ウゼンノイズが発生しやすくなるといった問題が起こ
る。
【００１４】言い換えると、フリー磁性層１０４に磁歪
が発生していると、磁気履歴ヒステリシスが発生する可
能性があり、図３８に示すように、フリー磁性層１０４
内に、あたかも、磁壁１０４ｃ，１０４ｃができたよう
に、単磁区化が妨げられ、磁化の不均一が発生し、スピ
ンバルブ型薄膜素子において、磁気記録媒体からの信号
の処理が不正確になる不安定性（instability）の原因
となるバルクハイゼンノイズ等が発生しやすくなるとい
う可能性があった。例えば、ヒステリシスが発生した場
合には、図３９に示すヒステリシスのない場合の再生波
形に対して、図４０に示すように、ベースラインシフト
（Baselineshift )が出て、再生波形がシンメトリー
（対称形）にならない。ここで、図３９、図４０は、ス
ピンバルブ型薄膜素子の出力波形を示すグラフである。
したがって、スピンバルブ型薄膜素子において、磁歪に
よって生じる影響を低減しようとしていた。
が発生していると、磁気履歴ヒステリシスが発生する可
能性があり、図３８に示すように、フリー磁性層１０４
内に、あたかも、磁壁１０４ｃ，１０４ｃができたよう
に、単磁区化が妨げられ、磁化の不均一が発生し、スピ
ンバルブ型薄膜素子において、磁気記録媒体からの信号
の処理が不正確になる不安定性（instability）の原因
となるバルクハイゼンノイズ等が発生しやすくなるとい
う可能性があった。例えば、ヒステリシスが発生した場
合には、図３９に示すヒステリシスのない場合の再生波
形に対して、図４０に示すように、ベースラインシフト
（Baselineshift )が出て、再生波形がシンメトリー
（対称形）にならない。ここで、図３９、図４０は、ス
ピンバルブ型薄膜素子の出力波形を示すグラフである。
したがって、スピンバルブ型薄膜素子において、磁歪に
よって生じる影響を低減しようとしていた。
【００１５】さらに、根本的に、スピンバルブ型薄膜素
子におけ狭トラック化を図るとともに、より一層の出力
特性の向上、および、感度の向上を図りたいという要求
が存在していた。
子におけ狭トラック化を図るとともに、より一層の出力
特性の向上、および、感度の向上を図りたいという要求
が存在していた。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の事情
に鑑みてなされたもので、以下の目的を達成しようとす
るものである。 スピンバルブ型薄膜素子において狭トラック化に対
応し出力特性の向上を図ること。 再生波形の安定性（stability）の向上を図ること。 磁歪のコントロールを図ること。 上記のようなスピンバルブ型薄膜素子を備えた薄膜
磁気ヘッドを提供すること。
に鑑みてなされたもので、以下の目的を達成しようとす
るものである。 スピンバルブ型薄膜素子において狭トラック化に対
応し出力特性の向上を図ること。 再生波形の安定性（stability）の向上を図ること。 磁歪のコントロールを図ること。 上記のようなスピンバルブ型薄膜素子を備えた薄膜
磁気ヘッドを提供すること。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明のスピンバルブ型
薄膜素子は、基板上に、反強磁性層と、この反強磁性層
と接して形成され、前記反強磁性層との交換結合磁界に
より磁化方向が固定される固定磁性層と、前記固定磁性
層に非磁性導電層を介して形成され、前記固定磁性層の
磁化方向と交差する方向へ磁化方向が揃えられたフリー
磁性層と、前記フリー磁性層の磁化方向を前記固定磁性
層の磁化方向と交差する方向へ揃えるためのハードバイ
アス層と、前記固定磁性層，前記非磁性導電層，前記フ
リー磁性層付近に検出電流を与える一対の電極層とを有
し、磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗが０．４μｍ以下
に設定されるとともに、前記フリー磁性層の少なくとも
一部がＮｉＦｅ合金からなり、該ＮｉＦｅ合金のＮｉ濃
度ＣNi（原子％）が、７０．２％≦ＣNi≦８９．９％の
範囲に設定されてなることにより上記課題を解決した。
本発明において、前記磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ
（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくとも一部を構成
するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）と
が、添付図面図１に各点（Ｔｗ，ＣNi）で示すように、
点Ａ1 （０．４，８９．９），点Ｂ1 （０．３５，８
９），点Ｃ1 （０．３，８７．７），点Ｄ1 （０．２
５，８６．５），点Ｅ1 （０．２２，８４．９），点Ｆ
1 （０．２０，８３），点Ｇ1 （０．１９，８２．
５），点Ｈ1 （０．１８，８１），点Ｉ1 （０．１７，
８０．５），点Ｊ1 （０．１５，７７．３），点Ｋ1
（０．１３，７６．８），点Ｌ1 （０．１，７５），点
Ｍ1 （０．１，７０．２），点Ｎ1 （０．１３，７０．
２），点Ｏ1 （０．１５，７０．２），点Ｐ 1 （０．１
７，７０．２），点Ｑ1 （０．１８，７０．２），点Ｒ
1 （０．１９，７０．２），点Ｓ1 （０．２０，７０．
２），点Ｔ1 （０．２２，７０．２），点Ｕ1 （０．２
５，７１．５），点Ｖ1 （０．３，７３．６），点Ｗ1
（０．３５，７５．６），点Ｘ1 （０．４，７７．３）
で囲まれる範囲内の値に設定されることが好ましい。さ
らに本発明において、前記磁気再生トラック幅方向寸法
Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくとも一部を
構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）
とが、添付図面図２に各点（Ｔｗ，ＣNi）で示すよう
に、点Ａ2 （０．４，８３．７），点Ｂ2 （０．３５，
８３．９），点Ｃ2 （０．３，８３．５），点Ｄ2
（０．２５，８３），点Ｅ2 （０．２２，８２．９），
点Ｆ2 （０．２０，８１．５），点Ｇ2 （０．１９，８
１），点Ｈ2 （０．１８，８０），点Ｊ2 （０．１５，
７８．４），点Ｋ2 （０．１３，７６．５），点Ｌ2
（０．１，７５），点Ｍ2 （０．１，７０．６），点Ｎ
2 （０．１３，７０．６），点Ｏ2 （０．１５，７０．
６），点Ｑ2 （０．１８，７１．７），点Ｒ 2 （０．１
９，７２），点Ｓ2 （０．２０，７２．５），点Ｔ2
（０．２２，７３．６），点Ｕ2 （０．２５，７４），
点Ｖ2 （０．３，７５．６），点Ｗ2 （０．３５，７
６．５），点Ｘ2 （０．４，７７．３）で囲まれる範囲
内の値に設定されることが好ましい。さらに本発明にお
いて、前記磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）
と、前記フリー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉ
Ｆｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）とが、添付図
面図３に各点（Ｔｗ，ＣNi）で示すように、点Ｂ1
（０．３５，８９），点Ｃ1 （０．３，８７．７），点
Ｄ1 （０．２５，８６．５），点Ｅ1 （０．２２，８
４．９），点Ｆ1 （０．２０，８３），点Ｇ1 （０．１
９，８２．５），点Ｈ1 （０．１８，８１），点Ｉ1
（０．１７，８０．５），点Ｊ1 （０．１５，７７．
３），点Ｋ1 （０．１３，７６．８），点Ｌ1 （０．
１，７５），点Ｍ1 （０．１，７０．２），点Ｎ1
（０．１３，７０．２），点Ｏ1 （０．１５，７０．
２），点Ｐ1 （０．１７，７０．２），点Ｑ1 （０．１
８，７０．２），点Ｒ1 （０．１９，７０．２），点Ｓ
1 （０．２０，７０．２），点Ｔ1 （０．２２，７０．
２），点Ｕ1 （０．２５，７１．５），点Ｖ1 （０．
３，７３．６），点Ｗ1 （０．３５，７５．６）で囲ま
れる範囲内の値に設定されることが好ましい。さらに本
発明において、前記磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ
（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくとも一部を構成
するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）と
が、添付図面図４に各点（Ｔｗ，ＣNi）で示すように、
点Ｂ2 （０．３５，８３．９），点Ｃ2 （０．３，８
３．５），点Ｄ2 （０．２５，８３），点Ｅ2 （０．２
２，８２．９），点Ｆ2 （０．２０，８１．５），点Ｇ
2 （０．１９，８１），点Ｈ2 （０．１８，８０），点
Ｊ2 （０．１５，７８．４），点Ｋ2 （０．１３，７
６．５），点Ｌ2 （０．１，７５），点Ｍ2（０．１，
７０．６），点Ｎ2 （０．１３，７０．６），点Ｏ2
（０．１５，７０．６），点Ｑ2 （０．１８，７１．
７），点Ｒ2 （０．１９，７２），点Ｓ2（０．２０，
７２．５），点Ｔ2 （０．２２，７３．６），点Ｕ2
（０．２５，７４），点Ｖ2 （０．３，７５．６），点
Ｗ2 （０．３５，７６．５）で囲まれる範囲内の値に設
定されることが好ましい。さらに本発明において、前記
磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリ
ー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金にお
けるＮｉ濃度ＣNiと（原子％）が、添付図面図５に各点
（Ｔｗ，ＣNi）で示すように、点Ｃ1 （０．３，８７．
７），点Ｄ1 （０．２５，８６．５），点Ｅ1 （０．２
２，８４．９），点Ｆ1 （０．２０，８３），点Ｇ1
（０．１９，８２．５），点Ｈ1 （０．１８，８１），
点Ｉ1 （０．１７，８０．５），点Ｊ1 （０．１５，７
７．３），点Ｋ1 （０．１３，７６．８），点Ｌ1
（０．１，７５），点Ｍ1 （０．１，７０．２），点Ｎ
1 （０．１３，７０．２），点Ｏ1 （０．１５，７０．
２），点Ｐ1 （０．１７，７０．２），点Ｑ1 （０．１
８，７０．２），点Ｒ1 （０．１９，７０．２），点Ｓ
1 （０．２０，７０．２），点Ｔ1 （０．２２，７０．
２），点Ｕ1 （０．２５，７１．５），点Ｖ1 （０．
３，７３．６）で囲まれる範囲内の値に設定されること
が好ましい。さらに本発明において、前記磁気再生トラ
ック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少
なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度
ＣNi（原子％）とが、添付図面図６に各点（Ｔｗ，
ＣNi）で示すように、点Ｃ2 （０．３，８３．５），点
Ｄ2 （０．２５，８３），点Ｅ2 （０．２２，８２．
９），点Ｆ2 （０．２０，８１．５），点Ｇ2 （０．１
９，８１），点Ｈ2 （０．１８，８０），点Ｊ2 （０．
１５，７８．４），点Ｋ2 （０．１３，７６．５），点
Ｌ2 （０．１，７５），点Ｍ2 （０．１，７０．６），
点Ｎ2 （０．１３，７０．６），点Ｏ2 （０．１５，７
０．６），点Ｑ2 （０．１８，７１．７），点Ｒ2
（０．１９，７２），点Ｓ2 （０．２０，７２．５），
点Ｔ2（０．２２，７３．６），点Ｕ2 （０．２５，７
４），点Ｖ2 （０．３，７５．６）で囲まれる範囲内の
値に設定されることが好ましい。さらに本発明におい
て、前記磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、
前記フリー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ
合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）とが、添付図面図
７に各点（Ｔｗ，ＣNi）で示すように、点Ｄ1 （０．２
５，８６．５），点Ｅ1 （０．２２，８４．９），点Ｆ
1 （０．２０，８３），点Ｇ1 （０．１９，８２．
５），点Ｈ1 （０．１８，８１），点Ｉ1 （０．１７，
８０．５），点Ｊ1 （０．１５，７７．３），点Ｋ1
（０．１３，７６．８），点Ｌ1 （０．１，７５），点
Ｍ1 （０．１，７０．２），点Ｎ1 （０．１３，７０．
２），点Ｏ1 （０．１５，７０．２），点Ｐ1 （０．１
７，７０．２），点Ｑ1 （０．１８，７０．２），点Ｒ
1 （０．１９，７０．２），点Ｓ1 （０．２０，７０．
２），点Ｔ1 （０．２２，７０．２），点Ｕ1 （０．２
５，７１．５）で囲まれる範囲内の値に設定されること
が好ましい。さらに本発明において、前記磁気再生トラ
ック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少
なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度
ＣNi（原子％）とが、添付図面図８に各点（Ｔｗ，
ＣNi）で示すように、点Ｄ2 （０．２５，８３），点Ｅ
2 （０．２２，８２．９），点Ｆ2 （０．２０，８１．
５），点Ｇ2 （０．１９，８１），点Ｈ2 （０．１８，
８０），点Ｊ 2 （０．１５，７８．４），点Ｋ2 （０．
１３，７６．５），点Ｌ2 （０．１，７５），点Ｍ2
（０．１，７０．６），点Ｎ2 （０．１３，７０．
６），点Ｏ2（０．１５，７０．６），点Ｑ2 （０．１
８，７１．７），点Ｒ2 （０．１９，７２），点Ｓ2
（０．２０，７２．５），点Ｔ2 （０．２２，７３．
６），点Ｕ 2 （０．２５，７４）で囲まれる範囲内の値
に設定されることが好ましい。さらに本発明において、
前記磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記
フリー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金
におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）とが、添付図面図９に
各点（Ｔｗ，ＣNi）で示すように、点Ｆ1 （０．２０，
８３），点Ｇ1 （０．１９，８２．５），点Ｈ1 （０．
１８，８１），点Ｉ1 （０．１７，８０．５），点Ｊ1
（０．１５，７７．３），点Ｋ1 （０．１３，７６．
８），点Ｌ1 （０．１，７５），点Ｍ1 （０．１，７
０．２），点Ｎ1 （０．１３，７０．２），点Ｏ1
（０．１５，７０．２），点Ｐ1 （０．１７，７０．
２），点Ｑ1 （０．１８，７０．２），点Ｒ1 （０．１
９，７０．２），点Ｓ1 （０．２０，７０．２）で囲ま
れる範囲内の値に設定されることが好ましい。さらに本
発明において、前記磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ
（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくとも一部を構成
するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）と
が、添付図面図１０に各点（Ｔｗ，ＣNi）で示すよう
に、点Ｅ2 （０．２２，８２．９），点Ｆ2 （０．２
０，８１．５），点Ｇ2 （０．１９，８１），点Ｈ2
（０．１８，８０），点Ｊ2 （０．１５，７８．４），
点Ｋ2 （０．１３，７６．５），点Ｌ2 （０．１，７
５），点Ｍ2 （０．１，７０．６），点Ｎ2 （０．１
３，７０．６），点Ｏ2 （０．１５，７０．６），点Ｑ
2 （０．１８，７１．７），点Ｒ2 （０．１９，７
２），点Ｓ2 （０．２０，７２．５），点Ｔ2 （０．２
２，７３．６）で囲まれる範囲内の値に設定されること
が好ましい。さらに本発明において、前記磁気再生トラ
ック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少
なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度
ＣNi（原子％）とが、添付図面図１１に各点（Ｔｗ，Ｃ
Ni）で示すように、点Ｇ1 （０．１９，８２．５），点
Ｈ1 （０．１８，８１），点Ｉ1 （０．１７，８０．
５），点Ｊ1 （０．１５，７７．３），点Ｋ1 （０．１
３，７６．８），点Ｌ1 （０．１，７５），点Ｍ1
（０．１，７０．２），点Ｎ1 （０．１３，７０．
２），点Ｏ1 （０．１５，７０．２），点Ｐ1 （０．１
７，７０．２），点Ｑ1 （０．１８，７０．２），点Ｒ
1 （０．１９，７０．２）で囲まれる範囲内の値に設定
されることが好ましい。さらに本発明において、前記磁
気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー
磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金におけ
るＮｉ濃度ＣNi（原子％）とが、添付図面図１２に各点
（Ｔｗ，ＣNi）で示すように、点Ｆ2 （０．２０，８
１．５），点Ｇ2 （０．１９，８１），点Ｈ2 （０．１
８，８０），点Ｊ2 （０．１５，７８．４），点Ｋ2
（０．１３，７６．５），点Ｌ2 （０．１，７５），点
Ｍ2 （０．１，７０．６），点Ｎ2 （０．１３，７０．
６），点Ｏ2 （０．１５，７０．６），点Ｑ2 （０．１
８，７１．７），点Ｒ2 （０．１９，７２），点Ｓ2
（０．２０，７２．５）で囲まれる範囲内の値に設定さ
れることが好ましい。さらに本発明において、前記磁気
再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁
性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金における
Ｎｉ濃度ＣNi（原子％）とが、添付図面図１３に各点
（Ｔｗ，ＣNi）で示すように、点Ｈ1 （０．１８，８
１），点Ｉ1 （０．１７，８０．５），点Ｊ1 （０．１
５，７７．３），点Ｋ1 （０．１３，７６．８），点Ｌ
1 （０．１，７５），点Ｍ1 （０．１，７０．２），点
Ｎ1 （０．１３，７０．２），点Ｏ1 （０．１５，７
０．２），点Ｐ1 （０．１７，７０．２），点Ｑ1
（０．１８，７０．２）で囲まれる範囲内の値に設定さ
れることが好ましい。さらに本発明において、前記磁気
再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁
性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金における
Ｎｉ濃度ＣNi（原子％）とが、添付図面図１４に各点
（Ｔｗ，ＣNi）で示すように、点Ｇ2 （０．１９，８
１），点Ｈ2 （０．１８，８０），点Ｊ2 （０．１５，
７８．４），点Ｋ2 （０．１３，７６．５），点Ｌ2
（０．１，７５），点Ｍ2（０．１，７０．６），点Ｎ2
（０．１３，７０．６），点Ｏ2 （０．１５，７０．
６），点Ｑ2 （０．１８，７１．７），点Ｒ2 （０．１
９，７２）で囲まれる範囲内の値に設定されることが好
ましい。さらに本発明において、前記磁気再生トラック
幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なく
とも一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi
（原子％）とが、添付図面図１５に各点（Ｔｗ，ＣNi）
で示すように、点Ｉ1 （０．１７，８０．５），点Ｊ1
（０．１５，７７．３），点Ｋ1 （０．１３，７６．
８），点Ｌ1 （０．１，７５），点Ｍ1 （０．１，７
０．２），点Ｎ1 （０．１３，７０．２），点Ｏ1
（０．１５，７０．２），点Ｐ1 （０．１７，７０．
２）で囲まれる範囲内の値に設定されることが好まし
い。さらに本発明において、前記磁気再生トラック幅方
向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくとも
一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原
子％）とが、添付図面図１６に各点（Ｔｗ，ＣNi）で示
すように、点Ｈ2 （０．１８，８０），点Ｊ2 （０．１
５，７８．４），点Ｋ2 （０．１３，７６．５），点Ｌ
2 （０．１，７５），点Ｍ2 （０．１，７０．６），点
Ｎ 2 （０．１３，７０．６），点Ｏ2 （０．１５，７
０．６），点Ｑ2 （０．１８，７１．７）で囲まれる範
囲内の値に設定されることが好ましい。さらに本発明に
おいて、前記磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）
と、前記フリー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉ
Ｆｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）とが、添付図
面図１７に各点（Ｔｗ，ＣNi）で示すように、点Ｊ1
（０．１５，７７．３），点Ｋ1 （０．１３，７６．
８），点Ｌ1 （０．１，７５），点Ｍ1 （０．１，７
０．２），点Ｎ1 （０．１３，７０．２），点Ｏ1
（０．１５，７０．２）で囲まれる範囲内の値に設定さ
れることが好ましい。さらに本発明において、前記磁気
再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁
性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金における
Ｎｉ濃度ＣNi（原子％）とが、添付図面図１８に各点
（Ｔｗ，ＣNi）で示すように、点Ｊ2 （０．１５，７
８．４），点Ｋ2 （０．１３，７６．５），点Ｌ2
（０．１，７５），点Ｍ2 （０．１，７０．６），点Ｎ
2 （０．１３，７０．６），点Ｏ2 （０．１５，７０．
６）で囲まれる範囲内の値に設定されることが好まし
い。さらに本発明において、前記磁気再生トラック幅方
向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくとも
一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原
子％）とが、添付図面図１９に各点（Ｔｗ，ＣNi）で示
すように、点Ｋ1 （０．１３，７６．８），点Ｌ1
（０．１，７５），点Ｍ1 （０．１，７０．２），点Ｎ
1 （０．１３，７０．２）で囲まれる範囲内の値に設定
されることが好ましい。さらに本発明において、前記磁
気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー
磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金におけ
るＮｉ濃度ＣNi（原子％）とが、添付図面図２０に各点
（Ｔｗ，ＣNi）で示すように、点Ｋ2 （０．１３，７
６．５），点Ｌ2 （０．１，７５），点Ｍ2 （０．１，
７０．６），点Ｎ2 （０．１３，７０．６）で囲まれる
範囲内の値に設定されることが好ましい。本発明の前記
基板上には、前記各層が、少なくとも前記反強磁性層、
前記固定磁性層、前記非磁性導電層、前記フリー磁性層
の順に積層されてなることが好ましい。本発明におい
て、前記反強磁性層が、Ｘ−Ｍｎ合金，Ｐｔ−Ｍｎ−
Ｘ’合金（ただし前記組成式において、ＸはＰｔ，Ｐ
ｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ、Ｏｓのなかから選択される１種
を示し、Ｘ’はＰｄ、Ｃｒ、Ｒｕ、Ｎｉ、Ｉｒ、Ｒｈ、
Ｏｓ、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｘｅ、Ｋｒのなかから
選択される１種または２種以上を示す）のいずれかから
なることができる。本発明において、前記固定磁性層と
フリー磁性層との少なくとも一方が非磁性中間層を介し
て２つに分断され、分断された層どうしで磁化の向きが
１８０゜異なるフェリ磁性状態とされていてもよい。本
発明において、前記フリー磁性層の前記再生トラック幅
方向の幅寸法と前記フリー磁性層の素子高さ方向寸法と
が略１：１〜３：２の比率に設定されてなることができ
る。本発明の薄膜磁気ヘッドにおいては、上述のスピン
バルブ型薄膜磁気素子を備えたことにより上記課題を解
決することができる。
薄膜素子は、基板上に、反強磁性層と、この反強磁性層
と接して形成され、前記反強磁性層との交換結合磁界に
より磁化方向が固定される固定磁性層と、前記固定磁性
層に非磁性導電層を介して形成され、前記固定磁性層の
磁化方向と交差する方向へ磁化方向が揃えられたフリー
磁性層と、前記フリー磁性層の磁化方向を前記固定磁性
層の磁化方向と交差する方向へ揃えるためのハードバイ
アス層と、前記固定磁性層，前記非磁性導電層，前記フ
リー磁性層付近に検出電流を与える一対の電極層とを有
し、磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗが０．４μｍ以下
に設定されるとともに、前記フリー磁性層の少なくとも
一部がＮｉＦｅ合金からなり、該ＮｉＦｅ合金のＮｉ濃
度ＣNi（原子％）が、７０．２％≦ＣNi≦８９．９％の
範囲に設定されてなることにより上記課題を解決した。
本発明において、前記磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ
（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくとも一部を構成
するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）と
が、添付図面図１に各点（Ｔｗ，ＣNi）で示すように、
点Ａ1 （０．４，８９．９），点Ｂ1 （０．３５，８
９），点Ｃ1 （０．３，８７．７），点Ｄ1 （０．２
５，８６．５），点Ｅ1 （０．２２，８４．９），点Ｆ
1 （０．２０，８３），点Ｇ1 （０．１９，８２．
５），点Ｈ1 （０．１８，８１），点Ｉ1 （０．１７，
８０．５），点Ｊ1 （０．１５，７７．３），点Ｋ1
（０．１３，７６．８），点Ｌ1 （０．１，７５），点
Ｍ1 （０．１，７０．２），点Ｎ1 （０．１３，７０．
２），点Ｏ1 （０．１５，７０．２），点Ｐ 1 （０．１
７，７０．２），点Ｑ1 （０．１８，７０．２），点Ｒ
1 （０．１９，７０．２），点Ｓ1 （０．２０，７０．
２），点Ｔ1 （０．２２，７０．２），点Ｕ1 （０．２
５，７１．５），点Ｖ1 （０．３，７３．６），点Ｗ1
（０．３５，７５．６），点Ｘ1 （０．４，７７．３）
で囲まれる範囲内の値に設定されることが好ましい。さ
らに本発明において、前記磁気再生トラック幅方向寸法
Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくとも一部を
構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）
とが、添付図面図２に各点（Ｔｗ，ＣNi）で示すよう
に、点Ａ2 （０．４，８３．７），点Ｂ2 （０．３５，
８３．９），点Ｃ2 （０．３，８３．５），点Ｄ2
（０．２５，８３），点Ｅ2 （０．２２，８２．９），
点Ｆ2 （０．２０，８１．５），点Ｇ2 （０．１９，８
１），点Ｈ2 （０．１８，８０），点Ｊ2 （０．１５，
７８．４），点Ｋ2 （０．１３，７６．５），点Ｌ2
（０．１，７５），点Ｍ2 （０．１，７０．６），点Ｎ
2 （０．１３，７０．６），点Ｏ2 （０．１５，７０．
６），点Ｑ2 （０．１８，７１．７），点Ｒ 2 （０．１
９，７２），点Ｓ2 （０．２０，７２．５），点Ｔ2
（０．２２，７３．６），点Ｕ2 （０．２５，７４），
点Ｖ2 （０．３，７５．６），点Ｗ2 （０．３５，７
６．５），点Ｘ2 （０．４，７７．３）で囲まれる範囲
内の値に設定されることが好ましい。さらに本発明にお
いて、前記磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）
と、前記フリー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉ
Ｆｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）とが、添付図
面図３に各点（Ｔｗ，ＣNi）で示すように、点Ｂ1
（０．３５，８９），点Ｃ1 （０．３，８７．７），点
Ｄ1 （０．２５，８６．５），点Ｅ1 （０．２２，８
４．９），点Ｆ1 （０．２０，８３），点Ｇ1 （０．１
９，８２．５），点Ｈ1 （０．１８，８１），点Ｉ1
（０．１７，８０．５），点Ｊ1 （０．１５，７７．
３），点Ｋ1 （０．１３，７６．８），点Ｌ1 （０．
１，７５），点Ｍ1 （０．１，７０．２），点Ｎ1
（０．１３，７０．２），点Ｏ1 （０．１５，７０．
２），点Ｐ1 （０．１７，７０．２），点Ｑ1 （０．１
８，７０．２），点Ｒ1 （０．１９，７０．２），点Ｓ
1 （０．２０，７０．２），点Ｔ1 （０．２２，７０．
２），点Ｕ1 （０．２５，７１．５），点Ｖ1 （０．
３，７３．６），点Ｗ1 （０．３５，７５．６）で囲ま
れる範囲内の値に設定されることが好ましい。さらに本
発明において、前記磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ
（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくとも一部を構成
するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）と
が、添付図面図４に各点（Ｔｗ，ＣNi）で示すように、
点Ｂ2 （０．３５，８３．９），点Ｃ2 （０．３，８
３．５），点Ｄ2 （０．２５，８３），点Ｅ2 （０．２
２，８２．９），点Ｆ2 （０．２０，８１．５），点Ｇ
2 （０．１９，８１），点Ｈ2 （０．１８，８０），点
Ｊ2 （０．１５，７８．４），点Ｋ2 （０．１３，７
６．５），点Ｌ2 （０．１，７５），点Ｍ2（０．１，
７０．６），点Ｎ2 （０．１３，７０．６），点Ｏ2
（０．１５，７０．６），点Ｑ2 （０．１８，７１．
７），点Ｒ2 （０．１９，７２），点Ｓ2（０．２０，
７２．５），点Ｔ2 （０．２２，７３．６），点Ｕ2
（０．２５，７４），点Ｖ2 （０．３，７５．６），点
Ｗ2 （０．３５，７６．５）で囲まれる範囲内の値に設
定されることが好ましい。さらに本発明において、前記
磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリ
ー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金にお
けるＮｉ濃度ＣNiと（原子％）が、添付図面図５に各点
（Ｔｗ，ＣNi）で示すように、点Ｃ1 （０．３，８７．
７），点Ｄ1 （０．２５，８６．５），点Ｅ1 （０．２
２，８４．９），点Ｆ1 （０．２０，８３），点Ｇ1
（０．１９，８２．５），点Ｈ1 （０．１８，８１），
点Ｉ1 （０．１７，８０．５），点Ｊ1 （０．１５，７
７．３），点Ｋ1 （０．１３，７６．８），点Ｌ1
（０．１，７５），点Ｍ1 （０．１，７０．２），点Ｎ
1 （０．１３，７０．２），点Ｏ1 （０．１５，７０．
２），点Ｐ1 （０．１７，７０．２），点Ｑ1 （０．１
８，７０．２），点Ｒ1 （０．１９，７０．２），点Ｓ
1 （０．２０，７０．２），点Ｔ1 （０．２２，７０．
２），点Ｕ1 （０．２５，７１．５），点Ｖ1 （０．
３，７３．６）で囲まれる範囲内の値に設定されること
が好ましい。さらに本発明において、前記磁気再生トラ
ック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少
なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度
ＣNi（原子％）とが、添付図面図６に各点（Ｔｗ，
ＣNi）で示すように、点Ｃ2 （０．３，８３．５），点
Ｄ2 （０．２５，８３），点Ｅ2 （０．２２，８２．
９），点Ｆ2 （０．２０，８１．５），点Ｇ2 （０．１
９，８１），点Ｈ2 （０．１８，８０），点Ｊ2 （０．
１５，７８．４），点Ｋ2 （０．１３，７６．５），点
Ｌ2 （０．１，７５），点Ｍ2 （０．１，７０．６），
点Ｎ2 （０．１３，７０．６），点Ｏ2 （０．１５，７
０．６），点Ｑ2 （０．１８，７１．７），点Ｒ2
（０．１９，７２），点Ｓ2 （０．２０，７２．５），
点Ｔ2（０．２２，７３．６），点Ｕ2 （０．２５，７
４），点Ｖ2 （０．３，７５．６）で囲まれる範囲内の
値に設定されることが好ましい。さらに本発明におい
て、前記磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、
前記フリー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ
合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）とが、添付図面図
７に各点（Ｔｗ，ＣNi）で示すように、点Ｄ1 （０．２
５，８６．５），点Ｅ1 （０．２２，８４．９），点Ｆ
1 （０．２０，８３），点Ｇ1 （０．１９，８２．
５），点Ｈ1 （０．１８，８１），点Ｉ1 （０．１７，
８０．５），点Ｊ1 （０．１５，７７．３），点Ｋ1
（０．１３，７６．８），点Ｌ1 （０．１，７５），点
Ｍ1 （０．１，７０．２），点Ｎ1 （０．１３，７０．
２），点Ｏ1 （０．１５，７０．２），点Ｐ1 （０．１
７，７０．２），点Ｑ1 （０．１８，７０．２），点Ｒ
1 （０．１９，７０．２），点Ｓ1 （０．２０，７０．
２），点Ｔ1 （０．２２，７０．２），点Ｕ1 （０．２
５，７１．５）で囲まれる範囲内の値に設定されること
が好ましい。さらに本発明において、前記磁気再生トラ
ック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少
なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度
ＣNi（原子％）とが、添付図面図８に各点（Ｔｗ，
ＣNi）で示すように、点Ｄ2 （０．２５，８３），点Ｅ
2 （０．２２，８２．９），点Ｆ2 （０．２０，８１．
５），点Ｇ2 （０．１９，８１），点Ｈ2 （０．１８，
８０），点Ｊ 2 （０．１５，７８．４），点Ｋ2 （０．
１３，７６．５），点Ｌ2 （０．１，７５），点Ｍ2
（０．１，７０．６），点Ｎ2 （０．１３，７０．
６），点Ｏ2（０．１５，７０．６），点Ｑ2 （０．１
８，７１．７），点Ｒ2 （０．１９，７２），点Ｓ2
（０．２０，７２．５），点Ｔ2 （０．２２，７３．
６），点Ｕ 2 （０．２５，７４）で囲まれる範囲内の値
に設定されることが好ましい。さらに本発明において、
前記磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記
フリー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金
におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）とが、添付図面図９に
各点（Ｔｗ，ＣNi）で示すように、点Ｆ1 （０．２０，
８３），点Ｇ1 （０．１９，８２．５），点Ｈ1 （０．
１８，８１），点Ｉ1 （０．１７，８０．５），点Ｊ1
（０．１５，７７．３），点Ｋ1 （０．１３，７６．
８），点Ｌ1 （０．１，７５），点Ｍ1 （０．１，７
０．２），点Ｎ1 （０．１３，７０．２），点Ｏ1
（０．１５，７０．２），点Ｐ1 （０．１７，７０．
２），点Ｑ1 （０．１８，７０．２），点Ｒ1 （０．１
９，７０．２），点Ｓ1 （０．２０，７０．２）で囲ま
れる範囲内の値に設定されることが好ましい。さらに本
発明において、前記磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ
（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくとも一部を構成
するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）と
が、添付図面図１０に各点（Ｔｗ，ＣNi）で示すよう
に、点Ｅ2 （０．２２，８２．９），点Ｆ2 （０．２
０，８１．５），点Ｇ2 （０．１９，８１），点Ｈ2
（０．１８，８０），点Ｊ2 （０．１５，７８．４），
点Ｋ2 （０．１３，７６．５），点Ｌ2 （０．１，７
５），点Ｍ2 （０．１，７０．６），点Ｎ2 （０．１
３，７０．６），点Ｏ2 （０．１５，７０．６），点Ｑ
2 （０．１８，７１．７），点Ｒ2 （０．１９，７
２），点Ｓ2 （０．２０，７２．５），点Ｔ2 （０．２
２，７３．６）で囲まれる範囲内の値に設定されること
が好ましい。さらに本発明において、前記磁気再生トラ
ック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少
なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度
ＣNi（原子％）とが、添付図面図１１に各点（Ｔｗ，Ｃ
Ni）で示すように、点Ｇ1 （０．１９，８２．５），点
Ｈ1 （０．１８，８１），点Ｉ1 （０．１７，８０．
５），点Ｊ1 （０．１５，７７．３），点Ｋ1 （０．１
３，７６．８），点Ｌ1 （０．１，７５），点Ｍ1
（０．１，７０．２），点Ｎ1 （０．１３，７０．
２），点Ｏ1 （０．１５，７０．２），点Ｐ1 （０．１
７，７０．２），点Ｑ1 （０．１８，７０．２），点Ｒ
1 （０．１９，７０．２）で囲まれる範囲内の値に設定
されることが好ましい。さらに本発明において、前記磁
気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー
磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金におけ
るＮｉ濃度ＣNi（原子％）とが、添付図面図１２に各点
（Ｔｗ，ＣNi）で示すように、点Ｆ2 （０．２０，８
１．５），点Ｇ2 （０．１９，８１），点Ｈ2 （０．１
８，８０），点Ｊ2 （０．１５，７８．４），点Ｋ2
（０．１３，７６．５），点Ｌ2 （０．１，７５），点
Ｍ2 （０．１，７０．６），点Ｎ2 （０．１３，７０．
６），点Ｏ2 （０．１５，７０．６），点Ｑ2 （０．１
８，７１．７），点Ｒ2 （０．１９，７２），点Ｓ2
（０．２０，７２．５）で囲まれる範囲内の値に設定さ
れることが好ましい。さらに本発明において、前記磁気
再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁
性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金における
Ｎｉ濃度ＣNi（原子％）とが、添付図面図１３に各点
（Ｔｗ，ＣNi）で示すように、点Ｈ1 （０．１８，８
１），点Ｉ1 （０．１７，８０．５），点Ｊ1 （０．１
５，７７．３），点Ｋ1 （０．１３，７６．８），点Ｌ
1 （０．１，７５），点Ｍ1 （０．１，７０．２），点
Ｎ1 （０．１３，７０．２），点Ｏ1 （０．１５，７
０．２），点Ｐ1 （０．１７，７０．２），点Ｑ1
（０．１８，７０．２）で囲まれる範囲内の値に設定さ
れることが好ましい。さらに本発明において、前記磁気
再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁
性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金における
Ｎｉ濃度ＣNi（原子％）とが、添付図面図１４に各点
（Ｔｗ，ＣNi）で示すように、点Ｇ2 （０．１９，８
１），点Ｈ2 （０．１８，８０），点Ｊ2 （０．１５，
７８．４），点Ｋ2 （０．１３，７６．５），点Ｌ2
（０．１，７５），点Ｍ2（０．１，７０．６），点Ｎ2
（０．１３，７０．６），点Ｏ2 （０．１５，７０．
６），点Ｑ2 （０．１８，７１．７），点Ｒ2 （０．１
９，７２）で囲まれる範囲内の値に設定されることが好
ましい。さらに本発明において、前記磁気再生トラック
幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なく
とも一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi
（原子％）とが、添付図面図１５に各点（Ｔｗ，ＣNi）
で示すように、点Ｉ1 （０．１７，８０．５），点Ｊ1
（０．１５，７７．３），点Ｋ1 （０．１３，７６．
８），点Ｌ1 （０．１，７５），点Ｍ1 （０．１，７
０．２），点Ｎ1 （０．１３，７０．２），点Ｏ1
（０．１５，７０．２），点Ｐ1 （０．１７，７０．
２）で囲まれる範囲内の値に設定されることが好まし
い。さらに本発明において、前記磁気再生トラック幅方
向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくとも
一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原
子％）とが、添付図面図１６に各点（Ｔｗ，ＣNi）で示
すように、点Ｈ2 （０．１８，８０），点Ｊ2 （０．１
５，７８．４），点Ｋ2 （０．１３，７６．５），点Ｌ
2 （０．１，７５），点Ｍ2 （０．１，７０．６），点
Ｎ 2 （０．１３，７０．６），点Ｏ2 （０．１５，７
０．６），点Ｑ2 （０．１８，７１．７）で囲まれる範
囲内の値に設定されることが好ましい。さらに本発明に
おいて、前記磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）
と、前記フリー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉ
Ｆｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）とが、添付図
面図１７に各点（Ｔｗ，ＣNi）で示すように、点Ｊ1
（０．１５，７７．３），点Ｋ1 （０．１３，７６．
８），点Ｌ1 （０．１，７５），点Ｍ1 （０．１，７
０．２），点Ｎ1 （０．１３，７０．２），点Ｏ1
（０．１５，７０．２）で囲まれる範囲内の値に設定さ
れることが好ましい。さらに本発明において、前記磁気
再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁
性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金における
Ｎｉ濃度ＣNi（原子％）とが、添付図面図１８に各点
（Ｔｗ，ＣNi）で示すように、点Ｊ2 （０．１５，７
８．４），点Ｋ2 （０．１３，７６．５），点Ｌ2
（０．１，７５），点Ｍ2 （０．１，７０．６），点Ｎ
2 （０．１３，７０．６），点Ｏ2 （０．１５，７０．
６）で囲まれる範囲内の値に設定されることが好まし
い。さらに本発明において、前記磁気再生トラック幅方
向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくとも
一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原
子％）とが、添付図面図１９に各点（Ｔｗ，ＣNi）で示
すように、点Ｋ1 （０．１３，７６．８），点Ｌ1
（０．１，７５），点Ｍ1 （０．１，７０．２），点Ｎ
1 （０．１３，７０．２）で囲まれる範囲内の値に設定
されることが好ましい。さらに本発明において、前記磁
気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー
磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金におけ
るＮｉ濃度ＣNi（原子％）とが、添付図面図２０に各点
（Ｔｗ，ＣNi）で示すように、点Ｋ2 （０．１３，７
６．５），点Ｌ2 （０．１，７５），点Ｍ2 （０．１，
７０．６），点Ｎ2 （０．１３，７０．６）で囲まれる
範囲内の値に設定されることが好ましい。本発明の前記
基板上には、前記各層が、少なくとも前記反強磁性層、
前記固定磁性層、前記非磁性導電層、前記フリー磁性層
の順に積層されてなることが好ましい。本発明におい
て、前記反強磁性層が、Ｘ−Ｍｎ合金，Ｐｔ−Ｍｎ−
Ｘ’合金（ただし前記組成式において、ＸはＰｔ，Ｐ
ｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ、Ｏｓのなかから選択される１種
を示し、Ｘ’はＰｄ、Ｃｒ、Ｒｕ、Ｎｉ、Ｉｒ、Ｒｈ、
Ｏｓ、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｘｅ、Ｋｒのなかから
選択される１種または２種以上を示す）のいずれかから
なることができる。本発明において、前記固定磁性層と
フリー磁性層との少なくとも一方が非磁性中間層を介し
て２つに分断され、分断された層どうしで磁化の向きが
１８０゜異なるフェリ磁性状態とされていてもよい。本
発明において、前記フリー磁性層の前記再生トラック幅
方向の幅寸法と前記フリー磁性層の素子高さ方向寸法と
が略１：１〜３：２の比率に設定されてなることができ
る。本発明の薄膜磁気ヘッドにおいては、上述のスピン
バルブ型薄膜磁気素子を備えたことにより上記課題を解
決することができる。
【００１８】通常、１μｍ程度のトラック幅を有するス
ピンバルブ型薄膜磁気素子において、例えば、反強磁性
層、固定磁性層、非磁性導電層、およびフリー磁性層、
を積層して、形成された積層体において、実際には、こ
の積層体全体が磁気抵抗効果を発揮するのではなく、そ
の中央領域のみが再生感度に優れており、実質的にこの
中央領域のみが、磁気抵抗効果を発揮する領域となって
いる。この再生感度に優れた積層体の領域を感度領域と
呼び、前記感度領域の両側であって、再生感度の悪い領
域を不感領域と呼ぶが、積層体に占める感度領域および
不感領域は、マイクロトラックプロファイル法によって
測定される。以下、マイクロトラックプロファイル法に
ついて、図４１に基づいて説明する。
ピンバルブ型薄膜磁気素子において、例えば、反強磁性
層、固定磁性層、非磁性導電層、およびフリー磁性層、
を積層して、形成された積層体において、実際には、こ
の積層体全体が磁気抵抗効果を発揮するのではなく、そ
の中央領域のみが再生感度に優れており、実質的にこの
中央領域のみが、磁気抵抗効果を発揮する領域となって
いる。この再生感度に優れた積層体の領域を感度領域と
呼び、前記感度領域の両側であって、再生感度の悪い領
域を不感領域と呼ぶが、積層体に占める感度領域および
不感領域は、マイクロトラックプロファイル法によって
測定される。以下、マイクロトラックプロファイル法に
ついて、図４１に基づいて説明する。
【００１９】図４１に示すように、磁気抵抗効果を発揮
する積層体と、その両側に形成されたハードバイアス層
と、このハードバイアス層上に形成された電極層とを有
し、かつ、磁歪の影響を無視し得る、従来のスピンバル
ブ型薄膜磁気素子を基板上に形成する。次に、光学顕微
鏡または走査型電子顕微鏡によって、積層体の上面の幅
寸法Ａを測定する。この幅寸法Ａは光学的方法によって
測定されたトラック幅Ｔｗ（以下、光学的トラック幅寸
法Ｏ−Ｔｗという）として定義され、１μｍ程度に設定
される。
する積層体と、その両側に形成されたハードバイアス層
と、このハードバイアス層上に形成された電極層とを有
し、かつ、磁歪の影響を無視し得る、従来のスピンバル
ブ型薄膜磁気素子を基板上に形成する。次に、光学顕微
鏡または走査型電子顕微鏡によって、積層体の上面の幅
寸法Ａを測定する。この幅寸法Ａは光学的方法によって
測定されたトラック幅Ｔｗ（以下、光学的トラック幅寸
法Ｏ−Ｔｗという）として定義され、１μｍ程度に設定
される。
【００２０】そして、磁気記録媒体上に、微小トラック
として、所定の信号を記録しておき、スピンバルブ型薄
膜磁気素子を、この微小トラック上でトラック幅方向に
走査させることにより、積層体の幅寸法Ａと、再生出力
との関係を測定する。あるいは、微小トラックが形成さ
れた磁気記録媒体側を、スピンバルブ型薄膜磁気素子上
にトラック幅方向に走査させて積層体の幅寸法Ａと、再
生出力との関係を測定してもよい。その測定結果の一例
が、図４１の下側に示されている。
として、所定の信号を記録しておき、スピンバルブ型薄
膜磁気素子を、この微小トラック上でトラック幅方向に
走査させることにより、積層体の幅寸法Ａと、再生出力
との関係を測定する。あるいは、微小トラックが形成さ
れた磁気記録媒体側を、スピンバルブ型薄膜磁気素子上
にトラック幅方向に走査させて積層体の幅寸法Ａと、再
生出力との関係を測定してもよい。その測定結果の一例
が、図４１の下側に示されている。
【００２１】この測定結果によると、積層体の中央付近
では、再生出力が高くなり、前記積層体の側部付近で
は、再生出力が低くなることがわかる。この結果から、
積層体の中央付近では、良好に磁気抵抗効果が発揮さ
れ、再生機能に関与するが、その両側部付近において
は、磁気抵抗効果が悪化して再生出力が低く、再生機能
が低下している。
では、再生出力が高くなり、前記積層体の側部付近で
は、再生出力が低くなることがわかる。この結果から、
積層体の中央付近では、良好に磁気抵抗効果が発揮さ
れ、再生機能に関与するが、その両側部付近において
は、磁気抵抗効果が悪化して再生出力が低く、再生機能
が低下している。
【００２２】通常、図４１に示すように、積層体上面に
おけるトラック幅寸法Ａのうち、最大再生出力に対して
５０％以上の再生出力が発生する積層体上面の幅寸法Ｂ
で形成された領域を感度領域と定義し、最大再生出力に
対して５０％以下の再生出力しか発生しない積層体上面
の幅寸法Ｃを有して形成された領域を不感領域として定
義する。ここで、不感領域は、ハードバイアス層からの
磁界によってフリー磁性層の変動磁化の回転が鈍くなっ
ている部分であり、物理的トラック幅と光学トラック幅
寸法との差とは異なるものである。
おけるトラック幅寸法Ａのうち、最大再生出力に対して
５０％以上の再生出力が発生する積層体上面の幅寸法Ｂ
で形成された領域を感度領域と定義し、最大再生出力に
対して５０％以下の再生出力しか発生しない積層体上面
の幅寸法Ｃを有して形成された領域を不感領域として定
義する。ここで、不感領域は、ハードバイアス層からの
磁界によってフリー磁性層の変動磁化の回転が鈍くなっ
ている部分であり、物理的トラック幅と光学トラック幅
寸法との差とは異なるものである。
【００２３】本発明のスピンバルブ型薄膜磁気素子にお
いては、反強磁性層と、この反強磁性層と接して形成さ
れ、前記反強磁性層との交換結合磁界により磁化方向が
固定される固定磁性層と、前記固定磁性層に非磁性導電
層を介して形成され、前記固定磁性層の磁化方向と交差
する方向へ磁化方向が揃えられたフリー磁性層とが積層
されて積層体を形成し、この積層体のトラック幅方向両
側位置に、前記フリー磁性層の磁化方向を前記固定磁性
層の磁化方向と交差する方向へ揃えるためのハードバイ
アス層と、前記フリー磁性層付近に検出電流を与える一
対の電極層とを有し、前記積層体上面において後述する
マイクロトラッププロファイル法により定義された磁気
再生トラック幅方向寸法Ｔｗが０．４μｍ以下に設定さ
れるとともに、前記フリー磁性層の少なくとも一部がＮ
ｉＦｅ合金からなり、そのＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃
度ＣNi（原子％）が７０．２％≦ＣNi≦８９．９％の範
囲に設定されてなることにより、狭トラック化によって
低下するスピンバルブ型薄膜磁気素子の再生出力を向上
することができる。
いては、反強磁性層と、この反強磁性層と接して形成さ
れ、前記反強磁性層との交換結合磁界により磁化方向が
固定される固定磁性層と、前記固定磁性層に非磁性導電
層を介して形成され、前記固定磁性層の磁化方向と交差
する方向へ磁化方向が揃えられたフリー磁性層とが積層
されて積層体を形成し、この積層体のトラック幅方向両
側位置に、前記フリー磁性層の磁化方向を前記固定磁性
層の磁化方向と交差する方向へ揃えるためのハードバイ
アス層と、前記フリー磁性層付近に検出電流を与える一
対の電極層とを有し、前記積層体上面において後述する
マイクロトラッププロファイル法により定義された磁気
再生トラック幅方向寸法Ｔｗが０．４μｍ以下に設定さ
れるとともに、前記フリー磁性層の少なくとも一部がＮ
ｉＦｅ合金からなり、そのＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃
度ＣNi（原子％）が７０．２％≦ＣNi≦８９．９％の範
囲に設定されてなることにより、狭トラック化によって
低下するスピンバルブ型薄膜磁気素子の再生出力を向上
することができる。
【００２４】スピンバルブ型薄膜素子において、トラッ
ク幅が１μｍ程度に設定された場合に比べて、トラック
幅が０．４μｍ以下に設定されている場合には、このま
までは、前述したようにスピンバルブ型薄膜磁気素子の
再生出力が低下するが、本発明では、逆磁歪効果により
再生出力の向上を図るため、フリー磁性層の組成を設定
している。
ク幅が１μｍ程度に設定された場合に比べて、トラック
幅が０．４μｍ以下に設定されている場合には、このま
までは、前述したようにスピンバルブ型薄膜磁気素子の
再生出力が低下するが、本発明では、逆磁歪効果により
再生出力の向上を図るため、フリー磁性層の組成を設定
している。
【００２５】ここで、磁歪とスピンバルブ型薄膜磁気素
子の出力との関係について説明する。
子の出力との関係について説明する。
【００２６】一般的に、平面的に成膜された膜にかかっ
ている応力というのは、その膜面内方向でほぼ等方的な
状態になっている。しかし、例えばスピンバルブ型薄膜
素子のフリー磁性層に対するＡＢＳ面のように、一部を
切断することにより一部が開放された膜においては、膜
面内における応力分布が異方的になってしまう。例え
ば、この場合、フリー磁性層内には、素子高さ方向（ス
トライプハイト方向）に引張応力が異方的にはたらくこ
とになる。ここで、磁性体、いまの場合フリー磁性層の
磁歪がゼロの場合には、フリー磁性層を磁化したときに
も磁歪が起こることはない。したがって、フリー磁性層
の磁歪によって誘導される磁気異方性は等方的になって
いる。しかし、磁歪をプラス、つまり磁化した方向に伸
びる状態に設定することで、逆磁歪効果により、作用す
る引張応力の方向に磁化が向きやすくなり、磁気異方性
が現出することになる。つまり、この引張応力の作用す
るフリー磁性層においては、前記引張応力の方向を磁化
容易軸とすることができる。したがって、フリー磁性層
の磁化変化状態はハードバイアス層からの磁界によりト
ラック幅方向に固定されているが、素子高さ方向の磁気
異方性を有することにより、そのハードバイアスの磁界
に反して（打ち勝って）、磁化容易軸方向、つまり素子
高さ方向に割と回転しやすくなる。その結果、スピンバ
ルブ型薄膜磁気素子において、フリー磁性層の変動磁化
方向が、固定磁性層の固定磁化方向に対して回転するこ
とにより発現する磁気抵抗効果による抵抗変化がおこり
やすくなるため、再生出力の増大を見込むことができ
る。
ている応力というのは、その膜面内方向でほぼ等方的な
状態になっている。しかし、例えばスピンバルブ型薄膜
素子のフリー磁性層に対するＡＢＳ面のように、一部を
切断することにより一部が開放された膜においては、膜
面内における応力分布が異方的になってしまう。例え
ば、この場合、フリー磁性層内には、素子高さ方向（ス
トライプハイト方向）に引張応力が異方的にはたらくこ
とになる。ここで、磁性体、いまの場合フリー磁性層の
磁歪がゼロの場合には、フリー磁性層を磁化したときに
も磁歪が起こることはない。したがって、フリー磁性層
の磁歪によって誘導される磁気異方性は等方的になって
いる。しかし、磁歪をプラス、つまり磁化した方向に伸
びる状態に設定することで、逆磁歪効果により、作用す
る引張応力の方向に磁化が向きやすくなり、磁気異方性
が現出することになる。つまり、この引張応力の作用す
るフリー磁性層においては、前記引張応力の方向を磁化
容易軸とすることができる。したがって、フリー磁性層
の磁化変化状態はハードバイアス層からの磁界によりト
ラック幅方向に固定されているが、素子高さ方向の磁気
異方性を有することにより、そのハードバイアスの磁界
に反して（打ち勝って）、磁化容易軸方向、つまり素子
高さ方向に割と回転しやすくなる。その結果、スピンバ
ルブ型薄膜磁気素子において、フリー磁性層の変動磁化
方向が、固定磁性層の固定磁化方向に対して回転するこ
とにより発現する磁気抵抗効果による抵抗変化がおこり
やすくなるため、再生出力の増大を見込むことができ
る。
【００２７】一方、スピンバルブ型薄膜素子において、
上記のようにトラック幅が０．４μｍ以下に設定されて
いる場合には、ハードバイアス層の影響を受けて前記フ
リー磁性層の磁化がトラック幅方向に揃えられる際に、
フリー磁性層には、前述した感度領域の生じるほど前記
ハードバイアス層から距離的に離れている部分がないた
め、トラック幅が０．４μｍより広い場合において、ト
ラック幅方向においてフリー磁性層へ前記ハードバイア
ス層からの影響が大きく変動することが防止される。従
って、上記のようにフリー磁性層を構成するＮｉＦｅ合
金におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）を設定することによ
って、フリー磁性層における素子高さ方向の磁歪λｓを
―７．０×１０-5≦λｓ≦２．０×１０-6の範囲に設定
することが可能となるとともに、トラック幅が広い場合
に比較してトラック幅方向において、フリー磁性層の変
動磁化の回転容易性が分布を有し、磁壁ができて磁区が
不安定になることを防止することができる。このため、
フリー磁性層には、トラック幅方向において、感度のば
らつく領域が形成されることがなく、フリー磁性層内に
磁壁ができて単磁区化が妨げられ、磁化の不均一が発生
し、スピンバルブ型薄膜素子において、磁気記録媒体か
らの信号の処理が不正確になる不安定性（instability
）の原因となるバルクハイゼンノイズ等が発生するこ
とを防止することができる。
上記のようにトラック幅が０．４μｍ以下に設定されて
いる場合には、ハードバイアス層の影響を受けて前記フ
リー磁性層の磁化がトラック幅方向に揃えられる際に、
フリー磁性層には、前述した感度領域の生じるほど前記
ハードバイアス層から距離的に離れている部分がないた
め、トラック幅が０．４μｍより広い場合において、ト
ラック幅方向においてフリー磁性層へ前記ハードバイア
ス層からの影響が大きく変動することが防止される。従
って、上記のようにフリー磁性層を構成するＮｉＦｅ合
金におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）を設定することによ
って、フリー磁性層における素子高さ方向の磁歪λｓを
―７．０×１０-5≦λｓ≦２．０×１０-6の範囲に設定
することが可能となるとともに、トラック幅が広い場合
に比較してトラック幅方向において、フリー磁性層の変
動磁化の回転容易性が分布を有し、磁壁ができて磁区が
不安定になることを防止することができる。このため、
フリー磁性層には、トラック幅方向において、感度のば
らつく領域が形成されることがなく、フリー磁性層内に
磁壁ができて単磁区化が妨げられ、磁化の不均一が発生
し、スピンバルブ型薄膜素子において、磁気記録媒体か
らの信号の処理が不正確になる不安定性（instability
）の原因となるバルクハイゼンノイズ等が発生するこ
とを防止することができる。
【００２８】本発明においては、磁気再生トラック幅方
向寸法Ｔｗが０．４μｍ以上に設定された場合には、前
述したように、フリー磁性層内に磁壁ができる可能性が
あるとともに、前記フリー磁性層を構成するＮｉＦｅ合
金におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）が７０．２％より小
さく設定された場合には、フリー磁性層におけるハード
バイアス層からの保磁力が４００Ａ／ｍ程度以上にな
り、フリー磁性層の軟磁気特性が低下するため好ましく
ない。また、前記フリー磁性層を構成するＮｉＦｅ合金
におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）が８９．９％より大き
く設定された場合には、スピンバルブ型薄膜磁気素子の
１０ＭＨｚ〜２０ＭＨｚ程度の低周波数帯における再生
出力が実用下限値１．２ｍＶを下まわってしまい好まし
くない。ここで、前述のように前記フリー磁性層を構成
するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）が設
定された場合において、前記フリー磁性層の磁歪λｓ
が、―７．０×１０-6より小さく設定されると、フリー
磁性層の変動磁化がハードバイアス層に必要以上に強固
に固定されてしまい、印加される外部磁界に対して、感
度好く変動磁化が回転せず、スピンバルブ型薄膜磁気素
子の１０ＭＨｚ〜２０ＭＨｚ程度の低周波数帯における
再生出力が実用下限値１．２ｍＶを下まわってしまい好
ましくない。また、磁歪λｓが２．０×１０-5以上に設
定された場合には、フリー磁性層における保磁力が４０
０Ａ／ｍ程度以上になり、フリー磁性層の軟磁気特性が
低下するため好ましくない。
向寸法Ｔｗが０．４μｍ以上に設定された場合には、前
述したように、フリー磁性層内に磁壁ができる可能性が
あるとともに、前記フリー磁性層を構成するＮｉＦｅ合
金におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）が７０．２％より小
さく設定された場合には、フリー磁性層におけるハード
バイアス層からの保磁力が４００Ａ／ｍ程度以上にな
り、フリー磁性層の軟磁気特性が低下するため好ましく
ない。また、前記フリー磁性層を構成するＮｉＦｅ合金
におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）が８９．９％より大き
く設定された場合には、スピンバルブ型薄膜磁気素子の
１０ＭＨｚ〜２０ＭＨｚ程度の低周波数帯における再生
出力が実用下限値１．２ｍＶを下まわってしまい好まし
くない。ここで、前述のように前記フリー磁性層を構成
するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）が設
定された場合において、前記フリー磁性層の磁歪λｓ
が、―７．０×１０-6より小さく設定されると、フリー
磁性層の変動磁化がハードバイアス層に必要以上に強固
に固定されてしまい、印加される外部磁界に対して、感
度好く変動磁化が回転せず、スピンバルブ型薄膜磁気素
子の１０ＭＨｚ〜２０ＭＨｚ程度の低周波数帯における
再生出力が実用下限値１．２ｍＶを下まわってしまい好
ましくない。また、磁歪λｓが２．０×１０-5以上に設
定された場合には、フリー磁性層における保磁力が４０
０Ａ／ｍ程度以上になり、フリー磁性層の軟磁気特性が
低下するため好ましくない。
【００２９】本発明において、前記磁気再生トラック幅
方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層少なくとも
一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原
子％）とが、添付図面図１に各点（Ｔｗ，ＣNi）で示す
ように、点Ａ1 （０．４，８９．９），点Ｂ1 （０．３
５，８９），点Ｃ1 （０．３，８７．７），点Ｄ1
（０．２５，８６．５），点Ｅ1 （０．２２，８４．
９），点Ｆ1 （０．２０，８３），点Ｇ1 （０．１９，
８２．５），点Ｈ1 （０．１８，８１），点Ｉ1 （０．
１７，８０．５），点Ｊ1 （０．１５，７７．３），点
Ｋ1 （０．１３，７６．８），点Ｌ1 （０．１，７
５），点Ｍ1 （０．１，７０．２），点Ｎ1 （０．１
３，７０．２），点Ｏ1 （０．１５，７０．２），点Ｐ
1 （０．１７，７０．２），点Ｑ1 （０．１８，７０．
２），点Ｒ1 （０．１９，７０．２），点Ｓ1 （０．２
０，７０．２），点Ｔ1 （０．２２，７０．２），点Ｕ
1 （０．２５，７１．５），点Ｖ1 （０．３，７３．
６），点Ｗ1 （０．３５，７５．６），点Ｘ1 （０．
４，７７．３）で囲まれる範囲内の値に設定されること
ができ、これにより、前記磁気再生トラック幅方向寸法
Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の磁歪λｓ（×１０
-6）とを、図４２に各点（Ｔｗ，λｓ）で示すように、
点ＳＡ1 （０．４，６），点ＳＢ1 （０．３５，８），
点ＳＣ1（０．３，１２．５），点ＳＤ1 （０．２５，
１８），点ＳＥ1 （０．２３，２０），点ＳＦ1 （０．
２，２０），点ＳＧ1 （０．１９，２０），点ＳＨ1
（０．１８，２０），点ＳＩ1 （０．１７，２０），点
ＳＪ1 （０．１５，２０），点ＳＫ1 （０．１，２
０），点ＳＬ1 （０．１，９），点ＳＭ1 （０．１５，
３．５），点ＳＮ1 （０．１７．２），点ＳＯ1 （０．
１８，１），点ＳＰ1 （０．１９，０），点ＳＱ1
（０．２，−０．７），点ＳＲ1 （０．２２，−２），
点ＳＳ1 （０．２５，−３），点ＳＴ1 （０．３，−
５），点ＳＵ1 （０．３５，−６．３），点ＳＶ1
（０．４，−７）で囲まれた対応する範囲内の値に設定
することが可能となる ここで、図４２，４３は、本発明における磁気再生トラ
ック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の磁
歪λｓ（×１０-6）との範囲を示す図である。上記の範
囲以外に前記磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）
と、前記フリー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉ
Ｆｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）とが設定され
た場合には、以下のような不都合があった。 磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗが、図１において点
Ａ1 ，点Ｘ1 より右側に設定された場合には、前述した
ように、フリー磁性層内に磁壁ができて不安定性（inst
ability ）の原因となるバルクハイゼンノイズ等が発生
する可能性があり好ましくない。 磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ、および、前記フリ
ー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金にお
けるＮｉ濃度ＣNiが、点Ａ1 ，点Ｂ1 ，点Ｃ1 ，点Ｄ
1 ，点Ｅ1 ，点Ｆ1 ，点Ｇ1 ，点Ｈ1 ，点Ｉ1 ，点Ｊ
1 ，点Ｋ1 ，点Ｌ1 より上側に設定された場合には、フ
リー磁性層の変動磁化がハードバイアス層に必要以上に
強固に固定されてしまい、印加される外部磁界に対し
て、感度好く変動磁化が回転せず、スピンバルブ型薄膜
磁気素子１０ＭＨｚ〜２０ＭＨｚ程度の低周波数帯にお
ける再生出力が実用下限値１．２ｍＶを下まわってしま
い好ましくない。 前記フリー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉ
Ｆｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNiが、点Ｍ1 ，点Ｎ1 ，点
Ｏ1 ，点Ｐ1 ，点Ｑ1 ，点Ｒ1 ，点Ｓ1 ，点Ｔ1より下
側に設定された場合には、フリー磁性層における保磁力
が４００Ａ／ｍ程度以上になり、フリー磁性層の軟磁気
特性が低下し、再生波形の歪みや不安定性（instabilit
y ）が増加するため好ましくない。 磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ、および、前記フリ
ー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金にお
けるＮｉ濃度ＣNi（原子％）が、点Ｔ1 ，点Ｕ1，点Ｖ1
，点Ｗ1 ，点Ｘ1 より下側に設定された場合には、ス
ピンバルブ型薄膜磁気素子の１０ＭＨｚ〜２０ＭＨｚ程
度の低周波数帯における再生出力が実用上限値約２．０
ｍＶを上まわってしまい、再生波形の不安定性（instab
ility ）が増加する可能性があり、好ましくない。ここ
で、本発明のように磁歪を大きくしても出力が得られに
くいため、ハードバイアス層によりフリー磁性層の磁化
方向を揃えるハードバイアス方式そのものが使える可能
性が低い。このため、本発明においては、トラック幅の
範囲を１μｍ以上に規定している。
方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層少なくとも
一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原
子％）とが、添付図面図１に各点（Ｔｗ，ＣNi）で示す
ように、点Ａ1 （０．４，８９．９），点Ｂ1 （０．３
５，８９），点Ｃ1 （０．３，８７．７），点Ｄ1
（０．２５，８６．５），点Ｅ1 （０．２２，８４．
９），点Ｆ1 （０．２０，８３），点Ｇ1 （０．１９，
８２．５），点Ｈ1 （０．１８，８１），点Ｉ1 （０．
１７，８０．５），点Ｊ1 （０．１５，７７．３），点
Ｋ1 （０．１３，７６．８），点Ｌ1 （０．１，７
５），点Ｍ1 （０．１，７０．２），点Ｎ1 （０．１
３，７０．２），点Ｏ1 （０．１５，７０．２），点Ｐ
1 （０．１７，７０．２），点Ｑ1 （０．１８，７０．
２），点Ｒ1 （０．１９，７０．２），点Ｓ1 （０．２
０，７０．２），点Ｔ1 （０．２２，７０．２），点Ｕ
1 （０．２５，７１．５），点Ｖ1 （０．３，７３．
６），点Ｗ1 （０．３５，７５．６），点Ｘ1 （０．
４，７７．３）で囲まれる範囲内の値に設定されること
ができ、これにより、前記磁気再生トラック幅方向寸法
Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の磁歪λｓ（×１０
-6）とを、図４２に各点（Ｔｗ，λｓ）で示すように、
点ＳＡ1 （０．４，６），点ＳＢ1 （０．３５，８），
点ＳＣ1（０．３，１２．５），点ＳＤ1 （０．２５，
１８），点ＳＥ1 （０．２３，２０），点ＳＦ1 （０．
２，２０），点ＳＧ1 （０．１９，２０），点ＳＨ1
（０．１８，２０），点ＳＩ1 （０．１７，２０），点
ＳＪ1 （０．１５，２０），点ＳＫ1 （０．１，２
０），点ＳＬ1 （０．１，９），点ＳＭ1 （０．１５，
３．５），点ＳＮ1 （０．１７．２），点ＳＯ1 （０．
１８，１），点ＳＰ1 （０．１９，０），点ＳＱ1
（０．２，−０．７），点ＳＲ1 （０．２２，−２），
点ＳＳ1 （０．２５，−３），点ＳＴ1 （０．３，−
５），点ＳＵ1 （０．３５，−６．３），点ＳＶ1
（０．４，−７）で囲まれた対応する範囲内の値に設定
することが可能となる ここで、図４２，４３は、本発明における磁気再生トラ
ック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の磁
歪λｓ（×１０-6）との範囲を示す図である。上記の範
囲以外に前記磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）
と、前記フリー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉ
Ｆｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）とが設定され
た場合には、以下のような不都合があった。 磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗが、図１において点
Ａ1 ，点Ｘ1 より右側に設定された場合には、前述した
ように、フリー磁性層内に磁壁ができて不安定性（inst
ability ）の原因となるバルクハイゼンノイズ等が発生
する可能性があり好ましくない。 磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ、および、前記フリ
ー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金にお
けるＮｉ濃度ＣNiが、点Ａ1 ，点Ｂ1 ，点Ｃ1 ，点Ｄ
1 ，点Ｅ1 ，点Ｆ1 ，点Ｇ1 ，点Ｈ1 ，点Ｉ1 ，点Ｊ
1 ，点Ｋ1 ，点Ｌ1 より上側に設定された場合には、フ
リー磁性層の変動磁化がハードバイアス層に必要以上に
強固に固定されてしまい、印加される外部磁界に対し
て、感度好く変動磁化が回転せず、スピンバルブ型薄膜
磁気素子１０ＭＨｚ〜２０ＭＨｚ程度の低周波数帯にお
ける再生出力が実用下限値１．２ｍＶを下まわってしま
い好ましくない。 前記フリー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉ
Ｆｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNiが、点Ｍ1 ，点Ｎ1 ，点
Ｏ1 ，点Ｐ1 ，点Ｑ1 ，点Ｒ1 ，点Ｓ1 ，点Ｔ1より下
側に設定された場合には、フリー磁性層における保磁力
が４００Ａ／ｍ程度以上になり、フリー磁性層の軟磁気
特性が低下し、再生波形の歪みや不安定性（instabilit
y ）が増加するため好ましくない。 磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ、および、前記フリ
ー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金にお
けるＮｉ濃度ＣNi（原子％）が、点Ｔ1 ，点Ｕ1，点Ｖ1
，点Ｗ1 ，点Ｘ1 より下側に設定された場合には、ス
ピンバルブ型薄膜磁気素子の１０ＭＨｚ〜２０ＭＨｚ程
度の低周波数帯における再生出力が実用上限値約２．０
ｍＶを上まわってしまい、再生波形の不安定性（instab
ility ）が増加する可能性があり、好ましくない。ここ
で、本発明のように磁歪を大きくしても出力が得られに
くいため、ハードバイアス層によりフリー磁性層の磁化
方向を揃えるハードバイアス方式そのものが使える可能
性が低い。このため、本発明においては、トラック幅の
範囲を１μｍ以上に規定している。
【００３０】本発明において、前記磁気再生トラック幅
方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくと
も一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度Ｃ
Ni（原子％）とが、添付図面図２に各点（Ｔｗ，ＣNi）
で示すように、点Ａ2 （０．４，８３．７），点Ｂ2
（０．３５，８３．９），点Ｃ2 （０．３，８３．
５），点Ｄ2 （０．２５，８３），点Ｅ2 （０．２２，
８２．９），点Ｆ2 （０．２０，８１．５），点Ｇ2
（０．１９，８１），点Ｈ2 （０．１８，８０），点Ｊ
2 （０．１５，７８．４），点Ｋ2 （０．１３，７６．
５），点Ｌ2 （０．１，７５），点Ｍ2 （０．１，７
０．６），点Ｎ2 （０．１３，７０．６），点Ｏ2
（０．１５，７０．６），点Ｑ2 （０．１８，７１．
７），点Ｒ 2 （０．１９，７２），点Ｓ2 （０．２０，
７２．５），点Ｔ2 （０．２２，７３．６），点Ｕ2
（０．２５，７４），点Ｖ2 （０．３，７５．６），点
Ｗ2 （０．３５，７６．５），点Ｘ2 （０．４，７７．
３）で囲まれる範囲内の値に設定されることができ、こ
れにより、前記磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μ
ｍ）と、前記フリー磁性層の磁歪λｓ（×１０-6）と
が、図４３に各点（Ｔｗ，λｓ）で示すように、点ＳＡ
2 （０．４，６），点ＳＢ2 （０．３５，６），点ＳＣ
2 （０．３，７．５），点ＳＤ2 （０．２５，１０．
５），点ＳＥ2 （０．２３，１１），点ＳＦ2 （０．２
２，１２），点ＳＧ2 （０．２，１３．５），点ＳＨ2
（０．１９，１４．２），点ＳＩ2 （０．１８，１５．
１），点ＳＪ2 （０．１５，１７．５），点ＳＫ
2 （０．１，２０），点ＳＬ2 （０．１，９），点ＳＸ
2 （０．１３，５），点ＳＭ2 （０．１５，３．５），
点ＳＮ2 （０．１８，１．５），点ＳＯ2 （０．１９，
１．２），点ＳＰ2 （０．２，１），点ＳＱ2 （０．２
２，０），点ＳＲ2 （０．２３，−０．５），点ＳＳ2
（０．２５，−１），点ＳＴ2 （０．３，−１．５），
点ＳＵ2 （０．３５，−１．６），点ＳＶ2 （０．４，
−１．５）で囲まれる範囲内の値に設定されることが可
能となる。上記の範囲以外に前記磁気再生トラック幅方
向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくとも
一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原
子％）とが設定された場合には、以下のような不都合が
あった。 磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗが、図２において点
Ａ2 ，点Ｘ2 より右側に設定された場合には、前述した
ように、フリー磁性層内に磁壁ができて不安定性（inst
ability ）の原因となるバルクハイゼンノイズ等が発生
する可能性があり好ましくない。 磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ、および、前記フリ
ー磁性層少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金におけ
るのＮｉ濃度ＣNi（原子％）が、点Ａ2 ，点Ｂ2，点Ｃ2
，点Ｄ2 ，点Ｅ2 ，点Ｆ2 ，点Ｇ2 ，点Ｈ2 ，点Ｊ
2 ，点Ｋ2 ，点Ｌ2より上側に設定された場合には、フ
リー磁性層の変動磁化がハードバイアス層に必要以上に
強固に固定されてしまい、印加される外部磁界に対し
て、感度好く変動磁化が回転せず、スピンバルブ型薄膜
磁気素子１０ＭＨｚ〜２０ＭＨｚ程度の低周波数帯にお
ける再生出力が実用下限値１．２ｍＶを下まわってしま
い好ましくない。さらに、上記のような、点Ａ2 ないし
点Ｌ2 の内側に設定されることにより、トラック幅が狭
くなるにしたがって、フリー磁性層の変動磁化を安定す
るためのハードバイアス層の残留磁化×膜厚積を、再生
波形の不安定性をより確実に防止するのに必要とされる
以下に、小さくしなくてもよいため、より好ましい。 前記フリー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉ
Ｆｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）が、点Ｍ2 ，
点Ｎ2 ，点Ｏ2 より下側に設定された場合には、フリー
磁性層における保磁力が４００Ａ／ｍ程度以上になり、
フリー磁性層の軟磁気特性が低下し、再生波形の歪みや
不安定性（instability ）が増加するため好ましくな
い。 磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ、および、前記フリ
ー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金にお
けるＮｉ濃度ＣNi（原子％）が、点Ｏ2 ，点Ｑ2，点Ｒ2
，点Ｓ2 ，点Ｔ2 ，点Ｕ2 ，点Ｖ2 ，点Ｗ2 ，点Ｘ2
より下側に設定された場合には、スピンバルブ型薄膜磁
気素子の１０ＭＨｚ〜２０ＭＨｚ程度の低周波数帯にお
ける再生出力が実用上限値約２．０ｍＶを上まわってし
まい、再生波形の不安定性（instability ）が増加する
可能性があり、好ましくない。さらに、上記のような、
点Ｅ2 ないし点Ｖ2 の内側に設定されることにより、ト
ラック幅が狭くなるにしたがって、フリー磁性層の変動
磁化を安定するためのハードバイアス層の残留磁化×膜
厚積は少なくてよいため、時期的な再生トラック幅精度
の制御性の上でより好ましい。
方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくと
も一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度Ｃ
Ni（原子％）とが、添付図面図２に各点（Ｔｗ，ＣNi）
で示すように、点Ａ2 （０．４，８３．７），点Ｂ2
（０．３５，８３．９），点Ｃ2 （０．３，８３．
５），点Ｄ2 （０．２５，８３），点Ｅ2 （０．２２，
８２．９），点Ｆ2 （０．２０，８１．５），点Ｇ2
（０．１９，８１），点Ｈ2 （０．１８，８０），点Ｊ
2 （０．１５，７８．４），点Ｋ2 （０．１３，７６．
５），点Ｌ2 （０．１，７５），点Ｍ2 （０．１，７
０．６），点Ｎ2 （０．１３，７０．６），点Ｏ2
（０．１５，７０．６），点Ｑ2 （０．１８，７１．
７），点Ｒ 2 （０．１９，７２），点Ｓ2 （０．２０，
７２．５），点Ｔ2 （０．２２，７３．６），点Ｕ2
（０．２５，７４），点Ｖ2 （０．３，７５．６），点
Ｗ2 （０．３５，７６．５），点Ｘ2 （０．４，７７．
３）で囲まれる範囲内の値に設定されることができ、こ
れにより、前記磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μ
ｍ）と、前記フリー磁性層の磁歪λｓ（×１０-6）と
が、図４３に各点（Ｔｗ，λｓ）で示すように、点ＳＡ
2 （０．４，６），点ＳＢ2 （０．３５，６），点ＳＣ
2 （０．３，７．５），点ＳＤ2 （０．２５，１０．
５），点ＳＥ2 （０．２３，１１），点ＳＦ2 （０．２
２，１２），点ＳＧ2 （０．２，１３．５），点ＳＨ2
（０．１９，１４．２），点ＳＩ2 （０．１８，１５．
１），点ＳＪ2 （０．１５，１７．５），点ＳＫ
2 （０．１，２０），点ＳＬ2 （０．１，９），点ＳＸ
2 （０．１３，５），点ＳＭ2 （０．１５，３．５），
点ＳＮ2 （０．１８，１．５），点ＳＯ2 （０．１９，
１．２），点ＳＰ2 （０．２，１），点ＳＱ2 （０．２
２，０），点ＳＲ2 （０．２３，−０．５），点ＳＳ2
（０．２５，−１），点ＳＴ2 （０．３，−１．５），
点ＳＵ2 （０．３５，−１．６），点ＳＶ2 （０．４，
−１．５）で囲まれる範囲内の値に設定されることが可
能となる。上記の範囲以外に前記磁気再生トラック幅方
向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくとも
一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原
子％）とが設定された場合には、以下のような不都合が
あった。 磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗが、図２において点
Ａ2 ，点Ｘ2 より右側に設定された場合には、前述した
ように、フリー磁性層内に磁壁ができて不安定性（inst
ability ）の原因となるバルクハイゼンノイズ等が発生
する可能性があり好ましくない。 磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ、および、前記フリ
ー磁性層少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金におけ
るのＮｉ濃度ＣNi（原子％）が、点Ａ2 ，点Ｂ2，点Ｃ2
，点Ｄ2 ，点Ｅ2 ，点Ｆ2 ，点Ｇ2 ，点Ｈ2 ，点Ｊ
2 ，点Ｋ2 ，点Ｌ2より上側に設定された場合には、フ
リー磁性層の変動磁化がハードバイアス層に必要以上に
強固に固定されてしまい、印加される外部磁界に対し
て、感度好く変動磁化が回転せず、スピンバルブ型薄膜
磁気素子１０ＭＨｚ〜２０ＭＨｚ程度の低周波数帯にお
ける再生出力が実用下限値１．２ｍＶを下まわってしま
い好ましくない。さらに、上記のような、点Ａ2 ないし
点Ｌ2 の内側に設定されることにより、トラック幅が狭
くなるにしたがって、フリー磁性層の変動磁化を安定す
るためのハードバイアス層の残留磁化×膜厚積を、再生
波形の不安定性をより確実に防止するのに必要とされる
以下に、小さくしなくてもよいため、より好ましい。 前記フリー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉ
Ｆｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）が、点Ｍ2 ，
点Ｎ2 ，点Ｏ2 より下側に設定された場合には、フリー
磁性層における保磁力が４００Ａ／ｍ程度以上になり、
フリー磁性層の軟磁気特性が低下し、再生波形の歪みや
不安定性（instability ）が増加するため好ましくな
い。 磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ、および、前記フリ
ー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金にお
けるＮｉ濃度ＣNi（原子％）が、点Ｏ2 ，点Ｑ2，点Ｒ2
，点Ｓ2 ，点Ｔ2 ，点Ｕ2 ，点Ｖ2 ，点Ｗ2 ，点Ｘ2
より下側に設定された場合には、スピンバルブ型薄膜磁
気素子の１０ＭＨｚ〜２０ＭＨｚ程度の低周波数帯にお
ける再生出力が実用上限値約２．０ｍＶを上まわってし
まい、再生波形の不安定性（instability ）が増加する
可能性があり、好ましくない。さらに、上記のような、
点Ｅ2 ないし点Ｖ2 の内側に設定されることにより、ト
ラック幅が狭くなるにしたがって、フリー磁性層の変動
磁化を安定するためのハードバイアス層の残留磁化×膜
厚積は少なくてよいため、時期的な再生トラック幅精度
の制御性の上でより好ましい。
【００３１】ところでバルク固体状態のＮｉＦｅ合金膜
の磁歪はＮｉＦｅ合金膜の組成に非常に敏感であること
が一般的に知られている。また、バルク固体状態のＮｉ
Ｆｅ合金膜に非磁性原子を添加すると、非磁性原子の添
加量と、非磁性原子の種類によって、磁歪が変化するこ
とも知られている。
の磁歪はＮｉＦｅ合金膜の組成に非常に敏感であること
が一般的に知られている。また、バルク固体状態のＮｉ
Ｆｅ合金膜に非磁性原子を添加すると、非磁性原子の添
加量と、非磁性原子の種類によって、磁歪が変化するこ
とも知られている。
【００３２】スピンバルブ型薄膜磁気素子のフリー磁性
層のように、ＮｉＦｅ合金膜やＮｉＦｅ合金膜とＣｏＦ
ｅ合金膜との積層体を数十原子層の厚さに薄膜化し、そ
の上下に非磁性膜を形成すると、非磁性原子（ＴａやＣ
ｕ）とＮｉＦｅ合金膜中の強磁性原子（ＮｉやＦｅ）ど
うしが直接接するため、非磁性膜原子と直接接したＮｉ
Ｆｅ合金膜の強磁性原子の磁歪は変化することになる。
この磁歪の変化は、非磁性原子がＴａ膜である場合と、
Ｃｕ膜である場合とでは異なる。従って、トップタイプ
（top type；ＰｔＭｎ上配置型）あるいはボトムタイプ
（bottom type；ＰｔＭｎ下配置型）のスピンバルブ型
薄膜磁気素子および、デュアルタイプのスピンバルブ型
薄膜磁気素子で、それぞれフリー磁性層の磁歪を最適化
するために必要とされるフリー磁性層の少なくとも一部
を構成するＮｉＦｅ合金膜の組成範囲を設定することが
できる。
層のように、ＮｉＦｅ合金膜やＮｉＦｅ合金膜とＣｏＦ
ｅ合金膜との積層体を数十原子層の厚さに薄膜化し、そ
の上下に非磁性膜を形成すると、非磁性原子（ＴａやＣ
ｕ）とＮｉＦｅ合金膜中の強磁性原子（ＮｉやＦｅ）ど
うしが直接接するため、非磁性膜原子と直接接したＮｉ
Ｆｅ合金膜の強磁性原子の磁歪は変化することになる。
この磁歪の変化は、非磁性原子がＴａ膜である場合と、
Ｃｕ膜である場合とでは異なる。従って、トップタイプ
（top type；ＰｔＭｎ上配置型）あるいはボトムタイプ
（bottom type；ＰｔＭｎ下配置型）のスピンバルブ型
薄膜磁気素子および、デュアルタイプのスピンバルブ型
薄膜磁気素子で、それぞれフリー磁性層の磁歪を最適化
するために必要とされるフリー磁性層の少なくとも一部
を構成するＮｉＦｅ合金膜の組成範囲を設定することが
できる。
【００３３】またスピンバルブ型薄膜磁気素子に熱処理
を施すことにより、フリー磁性層のＮｉＦｅ合金膜とＴ
ａ，Ｃｕ等の非磁性膜の界面には熱拡散層が形成され、
ＮｉＦｅ合金膜中の強磁性原子は上下に配置されている
非磁性原子と、より多く接することになる。ＮｉＦｅ合
金膜と非磁性膜の熱拡散層の厚みは、熱処理の温度、熱
処理時間、非磁性膜の種類、非磁性膜が上に配置されて
いるか、下に配置されているか、には依存するが、Ｎｉ
Ｆｅ合金膜の膜厚にはほとんど依存しないため、ＮｉＦ
ｅ合金膜が薄くなるほど、ＮｉＦｅ合金膜中に占める熱
拡散層の割合が増加することになる。従って、ＮｉＦｅ
合金膜が薄くなるほど、熱拡散層の形成によって変化し
た磁歪の影響が大きくなるため、ＮｉＦｅ合金膜の膜厚
を変えると、磁歪が変化することになる。熱処理を施す
と磁歪が変化する理由も同様である。
を施すことにより、フリー磁性層のＮｉＦｅ合金膜とＴ
ａ，Ｃｕ等の非磁性膜の界面には熱拡散層が形成され、
ＮｉＦｅ合金膜中の強磁性原子は上下に配置されている
非磁性原子と、より多く接することになる。ＮｉＦｅ合
金膜と非磁性膜の熱拡散層の厚みは、熱処理の温度、熱
処理時間、非磁性膜の種類、非磁性膜が上に配置されて
いるか、下に配置されているか、には依存するが、Ｎｉ
Ｆｅ合金膜の膜厚にはほとんど依存しないため、ＮｉＦ
ｅ合金膜が薄くなるほど、ＮｉＦｅ合金膜中に占める熱
拡散層の割合が増加することになる。従って、ＮｉＦｅ
合金膜が薄くなるほど、熱拡散層の形成によって変化し
た磁歪の影響が大きくなるため、ＮｉＦｅ合金膜の膜厚
を変えると、磁歪が変化することになる。熱処理を施す
と磁歪が変化する理由も同様である。
【００３４】また、ＮｉＦｅ合金膜の膜組成、膜厚、熱
処理条件が同じでも、トップタイプあるいはボトムタイ
プのスピンバルブ型薄膜磁気素子と、デュアルタイプの
スピンバルブ型薄膜磁気素子では、ＮｉＦｅ合金膜を挟
む非磁性材料が異なるため、フリー磁性層の磁歪を最適
化するために必要とされるフリー磁性層の少なくとも一
部を構成するＮｉＦｅ合金膜の組成範囲が各々で異なる
ことになる。他方、トップタイプのスピンバルブ膜と、
ボトムタイプのスピンバルブ膜では、ＮｉＦｅ合金膜の
上下に形成される非磁性材料は同じであるが、積層順序
が逆であるので、層界面での結晶格子のミスマッチ度
（整合度）が異なり、その結果、直接接する強磁性原子
と非磁性原子の割合と接し方が異なるとともに、層界面
における熱拡散係数も異なってくるため、フリー磁性層
の磁歪を最適化するために必要とされるフリー磁性層の
少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金膜の組成範囲が
各々で異なることになる。本発明においては、このよう
な事情を考慮した上て、前記磁気記録トラック幅方向寸
法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくとも一部
を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNiとが設定
されている。
処理条件が同じでも、トップタイプあるいはボトムタイ
プのスピンバルブ型薄膜磁気素子と、デュアルタイプの
スピンバルブ型薄膜磁気素子では、ＮｉＦｅ合金膜を挟
む非磁性材料が異なるため、フリー磁性層の磁歪を最適
化するために必要とされるフリー磁性層の少なくとも一
部を構成するＮｉＦｅ合金膜の組成範囲が各々で異なる
ことになる。他方、トップタイプのスピンバルブ膜と、
ボトムタイプのスピンバルブ膜では、ＮｉＦｅ合金膜の
上下に形成される非磁性材料は同じであるが、積層順序
が逆であるので、層界面での結晶格子のミスマッチ度
（整合度）が異なり、その結果、直接接する強磁性原子
と非磁性原子の割合と接し方が異なるとともに、層界面
における熱拡散係数も異なってくるため、フリー磁性層
の磁歪を最適化するために必要とされるフリー磁性層の
少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金膜の組成範囲が
各々で異なることになる。本発明においては、このよう
な事情を考慮した上て、前記磁気記録トラック幅方向寸
法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくとも一部
を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNiとが設定
されている。
【００３５】さらに、本発明において、前記磁気再生ト
ラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の
少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃
度Ｃ Ni（原子％）とが、添付図面図３に各点（Ｔｗ，Ｃ
Ni）で示すように、点Ｂ1 （０．３５，８９），点Ｃ1
（０．３，８７．７），点Ｄ1 （０．２５，８６．
５），点Ｅ1 （０．２２，８４．９），点Ｆ1 （０．２
０，８３），点Ｇ1 （０．１９，８２．５），点Ｈ1
（０．１８，８１），点Ｉ1 （０．１７，８０．５），
点Ｊ1 （０．１５，７７．３），点Ｋ1 （０．１３，７
６．８），点Ｌ1 （０．１，７５），点Ｍ1 （０．１，
７０．２），点Ｎ1 （０．１３，７０．２），点Ｏ1
（０．１５，７０．２），点Ｐ1 （０．１７，７０．
２），点Ｑ1 （０．１８，７０．２），点Ｒ1 （０．１
９，７０．２），点Ｓ1 （０．２０，７０．２），点Ｔ
1 （０．２２，７０．２），点Ｕ1 （０．２５，７１．
５），点Ｖ1 （０．３，７３．６），点Ｗ1 （０．３
５，７５．６）で囲まれる範囲内の値に設定されること
ができ、この範囲であると、図４２において対応するト
ラック幅の範囲で規定される範囲に前記フリー磁性層の
磁歪λｓを規定することができるため、特に０．３５μ
ｍ以下の再生トラック幅の磁気ヘッドにおいて、再生波
形の歪みや不安定性（instability ）を抑制しつつ必要
な再生出力を確保する上でより好ましい。
ラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の
少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃
度Ｃ Ni（原子％）とが、添付図面図３に各点（Ｔｗ，Ｃ
Ni）で示すように、点Ｂ1 （０．３５，８９），点Ｃ1
（０．３，８７．７），点Ｄ1 （０．２５，８６．
５），点Ｅ1 （０．２２，８４．９），点Ｆ1 （０．２
０，８３），点Ｇ1 （０．１９，８２．５），点Ｈ1
（０．１８，８１），点Ｉ1 （０．１７，８０．５），
点Ｊ1 （０．１５，７７．３），点Ｋ1 （０．１３，７
６．８），点Ｌ1 （０．１，７５），点Ｍ1 （０．１，
７０．２），点Ｎ1 （０．１３，７０．２），点Ｏ1
（０．１５，７０．２），点Ｐ1 （０．１７，７０．
２），点Ｑ1 （０．１８，７０．２），点Ｒ1 （０．１
９，７０．２），点Ｓ1 （０．２０，７０．２），点Ｔ
1 （０．２２，７０．２），点Ｕ1 （０．２５，７１．
５），点Ｖ1 （０．３，７３．６），点Ｗ1 （０．３
５，７５．６）で囲まれる範囲内の値に設定されること
ができ、この範囲であると、図４２において対応するト
ラック幅の範囲で規定される範囲に前記フリー磁性層の
磁歪λｓを規定することができるため、特に０．３５μ
ｍ以下の再生トラック幅の磁気ヘッドにおいて、再生波
形の歪みや不安定性（instability ）を抑制しつつ必要
な再生出力を確保する上でより好ましい。
【００３６】本発明において、前記磁気再生トラック幅
方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくと
も一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度Ｃ
Ni（原子％）とが、添付図面図４に各点（Ｔｗ，ＣNi）
で示すように、点Ｂ2 （０．３５，８３．９），点Ｃ2
（０．３，８３．５），点Ｄ2 （０．２５，８３），点
Ｅ2 （０．２２，８２．９），点Ｆ2 （０．２０，８
１．５），点Ｇ2 （０．１９，８１），点Ｈ2 （０．１
８，８０），点Ｊ2 （０．１５，７８．４），点Ｋ2
（０．１３，７６．５），点Ｌ2 （０．１，７５），点
Ｍ2（０．１，７０．６），点Ｎ2 （０．１３，７０．
６），点Ｏ2 （０．１５，７０．６），点Ｑ2 （０．１
８，７１．７），点Ｒ2 （０．１９，７２），点Ｓ
2（０．２０，７２．５），点Ｔ2 （０．２２，７３．
６），点Ｕ2 （０．２５，７４），点Ｖ2 （０．３，７
５．６），点Ｗ2 （０．３５，７６．５）で囲まれる範
囲内の値に設定されることができ、この範囲であると、
図４３において対応するトラック幅の範囲で規定される
範囲に前記フリー磁性層の磁歪λｓを規定することがで
きるため、特に０．３５μｍ以下の再生トラック幅の磁
気ヘッドにおいて、再生波形の歪みや不安定性（instab
ility ）を更に効果的に抑制する上で好ましく、そし
て、磁気的再生トラック幅の制御性の上で好適なハード
バイアス層の残留磁化×膜厚積にハードバイアス層を設
定しつつ、必要な再生出力を確保する上でより好まし
い。
方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくと
も一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度Ｃ
Ni（原子％）とが、添付図面図４に各点（Ｔｗ，ＣNi）
で示すように、点Ｂ2 （０．３５，８３．９），点Ｃ2
（０．３，８３．５），点Ｄ2 （０．２５，８３），点
Ｅ2 （０．２２，８２．９），点Ｆ2 （０．２０，８
１．５），点Ｇ2 （０．１９，８１），点Ｈ2 （０．１
８，８０），点Ｊ2 （０．１５，７８．４），点Ｋ2
（０．１３，７６．５），点Ｌ2 （０．１，７５），点
Ｍ2（０．１，７０．６），点Ｎ2 （０．１３，７０．
６），点Ｏ2 （０．１５，７０．６），点Ｑ2 （０．１
８，７１．７），点Ｒ2 （０．１９，７２），点Ｓ
2（０．２０，７２．５），点Ｔ2 （０．２２，７３．
６），点Ｕ2 （０．２５，７４），点Ｖ2 （０．３，７
５．６），点Ｗ2 （０．３５，７６．５）で囲まれる範
囲内の値に設定されることができ、この範囲であると、
図４３において対応するトラック幅の範囲で規定される
範囲に前記フリー磁性層の磁歪λｓを規定することがで
きるため、特に０．３５μｍ以下の再生トラック幅の磁
気ヘッドにおいて、再生波形の歪みや不安定性（instab
ility ）を更に効果的に抑制する上で好ましく、そし
て、磁気的再生トラック幅の制御性の上で好適なハード
バイアス層の残留磁化×膜厚積にハードバイアス層を設
定しつつ、必要な再生出力を確保する上でより好まし
い。
【００３７】本発明において、前記磁気再生トラック幅
方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくと
も一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度Ｃ
Ni（原子％）とが、添付図面図５に各点（Ｔｗ，ＣNi）
で示すように、点Ｃ1 （０．３，８７．７），点Ｄ1
（０．２５，８６．５），点Ｅ1 （０．２２，８４．
９），点Ｆ1 （０．２０，８３），点Ｇ1 （０．１９，
８２．５），点Ｈ1 （０．１８，８１），点Ｉ1 （０．
１７，８０．５），点Ｊ1 （０．１５，７７．３），点
Ｋ1 （０．１３，７６．８），点Ｌ1 （０．１，７
５），点Ｍ1 （０．１，７０．２），点Ｎ1 （０．１
３，７０．２），点Ｏ1 （０．１５，７０．２），点Ｐ
1 （０．１７，７０．２），点Ｑ1 （０．１８，７０．
２），点Ｒ1 （０．１９，７０．２），点Ｓ1 （０．２
０，７０．２），点Ｔ1 （０．２２，７０．２），点Ｕ
1 （０．２５，７１．５），点Ｖ1 （０．３，７３．
６）で囲まれる範囲内の値に設定されることができ、こ
の範囲であると、図４２において対応するトラック幅の
範囲で規定される範囲に前記フリー磁性層の磁歪λｓを
規定することができるため、特に０．３μｍ以下の再生
トラック幅の磁気ヘッドにおいて、再生波形の歪みや不
安定性（instability ）を抑制しつつ必要な再生出力を
確保する上でより好ましい。
方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくと
も一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度Ｃ
Ni（原子％）とが、添付図面図５に各点（Ｔｗ，ＣNi）
で示すように、点Ｃ1 （０．３，８７．７），点Ｄ1
（０．２５，８６．５），点Ｅ1 （０．２２，８４．
９），点Ｆ1 （０．２０，８３），点Ｇ1 （０．１９，
８２．５），点Ｈ1 （０．１８，８１），点Ｉ1 （０．
１７，８０．５），点Ｊ1 （０．１５，７７．３），点
Ｋ1 （０．１３，７６．８），点Ｌ1 （０．１，７
５），点Ｍ1 （０．１，７０．２），点Ｎ1 （０．１
３，７０．２），点Ｏ1 （０．１５，７０．２），点Ｐ
1 （０．１７，７０．２），点Ｑ1 （０．１８，７０．
２），点Ｒ1 （０．１９，７０．２），点Ｓ1 （０．２
０，７０．２），点Ｔ1 （０．２２，７０．２），点Ｕ
1 （０．２５，７１．５），点Ｖ1 （０．３，７３．
６）で囲まれる範囲内の値に設定されることができ、こ
の範囲であると、図４２において対応するトラック幅の
範囲で規定される範囲に前記フリー磁性層の磁歪λｓを
規定することができるため、特に０．３μｍ以下の再生
トラック幅の磁気ヘッドにおいて、再生波形の歪みや不
安定性（instability ）を抑制しつつ必要な再生出力を
確保する上でより好ましい。
【００３８】本発明において、前記磁気再生トラック幅
方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくと
も一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度Ｃ
Ni（原子％）とが、添付図面図６に各点（Ｔｗ，ＣNi）
で示すように、点Ｃ2 （０．３，８３．５），点Ｄ2
（０．２５，８３），点Ｅ2 （０．２２，８２．９），
点Ｆ2 （０．２０，８１．５），点Ｇ2 （０．１９，８
１），点Ｈ2 （０．１８，８０），点Ｊ2 （０．１５，
７８．４），点Ｋ2 （０．１３，７６．５），点Ｌ2
（０．１，７５），点Ｍ2 （０．１，７０．６），点Ｎ
2 （０．１３，７０．６），点Ｏ2 （０．１５，７０．
６），点Ｑ2 （０．１８，７１．７），点Ｒ2 （０．１
９，７２），点Ｓ2 （０．２０，７２．５），点Ｔ
2（０．２２，７３．６），点Ｕ2 （０．２５，７
４），点Ｖ2 （０．３，７５．６）で囲まれる範囲内の
値に設定されることができ、この範囲であると、図４３
において対応するトラック幅の範囲で規定される範囲に
前記フリー磁性層の素子高さ方向の磁歪λｓを規定する
ことができるため、特に０．３μｍ以下の再生トラック
幅の磁気ヘッドにおいて、再生波形の歪みや不安定性
（instability ）を更に効果的に抑制する上で好まし
く、そして、磁気的再生トラック幅の制御の上で好適な
ハードバイアス層の残留磁化×膜厚積にハードバイアス
層を設定しつつ、必要な再生出力を確保する上でより好
ましい。
方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくと
も一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度Ｃ
Ni（原子％）とが、添付図面図６に各点（Ｔｗ，ＣNi）
で示すように、点Ｃ2 （０．３，８３．５），点Ｄ2
（０．２５，８３），点Ｅ2 （０．２２，８２．９），
点Ｆ2 （０．２０，８１．５），点Ｇ2 （０．１９，８
１），点Ｈ2 （０．１８，８０），点Ｊ2 （０．１５，
７８．４），点Ｋ2 （０．１３，７６．５），点Ｌ2
（０．１，７５），点Ｍ2 （０．１，７０．６），点Ｎ
2 （０．１３，７０．６），点Ｏ2 （０．１５，７０．
６），点Ｑ2 （０．１８，７１．７），点Ｒ2 （０．１
９，７２），点Ｓ2 （０．２０，７２．５），点Ｔ
2（０．２２，７３．６），点Ｕ2 （０．２５，７
４），点Ｖ2 （０．３，７５．６）で囲まれる範囲内の
値に設定されることができ、この範囲であると、図４３
において対応するトラック幅の範囲で規定される範囲に
前記フリー磁性層の素子高さ方向の磁歪λｓを規定する
ことができるため、特に０．３μｍ以下の再生トラック
幅の磁気ヘッドにおいて、再生波形の歪みや不安定性
（instability ）を更に効果的に抑制する上で好まし
く、そして、磁気的再生トラック幅の制御の上で好適な
ハードバイアス層の残留磁化×膜厚積にハードバイアス
層を設定しつつ、必要な再生出力を確保する上でより好
ましい。
【００３９】本発明において、前記磁気再生トラック幅
方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくと
も一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度Ｃ
Ni（原子％）とが、添付図面図７に各点（Ｔｗ，ＣNi）
で示すように、点Ｄ1 （０．２５，８６．５），点Ｅ1
（０．２２，８４．９），点Ｆ1 （０．２０，８３），
点Ｇ1 （０．１９，８２．５），点Ｈ1 （０．１８，８
１），点Ｉ1 （０．１７，８０．５），点Ｊ1 （０．１
５，７７．３），点Ｋ1 （０．１３，７６．８），点Ｌ
1 （０．１，７５），点Ｍ1 （０．１，７０．２），点
Ｎ1 （０．１３，７０．２），点Ｏ1 （０．１５，７
０．２），点Ｐ1 （０．１７，７０．２），点Ｑ1
（０．１８，７０．２），点Ｒ1 （０．１９，７０．
２），点Ｓ1 （０．２０，７０．２），点Ｔ1 （０．２
２，７０．２），点Ｕ1 （０．２５，７１．５）で囲ま
れる範囲内の値に設定されることができ、この範囲であ
ると、図４２において対応するトラック幅の範囲で規定
される範囲に前記フリー磁性層の磁歪λｓを規定するこ
とができるため、特に０．２５μｍ以下の再生トラック
幅の磁気ヘッドにおいて、再生波形の歪みや不安定性
（instability）を抑制しつつ必要な再生出力を確保す
る上でより好ましい。
方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくと
も一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度Ｃ
Ni（原子％）とが、添付図面図７に各点（Ｔｗ，ＣNi）
で示すように、点Ｄ1 （０．２５，８６．５），点Ｅ1
（０．２２，８４．９），点Ｆ1 （０．２０，８３），
点Ｇ1 （０．１９，８２．５），点Ｈ1 （０．１８，８
１），点Ｉ1 （０．１７，８０．５），点Ｊ1 （０．１
５，７７．３），点Ｋ1 （０．１３，７６．８），点Ｌ
1 （０．１，７５），点Ｍ1 （０．１，７０．２），点
Ｎ1 （０．１３，７０．２），点Ｏ1 （０．１５，７
０．２），点Ｐ1 （０．１７，７０．２），点Ｑ1
（０．１８，７０．２），点Ｒ1 （０．１９，７０．
２），点Ｓ1 （０．２０，７０．２），点Ｔ1 （０．２
２，７０．２），点Ｕ1 （０．２５，７１．５）で囲ま
れる範囲内の値に設定されることができ、この範囲であ
ると、図４２において対応するトラック幅の範囲で規定
される範囲に前記フリー磁性層の磁歪λｓを規定するこ
とができるため、特に０．２５μｍ以下の再生トラック
幅の磁気ヘッドにおいて、再生波形の歪みや不安定性
（instability）を抑制しつつ必要な再生出力を確保す
る上でより好ましい。
【００４０】本発明において、前記磁気再生トラック幅
方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくと
も一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度Ｃ
Ni（原子％）とが、添付図面図８に各点（Ｔｗ，ＣNi）
で示すように、点Ｄ2 （０．２５，８３），点Ｅ2
（０．２２，８２．９），点Ｆ2 （０．２０，８１．
５），点Ｇ2 （０．１９，８１），点Ｈ2 （０．１８，
８０），点Ｊ 2 （０．１５，７８．４），点Ｋ2 （０．
１３，７６．５），点Ｌ2 （０．１，７５），点Ｍ2
（０．１，７０．６），点Ｎ2 （０．１３，７０．
６），点Ｏ2（０．１５，７０．６），点Ｑ2 （０．１
８，７１．７），点Ｒ2 （０．１９，７２），点Ｓ2
（０．２０，７２．５），点Ｔ2 （０．２２，７３．
６），点Ｕ 2 （０．２５，７４）で囲まれる範囲内の値
に設定されることができ、この範囲であると、図４３に
おいて対応するトラック幅の範囲で規定される範囲に前
記フリー磁性層の磁歪λｓを規定することができるた
め、特に０．２５μｍ以下の再生トラック幅の磁気ヘッ
ドにおいて、再生波形の歪みや不安定性（instabilit
y）を更に効果的に抑制する上で好ましく、そして、磁
気的再生トラック幅の制御の上で好適なハードバイアス
層の残留磁化×膜厚積にハードバイアス層を設定しつ
つ、必要な再生出力を確保する上でより好ましい。
方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくと
も一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度Ｃ
Ni（原子％）とが、添付図面図８に各点（Ｔｗ，ＣNi）
で示すように、点Ｄ2 （０．２５，８３），点Ｅ2
（０．２２，８２．９），点Ｆ2 （０．２０，８１．
５），点Ｇ2 （０．１９，８１），点Ｈ2 （０．１８，
８０），点Ｊ 2 （０．１５，７８．４），点Ｋ2 （０．
１３，７６．５），点Ｌ2 （０．１，７５），点Ｍ2
（０．１，７０．６），点Ｎ2 （０．１３，７０．
６），点Ｏ2（０．１５，７０．６），点Ｑ2 （０．１
８，７１．７），点Ｒ2 （０．１９，７２），点Ｓ2
（０．２０，７２．５），点Ｔ2 （０．２２，７３．
６），点Ｕ 2 （０．２５，７４）で囲まれる範囲内の値
に設定されることができ、この範囲であると、図４３に
おいて対応するトラック幅の範囲で規定される範囲に前
記フリー磁性層の磁歪λｓを規定することができるた
め、特に０．２５μｍ以下の再生トラック幅の磁気ヘッ
ドにおいて、再生波形の歪みや不安定性（instabilit
y）を更に効果的に抑制する上で好ましく、そして、磁
気的再生トラック幅の制御の上で好適なハードバイアス
層の残留磁化×膜厚積にハードバイアス層を設定しつ
つ、必要な再生出力を確保する上でより好ましい。
【００４１】本発明において、前記磁気再生トラック幅
方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくと
も一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度Ｃ
Ni（原子％）とが、添付図面図９に各点（Ｔｗ，ＣNi）
で示すように、点Ｆ1 （０．２０，８３），点Ｇ1
（０．１９，８２．５），点Ｈ1 （０．１８，８１），
点Ｉ1 （０．１７，８０．５），点Ｊ1 （０．１５，７
７．３），点Ｋ1 （０．１３，７６．８），点Ｌ1
（０．１，７５），点Ｍ1 （０．１，７０．２），点Ｎ
1 （０．１３，７０．２），点Ｏ1 （０．１５，７０．
２），点Ｐ1 （０．１７，７０．２），点Ｑ1 （０．１
８，７０．２），点Ｒ1 （０．１９，７０．２），点Ｓ
1 （０．２０，７０．２）で囲まれる範囲内の値に設定
されることができ、この範囲であると、図４２において
対応するトラック幅の範囲で規定される範囲に前記フリ
ー磁性層の磁歪λｓを規定することができるため、特に
０．２５μｍ以下の再生トラック幅の磁気ヘッドにおい
て、再生波形の歪みや不安定性（instability ）を抑制
しつつ必要な再生出力を確保する上でより好ましい。
方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくと
も一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度Ｃ
Ni（原子％）とが、添付図面図９に各点（Ｔｗ，ＣNi）
で示すように、点Ｆ1 （０．２０，８３），点Ｇ1
（０．１９，８２．５），点Ｈ1 （０．１８，８１），
点Ｉ1 （０．１７，８０．５），点Ｊ1 （０．１５，７
７．３），点Ｋ1 （０．１３，７６．８），点Ｌ1
（０．１，７５），点Ｍ1 （０．１，７０．２），点Ｎ
1 （０．１３，７０．２），点Ｏ1 （０．１５，７０．
２），点Ｐ1 （０．１７，７０．２），点Ｑ1 （０．１
８，７０．２），点Ｒ1 （０．１９，７０．２），点Ｓ
1 （０．２０，７０．２）で囲まれる範囲内の値に設定
されることができ、この範囲であると、図４２において
対応するトラック幅の範囲で規定される範囲に前記フリ
ー磁性層の磁歪λｓを規定することができるため、特に
０．２５μｍ以下の再生トラック幅の磁気ヘッドにおい
て、再生波形の歪みや不安定性（instability ）を抑制
しつつ必要な再生出力を確保する上でより好ましい。
【００４２】本発明において、前記磁気再生トラック幅
方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくと
も一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度Ｃ
Ni（原子％）とが、添付図面図１０に各点（Ｔｗ，
ＣNi）で示すように、点Ｅ2 （０．２２，８２．９），
点Ｆ2 （０．２０，８１．５），点Ｇ2 （０．１９，８
１），点Ｈ2 （０．１８，８０），点Ｊ2 （０．１５，
７８．４），点Ｋ2 （０．１３，７６．５），点Ｌ2
（０．１，７５），点Ｍ2 （０．１，７０．６），点Ｎ
2 （０．１３，７０．６），点Ｏ2 （０．１５，７０．
６），点Ｑ2 （０．１８，７１．７），点Ｒ2 （０．１
９，７２），点Ｓ2 （０．２０，７２．５），点Ｔ2
（０．２２，７３．６）で囲まれる範囲内の値に設定さ
れることができ、この範囲であると、図４３において対
応するトラック幅の範囲で規定される範囲に前記フリー
磁性層の磁歪λｓを規定することができるため、特に
０．２２μｍ以下の再生トラック幅の磁気ヘッドにおい
て、再生波形の歪みや不安定性（instability ）を更に
効果的に抑制する上で好ましく、そして、磁気的再生ト
ラック幅の制御の上で好適なハードバイアス層の残留磁
化×膜厚積にハードバイアス層を設定しつつ、必要な再
生出力を確保する上でより好ましい。
方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくと
も一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度Ｃ
Ni（原子％）とが、添付図面図１０に各点（Ｔｗ，
ＣNi）で示すように、点Ｅ2 （０．２２，８２．９），
点Ｆ2 （０．２０，８１．５），点Ｇ2 （０．１９，８
１），点Ｈ2 （０．１８，８０），点Ｊ2 （０．１５，
７８．４），点Ｋ2 （０．１３，７６．５），点Ｌ2
（０．１，７５），点Ｍ2 （０．１，７０．６），点Ｎ
2 （０．１３，７０．６），点Ｏ2 （０．１５，７０．
６），点Ｑ2 （０．１８，７１．７），点Ｒ2 （０．１
９，７２），点Ｓ2 （０．２０，７２．５），点Ｔ2
（０．２２，７３．６）で囲まれる範囲内の値に設定さ
れることができ、この範囲であると、図４３において対
応するトラック幅の範囲で規定される範囲に前記フリー
磁性層の磁歪λｓを規定することができるため、特に
０．２２μｍ以下の再生トラック幅の磁気ヘッドにおい
て、再生波形の歪みや不安定性（instability ）を更に
効果的に抑制する上で好ましく、そして、磁気的再生ト
ラック幅の制御の上で好適なハードバイアス層の残留磁
化×膜厚積にハードバイアス層を設定しつつ、必要な再
生出力を確保する上でより好ましい。
【００４３】本発明において、前記磁気再生トラック幅
方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくと
も一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度Ｃ
Ni（原子％）とが、添付図面図１１に各点（Ｔｗ，
ＣNi）で示すように、点Ｇ1 （０．１９，８２．５），
点Ｈ1 （０．１８，８１），点Ｉ1 （０．１７，８０．
５），点Ｊ1 （０．１５，７７．３），点Ｋ1 （０．１
３，７６．８），点Ｌ1 （０．１，７５），点Ｍ1
（０．１，７０．２），点Ｎ1 （０．１３，７０．
２），点Ｏ1 （０．１５，７０．２），点Ｐ1 （０．１
７，７０．２），点Ｑ1 （０．１８，７０．２），点Ｒ
1 （０．１９，７０．２）で囲まれる範囲内の値に設定
されることができ、この範囲であると、図４２において
対応するトラック幅の範囲で規定される範囲に前記フリ
ー磁性層の磁歪λｓを規定することができるため、特に
０．１９μｍ以下の再生トラック幅の磁気ヘッドにおい
て、再生波形の歪みや不安定性（instability ）を抑制
しつつ必要な再生出力を確保する上でより好ましい。
方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくと
も一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度Ｃ
Ni（原子％）とが、添付図面図１１に各点（Ｔｗ，
ＣNi）で示すように、点Ｇ1 （０．１９，８２．５），
点Ｈ1 （０．１８，８１），点Ｉ1 （０．１７，８０．
５），点Ｊ1 （０．１５，７７．３），点Ｋ1 （０．１
３，７６．８），点Ｌ1 （０．１，７５），点Ｍ1
（０．１，７０．２），点Ｎ1 （０．１３，７０．
２），点Ｏ1 （０．１５，７０．２），点Ｐ1 （０．１
７，７０．２），点Ｑ1 （０．１８，７０．２），点Ｒ
1 （０．１９，７０．２）で囲まれる範囲内の値に設定
されることができ、この範囲であると、図４２において
対応するトラック幅の範囲で規定される範囲に前記フリ
ー磁性層の磁歪λｓを規定することができるため、特に
０．１９μｍ以下の再生トラック幅の磁気ヘッドにおい
て、再生波形の歪みや不安定性（instability ）を抑制
しつつ必要な再生出力を確保する上でより好ましい。
【００４４】本発明において、前記磁気再生トラック幅
方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくと
も一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度Ｃ
Ni（原子％）とが、添付図面図１２に各点（Ｔｗ，
ＣNi）で示すように、点Ｆ2 （０．２０，８１．５），
点Ｇ2 （０．１９，８１），点Ｈ2 （０．１８，８
０），点Ｊ2 （０．１５，７８．４），点Ｋ2 （０．１
３，７６．５），点Ｌ2 （０．１，７５），点Ｍ2
（０．１，７０．６），点Ｎ2 （０．１３，７０．
６），点Ｏ2 （０．１５，７０．６），点Ｑ2 （０．１
８，７１．７），点Ｒ2 （０．１９，７２），点Ｓ2
（０．２０，７２．５）で囲まれる範囲内の値に設定さ
れることができ、この範囲であると、図４３において対
応するトラック幅の範囲で規定される範囲に前記フリー
磁性層の磁歪λｓを規定することができるため、特に
０．２μｍ以下の再生トラック幅の磁気ヘッドにおい
て、再生波形の歪みや不安定性（instability ）を更に
効果的に抑制する上で好ましく、そして、磁気的再生ト
ラック幅の制御の上で好適なハードバイアス層の残留磁
化×膜厚積にハードバイアス層を設定しつつ、必要な再
生出力を確保する上でより好ましい。
方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくと
も一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度Ｃ
Ni（原子％）とが、添付図面図１２に各点（Ｔｗ，
ＣNi）で示すように、点Ｆ2 （０．２０，８１．５），
点Ｇ2 （０．１９，８１），点Ｈ2 （０．１８，８
０），点Ｊ2 （０．１５，７８．４），点Ｋ2 （０．１
３，７６．５），点Ｌ2 （０．１，７５），点Ｍ2
（０．１，７０．６），点Ｎ2 （０．１３，７０．
６），点Ｏ2 （０．１５，７０．６），点Ｑ2 （０．１
８，７１．７），点Ｒ2 （０．１９，７２），点Ｓ2
（０．２０，７２．５）で囲まれる範囲内の値に設定さ
れることができ、この範囲であると、図４３において対
応するトラック幅の範囲で規定される範囲に前記フリー
磁性層の磁歪λｓを規定することができるため、特に
０．２μｍ以下の再生トラック幅の磁気ヘッドにおい
て、再生波形の歪みや不安定性（instability ）を更に
効果的に抑制する上で好ましく、そして、磁気的再生ト
ラック幅の制御の上で好適なハードバイアス層の残留磁
化×膜厚積にハードバイアス層を設定しつつ、必要な再
生出力を確保する上でより好ましい。
【００４５】本発明において、前記磁気再生トラック幅
方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくと
も一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度Ｃ
Ni（原子％）とが、添付図面図１３に各点（Ｔｗ，
ＣNi）で示すように、点Ｈ1 （０．１８，８１），点Ｉ
1 （０．１７，８０．５），点Ｊ1 （０．１５，７７．
３），点Ｋ1 （０．１３，７６．８），点Ｌ1 （０．
１，７５），点Ｍ1 （０．１，７０．２），点Ｎ1
（０．１３，７０．２），点Ｏ1 （０．１５，７０．
２），点Ｐ1 （０．１７，７０．２），点Ｑ1 （０．１
８，７０．２）で囲まれる範囲内の値に設定されること
ができ、この範囲であると、図４２において対応するト
ラック幅の範囲で規定される範囲に前記フリー磁性層の
磁歪λｓを規定することができるため、特に０．１８μ
ｍ以下の再生トラック幅の磁気ヘッドにおいて、再生波
形の歪みや不安定性（instability ）を抑制しつつ必要
な再生出力を確保する上でより好ましい。
方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくと
も一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度Ｃ
Ni（原子％）とが、添付図面図１３に各点（Ｔｗ，
ＣNi）で示すように、点Ｈ1 （０．１８，８１），点Ｉ
1 （０．１７，８０．５），点Ｊ1 （０．１５，７７．
３），点Ｋ1 （０．１３，７６．８），点Ｌ1 （０．
１，７５），点Ｍ1 （０．１，７０．２），点Ｎ1
（０．１３，７０．２），点Ｏ1 （０．１５，７０．
２），点Ｐ1 （０．１７，７０．２），点Ｑ1 （０．１
８，７０．２）で囲まれる範囲内の値に設定されること
ができ、この範囲であると、図４２において対応するト
ラック幅の範囲で規定される範囲に前記フリー磁性層の
磁歪λｓを規定することができるため、特に０．１８μ
ｍ以下の再生トラック幅の磁気ヘッドにおいて、再生波
形の歪みや不安定性（instability ）を抑制しつつ必要
な再生出力を確保する上でより好ましい。
【００４６】本発明において、前記磁気再生トラック幅
方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくと
も一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度Ｃ
Ni（原子％）とが、添付図面図１４に各点（Ｔｗ，
ＣNi）で示すように、点Ｇ2 （０．１９，８１），点Ｈ
2 （０．１８，８０），点Ｊ2 （０．１５，７８．
４），点Ｋ2 （０．１３，７６．５），点Ｌ2 （０．
１，７５），点Ｍ2（０．１，７０．６），点Ｎ2
（０．１３，７０．６），点Ｏ2 （０．１５，７０．
６），点Ｑ2 （０．１８，７１．７），点Ｒ2 （０．１
９，７２）で囲まれる範囲内の値に設定されることがで
き、この範囲であると、図４３において対応するトラッ
ク幅の範囲で規定される範囲に前記フリー磁性層の磁歪
λｓを規定することができるため、特に０．１９μｍ以
下の再生トラック幅の磁気ヘッドにおいて、再生波形の
歪みや不安定性（instability ）を更に効果的に抑制す
る上で好ましく、そして、磁気的再生トラック幅の制御
の上で好適なハードバイアス層の残留磁化×膜厚積にハ
ードバイアス層を設定しつつ、必要な再生出力を確保す
る上でより好ましい。
方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくと
も一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度Ｃ
Ni（原子％）とが、添付図面図１４に各点（Ｔｗ，
ＣNi）で示すように、点Ｇ2 （０．１９，８１），点Ｈ
2 （０．１８，８０），点Ｊ2 （０．１５，７８．
４），点Ｋ2 （０．１３，７６．５），点Ｌ2 （０．
１，７５），点Ｍ2（０．１，７０．６），点Ｎ2
（０．１３，７０．６），点Ｏ2 （０．１５，７０．
６），点Ｑ2 （０．１８，７１．７），点Ｒ2 （０．１
９，７２）で囲まれる範囲内の値に設定されることがで
き、この範囲であると、図４３において対応するトラッ
ク幅の範囲で規定される範囲に前記フリー磁性層の磁歪
λｓを規定することができるため、特に０．１９μｍ以
下の再生トラック幅の磁気ヘッドにおいて、再生波形の
歪みや不安定性（instability ）を更に効果的に抑制す
る上で好ましく、そして、磁気的再生トラック幅の制御
の上で好適なハードバイアス層の残留磁化×膜厚積にハ
ードバイアス層を設定しつつ、必要な再生出力を確保す
る上でより好ましい。
【００４７】本発明において、前記磁気再生トラック幅
方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくと
も一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度Ｃ
Ni（原子％）とが、添付図面図１５に各点（Ｔｗ，
ＣNi）で示すように、点Ｉ1 （０．１７，８０．５），
点Ｊ1 （０．１５，７７．３），点Ｋ1 （０．１３，７
６．８），点Ｌ1 （０．１，７５），点Ｍ1 （０．１，
７０．２），点Ｎ1 （０．１３，７０．２），点Ｏ1
（０．１５，７０．２），点Ｐ1 （０．１７，７０．
２）で囲まれる範囲内の値に設定されることができ、こ
の範囲であると、図４２において対応するトラック幅の
範囲で規定される範囲に前記フリー磁性層の磁歪λｓを
規定することができるため、特に０．１７μｍ以下の再
生トラック幅の磁気ヘッドにおいて、再生波形の歪みや
不安定性（instability ）を抑制しつつ必要な再生出力
を確保する上でより好ましい。
方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくと
も一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度Ｃ
Ni（原子％）とが、添付図面図１５に各点（Ｔｗ，
ＣNi）で示すように、点Ｉ1 （０．１７，８０．５），
点Ｊ1 （０．１５，７７．３），点Ｋ1 （０．１３，７
６．８），点Ｌ1 （０．１，７５），点Ｍ1 （０．１，
７０．２），点Ｎ1 （０．１３，７０．２），点Ｏ1
（０．１５，７０．２），点Ｐ1 （０．１７，７０．
２）で囲まれる範囲内の値に設定されることができ、こ
の範囲であると、図４２において対応するトラック幅の
範囲で規定される範囲に前記フリー磁性層の磁歪λｓを
規定することができるため、特に０．１７μｍ以下の再
生トラック幅の磁気ヘッドにおいて、再生波形の歪みや
不安定性（instability ）を抑制しつつ必要な再生出力
を確保する上でより好ましい。
【００４８】本発明において、前記磁気再生トラック幅
方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくと
も一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度Ｃ
Ni（原子％）とが、添付図面図１６に各点（Ｔｗ，
ＣNi）で示すように、点Ｈ2 （０．１８，８０），点Ｊ
2 （０．１５，７８．４），点Ｋ2 （０．１３，７６．
５），点Ｌ2 （０．１，７５），点Ｍ2 （０．１，７
０．６），点Ｎ 2 （０．１３，７０．６），点Ｏ2
（０．１５，７０．６），点Ｑ2 （０．１８，７１．
７）で囲まれる範囲内の値に設定されることができ、こ
の範囲であると、図４３において対応するトラック幅の
範囲で規定される範囲に前記フリー磁性層の磁歪λｓを
規定することができるため、特に０．１８μｍ以下の再
生トラック幅の磁気ヘッドにおいて、再生波形の歪みや
不安定性（instability ）を更に効果的に抑制する上で
好ましく、そして、磁気的再生トラック幅の制御の上で
好適なハードバイアス層の残留磁化×膜厚積にハードバ
イアス層を設定しつつ、必要な再生出力を確保する上で
より好ましい。
方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくと
も一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度Ｃ
Ni（原子％）とが、添付図面図１６に各点（Ｔｗ，
ＣNi）で示すように、点Ｈ2 （０．１８，８０），点Ｊ
2 （０．１５，７８．４），点Ｋ2 （０．１３，７６．
５），点Ｌ2 （０．１，７５），点Ｍ2 （０．１，７
０．６），点Ｎ 2 （０．１３，７０．６），点Ｏ2
（０．１５，７０．６），点Ｑ2 （０．１８，７１．
７）で囲まれる範囲内の値に設定されることができ、こ
の範囲であると、図４３において対応するトラック幅の
範囲で規定される範囲に前記フリー磁性層の磁歪λｓを
規定することができるため、特に０．１８μｍ以下の再
生トラック幅の磁気ヘッドにおいて、再生波形の歪みや
不安定性（instability ）を更に効果的に抑制する上で
好ましく、そして、磁気的再生トラック幅の制御の上で
好適なハードバイアス層の残留磁化×膜厚積にハードバ
イアス層を設定しつつ、必要な再生出力を確保する上で
より好ましい。
【００４９】本発明において、前記磁気再生トラック幅
方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくと
も一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度Ｃ
Ni（原子％）とが、添付図面図１７に各点（Ｔｗ，
ＣNi）で示すように、点Ｊ1 （０．１５，７７．３），
点Ｋ1 （０．１３，７６．８），点Ｌ1 （０．１，７
５），点Ｍ1 （０．１，７０．２），点Ｎ1 （０．１
３，７０．２），点Ｏ1 （０．１５，７０．２）で囲ま
れる範囲内の値に設定されることができ、この範囲であ
ると、図４２において対応するトラック幅の範囲で規定
される範囲に前記フリー磁性層の磁歪λｓを規定するこ
とができるため、特に０．１５μｍ以下の再生トラック
幅の磁気ヘッドにおいて、再生波形の歪みや不安定性
（instability ）を抑制しつつ必要な再生出力を確保す
る上でより好ましい。
方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくと
も一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度Ｃ
Ni（原子％）とが、添付図面図１７に各点（Ｔｗ，
ＣNi）で示すように、点Ｊ1 （０．１５，７７．３），
点Ｋ1 （０．１３，７６．８），点Ｌ1 （０．１，７
５），点Ｍ1 （０．１，７０．２），点Ｎ1 （０．１
３，７０．２），点Ｏ1 （０．１５，７０．２）で囲ま
れる範囲内の値に設定されることができ、この範囲であ
ると、図４２において対応するトラック幅の範囲で規定
される範囲に前記フリー磁性層の磁歪λｓを規定するこ
とができるため、特に０．１５μｍ以下の再生トラック
幅の磁気ヘッドにおいて、再生波形の歪みや不安定性
（instability ）を抑制しつつ必要な再生出力を確保す
る上でより好ましい。
【００５０】本発明において、前記磁気再生トラック幅
方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくと
も一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度Ｃ
Ni（原子％）とが、添付図面図１８に各点（Ｔｗ，
ＣNi）で示すように、点Ｊ2 （０．１５，７８．４），
点Ｋ2 （０．１３，７６．５），点Ｌ2 （０．１，７
５），点Ｍ2 （０．１，７０．６），点Ｎ2 （０．１
３，７０．６），点Ｏ2 （０．１５，７０．６）で囲ま
れる範囲内の値に設定されることができ、この範囲であ
ると、図４３において対応するトラック幅の範囲で規定
される範囲に前記フリー磁性層の磁歪λｓを規定するこ
とができるため、特に０．１５μｍ以下の再生トラック
幅の磁気ヘッドにおいて、再生波形の歪みや不安定性
（instability ）を更に効果的に抑制する上で好まし
く、そして、磁気的再生トラック幅の制御の上で好適な
ハードバイアス層の残留磁化×膜厚積にハードバイアス
層を設定しつつ、必要な再生出力を確保する上でより好
ましい。
方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくと
も一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度Ｃ
Ni（原子％）とが、添付図面図１８に各点（Ｔｗ，
ＣNi）で示すように、点Ｊ2 （０．１５，７８．４），
点Ｋ2 （０．１３，７６．５），点Ｌ2 （０．１，７
５），点Ｍ2 （０．１，７０．６），点Ｎ2 （０．１
３，７０．６），点Ｏ2 （０．１５，７０．６）で囲ま
れる範囲内の値に設定されることができ、この範囲であ
ると、図４３において対応するトラック幅の範囲で規定
される範囲に前記フリー磁性層の磁歪λｓを規定するこ
とができるため、特に０．１５μｍ以下の再生トラック
幅の磁気ヘッドにおいて、再生波形の歪みや不安定性
（instability ）を更に効果的に抑制する上で好まし
く、そして、磁気的再生トラック幅の制御の上で好適な
ハードバイアス層の残留磁化×膜厚積にハードバイアス
層を設定しつつ、必要な再生出力を確保する上でより好
ましい。
【００５１】本発明において、前記磁気再生トラック幅
方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくと
も一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度Ｃ
Ni（原子％）とが、添付図面図１９に各点（Ｔｗ，
ＣNi）で示すように、点Ｋ1 （０．１３，７６．８），
点Ｌ1 （０．１，７５），点Ｍ1 （０．１，７０．
２），点Ｎ1 （０．１３，７０．２）で囲まれる範囲内
の値に設定されることができ、この範囲であると、図４
２において対応するトラック幅の範囲で規定される範囲
に前記フリー磁性層の磁歪λｓを規定することができる
ため、特に０．１３μｍ以下の再生トラック幅の磁気ヘ
ッドにおいて、再生波形の歪みや不安定性（instabilit
y ）を抑制しつつ必要な再生出力を確保する上でより好
ましい。
方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくと
も一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度Ｃ
Ni（原子％）とが、添付図面図１９に各点（Ｔｗ，
ＣNi）で示すように、点Ｋ1 （０．１３，７６．８），
点Ｌ1 （０．１，７５），点Ｍ1 （０．１，７０．
２），点Ｎ1 （０．１３，７０．２）で囲まれる範囲内
の値に設定されることができ、この範囲であると、図４
２において対応するトラック幅の範囲で規定される範囲
に前記フリー磁性層の磁歪λｓを規定することができる
ため、特に０．１３μｍ以下の再生トラック幅の磁気ヘ
ッドにおいて、再生波形の歪みや不安定性（instabilit
y ）を抑制しつつ必要な再生出力を確保する上でより好
ましい。
【００５２】本発明において、前記磁気再生トラック幅
方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくと
も一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度Ｃ
Ni（原子％）とが、添付図面図２０に各点（Ｔｗ，
ＣNi）で示すように、点Ｋ2 （０．１３，７６．５），
点Ｌ2 （０．１，７５），点Ｍ2 （０．１，７０．
６），点Ｎ2 （０．１３，７０．６）で囲まれる範囲内
の値に設定されることができ、この範囲であると、図４
３において対応するトラック幅の範囲で規定される範囲
に前記フリー磁性層の磁歪λｓを規定することができる
ため、特に０．１２５μｍ以下の再生トラック幅の磁気
ヘッドにおいて、再生波形の歪みや不安定性（instabil
ity ）を更に効果的に抑制する上で好ましく、そして、
磁気的再生トラック幅の制御の上で好適なハードバイア
ス層の残留磁化×膜厚積の値にハードバイアス層を設定
しつつ、必要な再生出力を確保する上でより好ましい。
方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくと
も一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度Ｃ
Ni（原子％）とが、添付図面図２０に各点（Ｔｗ，
ＣNi）で示すように、点Ｋ2 （０．１３，７６．５），
点Ｌ2 （０．１，７５），点Ｍ2 （０．１，７０．
６），点Ｎ2 （０．１３，７０．６）で囲まれる範囲内
の値に設定されることができ、この範囲であると、図４
３において対応するトラック幅の範囲で規定される範囲
に前記フリー磁性層の磁歪λｓを規定することができる
ため、特に０．１２５μｍ以下の再生トラック幅の磁気
ヘッドにおいて、再生波形の歪みや不安定性（instabil
ity ）を更に効果的に抑制する上で好ましく、そして、
磁気的再生トラック幅の制御の上で好適なハードバイア
ス層の残留磁化×膜厚積の値にハードバイアス層を設定
しつつ、必要な再生出力を確保する上でより好ましい。
【００５３】さらに、本発明の前記フリー磁性層におい
ては、そのトラック幅方向の幅寸法と前記フリー磁性層
の素子高さ方向寸法とが略１：１〜３：２の比率に設定
され、前記フリー磁性層の素子高さ方向寸法が０．０６
μｍ〜０．４μｍの範囲に設定されてなることができ、
これにより、横長の形状による形状磁気異方性によって
素子高さ方向における磁区の単一性を向上して、不安定
性（instability ）の原因となるバルクハイゼンノイズ
等が発生する可能性を低減することができる。
ては、そのトラック幅方向の幅寸法と前記フリー磁性層
の素子高さ方向寸法とが略１：１〜３：２の比率に設定
され、前記フリー磁性層の素子高さ方向寸法が０．０６
μｍ〜０．４μｍの範囲に設定されてなることができ、
これにより、横長の形状による形状磁気異方性によって
素子高さ方向における磁区の単一性を向上して、不安定
性（instability ）の原因となるバルクハイゼンノイズ
等が発生する可能性を低減することができる。
【００５４】前記基板上には、前記各層が基板側から、
少なくとも前記反強磁性層、前記固定磁性層、前記非磁
性導電層、前記フリー磁性層の順に積層された、いわゆ
るボトムタイプのシングルスピンバルブ型とされてなる
ことができ、また、前記基板上には、前記各層が基板側
から、少なくとも前記フリー磁性層、前記非磁性導電
層、前記固定磁性層、前記反強磁性層の順に積層され
た、いわゆるトップタイプのシングルスピンバルブ型と
されてなること、また、前記フリー磁性層の厚さ方向両
側に各々非磁性導電層と固定磁性層と反強磁性層とが積
層された、いわゆる、デュアルスピンバルブ型とされて
なることができる。また、前記反強磁性層が、Ｘ−Ｍｎ
合金，Ｐｔ−Ｍｎ−Ｘ’合金（ただし前記組成式におい
て、ＸはＰｔ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ、Ｏｓのなかか
ら選択される１種を示し、Ｘ’はＰｄ、Ｃｒ、Ｒｕ、Ｎ
ｉ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｏｓ、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｘ
ｅ、Ｋｒのなかから選択される１種または２種以上を示
す）のいずれかからなることや、前記固定磁性層とフリ
ー磁性層との少なくとも一方が非磁性層を介して２つに
分断され、分断された層どうしで磁化の向きが１８０゜
異なるフェリ磁性状態とされてなることができる。フリ
ー磁性層が非磁性中間層を介して２つに分断されたスピ
ンバルブ型薄膜素子とした場合、２つに分断されたフリ
ー磁性層どうしの間に互いの磁化を反平行に向けようと
作用する交換結合磁界が発生し、フェリ磁性状態とさ
れ、磁気的な膜厚が減少するので外部磁界に対して感度
よく反転できるものとなる。固定磁性層が非磁性中間層
を介して２つに分断されたスピンバルブ型薄膜素子とし
た場合、２つに分断された固定磁性層どうしの間に互い
の磁化を反平行に向けようと作用する交換結合磁界が発
生し、フェリ磁性状態とされ、磁気的な安定性を向上す
ることができる。
少なくとも前記反強磁性層、前記固定磁性層、前記非磁
性導電層、前記フリー磁性層の順に積層された、いわゆ
るボトムタイプのシングルスピンバルブ型とされてなる
ことができ、また、前記基板上には、前記各層が基板側
から、少なくとも前記フリー磁性層、前記非磁性導電
層、前記固定磁性層、前記反強磁性層の順に積層され
た、いわゆるトップタイプのシングルスピンバルブ型と
されてなること、また、前記フリー磁性層の厚さ方向両
側に各々非磁性導電層と固定磁性層と反強磁性層とが積
層された、いわゆる、デュアルスピンバルブ型とされて
なることができる。また、前記反強磁性層が、Ｘ−Ｍｎ
合金，Ｐｔ−Ｍｎ−Ｘ’合金（ただし前記組成式におい
て、ＸはＰｔ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ、Ｏｓのなかか
ら選択される１種を示し、Ｘ’はＰｄ、Ｃｒ、Ｒｕ、Ｎ
ｉ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｏｓ、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｘ
ｅ、Ｋｒのなかから選択される１種または２種以上を示
す）のいずれかからなることや、前記固定磁性層とフリ
ー磁性層との少なくとも一方が非磁性層を介して２つに
分断され、分断された層どうしで磁化の向きが１８０゜
異なるフェリ磁性状態とされてなることができる。フリ
ー磁性層が非磁性中間層を介して２つに分断されたスピ
ンバルブ型薄膜素子とした場合、２つに分断されたフリ
ー磁性層どうしの間に互いの磁化を反平行に向けようと
作用する交換結合磁界が発生し、フェリ磁性状態とさ
れ、磁気的な膜厚が減少するので外部磁界に対して感度
よく反転できるものとなる。固定磁性層が非磁性中間層
を介して２つに分断されたスピンバルブ型薄膜素子とし
た場合、２つに分断された固定磁性層どうしの間に互い
の磁化を反平行に向けようと作用する交換結合磁界が発
生し、フェリ磁性状態とされ、磁気的な安定性を向上す
ることができる。
【００５５】さらにまた、上記のスピンバルブ型薄膜素
子が備えられてなることを特徴とする薄膜磁気ヘッドに
よって、前記課題を解決することができる。
子が備えられてなることを特徴とする薄膜磁気ヘッドに
よって、前記課題を解決することができる。
【００５６】なお、金属膜の多層構造であるスピンバル
ブ型薄膜素子は、その上下、およびハイト側の側面が例
えばＡｌ2Ｏ3などの絶縁膜（ギャップ膜）により覆わ
れ、前記ハイト側の逆側（すなわちＡＢＳ面側；正面
側）の面が外部に露出した構造となっており、上記のよ
うにフリー磁性層の組成を設定した上で、このギャップ
膜の組成、成膜条件、および、フリー磁性層の成膜条件
をコントロールすることにより、フリー磁性層にかかる
ハイト方向（素子高さ方向）の引っ張り応力をコントロ
ールすることができる。
ブ型薄膜素子は、その上下、およびハイト側の側面が例
えばＡｌ2Ｏ3などの絶縁膜（ギャップ膜）により覆わ
れ、前記ハイト側の逆側（すなわちＡＢＳ面側；正面
側）の面が外部に露出した構造となっており、上記のよ
うにフリー磁性層の組成を設定した上で、このギャップ
膜の組成、成膜条件、および、フリー磁性層の成膜条件
をコントロールすることにより、フリー磁性層にかかる
ハイト方向（素子高さ方向）の引っ張り応力をコントロ
ールすることができる。
【００５７】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るスピンバルブ
型薄膜磁気素子およびその製造方法、およびこのスピン
バルブ型薄膜磁気素子を備えた薄膜磁気ヘッドの第１実
施形態を、図面に基づいて説明する。 ［第１実施形態］図２１は、本発明の第１実施形態のス
ピンバルブ型薄膜素子を記録媒体との対向面側から見た
場合の構造を示した断面図である。本発明のスピンバル
ブ型薄膜素子は、巨大磁気抵抗効果を利用したＧＭＲ
（giant magnetoresitive ）素子の一種である。このス
ピンバルブ型薄膜素子は、後述するように、ハードディ
スク装置に設けられた浮上式スライダーのトレーリング
側端部などに設けられて、ハードディスクなどの記録磁
界を検出するものである。なお、ハードディスクなどの
磁気記録媒体の移動方向は図においてＺ方向であり、磁
気記録媒体からの漏れ磁界方向はＹ方向である。本発明
の第１の実施形態のスピンバルブ型薄膜素子は、反強磁
性層、２層の固定磁性層、非磁性導電層、フリー磁性層
が形成されたボトム型（Bottom type ）とされ、さら
に、固定磁性層が、第１の固定磁性層と、前記第１の固
定磁性層に非磁性中間層を介して形成され、前記第１の
固定磁性層の磁化方向と反平行に磁化方向が揃えられた
第２の固定磁性層と、を有し、固定磁性層が合成フェリ
磁性状態とされてなる手段、いわゆる、シンセティック
フェリピンド型（synthetic-ferri-pinned type ）とさ
れるシングルスピンバルブ型薄膜素子の一種である。
型薄膜磁気素子およびその製造方法、およびこのスピン
バルブ型薄膜磁気素子を備えた薄膜磁気ヘッドの第１実
施形態を、図面に基づいて説明する。 ［第１実施形態］図２１は、本発明の第１実施形態のス
ピンバルブ型薄膜素子を記録媒体との対向面側から見た
場合の構造を示した断面図である。本発明のスピンバル
ブ型薄膜素子は、巨大磁気抵抗効果を利用したＧＭＲ
（giant magnetoresitive ）素子の一種である。このス
ピンバルブ型薄膜素子は、後述するように、ハードディ
スク装置に設けられた浮上式スライダーのトレーリング
側端部などに設けられて、ハードディスクなどの記録磁
界を検出するものである。なお、ハードディスクなどの
磁気記録媒体の移動方向は図においてＺ方向であり、磁
気記録媒体からの漏れ磁界方向はＹ方向である。本発明
の第１の実施形態のスピンバルブ型薄膜素子は、反強磁
性層、２層の固定磁性層、非磁性導電層、フリー磁性層
が形成されたボトム型（Bottom type ）とされ、さら
に、固定磁性層が、第１の固定磁性層と、前記第１の固
定磁性層に非磁性中間層を介して形成され、前記第１の
固定磁性層の磁化方向と反平行に磁化方向が揃えられた
第２の固定磁性層と、を有し、固定磁性層が合成フェリ
磁性状態とされてなる手段、いわゆる、シンセティック
フェリピンド型（synthetic-ferri-pinned type ）とさ
れるシングルスピンバルブ型薄膜素子の一種である。
【００５８】図２１において、符号１１は、基板１０上
に設けられた反強磁性層である。この反強磁性層１１の
上には、固定磁性層１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃが形成され
ている。この固定磁性層１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃは、第
１の固定磁性層１２Ａと、前記第１の固定磁性層１２Ａ
の上に非磁性中間層１２Ｂを介して形成され、前記第１
の固定磁性層１２Ａの磁化方向と反平行に磁化方向が揃
えられた第２の固定磁性層１２Ｃとからなる。この第２
の固定磁性層１２Ｃの上には、Ｃｕ（銅）等からなる非
磁性導電層１３が形成され、さらに、前記非磁性導電層
１３の上には、フリー磁性層１４が形成されている。前
記フリー磁性層１４の上には、Ｔａなどで形成された保
護層１５が形成され、この保護層の上側が、酸化タンタ
ル（Ｔａ−Oxide ）からなる酸化層１５ａとされてい
る。図２１に示すように、これら反強磁性層１１の一部
から酸化層１５ａまでの各層により、略台形状の断面形
状を有する積層体１６が構成されている。
に設けられた反強磁性層である。この反強磁性層１１の
上には、固定磁性層１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃが形成され
ている。この固定磁性層１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃは、第
１の固定磁性層１２Ａと、前記第１の固定磁性層１２Ａ
の上に非磁性中間層１２Ｂを介して形成され、前記第１
の固定磁性層１２Ａの磁化方向と反平行に磁化方向が揃
えられた第２の固定磁性層１２Ｃとからなる。この第２
の固定磁性層１２Ｃの上には、Ｃｕ（銅）等からなる非
磁性導電層１３が形成され、さらに、前記非磁性導電層
１３の上には、フリー磁性層１４が形成されている。前
記フリー磁性層１４の上には、Ｔａなどで形成された保
護層１５が形成され、この保護層の上側が、酸化タンタ
ル（Ｔａ−Oxide ）からなる酸化層１５ａとされてい
る。図２１に示すように、これら反強磁性層１１の一部
から酸化層１５ａまでの各層により、略台形状の断面形
状を有する積層体１６が構成されている。
【００５９】また、符号１７，１７は、ハードバイアス
層を、符号１８，１８は、電極層を示している。これ
ら、ハードバイアス層１７，１７は、積層体１６の両側
位置に張り出している反強磁性層１１上にバイアス下地
層１７ａを介して形成されている。このハードバイアス
層１７，１７上には、ＴａまたはＣｒからなる中間層１
９を介して電極層１８，１８が形成されている。
層を、符号１８，１８は、電極層を示している。これ
ら、ハードバイアス層１７，１７は、積層体１６の両側
位置に張り出している反強磁性層１１上にバイアス下地
層１７ａを介して形成されている。このハードバイアス
層１７，１７上には、ＴａまたはＣｒからなる中間層１
９を介して電極層１８，１８が形成されている。
【００６０】さらに詳細に説明すると、本発明の第１の
実施形態のスピンバルブ型薄膜素子では、図２１に矢印
Ｘ１で示す方向の寸法、つまりトラック幅方向の光学的
寸法（磁気再生トラック幅方向寸法）Ｔｗが、０．４μ
ｍ以下に設定されている。ここで、上記光学的トラック
寸法は、図２１に示すように、フリー磁性層１４の図示
Ｘ１方向の幅として定義する。より詳細には、フリー磁
性層の図２１のＺ方向における中点位置つまりフリー磁
性層１４の膜厚方向中間位置におけるＸ１方向の寸法を
もって、光学的トラック寸法を定義する。前記反強磁性
層１１は、積層体１９中央部分において、８０〜３００
オングストローム程度の厚さとされ、ＰｔＭｎ合金で形
成されることが好ましい。ＰｔＭｎ合金は、従来から反
強磁性層として使用されているＮｉＭｎ合金やＦｅＭｎ
合金などに比べて耐食性に優れ、しかもブロッキング温
度が高く、交換結合磁界（交換異方性磁界）も大きい。
また、前記ＰｔＭｎ合金に代えて、Ｘ−Ｍｎ（ただし、
Ｘは、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｏｓのうちから選択さ
れる１種の元素を示す。）の式で示される合金、あるい
は、Ｘ’−Ｐｔ−Ｍｎ（ただし、Ｘ’は、Ｐｄ、Ｒｕ、
Ｉｒ、Ｒｈ、Ｏｓ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｒ、Ｎ
ｅ、Ｘｅ、Ｋｒのうちから選択される１種または２種以
上の元素を示す。）の式で示される合金で形成されてい
てもよい。
実施形態のスピンバルブ型薄膜素子では、図２１に矢印
Ｘ１で示す方向の寸法、つまりトラック幅方向の光学的
寸法（磁気再生トラック幅方向寸法）Ｔｗが、０．４μ
ｍ以下に設定されている。ここで、上記光学的トラック
寸法は、図２１に示すように、フリー磁性層１４の図示
Ｘ１方向の幅として定義する。より詳細には、フリー磁
性層の図２１のＺ方向における中点位置つまりフリー磁
性層１４の膜厚方向中間位置におけるＸ１方向の寸法を
もって、光学的トラック寸法を定義する。前記反強磁性
層１１は、積層体１９中央部分において、８０〜３００
オングストローム程度の厚さとされ、ＰｔＭｎ合金で形
成されることが好ましい。ＰｔＭｎ合金は、従来から反
強磁性層として使用されているＮｉＭｎ合金やＦｅＭｎ
合金などに比べて耐食性に優れ、しかもブロッキング温
度が高く、交換結合磁界（交換異方性磁界）も大きい。
また、前記ＰｔＭｎ合金に代えて、Ｘ−Ｍｎ（ただし、
Ｘは、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｏｓのうちから選択さ
れる１種の元素を示す。）の式で示される合金、あるい
は、Ｘ’−Ｐｔ−Ｍｎ（ただし、Ｘ’は、Ｐｄ、Ｒｕ、
Ｉｒ、Ｒｈ、Ｏｓ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｒ、Ｎ
ｅ、Ｘｅ、Ｋｒのうちから選択される１種または２種以
上の元素を示す。）の式で示される合金で形成されてい
てもよい。
【００６１】また、前記ＰｔＭｎ合金および前記Ｘ−Ｍ
ｎの式で示される合金において、ＰｔあるいはＸが３７
〜６３原子％の範囲であることが望ましい。より好まし
くは、４７〜５７原子％の範囲である。さらにまた、
Ｘ’−Ｐｔ−Ｍｎの式で示される合金において、Ｘ’＋
Ｐｔが３７〜６３原子％の範囲であることが望ましい。
より好ましくは、４７〜５７原子％の範囲である。さら
に、前記Ｘ’−Ｐｔ−Ｍｎの式で示される合金として
は、Ｘ’が０．２〜１０原子％の範囲であることが望ま
しい。ただし、Ｘ’がＰｄ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｏｓの
１種以上の場合は、Ｘ’は０．２〜４０原子％の範囲で
あることが望ましい。前記反強磁性層１１として、上記
した適正な組成範囲の合金を使用し、これをアニール処
理することで、大きな交換結合磁界を発生する反強磁性
層１１を得ることができる。とくに、ＰｔＭｎ合金であ
れば、６．４ｋＡ／ｍを越える交換結合磁界を有し、前
記交換結合磁界を失うブロッキング温度が３８０℃と極
めて高い優れた反強磁性層１１を得ることができる。
ｎの式で示される合金において、ＰｔあるいはＸが３７
〜６３原子％の範囲であることが望ましい。より好まし
くは、４７〜５７原子％の範囲である。さらにまた、
Ｘ’−Ｐｔ−Ｍｎの式で示される合金において、Ｘ’＋
Ｐｔが３７〜６３原子％の範囲であることが望ましい。
より好ましくは、４７〜５７原子％の範囲である。さら
に、前記Ｘ’−Ｐｔ−Ｍｎの式で示される合金として
は、Ｘ’が０．２〜１０原子％の範囲であることが望ま
しい。ただし、Ｘ’がＰｄ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｏｓの
１種以上の場合は、Ｘ’は０．２〜４０原子％の範囲で
あることが望ましい。前記反強磁性層１１として、上記
した適正な組成範囲の合金を使用し、これをアニール処
理することで、大きな交換結合磁界を発生する反強磁性
層１１を得ることができる。とくに、ＰｔＭｎ合金であ
れば、６．４ｋＡ／ｍを越える交換結合磁界を有し、前
記交換結合磁界を失うブロッキング温度が３８０℃と極
めて高い優れた反強磁性層１１を得ることができる。
【００６２】第１および第２の固定磁性層１２Ａ，１２
Ｃは、強磁性体の薄膜からなり、例えば、Ｃｏ、ＮｉＦ
ｅ合金、ＣｏＮｉＦｅ合金、ＣｏＦｅ合金、ＣｏＮｉ合
金などで形成され、合計で４０オングストローム程度の
厚さとされることが好ましく、第１の固定磁性層１２Ａ
は、例えばＣｏからなりその膜厚が１３〜２０オングス
トロームに設定され、第２の固定磁性層１２Ｃは、例え
ばＣｏからなりその膜厚が１５〜２５オングストローム
に設定される。また、前記非磁性中間層１２Ｂは、Ｒ
ｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｃｒ、Ｒｅ、Ｃｕのうち１種あるいは
２種以上の合金で形成されていることが好ましく、通
常、８オングストローム程度の厚さに形成されている。
Ｃは、強磁性体の薄膜からなり、例えば、Ｃｏ、ＮｉＦ
ｅ合金、ＣｏＮｉＦｅ合金、ＣｏＦｅ合金、ＣｏＮｉ合
金などで形成され、合計で４０オングストローム程度の
厚さとされることが好ましく、第１の固定磁性層１２Ａ
は、例えばＣｏからなりその膜厚が１３〜２０オングス
トロームに設定され、第２の固定磁性層１２Ｃは、例え
ばＣｏからなりその膜厚が１５〜２５オングストローム
に設定される。また、前記非磁性中間層１２Ｂは、Ｒ
ｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｃｒ、Ｒｅ、Ｃｕのうち１種あるいは
２種以上の合金で形成されていることが好ましく、通
常、８オングストローム程度の厚さに形成されている。
【００６３】この第１の固定磁性層１２Ａは、反強磁性
層１１に接して形成され、磁場中アニール（熱処理）を
施すことにより、前記第１の固定磁性層１２Ａと反強磁
性層１１との界面にて交換結合磁界（交換異方性磁界）
が発生し、図２１に示すように、前記第１の固定磁性層
１２Ａの磁化が、図示Ｙ方向に固定される。前記第１の
固定磁性層１２Ａの磁化が、図示Ｙ方向に固定される
と、非磁性中間層１２Ｂを介して対向する第２の固定磁
性層１２Ｃの磁化は、第１の固定磁性層１２Ａの磁化と
反平行の状態、つまり、図示Ｙ方向と逆方向に固定され
る。
層１１に接して形成され、磁場中アニール（熱処理）を
施すことにより、前記第１の固定磁性層１２Ａと反強磁
性層１１との界面にて交換結合磁界（交換異方性磁界）
が発生し、図２１に示すように、前記第１の固定磁性層
１２Ａの磁化が、図示Ｙ方向に固定される。前記第１の
固定磁性層１２Ａの磁化が、図示Ｙ方向に固定される
と、非磁性中間層１２Ｂを介して対向する第２の固定磁
性層１２Ｃの磁化は、第１の固定磁性層１２Ａの磁化と
反平行の状態、つまり、図示Ｙ方向と逆方向に固定され
る。
【００６４】本実施形態では、交換結合磁界（Ｈｅｘ）
を大きくするために、第１の固定磁性層１２Ａと第２の
固定磁性層１２Ｃとの膜厚比を適正な範囲内に収めると
ともに、第１の固定磁性層１２Ａと第２の固定磁性層１
２Ｃとの磁化を、熱的にも安定した反平行状態（フェリ
状態）に保ち、しかも、△Ｒ／Ｒ（抵抗変化率）を従来
と同程度に確保することが可能である。さらに熱処理中
の磁場の大きさおよびその方向を適正に制御することに
よって、第１の固定磁性層１２Ａおよび第２の固定磁性
層１２Ｃの磁化方向を、所望の方向に制御する。
を大きくするために、第１の固定磁性層１２Ａと第２の
固定磁性層１２Ｃとの膜厚比を適正な範囲内に収めると
ともに、第１の固定磁性層１２Ａと第２の固定磁性層１
２Ｃとの磁化を、熱的にも安定した反平行状態（フェリ
状態）に保ち、しかも、△Ｒ／Ｒ（抵抗変化率）を従来
と同程度に確保することが可能である。さらに熱処理中
の磁場の大きさおよびその方向を適正に制御することに
よって、第１の固定磁性層１２Ａおよび第２の固定磁性
層１２Ｃの磁化方向を、所望の方向に制御する。
【００６５】非磁性導電層１３は、Ｃｕ（銅）等からな
り、その膜厚は、２０〜３０オングストロームに設定さ
れる。
り、その膜厚は、２０〜３０オングストロームに設定さ
れる。
【００６６】図２２は、図２１におけるスピンバルブ薄
膜磁気素子のフリー磁性層１４に等しい階層で図２１の
Ｘ１−Ｙ平面を示す断面図である。図１，２は、本実施
形態における磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）
と、前記フリー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉ
Ｆｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）との範囲を示
す図である。前記フリー磁性層１４は、通常、２０〜５
０オングストローム程度の厚さとされ、ＮｉＦｅあるい
はＮｉＦｅとＣｏＦｅの積層膜等からなるものとされ
る。さらに、図２１に矢印Ｘ１で示す方向の寸法、つま
り、トラック幅方向寸法（磁気再生トラック幅方向寸
法）Ｔｗが、０．４μｍ以下に設定されている。ここ
で、前記フリー磁性層１４の非磁性導電層１３側にはＣ
ｏあるいはＣｏＦｅ合金，ＣｏＦｅＮｉ合金からなる層
を設けることもできる。このフリー磁性層１４において
は、フリー磁性層１４の少なくとも一部を構成するＮｉ
Ｆｅ合金におけるＮｉＦｅ合金のＮｉ濃度ＣNi（原子
％）が７０．２％≦ＣNi≦８９．９％の範囲に設定され
てなるとともに、前記磁気記録トラック幅方向寸法Ｔｗ
（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくとも一部を構成
するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）と
が、添付図面図１に各点（Ｔｗ，ＣNi）で示すように、
点Ａ1 （０．４，８９．９），点Ｂ1 （０．３５，８
９），点Ｃ1 （０．３，８７．７），点Ｄ1 （０．２
５，８６．５），点Ｅ1 （０．２２，８４．９），点Ｆ
1 （０．２０，８３），点Ｇ1 （０．１９，８２．
５），点Ｈ1 （０．１８，８１），点Ｉ1 （０．１７，
８０．５），点Ｊ1 （０．１５，７７．３），点Ｋ1
（０．１３，７６．８），点Ｌ1 （０．１，７５），点
Ｍ1（０．１，７０．２），点Ｎ1 （０．１３，７０．
２），点Ｏ1 （０．１５，７０．２），点Ｐ1 （０．１
７，７０．２），点Ｑ1 （０．１８，７０．２），点Ｒ
1 （０．１９，７０．２），点Ｓ1 （０．２０，７０．
２），点Ｔ1 （０．２２，７０．２），点Ｕ1 （０．２
５，７１．５），点Ｖ1 （０．３，７３．６），点Ｗ1
（０．３５，７５．６），点Ｘ1 （０．４，７７．３）
で囲まれる範囲内の値に設定される。これにより、フリ
ー磁性層１４の磁歪λｓを、―７．０×１０-6≦λｓ≦
２．０×１０-5の範囲に設定することができ、より好ま
しくは、前記磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）
と、前記フリー磁性層１４の磁歪λｓ（×１０-6）と
を、図４２に各点（Ｔｗ，λｓ）で示すように、点ＳＡ
1 （０．４，６），点ＳＢ1 （０．３５，８），点ＳＣ
1 （０．３，１２．５），点ＳＤ1 （０．２５，１
８），点ＳＥ1 （０．２３，２０），点ＳＦ1 （０．
２，２０），点ＳＧ1 （０．１９，２０），点ＳＨ1
（０．１８，２０），点ＳＩ1 （０．１７，２０），点
ＳＪ1 （０．１５，２０），点ＳＫ1 （０．１，２
０），点ＳＬ1 （０．１，９），点ＳＭ1 （０．１５，
３．５），点ＳＮ1 （０．１７．２），点ＳＯ1（０．
１８，１），点ＳＰ1 （０．１９，０），点ＳＱ1
（０．２，−０．７），点ＳＲ1 （０．２２，−２），
点ＳＳ1 （０．２５，−３），点ＳＴ1 （０．３，−
５），点ＳＵ1 （０．３５，−６．３），点ＳＶ1
（０．４，−７）で囲まれる範囲内の値に設定できる。
膜磁気素子のフリー磁性層１４に等しい階層で図２１の
Ｘ１−Ｙ平面を示す断面図である。図１，２は、本実施
形態における磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）
と、前記フリー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉ
Ｆｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）との範囲を示
す図である。前記フリー磁性層１４は、通常、２０〜５
０オングストローム程度の厚さとされ、ＮｉＦｅあるい
はＮｉＦｅとＣｏＦｅの積層膜等からなるものとされ
る。さらに、図２１に矢印Ｘ１で示す方向の寸法、つま
り、トラック幅方向寸法（磁気再生トラック幅方向寸
法）Ｔｗが、０．４μｍ以下に設定されている。ここ
で、前記フリー磁性層１４の非磁性導電層１３側にはＣ
ｏあるいはＣｏＦｅ合金，ＣｏＦｅＮｉ合金からなる層
を設けることもできる。このフリー磁性層１４において
は、フリー磁性層１４の少なくとも一部を構成するＮｉ
Ｆｅ合金におけるＮｉＦｅ合金のＮｉ濃度ＣNi（原子
％）が７０．２％≦ＣNi≦８９．９％の範囲に設定され
てなるとともに、前記磁気記録トラック幅方向寸法Ｔｗ
（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくとも一部を構成
するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）と
が、添付図面図１に各点（Ｔｗ，ＣNi）で示すように、
点Ａ1 （０．４，８９．９），点Ｂ1 （０．３５，８
９），点Ｃ1 （０．３，８７．７），点Ｄ1 （０．２
５，８６．５），点Ｅ1 （０．２２，８４．９），点Ｆ
1 （０．２０，８３），点Ｇ1 （０．１９，８２．
５），点Ｈ1 （０．１８，８１），点Ｉ1 （０．１７，
８０．５），点Ｊ1 （０．１５，７７．３），点Ｋ1
（０．１３，７６．８），点Ｌ1 （０．１，７５），点
Ｍ1（０．１，７０．２），点Ｎ1 （０．１３，７０．
２），点Ｏ1 （０．１５，７０．２），点Ｐ1 （０．１
７，７０．２），点Ｑ1 （０．１８，７０．２），点Ｒ
1 （０．１９，７０．２），点Ｓ1 （０．２０，７０．
２），点Ｔ1 （０．２２，７０．２），点Ｕ1 （０．２
５，７１．５），点Ｖ1 （０．３，７３．６），点Ｗ1
（０．３５，７５．６），点Ｘ1 （０．４，７７．３）
で囲まれる範囲内の値に設定される。これにより、フリ
ー磁性層１４の磁歪λｓを、―７．０×１０-6≦λｓ≦
２．０×１０-5の範囲に設定することができ、より好ま
しくは、前記磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）
と、前記フリー磁性層１４の磁歪λｓ（×１０-6）と
を、図４２に各点（Ｔｗ，λｓ）で示すように、点ＳＡ
1 （０．４，６），点ＳＢ1 （０．３５，８），点ＳＣ
1 （０．３，１２．５），点ＳＤ1 （０．２５，１
８），点ＳＥ1 （０．２３，２０），点ＳＦ1 （０．
２，２０），点ＳＧ1 （０．１９，２０），点ＳＨ1
（０．１８，２０），点ＳＩ1 （０．１７，２０），点
ＳＪ1 （０．１５，２０），点ＳＫ1 （０．１，２
０），点ＳＬ1 （０．１，９），点ＳＭ1 （０．１５，
３．５），点ＳＮ1 （０．１７．２），点ＳＯ1（０．
１８，１），点ＳＰ1 （０．１９，０），点ＳＱ1
（０．２，−０．７），点ＳＲ1 （０．２２，−２），
点ＳＳ1 （０．２５，−３），点ＳＴ1 （０．３，−
５），点ＳＵ1 （０．３５，−６．３），点ＳＶ1
（０．４，−７）で囲まれる範囲内の値に設定できる。
【００６７】ここで、本実施形態のスピンバルブ型薄膜
素子においては、上記のようにトラック幅寸法Ｔｗが
０．４μｍ以下に設定されているので、後述するように
ハードバイアス層１７，１７の影響を受けて前記フリー
磁性層１４の磁化がトラック幅方向に揃えられる際に、
フリー磁性層１４には、前述したマイクロトラックプロ
ファイル法により測定した場合における感度領域および
不感領域の差が生じるほど前記ハードバイアス層１７，
１７から距離的に離れている部分がないため、トラック
幅方向においてフリー磁性層へ前記ハードバイアス層か
らの影響が大きく変動することが防止される。同時に、
上記のようにフリー磁性層の少なくとも一部を構成する
ＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）を設定す
ることによって、フリー磁性層における素子高さ方向の
磁歪λｓを―７．０×１０-6≦λｓ≦２．０×１０-6の
範囲に設定することが可能となり、このように素子高さ
方向に磁歪λｓをプラス側、つまり磁化した方向に伸び
る状態におおく設定することで、逆磁歪効果により、作
用する引張応力の方向に磁化が向きやすくなり、磁気異
方性が現出することになる。つまり、この引張応力の作
用するフリー磁性層１４においては、前記引張応力の方
向つまり、図１９，２０に示す矢印Ｙ方向とされる素子
高さ方向（ハイト方向）を磁化容易軸とすることができ
る。このように磁歪λｓを設定した場合は、トラック幅
方向寸法Ｔｗを０．４μｍ以下に設定することにより、
トラック幅方向（Ｘ１方向）において、フリー磁性層１
４の変動磁化の回転容易性が分布を有し、磁壁ができて
磁区が不安定になることを防止することができる。この
ため、フリー磁性層１４には、トラック幅方向（Ｘ１方
向）において、感度のばらつく領域が形成されることが
少なく、フリー磁性層内に磁壁ができて単磁区化が妨げ
られ、磁化の不均一が発生し、スピンバルブ型薄膜素子
において、磁気記録媒体からの信号の処理が不正確にな
る不安定性（instability ）の原因となるバルクハイゼ
ンノイズ等が発生することを防止することができる。
素子においては、上記のようにトラック幅寸法Ｔｗが
０．４μｍ以下に設定されているので、後述するように
ハードバイアス層１７，１７の影響を受けて前記フリー
磁性層１４の磁化がトラック幅方向に揃えられる際に、
フリー磁性層１４には、前述したマイクロトラックプロ
ファイル法により測定した場合における感度領域および
不感領域の差が生じるほど前記ハードバイアス層１７，
１７から距離的に離れている部分がないため、トラック
幅方向においてフリー磁性層へ前記ハードバイアス層か
らの影響が大きく変動することが防止される。同時に、
上記のようにフリー磁性層の少なくとも一部を構成する
ＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）を設定す
ることによって、フリー磁性層における素子高さ方向の
磁歪λｓを―７．０×１０-6≦λｓ≦２．０×１０-6の
範囲に設定することが可能となり、このように素子高さ
方向に磁歪λｓをプラス側、つまり磁化した方向に伸び
る状態におおく設定することで、逆磁歪効果により、作
用する引張応力の方向に磁化が向きやすくなり、磁気異
方性が現出することになる。つまり、この引張応力の作
用するフリー磁性層１４においては、前記引張応力の方
向つまり、図１９，２０に示す矢印Ｙ方向とされる素子
高さ方向（ハイト方向）を磁化容易軸とすることができ
る。このように磁歪λｓを設定した場合は、トラック幅
方向寸法Ｔｗを０．４μｍ以下に設定することにより、
トラック幅方向（Ｘ１方向）において、フリー磁性層１
４の変動磁化の回転容易性が分布を有し、磁壁ができて
磁区が不安定になることを防止することができる。この
ため、フリー磁性層１４には、トラック幅方向（Ｘ１方
向）において、感度のばらつく領域が形成されることが
少なく、フリー磁性層内に磁壁ができて単磁区化が妨げ
られ、磁化の不均一が発生し、スピンバルブ型薄膜素子
において、磁気記録媒体からの信号の処理が不正確にな
る不安定性（instability ）の原因となるバルクハイゼ
ンノイズ等が発生することを防止することができる。
【００６８】本実施形態において、磁気再生トラック幅
方向寸法Ｔｗが０．４μｍ以上に設定された場合には、
前述したように、フリー磁性層内に磁壁ができる可能性
があるため好ましくない。同時に、フリー磁性層の少な
くとも一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度Ｃ
Ni（原子％）が８９．９％より大きく設定されることに
よって、フリー磁性層１４の素子高さ方向の磁歪λｓ
が、―７．０×１０-6より小さくなる場合があり、この
場合、フリー磁性層１４の変動磁化がハードバイアス層
１７，１７に必要以上に強固に固定されてしまい、印加
される外部磁界に対して、感度好く変動磁化が回転せ
ず、スピンバルブ型薄膜磁気素子の１０ＭＨｚ〜２０Ｍ
Ｈｚ程度の低周波数帯における再生出力が実用下限値
１．２ｍＶを下まわってしまうため好ましくない。ま
た、フリー磁性層のＮｉ濃度ＣNi（原子％）が７０．２
％より小さく設定されることによって、磁歪λｓが２．
０×１０-5以上に設定された場合には、フリー磁性層１
４における保磁力が４００Ａ／ｍ程度以上になり、フリ
ー磁性層１４の軟磁気特性が低下するため好ましくな
い。
方向寸法Ｔｗが０．４μｍ以上に設定された場合には、
前述したように、フリー磁性層内に磁壁ができる可能性
があるため好ましくない。同時に、フリー磁性層の少な
くとも一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度Ｃ
Ni（原子％）が８９．９％より大きく設定されることに
よって、フリー磁性層１４の素子高さ方向の磁歪λｓ
が、―７．０×１０-6より小さくなる場合があり、この
場合、フリー磁性層１４の変動磁化がハードバイアス層
１７，１７に必要以上に強固に固定されてしまい、印加
される外部磁界に対して、感度好く変動磁化が回転せ
ず、スピンバルブ型薄膜磁気素子の１０ＭＨｚ〜２０Ｍ
Ｈｚ程度の低周波数帯における再生出力が実用下限値
１．２ｍＶを下まわってしまうため好ましくない。ま
た、フリー磁性層のＮｉ濃度ＣNi（原子％）が７０．２
％より小さく設定されることによって、磁歪λｓが２．
０×１０-5以上に設定された場合には、フリー磁性層１
４における保磁力が４００Ａ／ｍ程度以上になり、フリ
ー磁性層１４の軟磁気特性が低下するため好ましくな
い。
【００６９】さらに、前記磁気再生トラック幅方向寸法
Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくとも一部を
構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）
とが、添付図面図１に各点（Ｔｗ，ＣNi）で示すよう
に、点Ａ1 〜点Ｘ1 で囲まれる範囲内の値に設定される
ことができ、この範囲以外に設定された場合には、以下
のような不都合があった。 磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗが、図１において点
Ａ1 ，点Ｘ1 より右側に設定された場合には、前述した
ように、フリー磁性層内に磁壁ができて不安定性（inst
ability ）の原因となるバルクハイゼンノイズ等が発生
する可能性があり好ましくない。 磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ、および、前記フリ
ー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金にお
けるＮｉ濃度ＣNi（原子％）が、点Ａ1 ，点Ｂ1，点Ｃ1
，点Ｄ1 ，点Ｅ1 ，点Ｆ1 ，点Ｇ1 ，点Ｈ1 ，点Ｉ
1 ，点Ｊ1 ，点Ｋ1，点Ｌ1 より上側に設定された場合
には、フリー磁性層の変動磁化がハードバイアス層に必
要以上に強固に固定されてしまい、印加される外部磁界
に対して、感度好く変動磁化が回転せず、スピンバルブ
型薄膜磁気素子の１０ＭＨｚ〜２０ＭＨｚ程度の低周波
数帯における再生出力が実用下限値１．２ｍＶを下まわ
ってしまい好ましくない。 前記フリー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉ
Ｆｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）が、点Ｍ1 ，
点Ｎ1 ，点Ｏ1 ，点Ｐ1 ，点Ｑ1 ，点Ｒ1 ，点Ｓ 1 ，点
Ｔ1 より下側に設定された場合には、フリー磁性層にお
ける保磁力が４００Ａ／ｍ程度以上になり、フリー磁性
層の軟磁気特性が低下し、再生波形の歪みや不安定性
（instability ）が増加するため好ましくない。 磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ、および、前記フリ
ー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金にお
けるＮｉ濃度ＣNi（原子％）が、点Ｔ1 ，点Ｕ1，点Ｖ1
，点Ｗ1 ，点Ｘ1 より下側に設定された場合には、ス
ピンバルブ型薄膜磁気素子の１０ＭＨｚ２０Ｍ〜Ｈｚ程
度の低周波数帯における再生出力が実用上限値約２．０
ｍＶを上まわってしまい、再生波形の不安定性（instab
ility ）が増加する可能性があり、好ましくない。
Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくとも一部を
構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）
とが、添付図面図１に各点（Ｔｗ，ＣNi）で示すよう
に、点Ａ1 〜点Ｘ1 で囲まれる範囲内の値に設定される
ことができ、この範囲以外に設定された場合には、以下
のような不都合があった。 磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗが、図１において点
Ａ1 ，点Ｘ1 より右側に設定された場合には、前述した
ように、フリー磁性層内に磁壁ができて不安定性（inst
ability ）の原因となるバルクハイゼンノイズ等が発生
する可能性があり好ましくない。 磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ、および、前記フリ
ー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金にお
けるＮｉ濃度ＣNi（原子％）が、点Ａ1 ，点Ｂ1，点Ｃ1
，点Ｄ1 ，点Ｅ1 ，点Ｆ1 ，点Ｇ1 ，点Ｈ1 ，点Ｉ
1 ，点Ｊ1 ，点Ｋ1，点Ｌ1 より上側に設定された場合
には、フリー磁性層の変動磁化がハードバイアス層に必
要以上に強固に固定されてしまい、印加される外部磁界
に対して、感度好く変動磁化が回転せず、スピンバルブ
型薄膜磁気素子の１０ＭＨｚ〜２０ＭＨｚ程度の低周波
数帯における再生出力が実用下限値１．２ｍＶを下まわ
ってしまい好ましくない。 前記フリー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉ
Ｆｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）が、点Ｍ1 ，
点Ｎ1 ，点Ｏ1 ，点Ｐ1 ，点Ｑ1 ，点Ｒ1 ，点Ｓ 1 ，点
Ｔ1 より下側に設定された場合には、フリー磁性層にお
ける保磁力が４００Ａ／ｍ程度以上になり、フリー磁性
層の軟磁気特性が低下し、再生波形の歪みや不安定性
（instability ）が増加するため好ましくない。 磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ、および、前記フリ
ー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金にお
けるＮｉ濃度ＣNi（原子％）が、点Ｔ1 ，点Ｕ1，点Ｖ1
，点Ｗ1 ，点Ｘ1 より下側に設定された場合には、ス
ピンバルブ型薄膜磁気素子の１０ＭＨｚ２０Ｍ〜Ｈｚ程
度の低周波数帯における再生出力が実用上限値約２．０
ｍＶを上まわってしまい、再生波形の不安定性（instab
ility ）が増加する可能性があり、好ましくない。
【００７０】さらに、上記の磁気再生トラック幅方向寸
法およびＮｉ濃度ＣNi（原子％）に対応して、前記磁気
記録トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁
性層１４の磁歪λｓ（×１０-6）とが、図４２に各点
（Ｔｗ，λｓ）で示すように、点Ａ1 〜点Ｖ1 で囲まれ
る範囲内の値に設定されることができ、この範囲以外に
設定された場合には、以下のような不都合があった。 磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗが、図４２において
点ＳＡ1 ，点ＳＶ1 より右側に設定された場合には、前
述したように、フリー磁性層１４内に磁壁ができて不安
定性（instability ）の原因となるバルクハイゼンノイ
ズ等が発生する可能性があり好ましくない。 磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ、および、前記フリ
ー磁性層１４の磁歪λｓが、図４２において点ＳＡ1 ，
点ＳＢ1 ，点ＳＣ1 ，点ＳＤ1 ，点ＳＥ1 より外側に設
定された場合には、スピンバルブ型薄膜磁気素子の１０
ＭＨｚ〜１０ＭＨｚ程度の低周波数帯における再生出力
が実用上限値約２．０ｍＶを上まわってしまい、再生波
形の不安定性（instability ）が増加する可能性があ
り、好ましくない。 前記フリー磁性層１４の磁歪λｓが、図４２において
点ＳＥ1 ，点ＳＦ1 ，点ＳＧ1 ，点ＳＨ1 ，点ＳＩ1 ，
点ＳＪ1 ，点ＳＫ1 より上側に設定された場合には、フ
リー磁性層１４における保磁力が４００Ａ／ｍ程度以上
になり、フリー磁性層１４の軟磁気特性が低下し、再生
波形の歪みや不安定性（instability ）が増加するため
好ましくない。 磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ、および、前記フリ
ー磁性層１４の素子高さ方向の磁歪λｓが、図４２にお
いて点ＳＬ1 ，点ＳＭ1 ，点ＳＮ1 ，点ＳＯ1 ，点ＳＰ
1 ，点ＳＱ1 ，点ＳＲ1 ，点ＳＳ1 ，点ＳＴ1 ，点ＳＵ
1 ，点ＳＶ1 より下側に設定された場合には、フリー磁
性層１４の変動磁化がハードバイアス層１７に必要以上
に強固に固定されてしまい、印加される外部磁界に対し
て、感度好く変動磁化が回転せず、スピンバルブ型薄膜
磁気素子の１０ＭＨｚ〜２０ＭＨｚ程度の低周波数帯に
おける再生出力が実用下限値１．２ｍＶを下まわってし
まい好ましくない。
法およびＮｉ濃度ＣNi（原子％）に対応して、前記磁気
記録トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁
性層１４の磁歪λｓ（×１０-6）とが、図４２に各点
（Ｔｗ，λｓ）で示すように、点Ａ1 〜点Ｖ1 で囲まれ
る範囲内の値に設定されることができ、この範囲以外に
設定された場合には、以下のような不都合があった。 磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗが、図４２において
点ＳＡ1 ，点ＳＶ1 より右側に設定された場合には、前
述したように、フリー磁性層１４内に磁壁ができて不安
定性（instability ）の原因となるバルクハイゼンノイ
ズ等が発生する可能性があり好ましくない。 磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ、および、前記フリ
ー磁性層１４の磁歪λｓが、図４２において点ＳＡ1 ，
点ＳＢ1 ，点ＳＣ1 ，点ＳＤ1 ，点ＳＥ1 より外側に設
定された場合には、スピンバルブ型薄膜磁気素子の１０
ＭＨｚ〜１０ＭＨｚ程度の低周波数帯における再生出力
が実用上限値約２．０ｍＶを上まわってしまい、再生波
形の不安定性（instability ）が増加する可能性があ
り、好ましくない。 前記フリー磁性層１４の磁歪λｓが、図４２において
点ＳＥ1 ，点ＳＦ1 ，点ＳＧ1 ，点ＳＨ1 ，点ＳＩ1 ，
点ＳＪ1 ，点ＳＫ1 より上側に設定された場合には、フ
リー磁性層１４における保磁力が４００Ａ／ｍ程度以上
になり、フリー磁性層１４の軟磁気特性が低下し、再生
波形の歪みや不安定性（instability ）が増加するため
好ましくない。 磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ、および、前記フリ
ー磁性層１４の素子高さ方向の磁歪λｓが、図４２にお
いて点ＳＬ1 ，点ＳＭ1 ，点ＳＮ1 ，点ＳＯ1 ，点ＳＰ
1 ，点ＳＱ1 ，点ＳＲ1 ，点ＳＳ1 ，点ＳＴ1 ，点ＳＵ
1 ，点ＳＶ1 より下側に設定された場合には、フリー磁
性層１４の変動磁化がハードバイアス層１７に必要以上
に強固に固定されてしまい、印加される外部磁界に対し
て、感度好く変動磁化が回転せず、スピンバルブ型薄膜
磁気素子の１０ＭＨｚ〜２０ＭＨｚ程度の低周波数帯に
おける再生出力が実用下限値１．２ｍＶを下まわってし
まい好ましくない。
【００７１】本実施形態においては、さらに、前記磁気
再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁
性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金における
Ｎｉ濃度ＣNi（原子％）が、添付図面図２に各点（Ｔ
ｗ，ＣNi）で示すように、点Ａ 2 〜点Ｘ2 で囲まれる範
囲内の値に設定されることができ、この範囲以外に設定
された場合には、以下のような不都合があった。 磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗが、図２において点
Ａ2 ，点Ｘ2 より右側に設定された場合には、前述した
ように、フリー磁性層内に磁壁ができて不安定性（inst
ability ）の原因となるバルクハイゼンノイズ等が発生
する可能性があり好ましくない。 磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ、および、前記フリ
ー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金にお
けるＮｉ濃度ＣNi（原子％）が、点Ａ2 ，点Ｂ2，点Ｃ2
，点Ｄ2 ，点Ｅ2 ，点Ｆ2 ，点Ｇ2 ，点Ｈ2 ，点Ｊ
2 ，点Ｋ2 ，点Ｌ2より上側に設定された場合には、フ
リー磁性層の変動磁化がハードバイアス層に必要以上に
強固に固定されてしまい、印加される外部磁界に対し
て、感度好く変動磁化が回転せず、スピンバルブ型薄膜
磁気素子の１０ＭＨｚ〜２０ＭＨｚ程度の低周波数帯に
おける再生出力が実用下限値１．２ｍＶを下まわってし
まい好ましくない。さらに、上記のような、点Ａ2 ない
し点Ｌ2 の内側に設定されることにより、トラック幅が
狭くなるにしたがって、フリー磁性層１４の変動磁化を
安定化するためのハードバイアス層１７の残留磁化×膜
厚積を、再生波形の不安定性をより確実に防止するのに
必要とされる以上に小さくしてよいため、より好まし
い。 前記フリー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉ
Ｆｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）が、図２にお
いて点Ｍ2 ，点Ｎ2 ，点Ｏ2 より下側に設定された場合
には、フリー磁性層における保磁力が４００Ａ／ｍ程度
以上になり、フリー磁性層の軟磁気特性が低下し、再生
波形の歪みや不安定性（instability ）が増加するため
好ましくない。 磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ、および、前記フリ
ー磁性層のＮｉ濃度ＣNi（原子％）が、図２において点
Ｏ2 ，点Ｑ2 ，点Ｒ2 ，点Ｓ2 ，点Ｔ2 ，点Ｕ2，点Ｖ2
，点Ｗ2 ，点Ｘ2 より下側に設定された場合には、ス
ピンバルブ型薄膜磁気素子の１０ＭＨｚ〜２０ＭＨｚ程
度の低周波数帯における再生出力が実用上限値約２．０
ｍＶを上まわってしまい、再生波形の不安定性（instab
ility ）が増加する可能性があり、好ましくない。さら
に、上記のような、図２において点Ｏ2 ないし点Ｘ2 の
内側に設定されることにより、トラック幅Ｔｗが狭くな
るに従って、フリー磁性層１４の変動磁化を安定化する
ためのハードバイアス層１７の残留磁化×膜厚積は少な
くてもよいため、磁気的な実効再生トラック幅の制御性
の上でより好ましい。
再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁
性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金における
Ｎｉ濃度ＣNi（原子％）が、添付図面図２に各点（Ｔ
ｗ，ＣNi）で示すように、点Ａ 2 〜点Ｘ2 で囲まれる範
囲内の値に設定されることができ、この範囲以外に設定
された場合には、以下のような不都合があった。 磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗが、図２において点
Ａ2 ，点Ｘ2 より右側に設定された場合には、前述した
ように、フリー磁性層内に磁壁ができて不安定性（inst
ability ）の原因となるバルクハイゼンノイズ等が発生
する可能性があり好ましくない。 磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ、および、前記フリ
ー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金にお
けるＮｉ濃度ＣNi（原子％）が、点Ａ2 ，点Ｂ2，点Ｃ2
，点Ｄ2 ，点Ｅ2 ，点Ｆ2 ，点Ｇ2 ，点Ｈ2 ，点Ｊ
2 ，点Ｋ2 ，点Ｌ2より上側に設定された場合には、フ
リー磁性層の変動磁化がハードバイアス層に必要以上に
強固に固定されてしまい、印加される外部磁界に対し
て、感度好く変動磁化が回転せず、スピンバルブ型薄膜
磁気素子の１０ＭＨｚ〜２０ＭＨｚ程度の低周波数帯に
おける再生出力が実用下限値１．２ｍＶを下まわってし
まい好ましくない。さらに、上記のような、点Ａ2 ない
し点Ｌ2 の内側に設定されることにより、トラック幅が
狭くなるにしたがって、フリー磁性層１４の変動磁化を
安定化するためのハードバイアス層１７の残留磁化×膜
厚積を、再生波形の不安定性をより確実に防止するのに
必要とされる以上に小さくしてよいため、より好まし
い。 前記フリー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉ
Ｆｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）が、図２にお
いて点Ｍ2 ，点Ｎ2 ，点Ｏ2 より下側に設定された場合
には、フリー磁性層における保磁力が４００Ａ／ｍ程度
以上になり、フリー磁性層の軟磁気特性が低下し、再生
波形の歪みや不安定性（instability ）が増加するため
好ましくない。 磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ、および、前記フリ
ー磁性層のＮｉ濃度ＣNi（原子％）が、図２において点
Ｏ2 ，点Ｑ2 ，点Ｒ2 ，点Ｓ2 ，点Ｔ2 ，点Ｕ2，点Ｖ2
，点Ｗ2 ，点Ｘ2 より下側に設定された場合には、ス
ピンバルブ型薄膜磁気素子の１０ＭＨｚ〜２０ＭＨｚ程
度の低周波数帯における再生出力が実用上限値約２．０
ｍＶを上まわってしまい、再生波形の不安定性（instab
ility ）が増加する可能性があり、好ましくない。さら
に、上記のような、図２において点Ｏ2 ないし点Ｘ2 の
内側に設定されることにより、トラック幅Ｔｗが狭くな
るに従って、フリー磁性層１４の変動磁化を安定化する
ためのハードバイアス層１７の残留磁化×膜厚積は少な
くてもよいため、磁気的な実効再生トラック幅の制御性
の上でより好ましい。
【００７２】さらに、上記の図２に示す磁気再生トラッ
ク幅方向寸法およびＮｉ濃度ＣNi（原子％）で囲まれる
範囲内の値に対応して、前記磁気再生トラック幅方向寸
法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層１４の磁歪λｓ
（×１０-6）とが、図４３に各点（Ｔｗ，λｓ）で示す
ように、点ＳＡ2 （０．４，６），点ＳＢ2 （０．３
５，６），点ＳＣ2 （０．３，７．５），点ＳＤ
2 （０．２５，１０．５），点ＳＥ2 （０．２３，１
１），点ＳＦ2 （０．２２，１２），点ＳＧ2 （０．
２，１３．５），点ＳＨ2 （０．１９，１４．２），点
ＳＩ2 （０．１８，１５．１），点ＳＪ2 （０．１５，
１７．５），点ＳＷ2 （０．１３，２０），点ＳＫ
2 （０．１，２０），点ＳＬ2 （０．１，９），点ＳＸ
2 （０．１３，５），点ＳＭ 2 （０．１５，３．５），
点ＳＮ2 （０．１８，１．５），点ＳＯ2 （０．１９，
１．２），点ＳＰ2 （０．２，１），点ＳＱ2 （０．２
２，０），点ＳＲ2 （０．２３，−０．５），点ＳＳ2
（０．２５，−１），点ＳＴ2 （０．３，−１．５），
点ＳＵ2 （０．３５，−１．６），点ＳＶ2 （０．４，
−１．５）で囲まれる範囲内の値に設定されることがで
きる。そして、この範囲以外に設定された場合には、以
下のような不都合があった。 磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗが、図４３において
点ＳＡ2 ，点ＳＶ2 より右側に設定された場合には、前
述したように、フリー磁性層１４内に磁壁ができて不安
定性（instability ）の原因となるバルクハイゼンノイ
ズ等が発生する可能性があり好ましくない。 磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ、および、前記フリ
ー磁性層１４の磁歪λｓが、図４３において点ＳＡ2 ，
点ＳＢ2 ，点ＳＣ2 ，点ＳＤ12 ，点ＳＥ2 ，点ＳＦ
2 ，点ＳＧ12 ，点ＳＨ2 ，点ＳＩ2 ，点ＳＪ2 ，点Ｓ
Ｗ2 より外側に設定された場合には、スピンバルブ型薄
膜磁気素子の１０ＭＨｚ〜２０ＭＨｚ程度の低周波数帯
における再生出力が実用上限値約２．０ｍＶを上まわっ
てしまい、再生波形の不安定性（instability ）が増加
する可能性があり、好ましくない。さらに、上記のよう
な、図４３において点ＳＡ2 ないし点ＳＷ2 の内側に設
定されることにより、トラック幅Ｔｗが狭くなるにした
がって、フリー磁性層１４の変動磁化を安定するための
ハードバイアス層１７の残留磁化×膜厚積は少なくてよ
いため、磁気的な実効再生トラック幅の制御性の上でよ
り好ましい。 前記フリー磁性層１４の磁歪λｓが、図４３において
点ＳＷ2 ，点ＳＫ2 より上側に設定された場合には、フ
リー磁性層１４における保磁力が４００Ａ／ｍ程度以上
になり、フリー磁性層１４の軟磁気特性が低下し、再生
波形の歪みや不安定性（instability ）が増加するため
好ましくない。 磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ、および、前記フリ
ー磁性層１４の素子高さ方向の磁歪λｓが、図４３にお
いて点ＳＬ2 ，点ＳＸ2 ，点ＳＭ2 ，点ＳＮ2 ，点ＳＯ
2 ，点ＳＰ2 ，点ＳＱ2 ，点ＳＲ2 ，点ＳＳ2 ，点ＳＴ
2 ，点ＳＵ2 ，点ＳＶ2 より下側に設定された場合に
は、フリー磁性層１４の変動磁化がハードバイアス層１
７に必要以上に強固に固定されてしまい、印加される外
部磁界に対して、感度好く変動磁化が回転せず、スピン
バルブ型薄膜磁気素子の１０ＭＨｚ〜２０ＭＨｚ程度の
低周波数帯における再生出力が実用下限値１．２ｍＶを
下まわってしまい好ましくない。さらに、上記のよう
な、図４３において点ＳＦ2 ないし点ＳＶ2 の内側に設
定されることにより、トラック幅が狭くなるにしたがっ
て、フリー磁性層１４の変動磁化を安定するためのハー
ドバイアス層１７の残留磁化×膜厚積を再生波形の不安
定性をより確実に防止するのに必要とされる以下に小さ
くしなくてよいため、より好ましい。
ク幅方向寸法およびＮｉ濃度ＣNi（原子％）で囲まれる
範囲内の値に対応して、前記磁気再生トラック幅方向寸
法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層１４の磁歪λｓ
（×１０-6）とが、図４３に各点（Ｔｗ，λｓ）で示す
ように、点ＳＡ2 （０．４，６），点ＳＢ2 （０．３
５，６），点ＳＣ2 （０．３，７．５），点ＳＤ
2 （０．２５，１０．５），点ＳＥ2 （０．２３，１
１），点ＳＦ2 （０．２２，１２），点ＳＧ2 （０．
２，１３．５），点ＳＨ2 （０．１９，１４．２），点
ＳＩ2 （０．１８，１５．１），点ＳＪ2 （０．１５，
１７．５），点ＳＷ2 （０．１３，２０），点ＳＫ
2 （０．１，２０），点ＳＬ2 （０．１，９），点ＳＸ
2 （０．１３，５），点ＳＭ 2 （０．１５，３．５），
点ＳＮ2 （０．１８，１．５），点ＳＯ2 （０．１９，
１．２），点ＳＰ2 （０．２，１），点ＳＱ2 （０．２
２，０），点ＳＲ2 （０．２３，−０．５），点ＳＳ2
（０．２５，−１），点ＳＴ2 （０．３，−１．５），
点ＳＵ2 （０．３５，−１．６），点ＳＶ2 （０．４，
−１．５）で囲まれる範囲内の値に設定されることがで
きる。そして、この範囲以外に設定された場合には、以
下のような不都合があった。 磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗが、図４３において
点ＳＡ2 ，点ＳＶ2 より右側に設定された場合には、前
述したように、フリー磁性層１４内に磁壁ができて不安
定性（instability ）の原因となるバルクハイゼンノイ
ズ等が発生する可能性があり好ましくない。 磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ、および、前記フリ
ー磁性層１４の磁歪λｓが、図４３において点ＳＡ2 ，
点ＳＢ2 ，点ＳＣ2 ，点ＳＤ12 ，点ＳＥ2 ，点ＳＦ
2 ，点ＳＧ12 ，点ＳＨ2 ，点ＳＩ2 ，点ＳＪ2 ，点Ｓ
Ｗ2 より外側に設定された場合には、スピンバルブ型薄
膜磁気素子の１０ＭＨｚ〜２０ＭＨｚ程度の低周波数帯
における再生出力が実用上限値約２．０ｍＶを上まわっ
てしまい、再生波形の不安定性（instability ）が増加
する可能性があり、好ましくない。さらに、上記のよう
な、図４３において点ＳＡ2 ないし点ＳＷ2 の内側に設
定されることにより、トラック幅Ｔｗが狭くなるにした
がって、フリー磁性層１４の変動磁化を安定するための
ハードバイアス層１７の残留磁化×膜厚積は少なくてよ
いため、磁気的な実効再生トラック幅の制御性の上でよ
り好ましい。 前記フリー磁性層１４の磁歪λｓが、図４３において
点ＳＷ2 ，点ＳＫ2 より上側に設定された場合には、フ
リー磁性層１４における保磁力が４００Ａ／ｍ程度以上
になり、フリー磁性層１４の軟磁気特性が低下し、再生
波形の歪みや不安定性（instability ）が増加するため
好ましくない。 磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ、および、前記フリ
ー磁性層１４の素子高さ方向の磁歪λｓが、図４３にお
いて点ＳＬ2 ，点ＳＸ2 ，点ＳＭ2 ，点ＳＮ2 ，点ＳＯ
2 ，点ＳＰ2 ，点ＳＱ2 ，点ＳＲ2 ，点ＳＳ2 ，点ＳＴ
2 ，点ＳＵ2 ，点ＳＶ2 より下側に設定された場合に
は、フリー磁性層１４の変動磁化がハードバイアス層１
７に必要以上に強固に固定されてしまい、印加される外
部磁界に対して、感度好く変動磁化が回転せず、スピン
バルブ型薄膜磁気素子の１０ＭＨｚ〜２０ＭＨｚ程度の
低周波数帯における再生出力が実用下限値１．２ｍＶを
下まわってしまい好ましくない。さらに、上記のよう
な、図４３において点ＳＦ2 ないし点ＳＶ2 の内側に設
定されることにより、トラック幅が狭くなるにしたがっ
て、フリー磁性層１４の変動磁化を安定するためのハー
ドバイアス層１７の残留磁化×膜厚積を再生波形の不安
定性をより確実に防止するのに必要とされる以下に小さ
くしなくてよいため、より好ましい。
【００７３】さらに、前記フリー磁性層１４において
は、そのトラック幅方向の幅寸法と前記フリー磁性層の
素子高さ方向寸法とが略１：１〜３：２の比率に設定さ
れ、図２２に示すように、Ｙ方向の寸法、つまり前記フ
リー磁性層の素子高さ方向寸法ＭＲｈが０．０６μｍ〜
０．４μｍの範囲に設定されてなることができ、これに
より、横長形状による形状磁気異方性によって素子高さ
方向における磁区の単一性を向上して、不安定性（inst
ability ）の原因となるバルクハイゼンノイズ等が発生
する可能性を低減することができる。
は、そのトラック幅方向の幅寸法と前記フリー磁性層の
素子高さ方向寸法とが略１：１〜３：２の比率に設定さ
れ、図２２に示すように、Ｙ方向の寸法、つまり前記フ
リー磁性層の素子高さ方向寸法ＭＲｈが０．０６μｍ〜
０．４μｍの範囲に設定されてなることができ、これに
より、横長形状による形状磁気異方性によって素子高さ
方向における磁区の単一性を向上して、不安定性（inst
ability ）の原因となるバルクハイゼンノイズ等が発生
する可能性を低減することができる。
【００７４】保護層１５は、Ｔａからなり、その表面
が、酸化された酸化層１５ａとされている。バイアス下
地層１７ａは、緩衝膜および配向膜であり、Ｃｒなどで
形成されることが好ましく、例えば、２０〜１００オン
グストローム程度、好ましくは５０オングストローム程
度の厚さとされ、中間層１９は例えばＴａからなり、５
０オングストローム程度の膜厚とされる。これらバイア
ス下地層１７ａおよび中間層１９により、後工程のイン
ダクティブヘッド（書込ヘッド）の製造プロセスでおこ
なう絶縁レジストの硬化工程（ＵＶキュアまたはハード
ベーク）等で高温に曝される場合に、拡散バリアーとし
て機能し、ハードバイアス層１７，１７と周辺層の間で
熱拡散がおこり、ハードバイアス層１７，１７の磁気特
性が劣化することを防止することができる。
が、酸化された酸化層１５ａとされている。バイアス下
地層１７ａは、緩衝膜および配向膜であり、Ｃｒなどで
形成されることが好ましく、例えば、２０〜１００オン
グストローム程度、好ましくは５０オングストローム程
度の厚さとされ、中間層１９は例えばＴａからなり、５
０オングストローム程度の膜厚とされる。これらバイア
ス下地層１７ａおよび中間層１９により、後工程のイン
ダクティブヘッド（書込ヘッド）の製造プロセスでおこ
なう絶縁レジストの硬化工程（ＵＶキュアまたはハード
ベーク）等で高温に曝される場合に、拡散バリアーとし
て機能し、ハードバイアス層１７，１７と周辺層の間で
熱拡散がおこり、ハードバイアス層１７，１７の磁気特
性が劣化することを防止することができる。
【００７５】前記ハードバイアス層１７，１７は、通
常、２００〜７００オングストローム程度の厚さとさ
れ、例えば、Ｃｏ−Ｐｔ合金やＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ合金や
Ｃｏ−Ｃｒ−Ｔａ（コバルト−クロム−タンタル）合金
などで形成されることが好ましい。また、前記ハードバ
イアス層１７，１７が、図示Ｘ１方向に磁化されている
ことで、前記フリー磁性層１４の磁化が、図示Ｘ１方向
に揃えられている。これにより、前記フリー磁性層１４
の変動磁化と前記第２の固定磁性層１２Ｃの固定磁化と
が９０度で交差する関係となっている。
常、２００〜７００オングストローム程度の厚さとさ
れ、例えば、Ｃｏ−Ｐｔ合金やＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ合金や
Ｃｏ−Ｃｒ−Ｔａ（コバルト−クロム−タンタル）合金
などで形成されることが好ましい。また、前記ハードバ
イアス層１７，１７が、図示Ｘ１方向に磁化されている
ことで、前記フリー磁性層１４の磁化が、図示Ｘ１方向
に揃えられている。これにより、前記フリー磁性層１４
の変動磁化と前記第２の固定磁性層１２Ｃの固定磁化と
が９０度で交差する関係となっている。
【００７６】前記ハードバイアス層１７，１７は、前記
フリー磁性層１４と同じ階層位置に配置され、前記フリ
ー磁性層１４の膜厚方向に前記フリー磁性層１４の膜厚
よりも大きな膜厚とされることが好ましい。また、前記
ハードバイアス層１７，１７の上面１７ｂ，１７ｂは、
フリー磁性層１４の上面１４Ａよりも基板１０から離れ
た位置に（すなわち、図１では上側に）配置され、前記
ハードバイアス層１７，１７の下面は、前記フリー磁性
層１４の下面よりも基板１０側の位置に（すなわち、図
１では下側に）配置されている。
フリー磁性層１４と同じ階層位置に配置され、前記フリ
ー磁性層１４の膜厚方向に前記フリー磁性層１４の膜厚
よりも大きな膜厚とされることが好ましい。また、前記
ハードバイアス層１７，１７の上面１７ｂ，１７ｂは、
フリー磁性層１４の上面１４Ａよりも基板１０から離れ
た位置に（すなわち、図１では上側に）配置され、前記
ハードバイアス層１７，１７の下面は、前記フリー磁性
層１４の下面よりも基板１０側の位置に（すなわち、図
１では下側に）配置されている。
【００７７】電極層１８，１８が、ハードバイアス層１
７，１７の上側に、Ｃｒ、Ａｕ、Ｔａ、Ｗから選択され
る１種またはそれ以上からなる単層膜もしくはその多層
膜で形成されて、積層体１６へセンス電流を与える。こ
こで、電極層１８，１８としてＣｒが選択されて、Ｔａ
からなる中間層１９上にエピタキシャル成長することに
より形成されることにより電気抵抗値を低減することが
できる。
７，１７の上側に、Ｃｒ、Ａｕ、Ｔａ、Ｗから選択され
る１種またはそれ以上からなる単層膜もしくはその多層
膜で形成されて、積層体１６へセンス電流を与える。こ
こで、電極層１８，１８としてＣｒが選択されて、Ｔａ
からなる中間層１９上にエピタキシャル成長することに
より形成されることにより電気抵抗値を低減することが
できる。
【００７８】図２１，２２に示す構造のスピンバルブ型
薄膜素子においては、電極層１８，１８から積層体１６
にセンス電流が与えられる。ハードディスク等のメディ
ア（磁気記録媒体）から図示Ｙ方向に磁界が与えられる
と、フリー磁性層１４の磁化は、図示Ｘ１方向からＹ方
向に変動する。このときの非磁性導電層１３とフリー磁
性層１４との界面で、いわゆるＧＭＲ効果によってスピ
ンに依存した伝導電子の散乱が起こることにより、電気
抵抗が変化し、記録媒体からの洩れ磁界が検出される。
薄膜素子においては、電極層１８，１８から積層体１６
にセンス電流が与えられる。ハードディスク等のメディ
ア（磁気記録媒体）から図示Ｙ方向に磁界が与えられる
と、フリー磁性層１４の磁化は、図示Ｘ１方向からＹ方
向に変動する。このときの非磁性導電層１３とフリー磁
性層１４との界面で、いわゆるＧＭＲ効果によってスピ
ンに依存した伝導電子の散乱が起こることにより、電気
抵抗が変化し、記録媒体からの洩れ磁界が検出される。
【００７９】ここで、本実施形態においては、上記のよ
うに前記磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）とフ
リー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金に
おけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）とが設定されていること
により、前記フリー磁性層１４の磁歪λｓ（×１０-6）
を設定することができ、スピンバルブ型薄膜磁気素子に
おいて、フリー磁性層１４の変動磁化方向が、逆磁歪効
果により固定磁性層１２の固定磁化方向に対して回転し
やすくなることにより発現する磁気抵抗効果による抵抗
変化がおこりやすくなるため、再生出力の増大を見込む
ことができる。同時に、スピンバルブ型薄膜素子におい
て、磁気記録媒体からの信号の処理が不正確になる不安
定性（instability ）の原因となるバルクハイゼンノイ
ズ等が発生することを防止することができる。
うに前記磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）とフ
リー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金に
おけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）とが設定されていること
により、前記フリー磁性層１４の磁歪λｓ（×１０-6）
を設定することができ、スピンバルブ型薄膜磁気素子に
おいて、フリー磁性層１４の変動磁化方向が、逆磁歪効
果により固定磁性層１２の固定磁化方向に対して回転し
やすくなることにより発現する磁気抵抗効果による抵抗
変化がおこりやすくなるため、再生出力の増大を見込む
ことができる。同時に、スピンバルブ型薄膜素子におい
て、磁気記録媒体からの信号の処理が不正確になる不安
定性（instability ）の原因となるバルクハイゼンノイ
ズ等が発生することを防止することができる。
【００８０】本実施形態のスピンバルブ型薄膜素子にお
いて、その上下方向（Ｚ方向）両側には、図３２，図３
３において後述するように、それぞれ下部シールド層２
５３、下部ギャップ層２５４、上部ギャップ層２５６、
および、上部シールド層２５７が、フリー磁性層１４の
膜面内方向（Ｘ１−Ｙ面内方向）に形成されている。こ
れら、下部シールド層２５３、下部ギャップ層２５４、
上部ギャップ層２５６、上部シールド層２５７にかかっ
ている応力は、ＡＢＳ面によって一部が開放されている
ため、膜面内における応力分布が異方的になっている。
例えば、この場合、これら下部シールド層２５３、下部
ギャップ層２５４、上部ギャップ層２５６、上部シール
ド層２５７の成膜条件等を制御することによって、フリ
ー磁性層１４において、素子高さ方向（ストライプハイ
ト方向）に引張応力が異方的にはたらくように、これ
ら、下部シールド層２５３、下部ギャップ層２５４、上
部ギャップ層２５６、上部シールド層２５７にかかって
いる応力を所望の状態に設定する。その結果、フリー磁
性層１４内において、上記の範囲に磁歪を設定すること
が可能になる。あるいは、フリー磁性層１４成膜時のス
パッタ条件等を制御して、上記の範囲に磁歪の範囲設定
を制御することもできる。
いて、その上下方向（Ｚ方向）両側には、図３２，図３
３において後述するように、それぞれ下部シールド層２
５３、下部ギャップ層２５４、上部ギャップ層２５６、
および、上部シールド層２５７が、フリー磁性層１４の
膜面内方向（Ｘ１−Ｙ面内方向）に形成されている。こ
れら、下部シールド層２５３、下部ギャップ層２５４、
上部ギャップ層２５６、上部シールド層２５７にかかっ
ている応力は、ＡＢＳ面によって一部が開放されている
ため、膜面内における応力分布が異方的になっている。
例えば、この場合、これら下部シールド層２５３、下部
ギャップ層２５４、上部ギャップ層２５６、上部シール
ド層２５７の成膜条件等を制御することによって、フリ
ー磁性層１４において、素子高さ方向（ストライプハイ
ト方向）に引張応力が異方的にはたらくように、これ
ら、下部シールド層２５３、下部ギャップ層２５４、上
部ギャップ層２５６、上部シールド層２５７にかかって
いる応力を所望の状態に設定する。その結果、フリー磁
性層１４内において、上記の範囲に磁歪を設定すること
が可能になる。あるいは、フリー磁性層１４成膜時のス
パッタ条件等を制御して、上記の範囲に磁歪の範囲設定
を制御することもできる。
【００８１】以下、本発明に係るスピンバルブ型薄膜磁
気素子およびこのスピンバルブ型薄膜磁気素子を備えた
薄膜磁気ヘッドの第２実施形態を、図面に基づいて説明
する。 ［第２実施形態］図２３は、本発明の第２実施形態のス
ピンバルブ型薄膜素子を記録媒体との対向面側から見た
場合の構造を示した断面図である。本実施形態において
も、ボトム型（Bottom type ）のシンセティックフェリ
ピンド型（synthetic-ferri-pinned spin-valves）とさ
れ、図２１，図２２に示した第１実施形態と異なるとこ
ろは、バックド層Ｂ１を設けた点、および、フリー磁性
層１４に関する点である。それ以外、第１実施形態の構
成要素と対応する構成要素には同一の符号を付して説明
を省略する。
気素子およびこのスピンバルブ型薄膜磁気素子を備えた
薄膜磁気ヘッドの第２実施形態を、図面に基づいて説明
する。 ［第２実施形態］図２３は、本発明の第２実施形態のス
ピンバルブ型薄膜素子を記録媒体との対向面側から見た
場合の構造を示した断面図である。本実施形態において
も、ボトム型（Bottom type ）のシンセティックフェリ
ピンド型（synthetic-ferri-pinned spin-valves）とさ
れ、図２１，図２２に示した第１実施形態と異なるとこ
ろは、バックド層Ｂ１を設けた点、および、フリー磁性
層１４に関する点である。それ以外、第１実施形態の構
成要素と対応する構成要素には同一の符号を付して説明
を省略する。
【００８２】図２３において、符号Ｂ１は、バックド層
である。このバックド層Ｂ１は、図２３に示すように、
前記フリー磁性層１４の上に設けられ、このバックド層
Ｂ１の上には、Ｔａなどで形成された保護層１５が形成
されて、積層体１６が構成されている。バックド層Ｂ１
は、Ｃｕ等の金属材料や、非磁性導電材料からなり、Ａ
ｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｒｕ等からなる群から選択された材料
から構成されることができ、例えばその膜厚が５〜２０
オングストロームに設定される。
である。このバックド層Ｂ１は、図２３に示すように、
前記フリー磁性層１４の上に設けられ、このバックド層
Ｂ１の上には、Ｔａなどで形成された保護層１５が形成
されて、積層体１６が構成されている。バックド層Ｂ１
は、Ｃｕ等の金属材料や、非磁性導電材料からなり、Ａ
ｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｒｕ等からなる群から選択された材料
から構成されることができ、例えばその膜厚が５〜２０
オングストロームに設定される。
【００８３】図３，４は、本実施形態における磁気再生
トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層
の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ
濃度ＣNi（原子％）との範囲を示す図である。本実施形
態において、前記磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μ
ｍ）と、前記フリー磁性層の少なくとも一部を構成する
ＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）とが、添
付図面図３に各点（Ｔｗ，ＣNi）で示すように、点Ｂ1
（０．３５，８９），点Ｃ1 （０．３，８７．７），点
Ｄ1 （０．２５，８６．５），点Ｅ1 （０．２２，８
４．９），点Ｆ1 （０．２０，８３），点Ｇ1 （０．１
９，８２．５），点Ｈ1 （０．１８，８１），点Ｉ1
（０．１７，８０．５），点Ｊ1 （０．１５，７７．
３），点Ｋ1 （０．１３，７６．８），点Ｌ1 （０．
１，７５），点Ｍ1 （０．１，７０．２），点Ｎ1
（０．１３，７０．２），点Ｏ 1 （０．１５，７０．
２），点Ｐ1 （０．１７，７０．２），点Ｑ1 （０．１
８，７０．２），点Ｒ1 （０．１９，７０．２），点Ｓ
1 （０．２０，７０．２），点Ｔ1 （０．２２，７０．
２），点Ｕ1 （０．２５，７１．５），点Ｖ1 （０．
３，７３．６），点Ｗ1 （０．３５，７５．６）で囲ま
れる範囲内の値に設定されることができ、この範囲であ
ると、図４２において対応するトラック幅の範囲で規定
される範囲に前記フリー磁性層の磁歪λｓを規定するこ
とができる。つまり、前記磁気再生トラック幅方向寸法
Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層１４の素子高さ方向
の磁歪λｓ（×１０-6）とが、図４２に各点（Ｔｗ，λ
ｓ）で示すように、点ＳＢ1 （０．３５，８），点ＳＣ
1 （０．３，１２．５），点ＳＤ 1 （０．２５，１
８），点ＳＥ1 （０．２３，２０），点ＳＦ1 （０．
２，２０），点ＳＧ1 （０．１９，２０），点ＳＨ1
（０．１８，２０），点ＳＩ1 （０．１７，２０），点
ＳＪ1 （０．１５，２０），点ＳＫ1 （０．１，２
０），点ＳＬ1 （０．１，９），点ＳＭ1 （０．１５，
３．５），点ＳＮ1 （０．１７．２），点ＳＯ1 （０．
１８，１），点ＳＰ1 （０．１９，０），点ＳＱ1
（０．２，−０．７），点ＳＲ1 （０．２２，−２），
点ＳＳ1 （０．２５，−３），点ＳＴ1 （０．３，−
５），点ＳＵ1 （０．３５，−６．３）で囲まれる範囲
内の値に設定されることができ、この範囲であると、特
に０．３５μｍ以下の再生トラック幅の磁気ヘッドにお
いて、再生波形の歪みや不安定性（instability ）を抑
制しつつ必要な再生出力を確保する上でより好ましい。
トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層
の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ
濃度ＣNi（原子％）との範囲を示す図である。本実施形
態において、前記磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μ
ｍ）と、前記フリー磁性層の少なくとも一部を構成する
ＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）とが、添
付図面図３に各点（Ｔｗ，ＣNi）で示すように、点Ｂ1
（０．３５，８９），点Ｃ1 （０．３，８７．７），点
Ｄ1 （０．２５，８６．５），点Ｅ1 （０．２２，８
４．９），点Ｆ1 （０．２０，８３），点Ｇ1 （０．１
９，８２．５），点Ｈ1 （０．１８，８１），点Ｉ1
（０．１７，８０．５），点Ｊ1 （０．１５，７７．
３），点Ｋ1 （０．１３，７６．８），点Ｌ1 （０．
１，７５），点Ｍ1 （０．１，７０．２），点Ｎ1
（０．１３，７０．２），点Ｏ 1 （０．１５，７０．
２），点Ｐ1 （０．１７，７０．２），点Ｑ1 （０．１
８，７０．２），点Ｒ1 （０．１９，７０．２），点Ｓ
1 （０．２０，７０．２），点Ｔ1 （０．２２，７０．
２），点Ｕ1 （０．２５，７１．５），点Ｖ1 （０．
３，７３．６），点Ｗ1 （０．３５，７５．６）で囲ま
れる範囲内の値に設定されることができ、この範囲であ
ると、図４２において対応するトラック幅の範囲で規定
される範囲に前記フリー磁性層の磁歪λｓを規定するこ
とができる。つまり、前記磁気再生トラック幅方向寸法
Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層１４の素子高さ方向
の磁歪λｓ（×１０-6）とが、図４２に各点（Ｔｗ，λ
ｓ）で示すように、点ＳＢ1 （０．３５，８），点ＳＣ
1 （０．３，１２．５），点ＳＤ 1 （０．２５，１
８），点ＳＥ1 （０．２３，２０），点ＳＦ1 （０．
２，２０），点ＳＧ1 （０．１９，２０），点ＳＨ1
（０．１８，２０），点ＳＩ1 （０．１７，２０），点
ＳＪ1 （０．１５，２０），点ＳＫ1 （０．１，２
０），点ＳＬ1 （０．１，９），点ＳＭ1 （０．１５，
３．５），点ＳＮ1 （０．１７．２），点ＳＯ1 （０．
１８，１），点ＳＰ1 （０．１９，０），点ＳＱ1
（０．２，−０．７），点ＳＲ1 （０．２２，−２），
点ＳＳ1 （０．２５，−３），点ＳＴ1 （０．３，−
５），点ＳＵ1 （０．３５，−６．３）で囲まれる範囲
内の値に設定されることができ、この範囲であると、特
に０．３５μｍ以下の再生トラック幅の磁気ヘッドにお
いて、再生波形の歪みや不安定性（instability ）を抑
制しつつ必要な再生出力を確保する上でより好ましい。
【００８４】さらに、本実施形態において、前記磁気再
生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性
層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮ
ｉ濃度ＣNi（原子％）とが、添付図面図４に各点（Ｔ
ｗ，ＣNi）で示すように、点Ｂ2 （０．３５，８３．
９），点Ｃ2 （０．３，８３．５），点Ｄ2 （０．２
５，８３），点Ｅ2 （０．２２，８２．９），点Ｆ2
（０．２０，８１．５），点Ｇ2 （０．１９，８１），
点Ｈ2 （０．１８，８０），点Ｊ2 （０．１５，７８．
４），点Ｋ2 （０．１３，７６．５），点Ｌ2 （０．
１，７５），点Ｍ2（０．１，７０．６），点Ｎ2
（０．１３，７０．６），点Ｏ2 （０．１５，７０．
６），点Ｑ2 （０．１８，７１．７），点Ｒ2 （０．１
９，７２），点Ｓ2（０．２０，７２．５），点Ｔ2
（０．２２，７３．６），点Ｕ2 （０．２５，７４），
点Ｖ2 （０．３，７５．６），点Ｗ2 （０．３５，７
６．５）で囲まれる範囲内の値に設定されることがで
き、この範囲であると、図４３において対応するトラッ
ク幅の範囲で規定される範囲に前記フリー磁性層の磁歪
λｓを規定することができる。つまり、前記磁気再生ト
ラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層１
４の磁歪λｓ（×１０-6）とが、図４３に各点（Ｔｗ，
λｓ）で示すように、点ＳＢ2 （０．３５，６），点Ｓ
Ｃ2 （０．３，７．５），点ＳＤ2 （０．２５，１０．
５），点ＳＥ2 （０．２３，１１），点ＳＦ2 （０．２
２，１２），点ＳＧ2 （０．２，１３．５），点ＳＨ2
（０．１９，１４．２），点ＳＩ2 （０．１８，１５．
１），点ＳＪ2 （０．１５，１７．５），点ＳＷ 2
（０．１３，２０），点ＳＫ2 （０．１，２０），点Ｓ
Ｌ2 （０．１，９），点ＳＸ2 （０．１３，５），点Ｓ
Ｍ2 （０．１５，３．５），点ＳＮ2 （０．１８，１．
５），点ＳＯ2 （０．１９，１．２），点ＳＰ2 （０．
２，１），点ＳＱ2 （０．２２，０），点ＳＲ2 （０．
２３，−０．５），点ＳＳ2 （０．２５，−１），点Ｓ
Ｔ2 （０．３，−１．５），点ＳＵ2 （０．３５，−
１．６）で囲まれる範囲内の値に設定されることがで
き、この範囲であると、特に０．３５μｍ以下の再生ト
ラック幅の磁気ヘッドにおいて、再生波形の歪みや不安
定性（instability ）を更に効果的に抑制する上で好ま
しく、そして、磁気的再生トラック幅の制御性の上で好
適なハードバイアス層の残留磁化×膜厚積にハードバイ
アス層を設定しつつ、必要な再生出力を確保する上でよ
り好ましい。
生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性
層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮ
ｉ濃度ＣNi（原子％）とが、添付図面図４に各点（Ｔ
ｗ，ＣNi）で示すように、点Ｂ2 （０．３５，８３．
９），点Ｃ2 （０．３，８３．５），点Ｄ2 （０．２
５，８３），点Ｅ2 （０．２２，８２．９），点Ｆ2
（０．２０，８１．５），点Ｇ2 （０．１９，８１），
点Ｈ2 （０．１８，８０），点Ｊ2 （０．１５，７８．
４），点Ｋ2 （０．１３，７６．５），点Ｌ2 （０．
１，７５），点Ｍ2（０．１，７０．６），点Ｎ2
（０．１３，７０．６），点Ｏ2 （０．１５，７０．
６），点Ｑ2 （０．１８，７１．７），点Ｒ2 （０．１
９，７２），点Ｓ2（０．２０，７２．５），点Ｔ2
（０．２２，７３．６），点Ｕ2 （０．２５，７４），
点Ｖ2 （０．３，７５．６），点Ｗ2 （０．３５，７
６．５）で囲まれる範囲内の値に設定されることがで
き、この範囲であると、図４３において対応するトラッ
ク幅の範囲で規定される範囲に前記フリー磁性層の磁歪
λｓを規定することができる。つまり、前記磁気再生ト
ラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層１
４の磁歪λｓ（×１０-6）とが、図４３に各点（Ｔｗ，
λｓ）で示すように、点ＳＢ2 （０．３５，６），点Ｓ
Ｃ2 （０．３，７．５），点ＳＤ2 （０．２５，１０．
５），点ＳＥ2 （０．２３，１１），点ＳＦ2 （０．２
２，１２），点ＳＧ2 （０．２，１３．５），点ＳＨ2
（０．１９，１４．２），点ＳＩ2 （０．１８，１５．
１），点ＳＪ2 （０．１５，１７．５），点ＳＷ 2
（０．１３，２０），点ＳＫ2 （０．１，２０），点Ｓ
Ｌ2 （０．１，９），点ＳＸ2 （０．１３，５），点Ｓ
Ｍ2 （０．１５，３．５），点ＳＮ2 （０．１８，１．
５），点ＳＯ2 （０．１９，１．２），点ＳＰ2 （０．
２，１），点ＳＱ2 （０．２２，０），点ＳＲ2 （０．
２３，−０．５），点ＳＳ2 （０．２５，−１），点Ｓ
Ｔ2 （０．３，−１．５），点ＳＵ2 （０．３５，−
１．６）で囲まれる範囲内の値に設定されることがで
き、この範囲であると、特に０．３５μｍ以下の再生ト
ラック幅の磁気ヘッドにおいて、再生波形の歪みや不安
定性（instability ）を更に効果的に抑制する上で好ま
しく、そして、磁気的再生トラック幅の制御性の上で好
適なハードバイアス層の残留磁化×膜厚積にハードバイ
アス層を設定しつつ、必要な再生出力を確保する上でよ
り好ましい。
【００８５】前記フリー磁性層１４のトラック幅方向の
幅寸法と素子高さ方向寸法とが略１：１〜３：２の比率
に設定され、前記フリー磁性層の素子高さ方向寸法が
０．０６μｍ〜０．４μｍの範囲に設定される。
幅寸法と素子高さ方向寸法とが略１：１〜３：２の比率
に設定され、前記フリー磁性層の素子高さ方向寸法が
０．０６μｍ〜０．４μｍの範囲に設定される。
【００８６】本実施形態のスピンバルブ型薄膜素子にお
いては、電極層１８，１８から積層体１６にセンス電流
を与えられる。磁気記録媒体から図示Ｙ方向に磁界が与
えられると、フリー磁性層５の磁化は、図示Ｘ１方向か
らＹ方向に変動する。このときの非磁性導電層１３とフ
リー磁性層１４との界面で、いわゆるＧＭＲ効果によっ
てスピンに依存した伝導電子の散乱が起こることによ
り、電気抵抗が変化し、記録媒体からの洩れ磁界が検出
される。
いては、電極層１８，１８から積層体１６にセンス電流
を与えられる。磁気記録媒体から図示Ｙ方向に磁界が与
えられると、フリー磁性層５の磁化は、図示Ｘ１方向か
らＹ方向に変動する。このときの非磁性導電層１３とフ
リー磁性層１４との界面で、いわゆるＧＭＲ効果によっ
てスピンに依存した伝導電子の散乱が起こることによ
り、電気抵抗が変化し、記録媒体からの洩れ磁界が検出
される。
【００８７】ここで、バックド層Ｂ１によって、磁気抵
抗効果に寄与する＋スピン（上向きスピン：up spin ）
の電子における平均自由行程（mean free path）をのば
し、いわゆるスピンフィルター効果（spin filter effe
ct）によりスピンバルブ型薄膜素子において、大きな△
Ｒ／Ｒ（抵抗変化率）が得られ、高密度記録化に対応で
きるものとすることができる。ここで、上記のバックド
層によって磁気抵抗変化率が高くなる理由を簡単に述べ
る。スピンバルブ型薄膜磁気素子にセンス電流を印加し
たときには、伝導電子が主に電気抵抗の小さい非磁性導
電層付近を移動する。この伝導電子にはアップスピン
（up spin ）とダウンスピン（down spin ）の２種類の
伝導電子が確率的に等量存在する。スピンバルブ型薄膜
磁気素子の磁気抵抗変化率は、これらの２種類の伝導電
子の平均自由行程（mean free path）の行程差に対して
正の相関を示す。
抗効果に寄与する＋スピン（上向きスピン：up spin ）
の電子における平均自由行程（mean free path）をのば
し、いわゆるスピンフィルター効果（spin filter effe
ct）によりスピンバルブ型薄膜素子において、大きな△
Ｒ／Ｒ（抵抗変化率）が得られ、高密度記録化に対応で
きるものとすることができる。ここで、上記のバックド
層によって磁気抵抗変化率が高くなる理由を簡単に述べ
る。スピンバルブ型薄膜磁気素子にセンス電流を印加し
たときには、伝導電子が主に電気抵抗の小さい非磁性導
電層付近を移動する。この伝導電子にはアップスピン
（up spin ）とダウンスピン（down spin ）の２種類の
伝導電子が確率的に等量存在する。スピンバルブ型薄膜
磁気素子の磁気抵抗変化率は、これらの２種類の伝導電
子の平均自由行程（mean free path）の行程差に対して
正の相関を示す。
【００８８】ダウンスピン電子については、印加される
外部磁界の向きにかかわらず、非磁性導電層１３とフリ
ー磁性層１４との界面で常に散乱され、フリー磁性層１
４に移動する確率は低いまま維持され、その平均自由行
程はアップスピン電子の平均自由行程に比べて短いまま
である。一方、アップスピン電子については、外部磁界
によってフリー磁性層１４の磁化方向が固定磁性層１２
の磁化方向と平行状態になったときに、非磁性導電層１
３からフリー磁性層１４に移動する確率が高くなり、平
均自由行程が長くなっている。これに対し、外部磁界に
よってフリー磁性層１４の磁化方向が固定磁性層１２の
磁化方向に対して平行状態から変化するに従って、非磁
性導電層１３とフリー磁性層１４との界面で散乱される
確率が増加し、アップスピン電子の平均自由行程が短く
なる。このように外部磁界の作用によって、アップスピ
ン電子の平均自由行程がダウンスピン電子の平均自由行
程に比べて大きく変化し、行程差が大きく変化すること
によって、抵抗率が変化し、スピンバルブ型薄膜磁気素
子の磁気抵抗変化率（△Ｒ／Ｒ）が大きくなる。
外部磁界の向きにかかわらず、非磁性導電層１３とフリ
ー磁性層１４との界面で常に散乱され、フリー磁性層１
４に移動する確率は低いまま維持され、その平均自由行
程はアップスピン電子の平均自由行程に比べて短いまま
である。一方、アップスピン電子については、外部磁界
によってフリー磁性層１４の磁化方向が固定磁性層１２
の磁化方向と平行状態になったときに、非磁性導電層１
３からフリー磁性層１４に移動する確率が高くなり、平
均自由行程が長くなっている。これに対し、外部磁界に
よってフリー磁性層１４の磁化方向が固定磁性層１２の
磁化方向に対して平行状態から変化するに従って、非磁
性導電層１３とフリー磁性層１４との界面で散乱される
確率が増加し、アップスピン電子の平均自由行程が短く
なる。このように外部磁界の作用によって、アップスピ
ン電子の平均自由行程がダウンスピン電子の平均自由行
程に比べて大きく変化し、行程差が大きく変化すること
によって、抵抗率が変化し、スピンバルブ型薄膜磁気素
子の磁気抵抗変化率（△Ｒ／Ｒ）が大きくなる。
【００８９】ここで、フリー磁性層１４にバックド層Ｂ
１を接続すると、フリー磁性層１４中を移動するアップ
スピン電子がバックド層Ｂ１内にまで移動することが可
能となり、バックド層Ｂ１の膜厚に比例してアップスピ
ン電子の平均自由行程を更に延ばすことができる。この
ため、いわゆるスピンフィルター効果を発現させること
が可能となり、伝導電子の平均自由行程の行程差が大き
くなって、スピンバルブ型薄膜磁気素子の磁気抵抗変化
率（△Ｒ／Ｒ）をより向上させることができる。
１を接続すると、フリー磁性層１４中を移動するアップ
スピン電子がバックド層Ｂ１内にまで移動することが可
能となり、バックド層Ｂ１の膜厚に比例してアップスピ
ン電子の平均自由行程を更に延ばすことができる。この
ため、いわゆるスピンフィルター効果を発現させること
が可能となり、伝導電子の平均自由行程の行程差が大き
くなって、スピンバルブ型薄膜磁気素子の磁気抵抗変化
率（△Ｒ／Ｒ）をより向上させることができる。
【００９０】本実施形態のスピンバルブ型薄膜素子によ
れば、図２１，図２２に示す第１実施形態におけるスピ
ンバルブ型薄膜素子と同等の効果を奏するとともに、バ
ックド層Ｂ１が形成されているため、スピンフィルター
効果により特にフリー磁性層が薄い場合に磁気抵抗変化
率（△Ｒ／Ｒ）をより向上させることができる。
れば、図２１，図２２に示す第１実施形態におけるスピ
ンバルブ型薄膜素子と同等の効果を奏するとともに、バ
ックド層Ｂ１が形成されているため、スピンフィルター
効果により特にフリー磁性層が薄い場合に磁気抵抗変化
率（△Ｒ／Ｒ）をより向上させることができる。
【００９１】また、フリー磁性層１４の磁気再生トラッ
ク幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）とＮｉ濃度ＣNi（原子％）あ
るいは、磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と素
子高さ方向の磁歪λｓ（×１０-6）とが、上記の値に設
定されているために再生波形の歪みや不安定性（instab
ility ）を増加させることなしに、狭いトラック幅の磁
気ヘッドで必要な再生出力を確保することができる。
ク幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）とＮｉ濃度ＣNi（原子％）あ
るいは、磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と素
子高さ方向の磁歪λｓ（×１０-6）とが、上記の値に設
定されているために再生波形の歪みや不安定性（instab
ility ）を増加させることなしに、狭いトラック幅の磁
気ヘッドで必要な再生出力を確保することができる。
【００９２】なお、本実施形態のみならず本発明におい
ては、図２４に示すように、固定磁性層１２を単層から
なる構成とすることも可能である。この場合、固定磁性
層１２の固定磁化は、反強磁性層１との交換結合によっ
て、図２４に示すように、図示Ｙ方向と逆方向に固定す
ることができる。
ては、図２４に示すように、固定磁性層１２を単層から
なる構成とすることも可能である。この場合、固定磁性
層１２の固定磁化は、反強磁性層１との交換結合によっ
て、図２４に示すように、図示Ｙ方向と逆方向に固定す
ることができる。
【００９３】以下、本発明に係るスピンバルブ型薄膜磁
気素子およびこのスピンバルブ型薄膜磁気素子を備えた
薄膜磁気ヘッドの第３実施形態を、図面に基づいて説明
する。 ［第３実施形態］図２５は、本発明の第３実施形態のス
ピンバルブ型薄膜素子を記録媒体との対向面側から見た
場合の構造を示した断面図である。本実施形態において
も、ボトム型（Bottom type ）のシンセティックフェリ
ピンド型（synthetic-ferri-pinned spin-valves）とさ
れ、、図２３に示した第２実施形態と異なるところは、
バックド層Ｂ１に替えて鏡面反射層Ｓ１を設けた点、お
よび、フリー磁性層に関する点である。それ以外、第２
実施形態の構成要素と対応する構成要素には同一の符号
を付して説明を省略する。
気素子およびこのスピンバルブ型薄膜磁気素子を備えた
薄膜磁気ヘッドの第３実施形態を、図面に基づいて説明
する。 ［第３実施形態］図２５は、本発明の第３実施形態のス
ピンバルブ型薄膜素子を記録媒体との対向面側から見た
場合の構造を示した断面図である。本実施形態において
も、ボトム型（Bottom type ）のシンセティックフェリ
ピンド型（synthetic-ferri-pinned spin-valves）とさ
れ、、図２３に示した第２実施形態と異なるところは、
バックド層Ｂ１に替えて鏡面反射層Ｓ１を設けた点、お
よび、フリー磁性層に関する点である。それ以外、第２
実施形態の構成要素と対応する構成要素には同一の符号
を付して説明を省略する。
【００９４】図２５において、符号Ｓ１は、鏡面反射層
である。この鏡面反射層Ｓ１は、図２５に示すように、
前記フリー磁性層１４の上に設けられ、この鏡面反射層
Ｓ１の上には、Ｔａなどで形成された保護層１５が形成
されて、積層体１６が構成されている。
である。この鏡面反射層Ｓ１は、図２５に示すように、
前記フリー磁性層１４の上に設けられ、この鏡面反射層
Ｓ１の上には、Ｔａなどで形成された保護層１５が形成
されて、積層体１６が構成されている。
【００９５】図５，６は、本実施形態における磁気再生
トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層
の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ
濃度ＣNi（原子％）との範囲を示す図である。本実施形
態において、前記磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μ
ｍ）と、前記フリー磁性層の少なくとも一部を構成する
ＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）とが、添
付図面図５に各点（Ｔｗ，ＣNi）で示すように、点Ｃ1
（０．３，８７．７），点Ｄ1 （０．２５，８６．
５），点Ｅ1 （０．２２，８４．９），点Ｆ1 （０．２
０，８３），点Ｇ1 （０．１９，８２．５），点Ｈ1
（０．１８，８１），点Ｉ1 （０．１７，８０．５），
点Ｊ1 （０．１５，７７．３），点Ｋ1 （０．１３，７
６．８），点Ｌ1 （０．１，７５），点Ｍ1 （０．１，
７０．２），点Ｎ1 （０．１３，７０．２），点Ｏ1
（０．１５，７０．２），点Ｐ1 （０．１７，７０．
２），点Ｑ1 （０．１８，７０．２），点Ｒ1 （０．１
９，７０．２），点Ｓ1 （０．２０，７０．２），点Ｔ
1 （０．２２，７０．２），点Ｕ1 （０．２５，７１．
５），点Ｖ1 （０．３，７３．６）で囲まれる範囲内の
値に設定されることができ、この範囲であると、図４２
において対応するトラック幅の範囲で規定される範囲に
前記フリー磁性層の磁歪λｓを規定することができる。
つまり、前記磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）
と、前記フリー磁性層の磁歪λｓ（×１０-6）とが、図
４２に各点（Ｔｗ，λｓ）で示すように、点ＳＣ1
（０．３，１２．５），点ＳＤ1 （０．２５，１８），
点ＳＥ 1 （０．２３，２０），点ＳＦ1 （０．２，２
０），点ＳＧ1 （０．１９，２０），点ＳＨ1 （０．１
８，２０），点ＳＩ1 （０．１７，２０），点ＳＪ1
（０．１５，２０），点ＳＫ1 （０．１，２０），点Ｓ
Ｌ1 （０．１，９），点ＳＭ 1 （０．１５，３．５），
点ＳＮ1 （０．１７，２），点ＳＯ1 （０．１８，
１），点ＳＰ1 （０．１９，０），点ＳＱ1 （０．２，
−０．７），点ＳＲ1 （０．２２，−２），点ＳＳ1
（０．２５，−３），点ＳＴ1 （０．３，−５）で囲ま
れる範囲内の値に設定されることができ、この範囲であ
ると、特に０．３μｍ以下の再生トラック幅の磁気ヘッ
ドにおいて、再生波形の歪みや不安定性（instability
）を抑制しつつ必要な再生出力を確保する上でより好
ましい。
トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層
の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ
濃度ＣNi（原子％）との範囲を示す図である。本実施形
態において、前記磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μ
ｍ）と、前記フリー磁性層の少なくとも一部を構成する
ＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）とが、添
付図面図５に各点（Ｔｗ，ＣNi）で示すように、点Ｃ1
（０．３，８７．７），点Ｄ1 （０．２５，８６．
５），点Ｅ1 （０．２２，８４．９），点Ｆ1 （０．２
０，８３），点Ｇ1 （０．１９，８２．５），点Ｈ1
（０．１８，８１），点Ｉ1 （０．１７，８０．５），
点Ｊ1 （０．１５，７７．３），点Ｋ1 （０．１３，７
６．８），点Ｌ1 （０．１，７５），点Ｍ1 （０．１，
７０．２），点Ｎ1 （０．１３，７０．２），点Ｏ1
（０．１５，７０．２），点Ｐ1 （０．１７，７０．
２），点Ｑ1 （０．１８，７０．２），点Ｒ1 （０．１
９，７０．２），点Ｓ1 （０．２０，７０．２），点Ｔ
1 （０．２２，７０．２），点Ｕ1 （０．２５，７１．
５），点Ｖ1 （０．３，７３．６）で囲まれる範囲内の
値に設定されることができ、この範囲であると、図４２
において対応するトラック幅の範囲で規定される範囲に
前記フリー磁性層の磁歪λｓを規定することができる。
つまり、前記磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）
と、前記フリー磁性層の磁歪λｓ（×１０-6）とが、図
４２に各点（Ｔｗ，λｓ）で示すように、点ＳＣ1
（０．３，１２．５），点ＳＤ1 （０．２５，１８），
点ＳＥ 1 （０．２３，２０），点ＳＦ1 （０．２，２
０），点ＳＧ1 （０．１９，２０），点ＳＨ1 （０．１
８，２０），点ＳＩ1 （０．１７，２０），点ＳＪ1
（０．１５，２０），点ＳＫ1 （０．１，２０），点Ｓ
Ｌ1 （０．１，９），点ＳＭ 1 （０．１５，３．５），
点ＳＮ1 （０．１７，２），点ＳＯ1 （０．１８，
１），点ＳＰ1 （０．１９，０），点ＳＱ1 （０．２，
−０．７），点ＳＲ1 （０．２２，−２），点ＳＳ1
（０．２５，−３），点ＳＴ1 （０．３，−５）で囲ま
れる範囲内の値に設定されることができ、この範囲であ
ると、特に０．３μｍ以下の再生トラック幅の磁気ヘッ
ドにおいて、再生波形の歪みや不安定性（instability
）を抑制しつつ必要な再生出力を確保する上でより好
ましい。
【００９６】本実施形態において、前記磁気再生トラッ
ク幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少な
くとも一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度Ｃ
Ni（原子％）とが、添付図面図６に各点（Ｔｗ，ＣNi）
で示すように、点Ｃ2 （０．３，８３．５），点Ｄ2
（０．２５，８３），点Ｅ2 （０．２２，８２．９），
点Ｆ2 （０．２０，８１．５），点Ｇ2 （０．１９，８
１），点Ｈ2 （０．１８，８０），点Ｊ2 （０．１５，
７８．４），点Ｋ2 （０．１３，７６．５），点Ｌ2
（０．１，７５），点Ｍ2 （０．１，７０．６），点Ｎ
2 （０．１３，７０．６），点Ｏ2 （０．１５，７０．
６），点Ｑ2 （０．１８，７１．７），点Ｒ 2 （０．１
９，７２），点Ｓ2 （０．２０，７２．５），点Ｔ2
（０．２２，７３．６），点Ｕ2 （０．２５，７４），
点Ｖ2 （０．３，７５．６）で囲まれる範囲内の値に設
定されることができ、この範囲であると、図４３におい
て対応するトラック幅の範囲で規定される範囲に前記フ
リー磁性層の磁歪λｓを規定することができる。つま
り、前記磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、
前記フリー磁性層の磁歪λｓ（×１０-6）とが、添付図
面図４３に各点（Ｔｗ，λｓ）で示すように、点ＳＣ2
（０．３，７．５），点ＳＤ2 （０．２５，１０．
５），点ＳＥ2 （０．２３，１１），点ＳＦ2 （０．２
２，１２），点ＳＧ2 （０．２，１３．５），点ＳＨ2
（０．１９，１４．２），点ＳＩ2 （０．１８，１５．
１），点ＳＪ2 （０．１５，１７．５），点ＳＷ2
（０．１３，２０），点ＳＫ2 （０．１，２０），点Ｓ
Ｌ2 （０．１，９），点ＳＸ2 （０．１３，５），点Ｓ
Ｍ2 （０．１５，３．５），点ＳＮ2 （０．１８，１．
５），点ＳＯ2 （０．１９，１．２），点ＳＰ2 （０．
２，１），点ＳＱ2 （０．２２，０），点ＳＲ2 （０．
２３，−０．５），点ＳＳ2 （０．２５，−１），点Ｓ
Ｔ2 （０．３，−１．５）で囲まれる範囲内の値に設定
されることができ、この範囲であると、特に０．３μｍ
以下の再生トラック幅の磁気ヘッドにおいて、再生波形
の歪みや不安定性（instability ）を更に効果的に抑制
する上で好ましく、そして、磁気的な実効再生トラック
幅の制御の上で好適なハードバイアス層の残留磁化×膜
厚積の値にハードバイアス層を設定しつつ、必要な再生
出力を確保する上でより好ましい。
ク幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少な
くとも一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度Ｃ
Ni（原子％）とが、添付図面図６に各点（Ｔｗ，ＣNi）
で示すように、点Ｃ2 （０．３，８３．５），点Ｄ2
（０．２５，８３），点Ｅ2 （０．２２，８２．９），
点Ｆ2 （０．２０，８１．５），点Ｇ2 （０．１９，８
１），点Ｈ2 （０．１８，８０），点Ｊ2 （０．１５，
７８．４），点Ｋ2 （０．１３，７６．５），点Ｌ2
（０．１，７５），点Ｍ2 （０．１，７０．６），点Ｎ
2 （０．１３，７０．６），点Ｏ2 （０．１５，７０．
６），点Ｑ2 （０．１８，７１．７），点Ｒ 2 （０．１
９，７２），点Ｓ2 （０．２０，７２．５），点Ｔ2
（０．２２，７３．６），点Ｕ2 （０．２５，７４），
点Ｖ2 （０．３，７５．６）で囲まれる範囲内の値に設
定されることができ、この範囲であると、図４３におい
て対応するトラック幅の範囲で規定される範囲に前記フ
リー磁性層の磁歪λｓを規定することができる。つま
り、前記磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、
前記フリー磁性層の磁歪λｓ（×１０-6）とが、添付図
面図４３に各点（Ｔｗ，λｓ）で示すように、点ＳＣ2
（０．３，７．５），点ＳＤ2 （０．２５，１０．
５），点ＳＥ2 （０．２３，１１），点ＳＦ2 （０．２
２，１２），点ＳＧ2 （０．２，１３．５），点ＳＨ2
（０．１９，１４．２），点ＳＩ2 （０．１８，１５．
１），点ＳＪ2 （０．１５，１７．５），点ＳＷ2
（０．１３，２０），点ＳＫ2 （０．１，２０），点Ｓ
Ｌ2 （０．１，９），点ＳＸ2 （０．１３，５），点Ｓ
Ｍ2 （０．１５，３．５），点ＳＮ2 （０．１８，１．
５），点ＳＯ2 （０．１９，１．２），点ＳＰ2 （０．
２，１），点ＳＱ2 （０．２２，０），点ＳＲ2 （０．
２３，−０．５），点ＳＳ2 （０．２５，−１），点Ｓ
Ｔ2 （０．３，−１．５）で囲まれる範囲内の値に設定
されることができ、この範囲であると、特に０．３μｍ
以下の再生トラック幅の磁気ヘッドにおいて、再生波形
の歪みや不安定性（instability ）を更に効果的に抑制
する上で好ましく、そして、磁気的な実効再生トラック
幅の制御の上で好適なハードバイアス層の残留磁化×膜
厚積の値にハードバイアス層を設定しつつ、必要な再生
出力を確保する上でより好ましい。
【００９７】本実施形態において、鏡面反射層Ｓ１は、
伝導電子の平均自由行程を鏡面反射効果により延長する
平均自由行程延長層として形成され、後述するように、
磁気抵抗効果に寄与する＋スピン（上向きスピン：up s
pin ）の伝導電子における平均自由行程（mean free pa
th）をのばし、いわゆる鏡面反射効果（specular effec
t ）によりスピンバルブ型薄膜素子において、大きな△
Ｒ／Ｒ（抵抗変化率）を得ることが可能となり、これに
より、高密度記録化に対応できるものとすることができ
る。この鏡面反射層Ｓ１の厚さは、１０〜４００オング
ストロームの範囲に設定されることが好ましく、より好
ましくは１０〜２００オングストロームの範囲に設定さ
れることができる。この鏡面反射層Ｓ１の膜厚が、１０
オングストロームよりも薄い値に設定されると、ポテン
シャル障壁を形成可能な結晶構造を有する酸化物として
連続した一様な膜にならず、鏡面反射の効果が充分得ら
れないため、好ましくない。また、この鏡面反射層Ｓ１
の膜厚が、厚くなるに従い、反強磁性層１１と同様に、
反強磁性膜として機能する可能性が増大してしまい、予
期しない交換結合磁界（Ｈｅｘ）を生じてしまう可能性
が生じる。このため、上記の値よりも厚い値に設定され
ると、好ましくない。同時に、薄膜磁気ヘッドとして構
成した場合に、再生ギャップであるシールド間隔が広く
なり過ぎ、ヘッドの分解能が低下するため好ましくない
という問題が発生する。
伝導電子の平均自由行程を鏡面反射効果により延長する
平均自由行程延長層として形成され、後述するように、
磁気抵抗効果に寄与する＋スピン（上向きスピン：up s
pin ）の伝導電子における平均自由行程（mean free pa
th）をのばし、いわゆる鏡面反射効果（specular effec
t ）によりスピンバルブ型薄膜素子において、大きな△
Ｒ／Ｒ（抵抗変化率）を得ることが可能となり、これに
より、高密度記録化に対応できるものとすることができ
る。この鏡面反射層Ｓ１の厚さは、１０〜４００オング
ストロームの範囲に設定されることが好ましく、より好
ましくは１０〜２００オングストロームの範囲に設定さ
れることができる。この鏡面反射層Ｓ１の膜厚が、１０
オングストロームよりも薄い値に設定されると、ポテン
シャル障壁を形成可能な結晶構造を有する酸化物として
連続した一様な膜にならず、鏡面反射の効果が充分得ら
れないため、好ましくない。また、この鏡面反射層Ｓ１
の膜厚が、厚くなるに従い、反強磁性層１１と同様に、
反強磁性膜として機能する可能性が増大してしまい、予
期しない交換結合磁界（Ｈｅｘ）を生じてしまう可能性
が生じる。このため、上記の値よりも厚い値に設定され
ると、好ましくない。同時に、薄膜磁気ヘッドとして構
成した場合に、再生ギャップであるシールド間隔が広く
なり過ぎ、ヘッドの分解能が低下するため好ましくない
という問題が発生する。
【００９８】このように設定することにより、鏡面反射
層Ｓ１は、フリー磁性層１４とフリー磁性層１４との界
面付近においてポテンシャル障壁を形成し、フリー磁性
層１４を移動してきたアップスピンの伝導電子を、フリ
ー磁性層１４と鏡面反射層Ｓ１との界面付近においてス
ピンの状態を保存したまま反射させることができ、アッ
プスピンの伝導電子の平均自由行程をさらに延ばして、
後述するように、いわゆる鏡面反射効果を示す。
層Ｓ１は、フリー磁性層１４とフリー磁性層１４との界
面付近においてポテンシャル障壁を形成し、フリー磁性
層１４を移動してきたアップスピンの伝導電子を、フリ
ー磁性層１４と鏡面反射層Ｓ１との界面付近においてス
ピンの状態を保存したまま反射させることができ、アッ
プスピンの伝導電子の平均自由行程をさらに延ばして、
後述するように、いわゆる鏡面反射効果を示す。
【００９９】ここで、伝導電子をスピンの状態を保存し
たまま反射させるために、バックド層Ｂ１と鏡面反射層
Ｓ１との界面でポテンシャル障壁を形成すること、すな
わち、フリー磁性層１４は良好な導電体であるのに対
し、鏡面反射層Ｓ１は電気的に絶縁体であることが有効
である。
たまま反射させるために、バックド層Ｂ１と鏡面反射層
Ｓ１との界面でポテンシャル障壁を形成すること、すな
わち、フリー磁性層１４は良好な導電体であるのに対
し、鏡面反射層Ｓ１は電気的に絶縁体であることが有効
である。
【０１００】この様な条件を満たす絶縁材料としては、
酸化物が適用されることが好ましく、例えば、α−Ｆｅ
2Ｏ3，ＮｉＯ，ＣｏＯ，Ｃｏ−Ｆｅ−Ｏ，Ｃｏ−Ｆｅ−
Ｎｉ−Ｏ，Ａｌ2Ｏ3，Ａｌ−Ｑ−Ｏ（ここでＱはＢ，Ｓ
ｉ，Ｎ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉから
選択される一種以上），Ｒ−Ｏ（ここでＲはＴｉ，Ｖ，
Ｃｒ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗから選択され
る１種以上）等の酸化膜を採用することができる。この
ような酸化物絶縁材料によって、鏡面反射層Ｓ１を構成
することができる。また、Ａｌ−Ｎ，Ａｌ−Ｑ−Ｎ（こ
こでＱはＢ，Ｓｉ，Ｏ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，
Ｃｏ，Ｎｉから選択される一種以上），Ｒ−Ｎ（ここで
ＲはＴｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｈｆ，Ｔａ，
Ｗから選択される１種以上）等の窒化膜等を採用するこ
とも可能で、同様な効果を得ることができる。また、鏡
面反射層Ｓ１としてα−Ｆｅ2Ｏ3やＮｉＯなどの反強磁
性体を用いた場合には、ハードバイアス層１７のかわり
にフリー磁性層１４の磁化を図示Ｘ１方向に揃えて、バ
イアス層を兼ねることも可能となる。
酸化物が適用されることが好ましく、例えば、α−Ｆｅ
2Ｏ3，ＮｉＯ，ＣｏＯ，Ｃｏ−Ｆｅ−Ｏ，Ｃｏ−Ｆｅ−
Ｎｉ−Ｏ，Ａｌ2Ｏ3，Ａｌ−Ｑ−Ｏ（ここでＱはＢ，Ｓ
ｉ，Ｎ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉから
選択される一種以上），Ｒ−Ｏ（ここでＲはＴｉ，Ｖ，
Ｃｒ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗから選択され
る１種以上）等の酸化膜を採用することができる。この
ような酸化物絶縁材料によって、鏡面反射層Ｓ１を構成
することができる。また、Ａｌ−Ｎ，Ａｌ−Ｑ−Ｎ（こ
こでＱはＢ，Ｓｉ，Ｏ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，
Ｃｏ，Ｎｉから選択される一種以上），Ｒ−Ｎ（ここで
ＲはＴｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｈｆ，Ｔａ，
Ｗから選択される１種以上）等の窒化膜等を採用するこ
とも可能で、同様な効果を得ることができる。また、鏡
面反射層Ｓ１としてα−Ｆｅ2Ｏ3やＮｉＯなどの反強磁
性体を用いた場合には、ハードバイアス層１７のかわり
にフリー磁性層１４の磁化を図示Ｘ１方向に揃えて、バ
イアス層を兼ねることも可能となる。
【０１０１】ここで、フリー磁性層１４の前記非磁性導
電層１３に接しない位置に鏡面反射層Ｓ１を積層する
と、この鏡面反射層Ｓ１はフリー磁性層１４との界面に
おいてポテンシャル障壁を形成し、フリー磁性層１４中
を移動するアップスピンの伝導電子を、そのスピンの状
態を保存させたまま反射させることができ、アップスピ
ンの伝導電子を鏡面反射することが可能となり、アップ
スピンの伝導電子の平均自由行程をさらに延ばすことが
できる。つまり、いわゆる鏡面反射効果（specular eff
ect ）を発現させることが可能となり、スピンに依存し
た伝導電子における平均自由行程の行程差がさらに大き
くなって、スピンバルブ型薄膜磁気素子の磁気抵抗変化
率をより向上させることができる。
電層１３に接しない位置に鏡面反射層Ｓ１を積層する
と、この鏡面反射層Ｓ１はフリー磁性層１４との界面に
おいてポテンシャル障壁を形成し、フリー磁性層１４中
を移動するアップスピンの伝導電子を、そのスピンの状
態を保存させたまま反射させることができ、アップスピ
ンの伝導電子を鏡面反射することが可能となり、アップ
スピンの伝導電子の平均自由行程をさらに延ばすことが
できる。つまり、いわゆる鏡面反射効果（specular eff
ect ）を発現させることが可能となり、スピンに依存し
た伝導電子における平均自由行程の行程差がさらに大き
くなって、スピンバルブ型薄膜磁気素子の磁気抵抗変化
率をより向上させることができる。
【０１０２】本実施形態のスピンバルブ型薄膜素子によ
れば、図２３に示す第２実施形態におけるスピンバルブ
型薄膜素子と同様の効果を奏するとともに、鏡面反射層
Ｓ１が形成されているため、鏡面反射効果により磁気抵
抗変化率（△Ｒ／Ｒ）をより向上させることができる。
れば、図２３に示す第２実施形態におけるスピンバルブ
型薄膜素子と同様の効果を奏するとともに、鏡面反射層
Ｓ１が形成されているため、鏡面反射効果により磁気抵
抗変化率（△Ｒ／Ｒ）をより向上させることができる。
【０１０３】また、フリー磁性層１４の磁気再生トラッ
ク幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）とＮｉ濃度ＣNi（原子％）と
素子高さ方向の磁歪λｓ（×１０-6）とが、上記の値に
設定されているために再生波形の歪みや不安定性（inst
ability ）を増加させることなしに、狭いトラック幅の
磁気ヘッドで必要な再生出力を確保することができる。
ク幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）とＮｉ濃度ＣNi（原子％）と
素子高さ方向の磁歪λｓ（×１０-6）とが、上記の値に
設定されているために再生波形の歪みや不安定性（inst
ability ）を増加させることなしに、狭いトラック幅の
磁気ヘッドで必要な再生出力を確保することができる。
【０１０４】以下、本発明に係るスピンバルブ型薄膜磁
気素子およびこのスピンバルブ型薄膜磁気素子を備えた
薄膜磁気ヘッドの第４実施形態を、図面に基づいて説明
する。 ［第４実施形態］図２６は、本発明の第４実施形態のス
ピンバルブ型薄膜素子を記録媒体との対向面側から見た
場合の構造を示した断面図である。本実施形態において
も、ボトム型（Bottom type ）のシンセティックフェリ
ピンド型（synthetic-ferri-pinned spin-valves）とさ
れ、図２３に示した第２実施形態と異なるところは、鏡
面反射層Ｓ１，Ｓ２を設けた点、および、フリー磁性層
に関する点である。それ以外、第２実施形態の構成要素
と対応する構成要素には同一の符号を付して説明を省略
する。
気素子およびこのスピンバルブ型薄膜磁気素子を備えた
薄膜磁気ヘッドの第４実施形態を、図面に基づいて説明
する。 ［第４実施形態］図２６は、本発明の第４実施形態のス
ピンバルブ型薄膜素子を記録媒体との対向面側から見た
場合の構造を示した断面図である。本実施形態において
も、ボトム型（Bottom type ）のシンセティックフェリ
ピンド型（synthetic-ferri-pinned spin-valves）とさ
れ、図２３に示した第２実施形態と異なるところは、鏡
面反射層Ｓ１，Ｓ２を設けた点、および、フリー磁性層
に関する点である。それ以外、第２実施形態の構成要素
と対応する構成要素には同一の符号を付して説明を省略
する。
【０１０５】図２６において、符号Ｓ１，Ｓ２は、鏡面
反射層である。この鏡面反射層Ｓ１は、図２６に示すよ
うに、前記バックド層Ｂ１のフリー磁性層１４と反対側
の上側に鏡面反射層Ｓ１が設けられ、図２５に示す第３
実施形態と同様に、この鏡面反射層Ｓ１の上には、Ｔａ
などで形成された保護層１５が形成されて、積層体１６
が構成されている。本実施形態においては、固定磁性層
１２が多層膜からなる構造とされ、図２６に示すよう
に、第２の固定磁性層１２Ｃが、鏡面反射層Ｓ２によっ
てその膜厚方向（図２６における上下方向）に分断され
て、三層からなる構造とされている。鏡面反射層Ｓ２の
上下の固定磁性層１２Ｃ’，１２Ｃ”は、図２１に示す
第１実施形態の固定磁性層１２Ｃと略同等の材質からな
るものとされ、これら固定磁性層１２Ｃ’，固定磁性層
１２Ｃ”の膜厚の合計が、図２１に示す第１実施形態の
固定磁性層１２Ｃの磁気的膜厚と等しくなるよう設定さ
れている。
反射層である。この鏡面反射層Ｓ１は、図２６に示すよ
うに、前記バックド層Ｂ１のフリー磁性層１４と反対側
の上側に鏡面反射層Ｓ１が設けられ、図２５に示す第３
実施形態と同様に、この鏡面反射層Ｓ１の上には、Ｔａ
などで形成された保護層１５が形成されて、積層体１６
が構成されている。本実施形態においては、固定磁性層
１２が多層膜からなる構造とされ、図２６に示すよう
に、第２の固定磁性層１２Ｃが、鏡面反射層Ｓ２によっ
てその膜厚方向（図２６における上下方向）に分断され
て、三層からなる構造とされている。鏡面反射層Ｓ２の
上下の固定磁性層１２Ｃ’，１２Ｃ”は、図２１に示す
第１実施形態の固定磁性層１２Ｃと略同等の材質からな
るものとされ、これら固定磁性層１２Ｃ’，固定磁性層
１２Ｃ”の膜厚の合計が、図２１に示す第１実施形態の
固定磁性層１２Ｃの磁気的膜厚と等しくなるよう設定さ
れている。
【０１０６】鏡面反射層Ｓ２は、鏡面反射層Ｓ１と同様
に、固定磁性層１２Ｃ”との界面付近においてポテンシ
ャル障壁を形成し、非磁性導電層１３および固定磁性層
１２Ｃ”を移動してきたアップスピンの伝導電子を、固
定磁性層１２Ｃ”と鏡面反射層Ｓ２との界面付近におい
てスピンの状態を保存したまま反射させることができ、
アップスピンの伝導電子の平均自由行程をさらに延ばし
て、前述したように、いわゆる鏡面反射効果を示す。ま
た、鏡面反射層Ｓ２がフリー磁性層１４に対して磁気的
相互作用が微小なため、フリー磁性層１４に対する磁気
的影響を低減した状態で、鏡面反射層Ｓ１によって得ら
れる鏡面反射効果と同等の鏡面反射効果を得ることがで
きる。
に、固定磁性層１２Ｃ”との界面付近においてポテンシ
ャル障壁を形成し、非磁性導電層１３および固定磁性層
１２Ｃ”を移動してきたアップスピンの伝導電子を、固
定磁性層１２Ｃ”と鏡面反射層Ｓ２との界面付近におい
てスピンの状態を保存したまま反射させることができ、
アップスピンの伝導電子の平均自由行程をさらに延ばし
て、前述したように、いわゆる鏡面反射効果を示す。ま
た、鏡面反射層Ｓ２がフリー磁性層１４に対して磁気的
相互作用が微小なため、フリー磁性層１４に対する磁気
的影響を低減した状態で、鏡面反射層Ｓ１によって得ら
れる鏡面反射効果と同等の鏡面反射効果を得ることがで
きる。
【０１０７】図７，８は、本実施形態における磁気再生
トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層
の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ
濃度ＣNi（原子％）との範囲を示す図である。本実施形
態において、前記磁気記録トラック幅方向寸法Ｔｗ（μ
ｍ）と、前記フリー磁性層の少なくとも一部を構成する
ＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）とが、添
付図面図７に各点（Ｔｗ，ＣNi）で示すように、点Ｄ1
（０．２５，８６．５），点Ｅ1 （０．２２，８４．
９），点Ｆ1 （０．２０，８３），点Ｇ1 （０．１９，
８２．５），点Ｈ1 （０．１８，８１），点Ｉ1 （０．
１７，８０．５），点Ｊ1 （０．１５，７７．３），点
Ｋ1 （０．１３，７６．８），点Ｌ1 （０．１，７
５），点Ｍ1 （０．１，７０．２），点Ｎ1 （０．１
３，７０．２），点Ｏ1 （０．１５，７０．２），点Ｐ
1 （０．１７，７０．２），点Ｑ1 （０．１８，７０．
２），点Ｒ1 （０．１９，７０．２），点Ｓ1 （０．２
０，７０．２），点Ｔ1 （０．２２，７０．２），点Ｕ
1 （０．２５，７１．５）で囲まれる範囲内の値に設定
されることができ、この範囲であると、図４２において
対応するトラック幅の範囲で規定される範囲に前記フリ
ー磁性層の磁歪λｓを規定することができる。つまり、
前記磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記
フリー磁性層の磁歪λｓ（×１０-6）とが、図４２に各
点（Ｔｗ，λｓ）で示すように、点ＳＤ1 （０．２５，
１８），点ＳＥ1 （０．２３，２０），点ＳＦ1 （０．
２，２０），点ＳＧ1 （０．１９，２０），点ＳＨ1
（０．１８，２０），点ＳＩ1 （０．１７，２０），点
ＳＪ1 （０．１５，２０），点ＳＫ1 （０．１，２
０），点ＳＬ1 （０．１，９），点ＳＭ1 （０．１５，
３．５），点ＳＮ1 （０．１７，２），点ＳＯ1 （０．
１８，１），点ＳＰ1 （０．１９，０），点ＳＱ1
（０．２，−０．７），点ＳＲ1 （０．２２，−２），
点ＳＳ1 （０．２５，−３）で囲まれる範囲内の値に設
定されることができ、この範囲であると、特に０．２５
μｍ以下の再生トラック幅の磁気ヘッドにおいて、再生
波形の歪みや不安定性（instability ）を抑制しつつ必
要な再生出力を確保する上でより好ましい。
トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層
の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ
濃度ＣNi（原子％）との範囲を示す図である。本実施形
態において、前記磁気記録トラック幅方向寸法Ｔｗ（μ
ｍ）と、前記フリー磁性層の少なくとも一部を構成する
ＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）とが、添
付図面図７に各点（Ｔｗ，ＣNi）で示すように、点Ｄ1
（０．２５，８６．５），点Ｅ1 （０．２２，８４．
９），点Ｆ1 （０．２０，８３），点Ｇ1 （０．１９，
８２．５），点Ｈ1 （０．１８，８１），点Ｉ1 （０．
１７，８０．５），点Ｊ1 （０．１５，７７．３），点
Ｋ1 （０．１３，７６．８），点Ｌ1 （０．１，７
５），点Ｍ1 （０．１，７０．２），点Ｎ1 （０．１
３，７０．２），点Ｏ1 （０．１５，７０．２），点Ｐ
1 （０．１７，７０．２），点Ｑ1 （０．１８，７０．
２），点Ｒ1 （０．１９，７０．２），点Ｓ1 （０．２
０，７０．２），点Ｔ1 （０．２２，７０．２），点Ｕ
1 （０．２５，７１．５）で囲まれる範囲内の値に設定
されることができ、この範囲であると、図４２において
対応するトラック幅の範囲で規定される範囲に前記フリ
ー磁性層の磁歪λｓを規定することができる。つまり、
前記磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記
フリー磁性層の磁歪λｓ（×１０-6）とが、図４２に各
点（Ｔｗ，λｓ）で示すように、点ＳＤ1 （０．２５，
１８），点ＳＥ1 （０．２３，２０），点ＳＦ1 （０．
２，２０），点ＳＧ1 （０．１９，２０），点ＳＨ1
（０．１８，２０），点ＳＩ1 （０．１７，２０），点
ＳＪ1 （０．１５，２０），点ＳＫ1 （０．１，２
０），点ＳＬ1 （０．１，９），点ＳＭ1 （０．１５，
３．５），点ＳＮ1 （０．１７，２），点ＳＯ1 （０．
１８，１），点ＳＰ1 （０．１９，０），点ＳＱ1
（０．２，−０．７），点ＳＲ1 （０．２２，−２），
点ＳＳ1 （０．２５，−３）で囲まれる範囲内の値に設
定されることができ、この範囲であると、特に０．２５
μｍ以下の再生トラック幅の磁気ヘッドにおいて、再生
波形の歪みや不安定性（instability ）を抑制しつつ必
要な再生出力を確保する上でより好ましい。
【０１０８】本実施形態において、前記磁気再生トラッ
ク幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少な
くとも一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度Ｃ
Ni（原子％）とが、添付図面図８に各点（Ｔｗ，ＣNi）
で示すように、点Ｄ2 （０．２５，８３），点Ｅ2
（０．２２，８２．９），点Ｆ2 （０．２０，８１．
５），点Ｇ2 （０．１９，８１），点Ｈ2 （０．１８，
８０），点Ｊ2 （０．１５，７８．４），点Ｋ2 （０．
１３，７６．５），点Ｌ2 （０．１，７５），点Ｍ
2（０．１，７０．６），点Ｎ2 （０．１３，７０．
６），点Ｏ2 （０．１５，７０．６），点Ｑ2 （０．１
８，７１．７），点Ｒ2 （０．１９，７２），点Ｓ
2（０．２０，７２．５），点Ｔ2 （０．２２，７３．
６），点Ｕ2 （０．２５，７４）で囲まれる範囲内の値
に設定されることができ、この範囲であると、図４３に
おいて対応するトラック幅の範囲で規定される範囲に前
記フリー磁性層の磁歪λｓを規定することができる。つ
まり、前記磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）
と、前記フリー磁性層の磁歪λｓ（×１０-6）とが、図
４３に各点（Ｔｗ，λｓ）で示すように、点ＳＤ
2 （０．２５，１０．５），点ＳＥ2 （０．２３，１
１），点ＳＦ2 （０．２２，１２），点ＳＧ2 （０．
２，１３．５），点ＳＨ2 （０．１９，１４．２），点
ＳＩ2 （０．１８，１５．１），点ＳＪ2 （０．１５，
１７．５），点ＳＷ2 （０．１３，２０），点ＳＫ
2 （０．１，２０），点ＳＬ2 （０．１，９），点ＳＸ
2 （０．１３，５），点ＳＭ2 （０．１５，３．５），
点ＳＮ2 （０．１８，１．５），点ＳＯ2 （０．１９，
１．２），点ＳＰ2 （０．２，１），点ＳＱ2 （０．２
２，０），点ＳＲ2 （０．２３，−０．５），点ＳＳ2
（０．２５，−１）で囲まれる範囲内の値に設定される
ことができ、この範囲であると、特に０．２５μｍ以下
の再生トラック幅の磁気ヘッドにおいて、再生波形の歪
みや不安定性（instability ）を更に効果的に抑制する
上で好ましく、そして、磁気的な実効再生トラック幅の
制御の上で好適なハードバイアス層の残留磁化×膜厚積
の値にハードバイアス層を設定しつつ、必要な再生出力
を確保する上でより好ましい。
ク幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少な
くとも一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度Ｃ
Ni（原子％）とが、添付図面図８に各点（Ｔｗ，ＣNi）
で示すように、点Ｄ2 （０．２５，８３），点Ｅ2
（０．２２，８２．９），点Ｆ2 （０．２０，８１．
５），点Ｇ2 （０．１９，８１），点Ｈ2 （０．１８，
８０），点Ｊ2 （０．１５，７８．４），点Ｋ2 （０．
１３，７６．５），点Ｌ2 （０．１，７５），点Ｍ
2（０．１，７０．６），点Ｎ2 （０．１３，７０．
６），点Ｏ2 （０．１５，７０．６），点Ｑ2 （０．１
８，７１．７），点Ｒ2 （０．１９，７２），点Ｓ
2（０．２０，７２．５），点Ｔ2 （０．２２，７３．
６），点Ｕ2 （０．２５，７４）で囲まれる範囲内の値
に設定されることができ、この範囲であると、図４３に
おいて対応するトラック幅の範囲で規定される範囲に前
記フリー磁性層の磁歪λｓを規定することができる。つ
まり、前記磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）
と、前記フリー磁性層の磁歪λｓ（×１０-6）とが、図
４３に各点（Ｔｗ，λｓ）で示すように、点ＳＤ
2 （０．２５，１０．５），点ＳＥ2 （０．２３，１
１），点ＳＦ2 （０．２２，１２），点ＳＧ2 （０．
２，１３．５），点ＳＨ2 （０．１９，１４．２），点
ＳＩ2 （０．１８，１５．１），点ＳＪ2 （０．１５，
１７．５），点ＳＷ2 （０．１３，２０），点ＳＫ
2 （０．１，２０），点ＳＬ2 （０．１，９），点ＳＸ
2 （０．１３，５），点ＳＭ2 （０．１５，３．５），
点ＳＮ2 （０．１８，１．５），点ＳＯ2 （０．１９，
１．２），点ＳＰ2 （０．２，１），点ＳＱ2 （０．２
２，０），点ＳＲ2 （０．２３，−０．５），点ＳＳ2
（０．２５，−１）で囲まれる範囲内の値に設定される
ことができ、この範囲であると、特に０．２５μｍ以下
の再生トラック幅の磁気ヘッドにおいて、再生波形の歪
みや不安定性（instability ）を更に効果的に抑制する
上で好ましく、そして、磁気的な実効再生トラック幅の
制御の上で好適なハードバイアス層の残留磁化×膜厚積
の値にハードバイアス層を設定しつつ、必要な再生出力
を確保する上でより好ましい。
【０１０９】本実施形態のスピンバルブ型薄膜素子によ
れば、図２１ないし図２４に示す第１，第２実施形態に
おけるスピンバルブ型薄膜素子と同様の効果を奏すると
ともに、さらに、鏡面反射層Ｓ２を設けたことにより、
抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）をより向上して、狭トラック
化、高記録密度化に対応することが可能となる。また、
フリー磁性層１４の磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ
（μｍ）とＮｉ濃度ＣNi（原子％）と磁歪λｓ（×１０
-6）とが、上記の値に設定されているために、再生波形
の歪みや不安定性（instability ）を増加させることな
しに、狭いトラック幅のヘッドにおいても必要な再生出
力を確保することができる。
れば、図２１ないし図２４に示す第１，第２実施形態に
おけるスピンバルブ型薄膜素子と同様の効果を奏すると
ともに、さらに、鏡面反射層Ｓ２を設けたことにより、
抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）をより向上して、狭トラック
化、高記録密度化に対応することが可能となる。また、
フリー磁性層１４の磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ
（μｍ）とＮｉ濃度ＣNi（原子％）と磁歪λｓ（×１０
-6）とが、上記の値に設定されているために、再生波形
の歪みや不安定性（instability ）を増加させることな
しに、狭いトラック幅のヘッドにおいても必要な再生出
力を確保することができる。
【０１１０】以下、本発明に係るスピンバルブ型薄膜磁
気素子およびこのスピンバルブ型薄膜磁気素子を備えた
薄膜磁気ヘッドの第５実施形態を、図面に基づいて説明
する。 ［第５実施形態］図２７は、本発明の第５実施形態のス
ピンバルブ型薄膜素子を記録媒体との対向面側から見た
場合の構造を示した断面図である。本実施形態のスピン
バルブ型薄膜磁気素子は、基板側から、フリー磁性層、
非磁性導電層、固定磁性層、反強磁性層が形成されたト
ップタイプ（Top type）とされるシングルスピンバルブ
型薄膜磁気素子の一種である。
気素子およびこのスピンバルブ型薄膜磁気素子を備えた
薄膜磁気ヘッドの第５実施形態を、図面に基づいて説明
する。 ［第５実施形態］図２７は、本発明の第５実施形態のス
ピンバルブ型薄膜素子を記録媒体との対向面側から見た
場合の構造を示した断面図である。本実施形態のスピン
バルブ型薄膜磁気素子は、基板側から、フリー磁性層、
非磁性導電層、固定磁性層、反強磁性層が形成されたト
ップタイプ（Top type）とされるシングルスピンバルブ
型薄膜磁気素子の一種である。
【０１１１】図２７において、符号１は、基板Ｋ上に設
けられた下地層である。この下地層１の上には、フリー
磁性層５、非磁性導電層４、固定磁性層３、反強磁性層
２、保護層７が積層され、これら、下地層１、フリー磁
性層５、非磁性導電層４、固定磁性層３、反強磁性層
２、保護層７は、断面略台形とされる積層体９を形成し
ている。この積層体９の両側には、バイアス下地層６Ａ
と、ハードバイアス層６Ｂと、中間層６Ｃとが積層さ
れ、中間層６Ｃには電極層８が積層されている。ハード
バイアス層は、図において、Ｘ１方向に磁化されてお
り、これにより、フリー磁性層の磁化方向が、Ｘ１方向
に設定されている。
けられた下地層である。この下地層１の上には、フリー
磁性層５、非磁性導電層４、固定磁性層３、反強磁性層
２、保護層７が積層され、これら、下地層１、フリー磁
性層５、非磁性導電層４、固定磁性層３、反強磁性層
２、保護層７は、断面略台形とされる積層体９を形成し
ている。この積層体９の両側には、バイアス下地層６Ａ
と、ハードバイアス層６Ｂと、中間層６Ｃとが積層さ
れ、中間層６Ｃには電極層８が積層されている。ハード
バイアス層は、図において、Ｘ１方向に磁化されてお
り、これにより、フリー磁性層の磁化方向が、Ｘ１方向
に設定されている。
【０１１２】さらに詳細に説明すると、前記反強磁性層
２は、積層体９中央部分において、５０〜３００オング
ストローム程度の厚さとされ、ＰｔＭｎ合金で形成され
ることが好ましい。ＰｔＭｎ合金は、従来から反強磁性
層として使用されているＮｉＭｎ合金やＦｅＭｎ合金な
どに比べて耐食性に優れ、しかもブロッキング温度が高
く、交換結合磁界（交換異方性磁界）も大きい。また、
前記ＰｔＭｎ合金に代えて、Ｘ−Ｍｎ（ただし、Ｘは、
Ｐｄ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｏｓのうちから選択される１
種の元素を示す。）の式で示される合金、あるいは、
Ｘ’−Ｐｔ−Ｍｎ（ただし、Ｘ’は、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｉ
ｒ、Ｒｈ、Ｏｓ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｒ、Ｎ
ｅ、Ｘｅ、Ｋｒのうちから選択される１種または２種以
上の元素を示す。）の式で示される合金で形成されてい
てもよい。
２は、積層体９中央部分において、５０〜３００オング
ストローム程度の厚さとされ、ＰｔＭｎ合金で形成され
ることが好ましい。ＰｔＭｎ合金は、従来から反強磁性
層として使用されているＮｉＭｎ合金やＦｅＭｎ合金な
どに比べて耐食性に優れ、しかもブロッキング温度が高
く、交換結合磁界（交換異方性磁界）も大きい。また、
前記ＰｔＭｎ合金に代えて、Ｘ−Ｍｎ（ただし、Ｘは、
Ｐｄ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｏｓのうちから選択される１
種の元素を示す。）の式で示される合金、あるいは、
Ｘ’−Ｐｔ−Ｍｎ（ただし、Ｘ’は、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｉ
ｒ、Ｒｈ、Ｏｓ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｒ、Ｎ
ｅ、Ｘｅ、Ｋｒのうちから選択される１種または２種以
上の元素を示す。）の式で示される合金で形成されてい
てもよい。
【０１１３】また、前記ＰｔＭｎ合金および前記Ｘ−Ｍ
ｎの式で示される合金において、ＰｔあるいはＸが３７
〜６３原子％の範囲であることが望ましい。より好まし
くは、４７〜５７原子％の範囲である。ここで、特に規
定しない限り〜で示す数値範囲の上限と下限は、以下、
以上を意味する。さらにまた、Ｘ’−Ｐｔ−Ｍｎの式で
示される合金において、Ｘ’＋Ｐｔが３７〜６３原子％
の範囲であることが望ましい。より好ましくは、４７〜
５７原子％の範囲である。さらに、前記Ｘ’−Ｐｔ−Ｍ
ｎの式で示される合金としては、Ｘ’が０．２〜１０原
子％の範囲であることが望ましい。ただし、Ｘ’がＰ
ｄ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｏｓの１種以上の場合は、Ｘ’
は０．２〜４０原子％の範囲であることが望ましい。前
記反強磁性層２として、上記した適正な組成範囲の合金
を使用し、これをアニール処理することで、大きな交換
結合磁界を発生する反強磁性層２を得ることができる。
とくに、ＰｔＭｎ合金であれば、４８ｋＡ／ｍ以上、例
えば、６４ｋＡ／ｍを越える交換結合磁界を有し、前記
交換結合磁界を失うブロッキング温度が３８０℃と極め
て高い優れた反強磁性層２を得ることができる。これら
の合金は、成膜したままでは不規則系の面心立方構造
（ｆｃｃ：格子定数がａ軸とｃ軸とで同じ値）である
が、熱処理により、ＣｕＡｕＩタイプの規則系の面心正
方構造（ｆｃｔ：ａ軸／ｃ軸≒０．９）に構造変態す
る。
ｎの式で示される合金において、ＰｔあるいはＸが３７
〜６３原子％の範囲であることが望ましい。より好まし
くは、４７〜５７原子％の範囲である。ここで、特に規
定しない限り〜で示す数値範囲の上限と下限は、以下、
以上を意味する。さらにまた、Ｘ’−Ｐｔ−Ｍｎの式で
示される合金において、Ｘ’＋Ｐｔが３７〜６３原子％
の範囲であることが望ましい。より好ましくは、４７〜
５７原子％の範囲である。さらに、前記Ｘ’−Ｐｔ−Ｍ
ｎの式で示される合金としては、Ｘ’が０．２〜１０原
子％の範囲であることが望ましい。ただし、Ｘ’がＰ
ｄ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｏｓの１種以上の場合は、Ｘ’
は０．２〜４０原子％の範囲であることが望ましい。前
記反強磁性層２として、上記した適正な組成範囲の合金
を使用し、これをアニール処理することで、大きな交換
結合磁界を発生する反強磁性層２を得ることができる。
とくに、ＰｔＭｎ合金であれば、４８ｋＡ／ｍ以上、例
えば、６４ｋＡ／ｍを越える交換結合磁界を有し、前記
交換結合磁界を失うブロッキング温度が３８０℃と極め
て高い優れた反強磁性層２を得ることができる。これら
の合金は、成膜したままでは不規則系の面心立方構造
（ｆｃｃ：格子定数がａ軸とｃ軸とで同じ値）である
が、熱処理により、ＣｕＡｕＩタイプの規則系の面心正
方構造（ｆｃｔ：ａ軸／ｃ軸≒０．９）に構造変態す
る。
【０１１４】固定磁性層３は、強磁性体の薄膜からな
り、例えば、Ｃｏ、ＮｉＦｅ合金、ＣｏＮｉＦｅ合金、
ＣｏＦｅ合金、ＣｏＮｉ合金などで形成され、１０〜５
０オングストローム程度の厚さとされることが好まし
く、固定磁性層３は、例えばＣｏからなりその膜厚が３
０オングストロームに設定される。この固定磁性層３
は、反強磁性層２に接して形成され、磁場中アニール
（熱処理）を施すことにより、前記固定磁性層３と反強
磁性層２との界面にて交換結合磁界（交換異方性磁界）
が発生し、例えば図２７に示すように、前記固定磁性層
３の磁化が、図示Ｙ方向に固定される。
り、例えば、Ｃｏ、ＮｉＦｅ合金、ＣｏＮｉＦｅ合金、
ＣｏＦｅ合金、ＣｏＮｉ合金などで形成され、１０〜５
０オングストローム程度の厚さとされることが好まし
く、固定磁性層３は、例えばＣｏからなりその膜厚が３
０オングストロームに設定される。この固定磁性層３
は、反強磁性層２に接して形成され、磁場中アニール
（熱処理）を施すことにより、前記固定磁性層３と反強
磁性層２との界面にて交換結合磁界（交換異方性磁界）
が発生し、例えば図２７に示すように、前記固定磁性層
３の磁化が、図示Ｙ方向に固定される。
【０１１５】前記フリー磁性層５は、ＮｉＦｅやＣｏＦ
ｅやＣｏＦｅＮｉ系合金からなる単層あるいはＣｏＦｅ
等のＣｏ合金とＮｉＦｅ合金の積層膜とされ、その膜厚
が、１０〜５０オングストロームの範囲に設定され、よ
り好ましくは、２０〜３５オングストロームの範囲に設
定されることが好ましい。ここで、前記フリー磁性層５
には、非磁性導電層４側にはＣｏからなる層を設けるこ
ともできる。
ｅやＣｏＦｅＮｉ系合金からなる単層あるいはＣｏＦｅ
等のＣｏ合金とＮｉＦｅ合金の積層膜とされ、その膜厚
が、１０〜５０オングストロームの範囲に設定され、よ
り好ましくは、２０〜３５オングストロームの範囲に設
定されることが好ましい。ここで、前記フリー磁性層５
には、非磁性導電層４側にはＣｏからなる層を設けるこ
ともできる。
【０１１６】図９，１０は、本実施形態における磁気再
生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、フリー磁性層の
少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃
度Ｃ Ni（原子％）との範囲を示す図である。本実施形態
において、前記磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μ
ｍ）と、前記フリー磁性層の少なくとも一部を構成する
ＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）とが、添
付図面図９に各点（Ｔｗ，ＣNi）で示すように、点Ｆ1
（０．２０，８３），点Ｇ1 （０．１９，８２．５），
点Ｈ1 （０．１８，８１），点Ｉ1 （０．１７，８０．
５），点Ｊ1 （０．１５，７７．３），点Ｋ1 （０．１
３，７６．８），点Ｌ1 （０．１，７５），点Ｍ1
（０．１，７０．２），点Ｎ 1 （０．１３，７０．
２），点Ｏ1 （０．１５，７０．２），点Ｐ1 （０．１
７，７０．２），点Ｑ1 （０．１８，７０．２），点Ｒ
1 （０．１９，７０．２），点Ｓ1 （０．２０，７０．
２）で囲まれる範囲内の値に設定されることができ、こ
の範囲であると、図４２において対応するトラック幅の
範囲で規定される範囲に前記フリー磁性層の磁歪λｓを
規定することができる。つまり、前記磁気再生トラック
幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層５の磁歪
λｓ（×１０ -6）とが、図４２に各点（Ｔｗ，λｓ）で
示すように、点ＳＦ1 （０．２，２０），点ＳＧ1
（０．１９，２０），点ＳＨ1 （０．１８，２０），点
ＳＩ1 （０．１７，２０），点ＳＪ1 （０．１５，２
０），点ＳＫ1 （０．１，２０），点ＳＬ1 （０．１，
９），点ＳＭ1 （０．１５，３．５），点ＳＮ1 （０．
１７，２），点ＳＯ1 （０．１８，１），点ＳＰ1
（０．１９，０），点ＳＱ1 （０．２，−０．７）で囲
まれる範囲内の値に設定されることができ、この範囲で
あると、特に０．２μｍ以下の再生トラック幅の磁気ヘ
ッドにおいて、再生波形の歪みや不安定性（instabilit
y ）を抑制しつつ必要な再生出力を確保する上でより好
ましい。
生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、フリー磁性層の
少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃
度Ｃ Ni（原子％）との範囲を示す図である。本実施形態
において、前記磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μ
ｍ）と、前記フリー磁性層の少なくとも一部を構成する
ＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）とが、添
付図面図９に各点（Ｔｗ，ＣNi）で示すように、点Ｆ1
（０．２０，８３），点Ｇ1 （０．１９，８２．５），
点Ｈ1 （０．１８，８１），点Ｉ1 （０．１７，８０．
５），点Ｊ1 （０．１５，７７．３），点Ｋ1 （０．１
３，７６．８），点Ｌ1 （０．１，７５），点Ｍ1
（０．１，７０．２），点Ｎ 1 （０．１３，７０．
２），点Ｏ1 （０．１５，７０．２），点Ｐ1 （０．１
７，７０．２），点Ｑ1 （０．１８，７０．２），点Ｒ
1 （０．１９，７０．２），点Ｓ1 （０．２０，７０．
２）で囲まれる範囲内の値に設定されることができ、こ
の範囲であると、図４２において対応するトラック幅の
範囲で規定される範囲に前記フリー磁性層の磁歪λｓを
規定することができる。つまり、前記磁気再生トラック
幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層５の磁歪
λｓ（×１０ -6）とが、図４２に各点（Ｔｗ，λｓ）で
示すように、点ＳＦ1 （０．２，２０），点ＳＧ1
（０．１９，２０），点ＳＨ1 （０．１８，２０），点
ＳＩ1 （０．１７，２０），点ＳＪ1 （０．１５，２
０），点ＳＫ1 （０．１，２０），点ＳＬ1 （０．１，
９），点ＳＭ1 （０．１５，３．５），点ＳＮ1 （０．
１７，２），点ＳＯ1 （０．１８，１），点ＳＰ1
（０．１９，０），点ＳＱ1 （０．２，−０．７）で囲
まれる範囲内の値に設定されることができ、この範囲で
あると、特に０．２μｍ以下の再生トラック幅の磁気ヘ
ッドにおいて、再生波形の歪みや不安定性（instabilit
y ）を抑制しつつ必要な再生出力を確保する上でより好
ましい。
【０１１７】本実施形態において、前記磁気再生トラッ
ク幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少な
くとも一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度Ｃ
Ni（原子％）とが、添付図面図１０に各点（Ｔｗ，
ＣNi）で示すように、点Ｅ2 （０．２２，８２．９），
点Ｆ2 （０．２０，８１．５），点Ｇ2 （０．１９，８
１），点Ｈ2 （０．１８，８０），点Ｊ2 （０．１５，
７８．４），点Ｋ2 （０．１３，７６．５），点Ｌ2
（０．１，７５），点Ｍ2 （０．１，７０．６），点Ｎ
2 （０．１３，７０．６），点Ｏ2 （０．１５，７０．
６），点Ｑ2 （０．１８，７１．７），点Ｒ2 （０．１
９，７２），点Ｓ2 （０．２０，７２．５），点Ｔ2
（０．２２，７３．６）で囲まれる範囲内の値に設定さ
れることができ、この範囲であると、図４３において対
応するトラック幅の範囲で規定される範囲に前記フリー
磁性層の磁歪λｓを規定することができる。つまり、前
記磁気記録トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フ
リー磁性層５の磁歪λｓ（×１０-6）とが、図４３に各
点（Ｔｗ，λｓ）で示すように、点ＳＦ2 （０．２２，
１２），点ＳＧ2 （０．２，１３．５），点ＳＨ
2 （０．１９，１４．２），点ＳＩ 2 （０．１８，１
５．１），点ＳＪ2 （０．１５，１７．５），点ＳＷ2
（０．１３，２０），点ＳＫ2 （０．１，２０），点Ｓ
Ｌ2 （０．１，９），点ＳＸ2（０．１３，５），点Ｓ
Ｍ2 （０．１５，３．５），点ＳＮ2 （０．１８，１．
５），点ＳＯ2 （０．１９，１．２），点ＳＰ2 （０．
２，１），点ＳＱ2 （０．２２，０）で囲まれる範囲内
の値に設定されることができ、この範囲であると、特に
０．２２μｍ以下の再生トラック幅の磁気ヘッドにおい
て、再生波形の歪みや不安定性（instability ）を更に
効果的に抑制する上で好ましく、そして、磁気的再生ト
ラック幅の制御の上で好適なハードバイアス層の残留磁
化×膜厚積にハードバイアス層を設定しつつ、必要な再
生出力を確保する上でより好ましい。
ク幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少な
くとも一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度Ｃ
Ni（原子％）とが、添付図面図１０に各点（Ｔｗ，
ＣNi）で示すように、点Ｅ2 （０．２２，８２．９），
点Ｆ2 （０．２０，８１．５），点Ｇ2 （０．１９，８
１），点Ｈ2 （０．１８，８０），点Ｊ2 （０．１５，
７８．４），点Ｋ2 （０．１３，７６．５），点Ｌ2
（０．１，７５），点Ｍ2 （０．１，７０．６），点Ｎ
2 （０．１３，７０．６），点Ｏ2 （０．１５，７０．
６），点Ｑ2 （０．１８，７１．７），点Ｒ2 （０．１
９，７２），点Ｓ2 （０．２０，７２．５），点Ｔ2
（０．２２，７３．６）で囲まれる範囲内の値に設定さ
れることができ、この範囲であると、図４３において対
応するトラック幅の範囲で規定される範囲に前記フリー
磁性層の磁歪λｓを規定することができる。つまり、前
記磁気記録トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フ
リー磁性層５の磁歪λｓ（×１０-6）とが、図４３に各
点（Ｔｗ，λｓ）で示すように、点ＳＦ2 （０．２２，
１２），点ＳＧ2 （０．２，１３．５），点ＳＨ
2 （０．１９，１４．２），点ＳＩ 2 （０．１８，１
５．１），点ＳＪ2 （０．１５，１７．５），点ＳＷ2
（０．１３，２０），点ＳＫ2 （０．１，２０），点Ｓ
Ｌ2 （０．１，９），点ＳＸ2（０．１３，５），点Ｓ
Ｍ2 （０．１５，３．５），点ＳＮ2 （０．１８，１．
５），点ＳＯ2 （０．１９，１．２），点ＳＰ2 （０．
２，１），点ＳＱ2 （０．２２，０）で囲まれる範囲内
の値に設定されることができ、この範囲であると、特に
０．２２μｍ以下の再生トラック幅の磁気ヘッドにおい
て、再生波形の歪みや不安定性（instability ）を更に
効果的に抑制する上で好ましく、そして、磁気的再生ト
ラック幅の制御の上で好適なハードバイアス層の残留磁
化×膜厚積にハードバイアス層を設定しつつ、必要な再
生出力を確保する上でより好ましい。
【０１１８】非磁性導電層４は、Ｃｕ（銅）等からな
り、その膜厚は、２０〜３０オングストロームに設定さ
れる。保護層７は、Ｔａからなり、その表面が、酸化さ
れた酸化層７ａとされている。
り、その膜厚は、２０〜３０オングストロームに設定さ
れる。保護層７は、Ｔａからなり、その表面が、酸化さ
れた酸化層７ａとされている。
【０１１９】バイアス下地層６Ａは、緩衝膜および配向
膜であり、Ｃｒなどで形成されることが好ましく、例え
ば、２０〜１００オングストローム程度、好ましくは５
０オングストローム程度の厚さとされ、中間層６Ｃは、
例えばＴａからなり５０オングストローム程度の膜厚と
される。これらバイアス下地層６Ａおよび中間層６Ｃ
が、後工程のインダクティブヘッド（書込ヘッド）の製
造プロセスでおこなう絶縁レジストの硬化工程（ＵＶキ
ュアまたはハードベーク）等で高温に曝される場合に、
拡散バリアーとして機能することにより、ハードバイア
ス層６Ｂ，６Ｂと周辺層の間で熱拡散がおこり、ハード
バイアス層６Ｂ，６Ｂの磁気特性が劣化することを防止
することができる。
膜であり、Ｃｒなどで形成されることが好ましく、例え
ば、２０〜１００オングストローム程度、好ましくは５
０オングストローム程度の厚さとされ、中間層６Ｃは、
例えばＴａからなり５０オングストローム程度の膜厚と
される。これらバイアス下地層６Ａおよび中間層６Ｃ
が、後工程のインダクティブヘッド（書込ヘッド）の製
造プロセスでおこなう絶縁レジストの硬化工程（ＵＶキ
ュアまたはハードベーク）等で高温に曝される場合に、
拡散バリアーとして機能することにより、ハードバイア
ス層６Ｂ，６Ｂと周辺層の間で熱拡散がおこり、ハード
バイアス層６Ｂ，６Ｂの磁気特性が劣化することを防止
することができる。
【０１２０】前記ハードバイアス層６Ｂ，６Ｂは、通
常、２００〜７００オングストローム程度の厚さとさ
れ、例えば、Ｃｏ−Ｐｔ合金やＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ合金や
Ｃｏ−Ｃｒ−Ｔａ（コバルト−クロム−タンタル）合金
などで形成されることが好ましい。また、前記ハードバ
イアス層６Ｂ，６Ｂが、図示Ｘ１方向に磁化されている
ことで、前記フリー磁性層５の磁化が、図示Ｘ１方向に
揃えられている。これにより、前記フリー磁性層５の変
動磁化と前記固定磁性層３の固定磁化とが９０度で交差
する関係となっている。
常、２００〜７００オングストローム程度の厚さとさ
れ、例えば、Ｃｏ−Ｐｔ合金やＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ合金や
Ｃｏ−Ｃｒ−Ｔａ（コバルト−クロム−タンタル）合金
などで形成されることが好ましい。また、前記ハードバ
イアス層６Ｂ，６Ｂが、図示Ｘ１方向に磁化されている
ことで、前記フリー磁性層５の磁化が、図示Ｘ１方向に
揃えられている。これにより、前記フリー磁性層５の変
動磁化と前記固定磁性層３の固定磁化とが９０度で交差
する関係となっている。
【０１２１】前記ハードバイアス層６Ｂ，６Ｂは、前記
フリー磁性層５と同じ階層位置に配置され、前記フリー
磁性層５の膜厚方向に前記フリー磁性層５の膜厚よりも
大きな膜厚とされることが好ましい。また、前記ハード
バイアス層６Ｂ，６Ｂの上面（基板Ｋに対向する面と反
対側の面）は、フリー磁性層５の上面（基板Ｋに対向す
る面と反対側の面）よりも基板Ｋから離れた位置に（す
なわち、図では上側に）配置され、前記ハードバイアス
層６Ｂ，６Ｂの下面は、前記フリー磁性層５の下面と略
等しいかフリー磁性層５の下面よりも基板Ｋ側の位置に
（すなわち、図では下側に）配置されている。前記ハー
ドバイアス層６Ｂ，６Ｂは、前記フリー磁性層５と同じ
階層位置に配置されて前記積層体９と接合されている
が、ここで、「前記フリー磁性層５と同じ階層位置に配
置されて前記積層体９と接合され」とは、少なくともハ
ードバイアス層６Ｂ，６Ｂとフリー磁性層５とが磁気的
に主に接合されている状態を意味し、前記ハードバイア
ス層６Ｂ，６Ｂと前記フリー磁性層５との接合部分の厚
さが、前記フリー磁性層５の膜厚に等しいかこのフリー
磁性層５の膜厚よりも薄い状態も含まれる。また、ここ
で、ハードバイアス層６Ｂ，６Ｂの上面とは、基板Ｋ側
と反対側の面を意味している。さらに、「接合」とは、
磁気的に主に接合されていればよく、直接接触して接続
することのみならず、例えばバイアス下地層６Ａ、中間
層６Ｃ等を介して積層体９と接続されることをも意味し
ている。
フリー磁性層５と同じ階層位置に配置され、前記フリー
磁性層５の膜厚方向に前記フリー磁性層５の膜厚よりも
大きな膜厚とされることが好ましい。また、前記ハード
バイアス層６Ｂ，６Ｂの上面（基板Ｋに対向する面と反
対側の面）は、フリー磁性層５の上面（基板Ｋに対向す
る面と反対側の面）よりも基板Ｋから離れた位置に（す
なわち、図では上側に）配置され、前記ハードバイアス
層６Ｂ，６Ｂの下面は、前記フリー磁性層５の下面と略
等しいかフリー磁性層５の下面よりも基板Ｋ側の位置に
（すなわち、図では下側に）配置されている。前記ハー
ドバイアス層６Ｂ，６Ｂは、前記フリー磁性層５と同じ
階層位置に配置されて前記積層体９と接合されている
が、ここで、「前記フリー磁性層５と同じ階層位置に配
置されて前記積層体９と接合され」とは、少なくともハ
ードバイアス層６Ｂ，６Ｂとフリー磁性層５とが磁気的
に主に接合されている状態を意味し、前記ハードバイア
ス層６Ｂ，６Ｂと前記フリー磁性層５との接合部分の厚
さが、前記フリー磁性層５の膜厚に等しいかこのフリー
磁性層５の膜厚よりも薄い状態も含まれる。また、ここ
で、ハードバイアス層６Ｂ，６Ｂの上面とは、基板Ｋ側
と反対側の面を意味している。さらに、「接合」とは、
磁気的に主に接合されていればよく、直接接触して接続
することのみならず、例えばバイアス下地層６Ａ、中間
層６Ｃ等を介して積層体９と接続されることをも意味し
ている。
【０１２２】電極層８，８が、Ｃｒ、Ａｕ、Ｔａ、Ｗか
ら選択される１種またはそれ以上からなる単層膜もしく
はその多層膜で形成されたことにより、抵抗値を低減す
ることができる。ここでは、電極層８，８としてＣｒが
選択されて、Ｔａからなる中間層６Ｃ上にエピタキシャ
ル成長することにより形成されることにより電気抵抗値
を低減することができる。
ら選択される１種またはそれ以上からなる単層膜もしく
はその多層膜で形成されたことにより、抵抗値を低減す
ることができる。ここでは、電極層８，８としてＣｒが
選択されて、Ｔａからなる中間層６Ｃ上にエピタキシャ
ル成長することにより形成されることにより電気抵抗値
を低減することができる。
【０１２３】図２７に示す構造のスピンバルブ型薄膜磁
気素子においては、電極層８，８から積層体９にセンス
電流を与えられる。磁気記録媒体から図示Ｙ方向に磁界
が印加されると、フリー磁性層５の磁化は、図示Ｘ１方
向からＹ方向に変動する。このときの非磁性導電層４と
フリー磁性層５との界面および非磁性導電層４と固定磁
性層３との界面で、いわゆるＧＭＲ効果によってスピン
に依存した伝導電子の散乱が起こることにより、電気抵
抗が変化し、記録媒体からの洩れ磁界が検出される。
気素子においては、電極層８，８から積層体９にセンス
電流を与えられる。磁気記録媒体から図示Ｙ方向に磁界
が印加されると、フリー磁性層５の磁化は、図示Ｘ１方
向からＹ方向に変動する。このときの非磁性導電層４と
フリー磁性層５との界面および非磁性導電層４と固定磁
性層３との界面で、いわゆるＧＭＲ効果によってスピン
に依存した伝導電子の散乱が起こることにより、電気抵
抗が変化し、記録媒体からの洩れ磁界が検出される。
【０１２４】本実施形態のスピンバルブ型薄膜素子によ
れば、図２１ないし図２６に示す第１ないし第４実施形
態におけるスピンバルブ型薄膜素子と同様の効果を奏す
ることができ、抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）をより向上し
て、狭トラック化、高記録密度化に対応することが可能
となる。また、フリー磁性層５の磁気再生トラック幅方
向寸法Ｔｗ（μｍ）とＮｉ濃度ＣNi（原子％）と磁歪λ
ｓ（×１０-6）とが、上記の値に設定されているために
再生波形の歪みや不安定性（instability ）を増加させ
ることなしに狭いトラック幅のヘッドにおいても必要な
再生出力を確保することができる。
れば、図２１ないし図２６に示す第１ないし第４実施形
態におけるスピンバルブ型薄膜素子と同様の効果を奏す
ることができ、抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）をより向上し
て、狭トラック化、高記録密度化に対応することが可能
となる。また、フリー磁性層５の磁気再生トラック幅方
向寸法Ｔｗ（μｍ）とＮｉ濃度ＣNi（原子％）と磁歪λ
ｓ（×１０-6）とが、上記の値に設定されているために
再生波形の歪みや不安定性（instability ）を増加させ
ることなしに狭いトラック幅のヘッドにおいても必要な
再生出力を確保することができる。
【０１２５】以下、本発明に係るスピンバルブ型薄膜磁
気素子およびこのスピンバルブ型薄膜磁気素子を備えた
薄膜磁気ヘッドの第６実施形態を、図面に基づいて説明
する。 ［第６実施形態］図２８は、本発明の第６実施形態のス
ピンバルブ型薄膜磁気素子を記録媒体との対向面側から
見た場合の構造を示した断面図である。本実施形態のス
ピンバルブ型薄膜磁気素子は、先に説明した図２７に示
す第５実施形態のものと略同等のトップタイプ（Top ty
pe）とされるシングルスピンバルブ型薄膜磁気素子とさ
れ、対応する構成には、同一の符号を付けその説明を省
略する。
気素子およびこのスピンバルブ型薄膜磁気素子を備えた
薄膜磁気ヘッドの第６実施形態を、図面に基づいて説明
する。 ［第６実施形態］図２８は、本発明の第６実施形態のス
ピンバルブ型薄膜磁気素子を記録媒体との対向面側から
見た場合の構造を示した断面図である。本実施形態のス
ピンバルブ型薄膜磁気素子は、先に説明した図２７に示
す第５実施形態のものと略同等のトップタイプ（Top ty
pe）とされるシングルスピンバルブ型薄膜磁気素子とさ
れ、対応する構成には、同一の符号を付けその説明を省
略する。
【０１２６】本実施形態のスピンバルブ型薄膜磁気素子
において、図２７に示す第５実施形態と異なる点は、固
定磁性層が、第１の固定磁性層と、前記第１の固定磁性
層に非磁性中間層を介して形成され、前記第１の固定磁
性層の磁化方向と反平行に磁化方向が揃えられた第２の
固定磁性層と、を有し、固定磁性層が合成フェリ磁性状
態とされてなる手段、いわゆる、シンセティックフェリ
ピンド型（synthetic-ferri-pinned type ）とされた点
と、フリー磁性層に関する点である。
において、図２７に示す第５実施形態と異なる点は、固
定磁性層が、第１の固定磁性層と、前記第１の固定磁性
層に非磁性中間層を介して形成され、前記第１の固定磁
性層の磁化方向と反平行に磁化方向が揃えられた第２の
固定磁性層と、を有し、固定磁性層が合成フェリ磁性状
態とされてなる手段、いわゆる、シンセティックフェリ
ピンド型（synthetic-ferri-pinned type ）とされた点
と、フリー磁性層に関する点である。
【０１２７】本実施形態においては、Ｃｕ（銅）等から
なる非磁性導電層４の上に、固定磁性層３Ａ，３Ｂ，３
Ｃが形成されている。この固定磁性層３Ａ，３Ｂ，３Ｃ
は、非磁性導電層４の上に積層された第２の固定磁性層
３Ｃと、前記第２の固定磁性層３Ｃの上に非磁性中間層
３Ｂを介して形成され、前記第２の固定磁性層３Ｃの磁
化方向と反平行に磁化方向が揃えられた第１の固定磁性
層３Ａとからなる。この第１の固定磁性層３Ａの上に
は、ＰｔＭｎ合金からなる反強磁性層２が形成される。
第１および第２の固定磁性層３Ａ，３Ｃは、強磁性体の
薄膜からなり、例えば、Ｃｏ、ＮｉＦｅ合金、ＣｏＮｉ
Ｆｅ合金、ＣｏＦｅ合金、ＣｏＮｉ合金などで形成さ
れ、両方の合計が４０オングストローム程度の厚さとさ
れることが好ましく、第１の固定磁性層３Ａは、例えば
Ｃｏからなりその膜厚が１３〜２０オングストロームに
設定され。第２の固定磁性層３Ｃは、例えばＣｏからな
りその膜厚が１５〜２５オングストロームに設定され
る。また、前記非磁性中間層３Ｂは、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉ
ｒ、Ｃｒ、Ｒｅ、Ｃｕのうち１種あるいは２種以上の合
金で形成されていることが好ましく、通常、８オングス
トローム程度の厚さに形成されている。
なる非磁性導電層４の上に、固定磁性層３Ａ，３Ｂ，３
Ｃが形成されている。この固定磁性層３Ａ，３Ｂ，３Ｃ
は、非磁性導電層４の上に積層された第２の固定磁性層
３Ｃと、前記第２の固定磁性層３Ｃの上に非磁性中間層
３Ｂを介して形成され、前記第２の固定磁性層３Ｃの磁
化方向と反平行に磁化方向が揃えられた第１の固定磁性
層３Ａとからなる。この第１の固定磁性層３Ａの上に
は、ＰｔＭｎ合金からなる反強磁性層２が形成される。
第１および第２の固定磁性層３Ａ，３Ｃは、強磁性体の
薄膜からなり、例えば、Ｃｏ、ＮｉＦｅ合金、ＣｏＮｉ
Ｆｅ合金、ＣｏＦｅ合金、ＣｏＮｉ合金などで形成さ
れ、両方の合計が４０オングストローム程度の厚さとさ
れることが好ましく、第１の固定磁性層３Ａは、例えば
Ｃｏからなりその膜厚が１３〜２０オングストロームに
設定され。第２の固定磁性層３Ｃは、例えばＣｏからな
りその膜厚が１５〜２５オングストロームに設定され
る。また、前記非磁性中間層３Ｂは、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉ
ｒ、Ｃｒ、Ｒｅ、Ｃｕのうち１種あるいは２種以上の合
金で形成されていることが好ましく、通常、８オングス
トローム程度の厚さに形成されている。
【０１２８】この第１の固定磁性層３Ａは、反強磁性層
２に接して形成され、磁場中アニール（熱処理）を施す
ことにより、前記第１の固定磁性層３Ａと反強磁性層２
との界面にて交換結合磁界（交換異方性磁界）が発生
し、例えば図に示すように、前記第１の固定磁性層３Ａ
の磁化が、図示Ｙ方向に固定される。前記第１の固定磁
性層３Ａの磁化が、図示Ｙ方向に固定されると、非磁性
中間層３Ｂを介して対向する第２の固定磁性層３Ｃの磁
化は、第１の固定磁性層３Ａの磁化と反平行の状態、つ
まり、図示Ｙ方向と逆方向に固定される。図２に示すよ
うに、これら下地層１から酸化層７ａまでの各層によ
り、略台形状の断面形状を有する積層体９１が構成され
ている。
２に接して形成され、磁場中アニール（熱処理）を施す
ことにより、前記第１の固定磁性層３Ａと反強磁性層２
との界面にて交換結合磁界（交換異方性磁界）が発生
し、例えば図に示すように、前記第１の固定磁性層３Ａ
の磁化が、図示Ｙ方向に固定される。前記第１の固定磁
性層３Ａの磁化が、図示Ｙ方向に固定されると、非磁性
中間層３Ｂを介して対向する第２の固定磁性層３Ｃの磁
化は、第１の固定磁性層３Ａの磁化と反平行の状態、つ
まり、図示Ｙ方向と逆方向に固定される。図２に示すよ
うに、これら下地層１から酸化層７ａまでの各層によ
り、略台形状の断面形状を有する積層体９１が構成され
ている。
【０１２９】図１１，１２は、本実施形態における磁気
再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁
性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金における
Ｎｉ濃度ＣNi（原子％）との範囲を示す図である。本実
施形態において、前記磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ
（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくとも一部を構成
するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）と
が、添付図面図１１に各点（Ｔｗ，ＣNi）で示すよう
に、点Ｇ1 （０．１９，８２．５），点Ｈ1 （０．１
８，８１），点Ｉ1 （０．１７，８０．５），点Ｊ1
（０．１５，７７．３），点Ｋ1 （０．１３，７６．
８），点Ｌ1 （０．１，７５），点Ｍ1 （０．１，７
０．２），点Ｎ1 （０．１３，７０．２），点Ｏ1
（０．１５，７０．２），点Ｐ1 （０．１７，７０．
２），点Ｑ1 （０．１８，７０．２），点Ｒ1 （０．１
９，７０．２）で囲まれる範囲内の値に設定されること
ができ、この範囲であると、図４２において対応するト
ラック幅の範囲で規定される範囲に前記フリー磁性層の
磁歪λｓを規定することができる。つまり、前記磁気再
生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性
層５の磁歪λｓ（×１０-6）とが、図４２に各点（Ｔ
ｗ，λｓ）で示すように、点ＳＧ1 （０．１９，２
０），点ＳＨ1 （０．１８，２０），点ＳＩ1 （０．１
７，２０），点ＳＪ1 （０．１５，２０），点ＳＫ1
（０．１，２０），点ＳＬ1 （０．１，９），点ＳＭ1
（０．１５，３．５），点ＳＮ1 （０．１７，２），点
ＳＯ1 （０．１８，１），点ＳＰ1 （０．１９，０）で
囲まれる範囲内の値に設定されることができ、この範囲
であると、特に０．１９μｍ以下の再生トラック幅の磁
気ヘッドにおいて、再生波形の歪みや不安定性（instab
ility ）を抑制しつつ必要な再生出力を確保する上でよ
り好ましい。
再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁
性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金における
Ｎｉ濃度ＣNi（原子％）との範囲を示す図である。本実
施形態において、前記磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ
（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくとも一部を構成
するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）と
が、添付図面図１１に各点（Ｔｗ，ＣNi）で示すよう
に、点Ｇ1 （０．１９，８２．５），点Ｈ1 （０．１
８，８１），点Ｉ1 （０．１７，８０．５），点Ｊ1
（０．１５，７７．３），点Ｋ1 （０．１３，７６．
８），点Ｌ1 （０．１，７５），点Ｍ1 （０．１，７
０．２），点Ｎ1 （０．１３，７０．２），点Ｏ1
（０．１５，７０．２），点Ｐ1 （０．１７，７０．
２），点Ｑ1 （０．１８，７０．２），点Ｒ1 （０．１
９，７０．２）で囲まれる範囲内の値に設定されること
ができ、この範囲であると、図４２において対応するト
ラック幅の範囲で規定される範囲に前記フリー磁性層の
磁歪λｓを規定することができる。つまり、前記磁気再
生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性
層５の磁歪λｓ（×１０-6）とが、図４２に各点（Ｔ
ｗ，λｓ）で示すように、点ＳＧ1 （０．１９，２
０），点ＳＨ1 （０．１８，２０），点ＳＩ1 （０．１
７，２０），点ＳＪ1 （０．１５，２０），点ＳＫ1
（０．１，２０），点ＳＬ1 （０．１，９），点ＳＭ1
（０．１５，３．５），点ＳＮ1 （０．１７，２），点
ＳＯ1 （０．１８，１），点ＳＰ1 （０．１９，０）で
囲まれる範囲内の値に設定されることができ、この範囲
であると、特に０．１９μｍ以下の再生トラック幅の磁
気ヘッドにおいて、再生波形の歪みや不安定性（instab
ility ）を抑制しつつ必要な再生出力を確保する上でよ
り好ましい。
【０１３０】本実施形態において、前記磁気再生トラッ
ク幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少な
くとも一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度Ｃ
Ni（原子％）とが、添付図面図１２に各点（Ｔｗ，
ＣNi）で示すように、点Ｆ2 （０．２０，８１．５），
点Ｇ2 （０．１９，８１），点Ｈ2 （０．１８，８
０），点Ｊ2 （０．１５，７８．４），点Ｋ2 （０．１
３，７６．５），点Ｌ2 （０．１，７５），点Ｍ2
（０．１，７０．６），点Ｎ2 （０．１３，７０．
６），点Ｏ2 （０．１５，７０．６），点Ｑ2 （０．１
８，７１．７），点Ｒ2 （０．１９，７２），点Ｓ2
（０．２０，７２．５）で囲まれる範囲内の値に設定さ
れることができ、この範囲であると、図４３において対
応するトラック幅の範囲で規定される範囲に前記フリー
磁性層の磁歪λｓを規定することができる。つまり、前
記磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フ
リー磁性層５の磁歪λｓ（×１０-6）とが、図４３に各
点（Ｔｗ，λｓ）で示すように、点ＳＧ2 （０．２，１
３．５），点ＳＨ2 （０．１９，１４．２），点ＳＩ2
（０．１８，１５．１），点ＳＪ2 （０．１５，１７．
５），点ＳＷ2 （０．１３，２０），点ＳＫ2 （０．
１，２０），点ＳＬ2 （０．１，９），点ＳＸ2 （０．
１３，５），点ＳＭ2 （０．１５，３．５），点ＳＮ2
（０．１８，１．５），点ＳＯ2 （０．１９，１．
２），点ＳＰ2 （０．２，１）で囲まれる範囲内の値に
設定されることができ、この範囲であると、特に０．２
μｍ以下の再生トラック幅の磁気ヘッドにおいて、再生
波形の歪みや不安定性（instability ）を更に効果的に
抑制する上で好ましく、そして、磁気的再生トラック幅
の制御の上で好適なハードバイアス層の残留磁化×膜厚
積にハードバイアス層を設定しつつ、必要な再生出力を
確保する上でより好ましい。
ク幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少な
くとも一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度Ｃ
Ni（原子％）とが、添付図面図１２に各点（Ｔｗ，
ＣNi）で示すように、点Ｆ2 （０．２０，８１．５），
点Ｇ2 （０．１９，８１），点Ｈ2 （０．１８，８
０），点Ｊ2 （０．１５，７８．４），点Ｋ2 （０．１
３，７６．５），点Ｌ2 （０．１，７５），点Ｍ2
（０．１，７０．６），点Ｎ2 （０．１３，７０．
６），点Ｏ2 （０．１５，７０．６），点Ｑ2 （０．１
８，７１．７），点Ｒ2 （０．１９，７２），点Ｓ2
（０．２０，７２．５）で囲まれる範囲内の値に設定さ
れることができ、この範囲であると、図４３において対
応するトラック幅の範囲で規定される範囲に前記フリー
磁性層の磁歪λｓを規定することができる。つまり、前
記磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フ
リー磁性層５の磁歪λｓ（×１０-6）とが、図４３に各
点（Ｔｗ，λｓ）で示すように、点ＳＧ2 （０．２，１
３．５），点ＳＨ2 （０．１９，１４．２），点ＳＩ2
（０．１８，１５．１），点ＳＪ2 （０．１５，１７．
５），点ＳＷ2 （０．１３，２０），点ＳＫ2 （０．
１，２０），点ＳＬ2 （０．１，９），点ＳＸ2 （０．
１３，５），点ＳＭ2 （０．１５，３．５），点ＳＮ2
（０．１８，１．５），点ＳＯ2 （０．１９，１．
２），点ＳＰ2 （０．２，１）で囲まれる範囲内の値に
設定されることができ、この範囲であると、特に０．２
μｍ以下の再生トラック幅の磁気ヘッドにおいて、再生
波形の歪みや不安定性（instability ）を更に効果的に
抑制する上で好ましく、そして、磁気的再生トラック幅
の制御の上で好適なハードバイアス層の残留磁化×膜厚
積にハードバイアス層を設定しつつ、必要な再生出力を
確保する上でより好ましい。
【０１３１】本実施形態のスピンバルブ型薄膜素子によ
れば、図２１ないし図２７に示す第１ないし第５実施形
態におけるスピンバルブ型薄膜素子と同様の効果を奏す
ることができ、抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）をより向上し
て、狭トラック化、高記録密度化に対応することが可能
となる。また、いわゆる、シンセティックフェリピンド
型（synthetic-ferri-pinned type ）としたことによ
り、特にフリー磁性層を薄くして感度を向上させたとき
に生じやすい波形の非対称性（Asymmetry ）を防止でき
るとともに、磁気記録媒体からの信号の処理が不正確に
なる不安定性（instability ）の原因となるバルクハイ
ゼンノイズ等が発生することを防止することができる。
また、フリー磁性層５の磁気再生トラック幅方向寸法Ｔ
ｗ（μｍ）とＮｉ濃度ＣNi（原子％）と磁歪λｓ（×１
０-6）とが、上記の値に設定されているために、再生波
形の歪みや不安定性（instability ）を増加させること
なしに、狭いトラック幅のヘッドに置いて、必要な再生
出力を確保することができる。
れば、図２１ないし図２７に示す第１ないし第５実施形
態におけるスピンバルブ型薄膜素子と同様の効果を奏す
ることができ、抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）をより向上し
て、狭トラック化、高記録密度化に対応することが可能
となる。また、いわゆる、シンセティックフェリピンド
型（synthetic-ferri-pinned type ）としたことによ
り、特にフリー磁性層を薄くして感度を向上させたとき
に生じやすい波形の非対称性（Asymmetry ）を防止でき
るとともに、磁気記録媒体からの信号の処理が不正確に
なる不安定性（instability ）の原因となるバルクハイ
ゼンノイズ等が発生することを防止することができる。
また、フリー磁性層５の磁気再生トラック幅方向寸法Ｔ
ｗ（μｍ）とＮｉ濃度ＣNi（原子％）と磁歪λｓ（×１
０-6）とが、上記の値に設定されているために、再生波
形の歪みや不安定性（instability ）を増加させること
なしに、狭いトラック幅のヘッドに置いて、必要な再生
出力を確保することができる。
【０１３２】以下、本発明に係るスピンバルブ型薄膜磁
気素子およびこのスピンバルブ型薄膜磁気素子を備えた
薄膜磁気ヘッドの第７実施形態を、図面に基づいて説明
する。 ［第７実施形態］図２９は、本発明の第７実施形態のス
ピンバルブ型薄膜磁気素子を記録媒体との対向面側から
見た場合の構造を示した断面図である。このスピンバル
ブ型薄膜磁気素子は、フリー磁性層を中心としてその膜
厚方向両側に非磁性導電層、固定磁性層、および反強磁
性層がそれぞれ形成された、いわゆるデュアルスピンバ
ルブ型（Dual spin-valves）とされる。このデュアルス
ピンバルブ型薄膜磁気素子では、磁気抵抗効果を発現す
るフリー磁性層／非磁性導電層／固定磁性層のこの３層
の組合わせが２組存在するためシングルスピンバルブ型
薄膜磁気素子に比べて大きな△Ｒ／Ｒを期待でき、高密
度記録化に対応できるものとなっている。
気素子およびこのスピンバルブ型薄膜磁気素子を備えた
薄膜磁気ヘッドの第７実施形態を、図面に基づいて説明
する。 ［第７実施形態］図２９は、本発明の第７実施形態のス
ピンバルブ型薄膜磁気素子を記録媒体との対向面側から
見た場合の構造を示した断面図である。このスピンバル
ブ型薄膜磁気素子は、フリー磁性層を中心としてその膜
厚方向両側に非磁性導電層、固定磁性層、および反強磁
性層がそれぞれ形成された、いわゆるデュアルスピンバ
ルブ型（Dual spin-valves）とされる。このデュアルス
ピンバルブ型薄膜磁気素子では、磁気抵抗効果を発現す
るフリー磁性層／非磁性導電層／固定磁性層のこの３層
の組合わせが２組存在するためシングルスピンバルブ型
薄膜磁気素子に比べて大きな△Ｒ／Ｒを期待でき、高密
度記録化に対応できるものとなっている。
【０１３３】図２９に示すスピンバルブ型薄磁気膜素子
は、基板側から下地層３０、反強磁性層３１、第１の固
定磁性層（下）３２、非磁性中間層（下）３３、第２の
固定磁性層（下）３４、非磁性導電層３５、フリー磁性
層３６、非磁性導電層４０、第２の固定磁性層（上）４
１、非磁性中間層（上）４２、第１の固定磁性層（上）
４３、反強磁性層４４、および保護層４５の順で積層さ
れている。なお図７に示すように、下地層３０から保護
層４５までの積層体４６の両側には、バイアス下地層１
３０ａ、ハードバイアス層１３０、中間層１３１ａ、電
極層１３１が形成されている。
は、基板側から下地層３０、反強磁性層３１、第１の固
定磁性層（下）３２、非磁性中間層（下）３３、第２の
固定磁性層（下）３４、非磁性導電層３５、フリー磁性
層３６、非磁性導電層４０、第２の固定磁性層（上）４
１、非磁性中間層（上）４２、第１の固定磁性層（上）
４３、反強磁性層４４、および保護層４５の順で積層さ
れている。なお図７に示すように、下地層３０から保護
層４５までの積層体４６の両側には、バイアス下地層１
３０ａ、ハードバイアス層１３０、中間層１３１ａ、電
極層１３１が形成されている。
【０１３４】図２９に示すスピンバルブ型薄膜磁気素子
の反強磁性層３１，４４は、ＰｔＭｎ合金で形成されて
いることが好ましく、あるいはＰｔＭｎ合金に代えて、
Ｘ−Ｍｎ（ただしＸは、Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕのいず
れか１種または２種以上の元素である）合金、あるい
は、Ｐｔ−Ｍｎ−Ｘ´（ただしＸ´は、Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒ
ｈ，Ｒｕ，Ａｕ，Ａｇのいずれか１種または２種以上の
元素である）合金で形成されていてもよい。
の反強磁性層３１，４４は、ＰｔＭｎ合金で形成されて
いることが好ましく、あるいはＰｔＭｎ合金に代えて、
Ｘ−Ｍｎ（ただしＸは、Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕのいず
れか１種または２種以上の元素である）合金、あるい
は、Ｐｔ−Ｍｎ−Ｘ´（ただしＸ´は、Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒ
ｈ，Ｒｕ，Ａｕ，Ａｇのいずれか１種または２種以上の
元素である）合金で形成されていてもよい。
【０１３５】前記フリー磁性層３６は、前述した図２１
〜図２８に示す第１〜第６実施形態と同様に、ＮｉＦｅ
やＣｏＦｅ，ＣｏＦｅＮｉ系合金からなる単層あるいは
ＣｏＦｅ等のＣｏ合金とＮｉ合金の積層膜とされ、その
膜厚が、１０〜５０オングストローム程度の厚さの範囲
に設定され、より好ましくは、２０〜３５オングストロ
ームの範囲に設定されることが好ましい。ここで、前記
フリー磁性層３６には、非磁性導電層３５，４０側、つ
まりその上下にＣｏからなる層を設けることもできる。
〜図２８に示す第１〜第６実施形態と同様に、ＮｉＦｅ
やＣｏＦｅ，ＣｏＦｅＮｉ系合金からなる単層あるいは
ＣｏＦｅ等のＣｏ合金とＮｉ合金の積層膜とされ、その
膜厚が、１０〜５０オングストローム程度の厚さの範囲
に設定され、より好ましくは、２０〜３５オングストロ
ームの範囲に設定されることが好ましい。ここで、前記
フリー磁性層３６には、非磁性導電層３５，４０側、つ
まりその上下にＣｏからなる層を設けることもできる。
【０１３６】図１３，１４は、本実施形態における磁気
再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁
性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金における
Ｎｉ濃度ＣNi（原子％）との範囲を示す図である。本実
施形態において、前記磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ
（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくとも一部を構成
するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）と
が、添付図面図１３に各点（Ｔｗ，ＣNi）で示すよう
に、点Ｈ1 （０．１８，８１），点Ｉ1 （０．１７，８
０．５），点Ｊ1 （０．１５，７７．３），点Ｋ1
（０．１３，７６．８），点Ｌ1 （０．１，７５），点
Ｍ1 （０．１，７０．２），点Ｎ1 （０．１３，７０．
２），点Ｏ1 （０．１５，７０．２），点Ｐ1 （０．１
７，７０．２），点Ｑ1 （０．１８，７０．２）で囲ま
れる範囲内の値に設定されることができ、この範囲であ
ると、図４２において対応するトラック幅の範囲で規定
される範囲に前記フリー磁性層の磁歪λｓを規定するこ
とができる。つまり、前記磁気再生トラック幅方向寸法
Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層３６の磁歪λｓ（×
１０-6）とが、図４２に各点（Ｔｗ，λｓ）で示すよう
に、点ＳＨ1 （０．１８，２０），点ＳＩ1 （０．１
７，２０），点ＳＪ 1 （０．１５，２０），点ＳＫ1
（０．１，２０），点ＳＬ1 （０．１，９），点ＳＭ1
（０．１５，３．５），点ＳＮ1 （０．１７，２），点
ＳＯ1 （０．１８，１）で囲まれる範囲内の値に設定さ
れることができ、この範囲であると、特に０．１８μｍ
以下の再生トラック幅の磁気ヘッドにおいて、再生波形
の歪みや不安定性（instability ）を抑制しつつ必要な
再生出力を確保する上でより好ましい。
再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁
性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金における
Ｎｉ濃度ＣNi（原子％）との範囲を示す図である。本実
施形態において、前記磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ
（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくとも一部を構成
するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）と
が、添付図面図１３に各点（Ｔｗ，ＣNi）で示すよう
に、点Ｈ1 （０．１８，８１），点Ｉ1 （０．１７，８
０．５），点Ｊ1 （０．１５，７７．３），点Ｋ1
（０．１３，７６．８），点Ｌ1 （０．１，７５），点
Ｍ1 （０．１，７０．２），点Ｎ1 （０．１３，７０．
２），点Ｏ1 （０．１５，７０．２），点Ｐ1 （０．１
７，７０．２），点Ｑ1 （０．１８，７０．２）で囲ま
れる範囲内の値に設定されることができ、この範囲であ
ると、図４２において対応するトラック幅の範囲で規定
される範囲に前記フリー磁性層の磁歪λｓを規定するこ
とができる。つまり、前記磁気再生トラック幅方向寸法
Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層３６の磁歪λｓ（×
１０-6）とが、図４２に各点（Ｔｗ，λｓ）で示すよう
に、点ＳＨ1 （０．１８，２０），点ＳＩ1 （０．１
７，２０），点ＳＪ 1 （０．１５，２０），点ＳＫ1
（０．１，２０），点ＳＬ1 （０．１，９），点ＳＭ1
（０．１５，３．５），点ＳＮ1 （０．１７，２），点
ＳＯ1 （０．１８，１）で囲まれる範囲内の値に設定さ
れることができ、この範囲であると、特に０．１８μｍ
以下の再生トラック幅の磁気ヘッドにおいて、再生波形
の歪みや不安定性（instability ）を抑制しつつ必要な
再生出力を確保する上でより好ましい。
【０１３７】本実施形態において、前記磁気再生トラッ
ク幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少な
くとも一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度Ｃ
Ni（原子％）とが、添付図面図１４に各点（Ｔｗ，
ＣNi）で示すように、点Ｇ2 （０．１９，８１），点Ｈ
2 （０．１８，８０），点Ｊ2 （０．１５，７８．
４），点Ｋ2 （０．１３，７６．５），点Ｌ2 （０．
１，７５），点Ｍ2 （０．１，７０．６），点Ｎ2
（０．１３，７０．６），点Ｏ2 （０．１５，７０．
６），点Ｑ2 （０．１８，７１．７），点Ｒ2 （０．１
９，７２）で囲まれる範囲内の値に設定されることがで
き、この範囲であると、図４３において対応するトラッ
ク幅の範囲で規定される範囲に前記フリー磁性層の素子
高さ方向の磁歪λｓを規定することができる。つまり、
前記磁気記録トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記
フリー磁性層３６の素子高さ方向の磁歪λｓ（×１
０-6）とが、図４３に各点（Ｔｗ，λｓ）で示すよう
に、点ＳＨ2 （０．１９，１４．２），点ＳＩ2 （０．
１８，１５．１），点ＳＪ2 （０．１５，１７．５），
点ＳＷ2 （０．１３，２０），点ＳＫ2 （０．１，２
０），点ＳＬ2 （０．１，９），点ＳＸ2 （０．１３，
５），点ＳＭ2 （０．１５，３．５），点ＳＮ2 （０．
１８，１．５），点ＳＯ2 （０．１９，１．２）で囲ま
れる範囲内の値に設定されることができ、この範囲であ
ると、特に０．１９μｍ以下の再生トラック幅の磁気ヘ
ッドにおいて、再生波形の歪みや不安定性（instabilit
y ）を更に効果的に抑制する上で好ましく、そして、磁
気的な再生トラック幅の制御の上で好適なハードバイア
ス層の残留磁化×膜厚積にハードバイアス層を設定しつ
つ、必要な再生出力を確保する上でより好ましい。
ク幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少な
くとも一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度Ｃ
Ni（原子％）とが、添付図面図１４に各点（Ｔｗ，
ＣNi）で示すように、点Ｇ2 （０．１９，８１），点Ｈ
2 （０．１８，８０），点Ｊ2 （０．１５，７８．
４），点Ｋ2 （０．１３，７６．５），点Ｌ2 （０．
１，７５），点Ｍ2 （０．１，７０．６），点Ｎ2
（０．１３，７０．６），点Ｏ2 （０．１５，７０．
６），点Ｑ2 （０．１８，７１．７），点Ｒ2 （０．１
９，７２）で囲まれる範囲内の値に設定されることがで
き、この範囲であると、図４３において対応するトラッ
ク幅の範囲で規定される範囲に前記フリー磁性層の素子
高さ方向の磁歪λｓを規定することができる。つまり、
前記磁気記録トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記
フリー磁性層３６の素子高さ方向の磁歪λｓ（×１
０-6）とが、図４３に各点（Ｔｗ，λｓ）で示すよう
に、点ＳＨ2 （０．１９，１４．２），点ＳＩ2 （０．
１８，１５．１），点ＳＪ2 （０．１５，１７．５），
点ＳＷ2 （０．１３，２０），点ＳＫ2 （０．１，２
０），点ＳＬ2 （０．１，９），点ＳＸ2 （０．１３，
５），点ＳＭ2 （０．１５，３．５），点ＳＮ2 （０．
１８，１．５），点ＳＯ2 （０．１９，１．２）で囲ま
れる範囲内の値に設定されることができ、この範囲であ
ると、特に０．１９μｍ以下の再生トラック幅の磁気ヘ
ッドにおいて、再生波形の歪みや不安定性（instabilit
y ）を更に効果的に抑制する上で好ましく、そして、磁
気的な再生トラック幅の制御の上で好適なハードバイア
ス層の残留磁化×膜厚積にハードバイアス層を設定しつ
つ、必要な再生出力を確保する上でより好ましい。
【０１３８】このスピンバルブ型薄膜磁気素子において
も、前記第１の固定磁性層（下）３２の膜厚ｔＰ1と、
第２の固定磁性層（下）３４の膜厚ｔＰ2との膜厚比、
および第１の固定磁性層（上）４３の膜厚ｔＰ1と第２
の固定磁性層４１（上）の膜厚ｔＰ2との膜厚比（第１
の固定磁性層の膜厚ｔＰ1）／（第２の固定磁性層の膜
厚ｔＰ2）は、０．３３〜０．９５、あるいは１．０５
〜４の範囲内であることが好ましい。さらには、膜厚比
が上記範囲内であり、第１の固定磁性層（下）３２，
（上）４３の膜厚ｔＰ1および第２の固定磁性層（下）
３４，（上）４１の膜厚ｔＰ2が１０〜７０オングスト
ロームの範囲内で、かつ第１の固定磁性層３２，４３の
膜厚ｔＰ1から第２の固定磁性層３４，４１の膜厚ｔＰ2
を引いた絶対値が２オングストローム以上であると、４
０ｋＡ／ｍ以上の交換結合磁界を得ることが可能であ
る。なお第１の固定磁性層（下）３２，（上）４３と第
２の固定磁性層（下）３４，（上）４１との膜厚比や膜
厚、非磁性中間層（下）３３，（上）４２の膜厚、およ
び反強磁性層３１，４４の膜厚を上述した範囲内で適正
に調節することにより、充分な△Ｒ／Ｒ（抵抗変化率）
を保つことができる。
も、前記第１の固定磁性層（下）３２の膜厚ｔＰ1と、
第２の固定磁性層（下）３４の膜厚ｔＰ2との膜厚比、
および第１の固定磁性層（上）４３の膜厚ｔＰ1と第２
の固定磁性層４１（上）の膜厚ｔＰ2との膜厚比（第１
の固定磁性層の膜厚ｔＰ1）／（第２の固定磁性層の膜
厚ｔＰ2）は、０．３３〜０．９５、あるいは１．０５
〜４の範囲内であることが好ましい。さらには、膜厚比
が上記範囲内であり、第１の固定磁性層（下）３２，
（上）４３の膜厚ｔＰ1および第２の固定磁性層（下）
３４，（上）４１の膜厚ｔＰ2が１０〜７０オングスト
ロームの範囲内で、かつ第１の固定磁性層３２，４３の
膜厚ｔＰ1から第２の固定磁性層３４，４１の膜厚ｔＰ2
を引いた絶対値が２オングストローム以上であると、４
０ｋＡ／ｍ以上の交換結合磁界を得ることが可能であ
る。なお第１の固定磁性層（下）３２，（上）４３と第
２の固定磁性層（下）３４，（上）４１との膜厚比や膜
厚、非磁性中間層（下）３３，（上）４２の膜厚、およ
び反強磁性層３１，４４の膜厚を上述した範囲内で適正
に調節することにより、充分な△Ｒ／Ｒ（抵抗変化率）
を保つことができる。
【０１３９】バイアス下地層１３０ａは、緩衝膜および
配向膜であり、Ｃｒなどで形成されることが好ましく、
例えば、２０〜１００オングストローム程度、好ましく
は５０オングストローム程度の厚さとされ、中間層１３
１ａは、例えばＴａからなり５０オングストローム程度
の膜厚とされる。これらバイアス下地層１３０ａおよび
中間層１３１ａにより、後工程のインダクティブヘッド
（書込ヘッド）の製造プロセスでおこなう絶縁レジスト
の硬化工程（ＵＶキュアまたはハードベーク）等で高温
に曝される場合に、拡散バリアーとして機能し、ハード
バイアス層１３０，１３０と周辺層の間で熱拡散がおこ
り、ハードバイアス層１３０，１３０の磁気特性が劣化
することおよび、電極層１３１，１３１と周辺層の間で
熱拡散がおこり、電極層１３１，１３１の特性が劣化す
ることを防止することができる。
配向膜であり、Ｃｒなどで形成されることが好ましく、
例えば、２０〜１００オングストローム程度、好ましく
は５０オングストローム程度の厚さとされ、中間層１３
１ａは、例えばＴａからなり５０オングストローム程度
の膜厚とされる。これらバイアス下地層１３０ａおよび
中間層１３１ａにより、後工程のインダクティブヘッド
（書込ヘッド）の製造プロセスでおこなう絶縁レジスト
の硬化工程（ＵＶキュアまたはハードベーク）等で高温
に曝される場合に、拡散バリアーとして機能し、ハード
バイアス層１３０，１３０と周辺層の間で熱拡散がおこ
り、ハードバイアス層１３０，１３０の磁気特性が劣化
することおよび、電極層１３１，１３１と周辺層の間で
熱拡散がおこり、電極層１３１，１３１の特性が劣化す
ることを防止することができる。
【０１４０】前記ハードバイアス層１３０，１３０は、
通常、２００〜８００オングストローム程度の厚さとさ
れ、例えば、Ｃｏ−Ｐｔ合金やＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ合金や
Ｃｏ−Ｃｒ−Ｔａ（コバルト−クロム−タンタル）合金
などで形成されることが好ましい。また、前記ハードバ
イアス層１３０，１３０が、図示Ｘ１方向に磁化されて
いることで、前記フリー磁性層３６の磁化が、図示Ｘ１
方向に揃えられている。これにより、前記フリー磁性層
３６の変動磁化と第２の固定磁性層（下）３４，（上）
４１の固定磁化とが略９０度で交差する関係となってい
る。このハードバイアス層１３０，１３０はフリー磁性
層３６と磁気的に結合されていればよく、このハードバ
イアス層１３０からの固定磁性層３２，３４，４１，４
３への影響を低減するために、例えば、膜厚方向におけ
る配置位置をフリー磁性層３６と略等しい位置に規定す
ることもできる。
通常、２００〜８００オングストローム程度の厚さとさ
れ、例えば、Ｃｏ−Ｐｔ合金やＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ合金や
Ｃｏ−Ｃｒ−Ｔａ（コバルト−クロム−タンタル）合金
などで形成されることが好ましい。また、前記ハードバ
イアス層１３０，１３０が、図示Ｘ１方向に磁化されて
いることで、前記フリー磁性層３６の磁化が、図示Ｘ１
方向に揃えられている。これにより、前記フリー磁性層
３６の変動磁化と第２の固定磁性層（下）３４，（上）
４１の固定磁化とが略９０度で交差する関係となってい
る。このハードバイアス層１３０，１３０はフリー磁性
層３６と磁気的に結合されていればよく、このハードバ
イアス層１３０からの固定磁性層３２，３４，４１，４
３への影響を低減するために、例えば、膜厚方向におけ
る配置位置をフリー磁性層３６と略等しい位置に規定す
ることもできる。
【０１４１】電極層１３１，１３１が、Ｃｒ、Ａｕ、Ｔ
ａ、Ｗから選択される１種またはそれ以上からなる単層
膜もしくはその多層膜で形成されることにより、抵抗値
を低減することができる。ここでは、電極層１３１，１
３１としてＣｒが選択されて、Ｔａからなる中間層１３
１ａ上にエピタキシャル成長することにより形成される
ことにより電気抵抗値を低減することができる。
ａ、Ｗから選択される１種またはそれ以上からなる単層
膜もしくはその多層膜で形成されることにより、抵抗値
を低減することができる。ここでは、電極層１３１，１
３１としてＣｒが選択されて、Ｔａからなる中間層１３
１ａ上にエピタキシャル成長することにより形成される
ことにより電気抵抗値を低減することができる。
【０１４２】本実施形態のスピンバルブ型薄膜素子によ
れば、図２１ないし図２８に示す第１ないし第６実施形
態におけるスピンバルブ型薄膜素子と同様の効果を奏す
ることができ、デュアルタイプとして構成したことによ
り、さらに、抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）をより向上して、
狭トラック化、高記録密度化に対応することが可能とな
る。また、いわゆる、シンセティックフェリピンド型
（synthetic-ferri-pinned type ）としたことにより、
再生波形の非対称性（Asymmetry ）が低減されるととも
に、磁気記録媒体からの信号の処理が不正確になる不安
定性（instability ）の原因となるバルクハイゼンノイ
ズ等が発生することを防止することができる。また、フ
リー磁性層５の磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μ
ｍ）とＮｉ濃度ＣNi（原子％）と磁歪λｓ（×１０-6）
とが、上記の値に設定されているために、再生波形の歪
みや不安定性（instability ）を増加させることなし
に、狭いトラック幅のヘッドに置いて、必要な再生出力
を確保することができる。
れば、図２１ないし図２８に示す第１ないし第６実施形
態におけるスピンバルブ型薄膜素子と同様の効果を奏す
ることができ、デュアルタイプとして構成したことによ
り、さらに、抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）をより向上して、
狭トラック化、高記録密度化に対応することが可能とな
る。また、いわゆる、シンセティックフェリピンド型
（synthetic-ferri-pinned type ）としたことにより、
再生波形の非対称性（Asymmetry ）が低減されるととも
に、磁気記録媒体からの信号の処理が不正確になる不安
定性（instability ）の原因となるバルクハイゼンノイ
ズ等が発生することを防止することができる。また、フ
リー磁性層５の磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μ
ｍ）とＮｉ濃度ＣNi（原子％）と磁歪λｓ（×１０-6）
とが、上記の値に設定されているために、再生波形の歪
みや不安定性（instability ）を増加させることなし
に、狭いトラック幅のヘッドに置いて、必要な再生出力
を確保することができる。
【０１４３】以下、本発明に係るスピンバルブ型薄膜磁
気素子、およびこのスピンバルブ型薄膜磁気素子を備え
た薄膜磁気ヘッドの第８実施形態を、図面に基づいて説
明する。 ［第８実施形態］図３０は、本発明の第８実施形態のス
ピンバルブ型薄膜磁気素子を記録媒体との対向面側から
見た場合の構造を示した断面図である。本実施形態のス
ピンバルブ型薄膜磁気素子は、先に説明した図２９に示
す第７実施形態のものと略同等のシンセティックフェリ
ピンド型（synthetic-ferri-pinned type ）とされるデ
ュアルシングルスピンバルブ型薄膜磁気素子とされ、対
応する構成には、同一の符号を付けその説明を省略す
る。本実施形態のスピンバルブ型薄膜磁気素子におい
て、図２９に示す第７実施形態と異なる点は、第２の固
定磁性層（下）３４，（上）４１の一部に、強磁性絶縁
材料からなる鏡面反射層５１，５２を設けた点と、フリ
ー磁性層に関する点である。
気素子、およびこのスピンバルブ型薄膜磁気素子を備え
た薄膜磁気ヘッドの第８実施形態を、図面に基づいて説
明する。 ［第８実施形態］図３０は、本発明の第８実施形態のス
ピンバルブ型薄膜磁気素子を記録媒体との対向面側から
見た場合の構造を示した断面図である。本実施形態のス
ピンバルブ型薄膜磁気素子は、先に説明した図２９に示
す第７実施形態のものと略同等のシンセティックフェリ
ピンド型（synthetic-ferri-pinned type ）とされるデ
ュアルシングルスピンバルブ型薄膜磁気素子とされ、対
応する構成には、同一の符号を付けその説明を省略す
る。本実施形態のスピンバルブ型薄膜磁気素子におい
て、図２９に示す第７実施形態と異なる点は、第２の固
定磁性層（下）３４，（上）４１の一部に、強磁性絶縁
材料からなる鏡面反射層５１，５２を設けた点と、フリ
ー磁性層に関する点である。
【０１４４】この鏡面反射層５１，５２はともに、図２
６に示す第４実施形態における鏡面反射層Ｓ１に対応し
ており、鏡面反射効果により大きな△Ｒ／Ｒ（抵抗変化
率）が得られ、高密度記録化に対応することが可能なも
ので、その詳細な説明は省略する。
６に示す第４実施形態における鏡面反射層Ｓ１に対応し
ており、鏡面反射効果により大きな△Ｒ／Ｒ（抵抗変化
率）が得られ、高密度記録化に対応することが可能なも
ので、その詳細な説明は省略する。
【０１４５】図１５，１６は、本実施形態における磁気
再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁
性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金における
Ｎｉ濃度ＣNi（原子％）との範囲を示す図である。本実
施形態において、前記磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ
（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくとも一部を構成
するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）と
が、添付図面図１５に各点（Ｔｗ，ＣNi）で示すよう
に、点Ｉ1 （０．１７，８０．５），点Ｊ1 （０．１
５，７７．３），点Ｋ1 （０．１３，７６．８），点Ｌ
1 （０．１，７５），点Ｍ1 （０．１，７０．２），点
Ｎ1 （０．１３，７０．２），点Ｏ1 （０．１５，７
０．２），点Ｐ1 （０．１７，７０．２）で囲まれる範
囲内の値に設定されることができ、この範囲であると、
図４２において対応するトラック幅の範囲で規定される
範囲に前記フリー磁性層の磁歪λｓを規定することがで
きる。つまり、前記磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ
（μｍ）と、前記フリー磁性層３６の磁歪λｓ（×１０
-6）とが、図４２に各点（Ｔｗ，λｓ）で示すように、
点ＳＩ1 （０．１７，２０），点ＳＪ1 （０．１５，２
０），点ＳＫ1 （０．１，２０），点ＳＬ1 （０．１，
９），点ＳＭ1 （０．１５，３．５），点ＳＮ1 （０．
１７，２．０）で囲まれる範囲内の値に設定されること
ができ、この範囲であると、特に０．１７μｍ以下の再
生トラック幅の磁気ヘッドにおいて、再生波形の歪みや
不安定性（instability ）を抑制しつつ必要な再生出力
を確保する上でより好ましい。
再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁
性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金における
Ｎｉ濃度ＣNi（原子％）との範囲を示す図である。本実
施形態において、前記磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ
（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくとも一部を構成
するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）と
が、添付図面図１５に各点（Ｔｗ，ＣNi）で示すよう
に、点Ｉ1 （０．１７，８０．５），点Ｊ1 （０．１
５，７７．３），点Ｋ1 （０．１３，７６．８），点Ｌ
1 （０．１，７５），点Ｍ1 （０．１，７０．２），点
Ｎ1 （０．１３，７０．２），点Ｏ1 （０．１５，７
０．２），点Ｐ1 （０．１７，７０．２）で囲まれる範
囲内の値に設定されることができ、この範囲であると、
図４２において対応するトラック幅の範囲で規定される
範囲に前記フリー磁性層の磁歪λｓを規定することがで
きる。つまり、前記磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ
（μｍ）と、前記フリー磁性層３６の磁歪λｓ（×１０
-6）とが、図４２に各点（Ｔｗ，λｓ）で示すように、
点ＳＩ1 （０．１７，２０），点ＳＪ1 （０．１５，２
０），点ＳＫ1 （０．１，２０），点ＳＬ1 （０．１，
９），点ＳＭ1 （０．１５，３．５），点ＳＮ1 （０．
１７，２．０）で囲まれる範囲内の値に設定されること
ができ、この範囲であると、特に０．１７μｍ以下の再
生トラック幅の磁気ヘッドにおいて、再生波形の歪みや
不安定性（instability ）を抑制しつつ必要な再生出力
を確保する上でより好ましい。
【０１４６】本実施形態において、前記磁気再生トラッ
ク幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少な
くとも一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度Ｃ
Ni（原子％）とが、添付図面図１６に各点（Ｔｗ，
ＣNi）で示すように、点Ｈ2 （０．１８，８０），点Ｊ
2 （０．１５，７８．４），点Ｋ2 （０．１３，７６．
５），点Ｌ2 （０．１，７５），点Ｍ2 （０．１，７
０．６），点Ｎ2 （０．１３，７０．６），点Ｏ2
（０．１５，７０．６），点Ｑ2 （０．１８，７１．
７）で囲まれる範囲内の値に設定されることができ、こ
の範囲であると、図４３において対応するトラック幅の
範囲で規定される範囲に前記フリー磁性層の磁歪λｓを
規定することができる。つまり、前記磁気再生トラック
幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層３６の磁
歪λｓ（×１０-6）とが、図４３に各点（Ｔｗ，λｓ）
で示すように、点ＳＩ2 （０．１８，１５．１），点Ｓ
Ｊ2 （０．１５，１７．５），点ＳＷ2 （０．１３，２
０），点ＳＫ2 （０．１，２０），点ＳＬ2 （０．１，
９），点ＳＸ2 （０．１３，５），点ＳＭ2 （０．１
５，３．５），点ＳＮ2 （０．１８，１．５）で囲まれ
る範囲内の値に設定されることができ、この範囲である
と、特に０．１８μｍ以下の再生トラック幅の磁気ヘッ
ドにおいて、再生波形の歪みや不安定性（instability
）を更に効果的に抑制する上で好ましく、そして、磁
気的再生トラック幅の制御の上で好適なハードバイアス
層の残留磁化×膜厚積にハードバイアス層を設定しつ
つ、必要な再生出力を確保する上でより好ましい。
ク幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少な
くとも一部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度Ｃ
Ni（原子％）とが、添付図面図１６に各点（Ｔｗ，
ＣNi）で示すように、点Ｈ2 （０．１８，８０），点Ｊ
2 （０．１５，７８．４），点Ｋ2 （０．１３，７６．
５），点Ｌ2 （０．１，７５），点Ｍ2 （０．１，７
０．６），点Ｎ2 （０．１３，７０．６），点Ｏ2
（０．１５，７０．６），点Ｑ2 （０．１８，７１．
７）で囲まれる範囲内の値に設定されることができ、こ
の範囲であると、図４３において対応するトラック幅の
範囲で規定される範囲に前記フリー磁性層の磁歪λｓを
規定することができる。つまり、前記磁気再生トラック
幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層３６の磁
歪λｓ（×１０-6）とが、図４３に各点（Ｔｗ，λｓ）
で示すように、点ＳＩ2 （０．１８，１５．１），点Ｓ
Ｊ2 （０．１５，１７．５），点ＳＷ2 （０．１３，２
０），点ＳＫ2 （０．１，２０），点ＳＬ2 （０．１，
９），点ＳＸ2 （０．１３，５），点ＳＭ2 （０．１
５，３．５），点ＳＮ2 （０．１８，１．５）で囲まれ
る範囲内の値に設定されることができ、この範囲である
と、特に０．１８μｍ以下の再生トラック幅の磁気ヘッ
ドにおいて、再生波形の歪みや不安定性（instability
）を更に効果的に抑制する上で好ましく、そして、磁
気的再生トラック幅の制御の上で好適なハードバイアス
層の残留磁化×膜厚積にハードバイアス層を設定しつ
つ、必要な再生出力を確保する上でより好ましい。
【０１４７】本実施形態のスピンバルブ型薄膜素子によ
れば、図２１ないし図２９に示す第１ないし第７実施形
態におけるスピンバルブ型薄膜素子と同様の効果を奏す
ることができ、抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）をより向上し
て、狭トラック化、高記録密度化に対応することが可能
となる。また、フリー磁性層３６の磁気記録トラック幅
方向寸法Ｔｗ（μｍ）とＮｉ濃度ＣNi（原子％）と磁歪
λｓ（×１０-6）とが、上記の値に設定されているため
に、再生波形の歪みや不安定性（instability ）を増加
させることなしに、狭いトラック幅のヘッドに置いて、
必要な再生出力を確保することができる。
れば、図２１ないし図２９に示す第１ないし第７実施形
態におけるスピンバルブ型薄膜素子と同様の効果を奏す
ることができ、抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）をより向上し
て、狭トラック化、高記録密度化に対応することが可能
となる。また、フリー磁性層３６の磁気記録トラック幅
方向寸法Ｔｗ（μｍ）とＮｉ濃度ＣNi（原子％）と磁歪
λｓ（×１０-6）とが、上記の値に設定されているため
に、再生波形の歪みや不安定性（instability ）を増加
させることなしに、狭いトラック幅のヘッドに置いて、
必要な再生出力を確保することができる。
【０１４８】なお、本発明においては、上記の各実施形
態におけるフリー磁性層５，１４，３６において、他の
実施形態のフリー磁性層における磁気再生トラック幅方
向寸法Ｔｗ（μｍ）とＮｉ濃度ＣNi（原子％）とを適用
することが可能である。つまり、上記の各実施形態にお
けるフリー磁性層５，１４，３６において、他の実施形
態のフリー磁性層における磁気再生トラック幅方向寸法
Ｔｗ（μｍ）と磁歪λｓ（×１０-6）とを適用すること
が可能である。さらに、上記の各実施形態において、前
記磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フ
リー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金に
おけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）とが、添付図面図１７に
各点（Ｔｗ，ＣNi）で示すように、点Ｊ1 （０．１５，
７７．３），点Ｋ1 （０．１３，７６．８），点Ｌ1
（０．１，７５），点Ｍ1 （０．１，７０．２），点Ｎ
1 （０．１３，７０．２），点Ｏ1 （０．１５，７０．
２）で囲まれる範囲内の値に設定されることができ、こ
の範囲であると、図４２において対応するトラック幅の
範囲で規定される範囲に前記フリー磁性層の磁歪λｓを
規定することができる。つまり、フリー磁性層５，１
４，３６において、前記磁気再生トラック幅方向寸法Ｔ
ｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の素子高さ方向の磁歪
λｓ（×１０-6）とが、図４２に各点（Ｔｗ，λｓ）で
示すように、点ＳＪ1 （０．１５，２０），点ＳＫ1
（０．１，２０），点ＳＬ1 （０．１，９），点ＳＭ1
（０．１５，３．５）で囲まれる範囲内の値に設定され
ることができ、この範囲であると、特に０．１５μｍ以
下の再生トラック幅の磁気ヘッドにおいて、再生波形の
歪みや不安定性（instability ）を抑制しつつ必要な再
生出力を確保する上でより好ましい。
態におけるフリー磁性層５，１４，３６において、他の
実施形態のフリー磁性層における磁気再生トラック幅方
向寸法Ｔｗ（μｍ）とＮｉ濃度ＣNi（原子％）とを適用
することが可能である。つまり、上記の各実施形態にお
けるフリー磁性層５，１４，３６において、他の実施形
態のフリー磁性層における磁気再生トラック幅方向寸法
Ｔｗ（μｍ）と磁歪λｓ（×１０-6）とを適用すること
が可能である。さらに、上記の各実施形態において、前
記磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フ
リー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金に
おけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）とが、添付図面図１７に
各点（Ｔｗ，ＣNi）で示すように、点Ｊ1 （０．１５，
７７．３），点Ｋ1 （０．１３，７６．８），点Ｌ1
（０．１，７５），点Ｍ1 （０．１，７０．２），点Ｎ
1 （０．１３，７０．２），点Ｏ1 （０．１５，７０．
２）で囲まれる範囲内の値に設定されることができ、こ
の範囲であると、図４２において対応するトラック幅の
範囲で規定される範囲に前記フリー磁性層の磁歪λｓを
規定することができる。つまり、フリー磁性層５，１
４，３６において、前記磁気再生トラック幅方向寸法Ｔ
ｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の素子高さ方向の磁歪
λｓ（×１０-6）とが、図４２に各点（Ｔｗ，λｓ）で
示すように、点ＳＪ1 （０．１５，２０），点ＳＫ1
（０．１，２０），点ＳＬ1 （０．１，９），点ＳＭ1
（０．１５，３．５）で囲まれる範囲内の値に設定され
ることができ、この範囲であると、特に０．１５μｍ以
下の再生トラック幅の磁気ヘッドにおいて、再生波形の
歪みや不安定性（instability ）を抑制しつつ必要な再
生出力を確保する上でより好ましい。
【０１４９】さらに、上記の各実施形態において、前記
磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリ
ー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金にお
けるＮｉ濃度ＣNi（原子％）とが、添付図面図１８に各
点（Ｔｗ，ＣNi）で示すように、点Ｊ2 （０．１５，７
８．４），点Ｋ2 （０．１３，７６．５），点Ｌ2
（０．１，７５），点Ｍ2 （０．１，７０．６），点Ｎ
2 （０．１３，７０．６），点Ｏ2 （０．１５，７０．
６）で囲まれる範囲内の値に設定されることができ、こ
の範囲であると、図４３において対応するトラック幅の
範囲で規定される範囲に前記フリー磁性層の磁歪λｓを
規定することができる。つまり、フリー磁性層５，１
４，３６において、前記磁気再生トラック幅方向寸法Ｔ
ｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の磁歪λｓ（×１
０-6）とが、図４３に各点Ｓ（Ｔｗ，λｓ）で示すよう
に、点ＳＪ2 （０．１５，１７．５），点ＳＷ2 （０．
１３，２０），点ＳＫ2 （０．１，２０），点ＳＬ
2 （０．１，９），点ＳＸ2 （０．１３，５），点ＳＭ
2 （０．１５，３．５）で囲まれる範囲内の値に設定さ
れることができ、この範囲であると、特に０．１５μｍ
以下の再生トラック幅の磁気ヘッドにおいて、再生波形
の歪みや不安定性（instability ）を更に効果的に抑制
する上で好ましく、そして、磁気的な実効再生トラック
幅の制御の上で好適なハードバイアス層の残留磁化×膜
厚積にハードバイアス層を設定しつつ、必要な再生出力
を確保する上でより好ましい。
磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリ
ー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金にお
けるＮｉ濃度ＣNi（原子％）とが、添付図面図１８に各
点（Ｔｗ，ＣNi）で示すように、点Ｊ2 （０．１５，７
８．４），点Ｋ2 （０．１３，７６．５），点Ｌ2
（０．１，７５），点Ｍ2 （０．１，７０．６），点Ｎ
2 （０．１３，７０．６），点Ｏ2 （０．１５，７０．
６）で囲まれる範囲内の値に設定されることができ、こ
の範囲であると、図４３において対応するトラック幅の
範囲で規定される範囲に前記フリー磁性層の磁歪λｓを
規定することができる。つまり、フリー磁性層５，１
４，３６において、前記磁気再生トラック幅方向寸法Ｔ
ｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の磁歪λｓ（×１
０-6）とが、図４３に各点Ｓ（Ｔｗ，λｓ）で示すよう
に、点ＳＪ2 （０．１５，１７．５），点ＳＷ2 （０．
１３，２０），点ＳＫ2 （０．１，２０），点ＳＬ
2 （０．１，９），点ＳＸ2 （０．１３，５），点ＳＭ
2 （０．１５，３．５）で囲まれる範囲内の値に設定さ
れることができ、この範囲であると、特に０．１５μｍ
以下の再生トラック幅の磁気ヘッドにおいて、再生波形
の歪みや不安定性（instability ）を更に効果的に抑制
する上で好ましく、そして、磁気的な実効再生トラック
幅の制御の上で好適なハードバイアス層の残留磁化×膜
厚積にハードバイアス層を設定しつつ、必要な再生出力
を確保する上でより好ましい。
【０１５０】さらに、上記の各実施形態において、前記
磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリ
ー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金にお
けるＮｉ濃度ＣNi（原子％）とが、添付図面図１９に各
点（Ｔｗ，ＣNi）で示すように、点Ｋ1 （０．１３，７
６．８），点Ｌ1 （０．１，７５），点Ｍ1 （０．１，
７０．２），点Ｎ1 （０．１３，７０．２）で囲まれる
範囲内の値に設定されることができ、この範囲である
と、図４２において対応するトラック幅の範囲で規定さ
れる範囲に前記フリー磁性層の磁歪λｓを規定すること
ができるため、特に０．１３μｍ以下の再生トラック幅
の磁気ヘッドにおいて、再生波形の歪みや不安定性（in
stability ）を抑制しつつ必要な再生出力を確保する上
でより好ましい。
磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリ
ー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金にお
けるＮｉ濃度ＣNi（原子％）とが、添付図面図１９に各
点（Ｔｗ，ＣNi）で示すように、点Ｋ1 （０．１３，７
６．８），点Ｌ1 （０．１，７５），点Ｍ1 （０．１，
７０．２），点Ｎ1 （０．１３，７０．２）で囲まれる
範囲内の値に設定されることができ、この範囲である
と、図４２において対応するトラック幅の範囲で規定さ
れる範囲に前記フリー磁性層の磁歪λｓを規定すること
ができるため、特に０．１３μｍ以下の再生トラック幅
の磁気ヘッドにおいて、再生波形の歪みや不安定性（in
stability ）を抑制しつつ必要な再生出力を確保する上
でより好ましい。
【０１５１】また、上記の各実施形態において、前記磁
気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー
磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金におけ
るＮｉ濃度ＣNi（原子％）とが、添付図面図２０に各点
（Ｔｗ，ＣNi）で示すように、点Ｋ2 （０．１３，７
６．５），点Ｌ2 （０．１，７５），点Ｍ2 （０．１，
７０．６），点Ｎ2 （０．１３，７０．６）で囲まれる
範囲内の値に設定されることができ、この範囲である
と、図４３において対応するトラック幅の範囲で規定さ
れる範囲に前記フリー磁性層の素子高さ方向の磁歪λｓ
を規定することができるる。つまり、フリー磁性層５，
１４，３６において、前記磁気再生トラック幅方向寸法
Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の磁歪λｓ（×１０
-6）とが、図４３に各点Ｓ（Ｔｗ，λｓ）で示すよう
に、点ＳＷ2 （０．１３，２０），点ＳＫ2 （０．１，
２０），点ＳＬ2 （０．１，９），点ＳＸ2 （０．１
３，５）で囲まれる範囲内の値に設定されることがで
き、この範囲であると、特に０．１３μｍ以下の再生ト
ラック幅の磁気ヘッドにおいて、再生波形の歪みや不安
定性（instability ）を更に効果的に抑制する上で好ま
しく、そして、磁気的再生トラック幅の制御の上で好適
なハードバイアス層の残留磁化×膜厚積の値にハードバ
イアス層を設定しつつ、必要な再生出力を確保する上で
より好ましい。
気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー
磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金におけ
るＮｉ濃度ＣNi（原子％）とが、添付図面図２０に各点
（Ｔｗ，ＣNi）で示すように、点Ｋ2 （０．１３，７
６．５），点Ｌ2 （０．１，７５），点Ｍ2 （０．１，
７０．６），点Ｎ2 （０．１３，７０．６）で囲まれる
範囲内の値に設定されることができ、この範囲である
と、図４３において対応するトラック幅の範囲で規定さ
れる範囲に前記フリー磁性層の素子高さ方向の磁歪λｓ
を規定することができるる。つまり、フリー磁性層５，
１４，３６において、前記磁気再生トラック幅方向寸法
Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の磁歪λｓ（×１０
-6）とが、図４３に各点Ｓ（Ｔｗ，λｓ）で示すよう
に、点ＳＷ2 （０．１３，２０），点ＳＫ2 （０．１，
２０），点ＳＬ2 （０．１，９），点ＳＸ2 （０．１
３，５）で囲まれる範囲内の値に設定されることがで
き、この範囲であると、特に０．１３μｍ以下の再生ト
ラック幅の磁気ヘッドにおいて、再生波形の歪みや不安
定性（instability ）を更に効果的に抑制する上で好ま
しく、そして、磁気的再生トラック幅の制御の上で好適
なハードバイアス層の残留磁化×膜厚積の値にハードバ
イアス層を設定しつつ、必要な再生出力を確保する上で
より好ましい。
【０１５２】次に、本発明の薄膜磁気へッドについて詳
しく説明する。図３２は、本発明の薄膜磁気ヘッドの一
例を示した斜視図である。この薄膜磁気ヘッドは、ハー
ドディスク装置などの磁気記録媒体に搭載される浮上式
のものである。この薄膜磁気ヘッドのスライダ２５１
は、図３２において符号２３５で示す側がディスク面の
移動方向の上流側に向くリーディング側で、符号２３６
で示す側がトレーリング側である。このスライダ２５１
のディスクに対向する面では、レール状のＡＢＳ面（エ
アーベアリング面：レール部の浮上面）２５１ａ、２５
１ａ、２５１ｂと、エアーグルーブ２５１ｃ、２５１ｃ
とが形成されている。そして、このスライダ２５１のト
レーリング側の端面２５１ｄには、磁気コア部２５０が
設けられている。
しく説明する。図３２は、本発明の薄膜磁気ヘッドの一
例を示した斜視図である。この薄膜磁気ヘッドは、ハー
ドディスク装置などの磁気記録媒体に搭載される浮上式
のものである。この薄膜磁気ヘッドのスライダ２５１
は、図３２において符号２３５で示す側がディスク面の
移動方向の上流側に向くリーディング側で、符号２３６
で示す側がトレーリング側である。このスライダ２５１
のディスクに対向する面では、レール状のＡＢＳ面（エ
アーベアリング面：レール部の浮上面）２５１ａ、２５
１ａ、２５１ｂと、エアーグルーブ２５１ｃ、２５１ｃ
とが形成されている。そして、このスライダ２５１のト
レーリング側の端面２５１ｄには、磁気コア部２５０が
設けられている。
【０１５３】この例で示す薄膜磁気ヘッドの磁気コア部
２５０は、図３３および図３４に示す構造の複合型磁気
ヘッドであり、スライダ２５１のトレーリング側端面２
５１ｄ上に、ＭＲヘッド（読出ヘッド）ｈ１と、インダ
クティブヘッド（書込ヘッド）ｈ２とが順に積層されて
構成されている。
２５０は、図３３および図３４に示す構造の複合型磁気
ヘッドであり、スライダ２５１のトレーリング側端面２
５１ｄ上に、ＭＲヘッド（読出ヘッド）ｈ１と、インダ
クティブヘッド（書込ヘッド）ｈ２とが順に積層されて
構成されている。
【０１５４】この例のＭＲヘッドｈ１は、基板を兼ねる
スライダ２５１のトレーリング側端部に形成された磁性
合金からなる下部シールド層２５３上に、下部ギャップ
層２５４が設けられている。そして、下部ギャップ層２
５４上には、磁気抵抗効果素子層２４５が積層されてい
る。この磁気抵抗効果素子層２４５上には、上部ギャッ
プ層２５６が形成され、その上に上部シールド層２５７
が形成されている。この上部シールド層２５７は、その
上に設けられるインダクティブヘッドｈ２の下部コア層
と兼用にされている。このＭＲヘッドｈ１は、ハードデ
ィスクのディスクなどの磁気記録媒体からの微小の漏れ
磁界の有無により、磁気抵抗効果素子層２４５の抵抗を
変化させ、この抵抗変化を読み取ることで記録媒体の記
録内容を読み取るものである。
スライダ２５１のトレーリング側端部に形成された磁性
合金からなる下部シールド層２５３上に、下部ギャップ
層２５４が設けられている。そして、下部ギャップ層２
５４上には、磁気抵抗効果素子層２４５が積層されてい
る。この磁気抵抗効果素子層２４５上には、上部ギャッ
プ層２５６が形成され、その上に上部シールド層２５７
が形成されている。この上部シールド層２５７は、その
上に設けられるインダクティブヘッドｈ２の下部コア層
と兼用にされている。このＭＲヘッドｈ１は、ハードデ
ィスクのディスクなどの磁気記録媒体からの微小の漏れ
磁界の有無により、磁気抵抗効果素子層２４５の抵抗を
変化させ、この抵抗変化を読み取ることで記録媒体の記
録内容を読み取るものである。
【０１５５】前記ＭＲヘッドｈ１に設けられている磁気
抵抗効果素子層２４５には、上述したスピンバルブ型薄
膜素子が備えられている。前記スピンバルブ型薄膜素子
は、薄膜磁気へッド（再生用ヘッド）を構成する最も重
要なものである。
抵抗効果素子層２４５には、上述したスピンバルブ型薄
膜素子が備えられている。前記スピンバルブ型薄膜素子
は、薄膜磁気へッド（再生用ヘッド）を構成する最も重
要なものである。
【０１５６】また、インダクティブヘッドｈ２は、下部
コア層２５７の上に、ギャップ層２６４が形成され、そ
の上に平面的に螺旋状となるようにパターン化されたコ
イル層２６６が形成されている。前記コイル層２６６
は、第１の絶縁材料層２６７Ａおよび第２の絶縁材料層
２６７Ｂに囲まれている。第２絶縁材料層２６７Ｂの上
に形成された上部コア層２６８は、ＡＢＳ面２５１ｂに
て、その磁極端部２６８ａを下部コア層２５７に、磁気
ギャップＧの厚みをあけて対向させ、図３２および図３
４に示すように、その基端部２６８ｂを下部コア層２５
７と磁気的に接続させて設けられている。また、上部コ
ア層２６８の上には、アルミナなどからなる保護層２６
９が設けられている。
コア層２５７の上に、ギャップ層２６４が形成され、そ
の上に平面的に螺旋状となるようにパターン化されたコ
イル層２６６が形成されている。前記コイル層２６６
は、第１の絶縁材料層２６７Ａおよび第２の絶縁材料層
２６７Ｂに囲まれている。第２絶縁材料層２６７Ｂの上
に形成された上部コア層２６８は、ＡＢＳ面２５１ｂに
て、その磁極端部２６８ａを下部コア層２５７に、磁気
ギャップＧの厚みをあけて対向させ、図３２および図３
４に示すように、その基端部２６８ｂを下部コア層２５
７と磁気的に接続させて設けられている。また、上部コ
ア層２６８の上には、アルミナなどからなる保護層２６
９が設けられている。
【０１５７】このようなインダクティブヘッドｈ２で
は、コイル層２６６に記録電流が与えられ、コイル層２
６６からコア層に記録磁束が与えられる。そして、前記
インダクティブヘッドｈ２は、磁気ギャップＧの部分で
の下部コア層２５７と上部コア層２６８の先端部からの
漏れ磁界により、ハードディスクなどの磁気記録媒体に
磁気信号を記録するものである。
は、コイル層２６６に記録電流が与えられ、コイル層２
６６からコア層に記録磁束が与えられる。そして、前記
インダクティブヘッドｈ２は、磁気ギャップＧの部分で
の下部コア層２５７と上部コア層２６８の先端部からの
漏れ磁界により、ハードディスクなどの磁気記録媒体に
磁気信号を記録するものである。
【０１５８】本発明の薄膜磁気へッドを製造するには、
まず、図３３に示す磁性材料製の下部シールド層２５３
上に下部ギャップ層２５４を形成した後、磁気抵抗効果
素子層２５４を形成する前記スピンバルブ型薄膜素子を
成膜する。その後、前記スピンバルブ型薄膜素子の上
に、上部ギヤップ層２５６を介して上部シールド層２５
７を形成すると、ＭＲヘッド（読出ヘッド）ｈ１が完成
する。続いて、前記ＭＲヘッドｈ１の上部シールド層２
５７と兼用である下部コア層２５７の上に、ギャップ層
２６４を形成し、その上に螺旋状のコイル層２６６を、
第１の絶縁材料層２６７Ａおよび第２の絶縁材料層２６
７Ｂで囲むように形成する。さらに、第２絶縁材料層２
６７Ｂの上に上部コア層２６８を形成し、上部コア層２
６８の上に、保護層２６９を設けることによって薄膜磁
気へッドとされる。
まず、図３３に示す磁性材料製の下部シールド層２５３
上に下部ギャップ層２５４を形成した後、磁気抵抗効果
素子層２５４を形成する前記スピンバルブ型薄膜素子を
成膜する。その後、前記スピンバルブ型薄膜素子の上
に、上部ギヤップ層２５６を介して上部シールド層２５
７を形成すると、ＭＲヘッド（読出ヘッド）ｈ１が完成
する。続いて、前記ＭＲヘッドｈ１の上部シールド層２
５７と兼用である下部コア層２５７の上に、ギャップ層
２６４を形成し、その上に螺旋状のコイル層２６６を、
第１の絶縁材料層２６７Ａおよび第２の絶縁材料層２６
７Ｂで囲むように形成する。さらに、第２絶縁材料層２
６７Ｂの上に上部コア層２６８を形成し、上部コア層２
６８の上に、保護層２６９を設けることによって薄膜磁
気へッドとされる。
【０１５９】このような薄膜磁気へッドは、上述したス
ピンバルブ型薄膜素子が備えられてなる薄膜磁気へッド
であるので、耐熱性、信頼性に優れ、アシンメトリーの
小さい薄膜磁気へッドとなる。
ピンバルブ型薄膜素子が備えられてなる薄膜磁気へッド
であるので、耐熱性、信頼性に優れ、アシンメトリーの
小さい薄膜磁気へッドとなる。
【０１６０】なお、薄膜磁気ヘッドのスライダ部分の構
成およびインダクティブヘッドの構成は、図３２〜図３
４に示すものに限定されず、その他の種々の構造のスラ
イダおよびインダクティブヘッドを採用することができ
るのは勿論である。
成およびインダクティブヘッドの構成は、図３２〜図３
４に示すものに限定されず、その他の種々の構造のスラ
イダおよびインダクティブヘッドを採用することができ
るのは勿論である。
【０１６１】（実施例）本発明では、スピンバルブ型薄
膜磁気素子において、トラック幅方向寸法Ｔｗと、フリ
ー磁性層少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金におけ
るにおけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）とフリー磁性層の磁
歪λｓと、再生出力との関係について測定した。ここ
で、本発明においてトラック幅方向とは、薄膜磁気ヘッ
ドとして形成されて場合における媒体対向面（ＡＢＳ
面）と平行でかつ積層体における各層の膜面内方向と平
行な方向を意味しており、素子高さ方向とは、前記媒体
対応面と直交する方向を意味している。実験に使用した
スピンバルブ型薄膜磁気素子は、図２３に示す第２実施
形態のスピンバルブ型薄膜磁気素子である。ここで、積
層体における各層の膜厚は、下から ＰｔＭｎ１１０／Ｃｏ１５／Ｒｕ８／Ｃｏ２５／Ｃｕ２
４／Ｃｏ／ＮｉＦｅ／Ｃｕ１５／Ｔａ１１（各数字はそ
れぞれの膜厚のオングストローム単位に対応する） に設定されている。
膜磁気素子において、トラック幅方向寸法Ｔｗと、フリ
ー磁性層少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金におけ
るにおけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）とフリー磁性層の磁
歪λｓと、再生出力との関係について測定した。ここ
で、本発明においてトラック幅方向とは、薄膜磁気ヘッ
ドとして形成されて場合における媒体対向面（ＡＢＳ
面）と平行でかつ積層体における各層の膜面内方向と平
行な方向を意味しており、素子高さ方向とは、前記媒体
対応面と直交する方向を意味している。実験に使用した
スピンバルブ型薄膜磁気素子は、図２３に示す第２実施
形態のスピンバルブ型薄膜磁気素子である。ここで、積
層体における各層の膜厚は、下から ＰｔＭｎ１１０／Ｃｏ１５／Ｒｕ８／Ｃｏ２５／Ｃｕ２
４／Ｃｏ／ＮｉＦｅ／Ｃｕ１５／Ｔａ１１（各数字はそ
れぞれの膜厚のオングストローム単位に対応する） に設定されている。
【０１６２】まず、このスピンバルブ型薄膜磁気素子に
おいて、フリー磁性層を構成するＮｉＦｅ合金膜中のＮ
ｉ濃度ＣNi（原子％）と磁歪λｓ（×１０-6）との関係
を測定した。ここで、フリー磁性層としてのＣｏ層およ
びＮｉＦｅ層の膜厚を Ｃｏ５／ＮｉＦｅ３０／ Ｃｏ５／ＮｉＦｅ１５／ Ｃｏ１０／ＮｉＦｅ２５／ Ｃｏ１０／ＮｉＦｅ１０／ と変化させた。（単位はオングストローム） その結果を図３１に示す。これによれば、Ｎｉ濃度が低
くなると、磁歪の値が上昇することがわかる。
おいて、フリー磁性層を構成するＮｉＦｅ合金膜中のＮ
ｉ濃度ＣNi（原子％）と磁歪λｓ（×１０-6）との関係
を測定した。ここで、フリー磁性層としてのＣｏ層およ
びＮｉＦｅ層の膜厚を Ｃｏ５／ＮｉＦｅ３０／ Ｃｏ５／ＮｉＦｅ１５／ Ｃｏ１０／ＮｉＦｅ２５／ Ｃｏ１０／ＮｉＦｅ１０／ と変化させた。（単位はオングストローム） その結果を図３１に示す。これによれば、Ｎｉ濃度が低
くなると、磁歪の値が上昇することがわかる。
【０１６３】次に、スピンバルブ型薄膜磁気素子におい
て、 ハードバイアス層の残留磁束密度×膜厚Ｂｒｔ＝２２
Ｔ・ｎｍ フリー磁性層膜厚３．６ｎｍ ハードバイアス層の残留磁束密度×膜厚Ｂｒｔ＝１４
Ｔ・ｎｍ フリー磁性層膜厚３．６ｎｍ ハードバイアス層の残留磁束密度×膜厚Ｂｒｔ＝１４
Ｔ・ｎｍ フリー磁性層膜厚２．５ｎｍ に設定したものにおいて、それぞれ、トラック幅寸法と
して、０．１５μｍ，０．２２μｍ，０．３μｍ，０．
４μｍのものを作成し、同時に、このときの磁歪λｓを
変化させて、出力を測定した。このときの外部からの磁
気信号の発生源となる磁気記録媒体としては、 磁気記録磁性層の残留磁化×膜厚Ｍｒ・ｔ＝０．４ｍｅ
ｍｕ／ｃｍ2 （残留磁束密度×膜厚Ｂｒｔ＝５Ｔ・ｎ
ｍ） 保磁力２９６ｋＡ／ｍ かつ、センス電流の大きさを５ｍＡとした。そして、こ
れらの再生出力のうち１０ＭＨｚ〜２０ＭＨｚ程度の低
周波数帯における再生出力が実用下限値（ａ）１．２ｍ
Ｖを上回り、かつ、実用上限値（ｂ）２．０ｍＶを下回
った範囲をピックアップした。その結果を、図４４に示
す。
て、 ハードバイアス層の残留磁束密度×膜厚Ｂｒｔ＝２２
Ｔ・ｎｍ フリー磁性層膜厚３．６ｎｍ ハードバイアス層の残留磁束密度×膜厚Ｂｒｔ＝１４
Ｔ・ｎｍ フリー磁性層膜厚３．６ｎｍ ハードバイアス層の残留磁束密度×膜厚Ｂｒｔ＝１４
Ｔ・ｎｍ フリー磁性層膜厚２．５ｎｍ に設定したものにおいて、それぞれ、トラック幅寸法と
して、０．１５μｍ，０．２２μｍ，０．３μｍ，０．
４μｍのものを作成し、同時に、このときの磁歪λｓを
変化させて、出力を測定した。このときの外部からの磁
気信号の発生源となる磁気記録媒体としては、 磁気記録磁性層の残留磁化×膜厚Ｍｒ・ｔ＝０．４ｍｅ
ｍｕ／ｃｍ2 （残留磁束密度×膜厚Ｂｒｔ＝５Ｔ・ｎ
ｍ） 保磁力２９６ｋＡ／ｍ かつ、センス電流の大きさを５ｍＡとした。そして、こ
れらの再生出力のうち１０ＭＨｚ〜２０ＭＨｚ程度の低
周波数帯における再生出力が実用下限値（ａ）１．２ｍ
Ｖを上回り、かつ、実用上限値（ｂ）２．０ｍＶを下回
った範囲をピックアップした。その結果を、図４４に示
す。
【０１６４】これ等の結果によれば、図１〜図２０に示
す範囲に磁気記録トラック幅方向寸法Ｔｗと、前記フリ
ー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金にお
けるＮｉ濃度ＣNi（原子％）とを設定することにより、
前記フリー磁性層の素子高さ方向の磁歪λｓが適正に設
定されることになり、その結果、再生出力が適正な範囲
に設定されていることがわかる。また、再生トラック幅
が狭くなるほど適正なフリー磁性層の磁歪λｓの範囲
は、プラス符号の側に大きくなる方向に変化してしてい
く傾向は〜のどの場合も同様であることがわかる。
さらに、ハードバイアス層の残留磁化×膜厚積およびフ
リー磁性層の膜厚が比較的大きく設定されたの場合に
は比較的大きな磁歪に設定しないと再生出力が確保でき
ないため、適正な再生出力の範囲となるためのフリー磁
性層における磁歪の範囲は、比較的プラスの符号の側に
大きくなる傾向があことがわかるる。一方、ハードバイ
アス層の残留磁化×膜厚積およびフリー磁性層の膜厚が
比較的小さく設定されたの場合には、比較的小さな磁
歪でも再生出力が確保できる一方で、あまり磁歪が大き
くなりすぎると、再生波形の歪みや不安定性（instabil
ity ）の発生確率が増加するため、適正な再生出力の範
囲となるためのフリー磁性層の磁歪の範囲は比較的マイ
ナス符号の側にずれる傾向があることがわかる。また、
の場合は、との中間的な範囲となることがわか
る。
す範囲に磁気記録トラック幅方向寸法Ｔｗと、前記フリ
ー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金にお
けるＮｉ濃度ＣNi（原子％）とを設定することにより、
前記フリー磁性層の素子高さ方向の磁歪λｓが適正に設
定されることになり、その結果、再生出力が適正な範囲
に設定されていることがわかる。また、再生トラック幅
が狭くなるほど適正なフリー磁性層の磁歪λｓの範囲
は、プラス符号の側に大きくなる方向に変化してしてい
く傾向は〜のどの場合も同様であることがわかる。
さらに、ハードバイアス層の残留磁化×膜厚積およびフ
リー磁性層の膜厚が比較的大きく設定されたの場合に
は比較的大きな磁歪に設定しないと再生出力が確保でき
ないため、適正な再生出力の範囲となるためのフリー磁
性層における磁歪の範囲は、比較的プラスの符号の側に
大きくなる傾向があことがわかるる。一方、ハードバイ
アス層の残留磁化×膜厚積およびフリー磁性層の膜厚が
比較的小さく設定されたの場合には、比較的小さな磁
歪でも再生出力が確保できる一方で、あまり磁歪が大き
くなりすぎると、再生波形の歪みや不安定性（instabil
ity ）の発生確率が増加するため、適正な再生出力の範
囲となるためのフリー磁性層の磁歪の範囲は比較的マイ
ナス符号の側にずれる傾向があることがわかる。また、
の場合は、との中間的な範囲となることがわか
る。
【０１６５】
【発明の効果】本発明のスピンバルブ型薄膜磁気素子お
よびこのスピンバルブ型薄膜磁気素子を備えた薄膜磁気
ヘッドによれば、以下の効果を奏する。 （１） トラック幅寸法Ｔｗを０．４μｍ以下に設定す
ることにより、フリー磁性層にはハードバイアス層から
距離的に離れている部分がないため、再生トラック幅が
０．４μｍより広い場合に比較してトラック幅方向にお
いてフリー磁性層へ前記ハードバイアス層からの影響が
大きく変動することが防止される。同時に、前記フリー
磁性層の少なくとも一部がＮｉＦｅ合金からなり、その
Ｎｉ濃度Ｃ Ni（原子％）が７０．２％≦ＣNi≦８９．９
％の範囲に設定されてなることにより、フリー磁性層の
磁歪λｓを設定することが可能となる。これらによっ
て、逆磁歪効果により、作用する引張応力の方向に磁化
が向きやすくなり、磁気異方性が現出し、素子高さ方向
（ハイト方向）を磁化容易軸とすることができるため、
磁気記録媒体からの磁界に対してフリー磁性層の磁化を
感度よく回転させ、再生出力を向上することができる。
この場合、前述したようにＴｗが０．４μｍ以下に設定
されていることでトラック幅方向の位置によるハードバ
イアス磁界の分布が小さいために、トラック幅方向にお
いて、フリー磁性層の変動磁化の回転容易性がトラック
幅方向に大きな分布を有し、フリー磁性層内に磁壁がで
きて磁区が不安定になることをトラック幅が広い場合と
比較して防止することができる。このため、フリー磁性
層には、トラック幅方向において、感度のばらつく領域
が形成されることがなく、フリー磁性層内に磁壁ができ
て単磁区化が妨げられ、磁化の不均一が発生し、スピン
バルブ型薄膜素子において、磁気記録媒体からの信号の
処理が不正確になる不安定性（instability ）の原因と
なるバルクハイゼンノイズ等が発生することを防止する
ことができる。
よびこのスピンバルブ型薄膜磁気素子を備えた薄膜磁気
ヘッドによれば、以下の効果を奏する。 （１） トラック幅寸法Ｔｗを０．４μｍ以下に設定す
ることにより、フリー磁性層にはハードバイアス層から
距離的に離れている部分がないため、再生トラック幅が
０．４μｍより広い場合に比較してトラック幅方向にお
いてフリー磁性層へ前記ハードバイアス層からの影響が
大きく変動することが防止される。同時に、前記フリー
磁性層の少なくとも一部がＮｉＦｅ合金からなり、その
Ｎｉ濃度Ｃ Ni（原子％）が７０．２％≦ＣNi≦８９．９
％の範囲に設定されてなることにより、フリー磁性層の
磁歪λｓを設定することが可能となる。これらによっ
て、逆磁歪効果により、作用する引張応力の方向に磁化
が向きやすくなり、磁気異方性が現出し、素子高さ方向
（ハイト方向）を磁化容易軸とすることができるため、
磁気記録媒体からの磁界に対してフリー磁性層の磁化を
感度よく回転させ、再生出力を向上することができる。
この場合、前述したようにＴｗが０．４μｍ以下に設定
されていることでトラック幅方向の位置によるハードバ
イアス磁界の分布が小さいために、トラック幅方向にお
いて、フリー磁性層の変動磁化の回転容易性がトラック
幅方向に大きな分布を有し、フリー磁性層内に磁壁がで
きて磁区が不安定になることをトラック幅が広い場合と
比較して防止することができる。このため、フリー磁性
層には、トラック幅方向において、感度のばらつく領域
が形成されることがなく、フリー磁性層内に磁壁ができ
て単磁区化が妨げられ、磁化の不均一が発生し、スピン
バルブ型薄膜素子において、磁気記録媒体からの信号の
処理が不正確になる不安定性（instability ）の原因と
なるバルクハイゼンノイズ等が発生することを防止する
ことができる。
【０１６６】（２） 前記磁気再生トラック幅方向寸法
Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層１４の少なくとも一
部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原子
％）とを、添付図面図１に各点（Ｔｗ，λｓ）で示すよ
うに、点Ａ1 〜点Ｘ1 で囲まれる範囲内の値に設定する
ことで、磁歪を設定することができ、これにより、フリ
ー磁性層内に磁壁ができて不安定性（instability ）の
原因となるバルクハイゼンノイズ等が発生する可能性を
低減することができる。すなわち、スピンバルブ型薄膜
磁気素子の低周波数帯における再生出力が実用上限値約
２．０ｍＶを上まわってしまい再生波形の不安定性（in
stability ）が増加する可能性を低減することができ
る。また、フリー磁性層における保磁力が４００Ａ／ｍ
程度以上になり、フリー磁性層の軟磁気特性が低下し、
再生波形の歪みや不安定性（instability ）が増加する
ことを防止することができる、一方、フリー磁性層の変
動磁化がハードバイアス層に必要以上に強固に固定され
ることが防止でき、印加される外部磁界に対して、感度
好く変動磁化が回転し、検出感度を向上することができ
る。すなわち、スピンバルブ型薄膜磁気素子の低周波数
帯における再生出力が実用下限値１．２ｍＶを下まわる
ことを防止することができる。
Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層１４の少なくとも一
部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原子
％）とを、添付図面図１に各点（Ｔｗ，λｓ）で示すよ
うに、点Ａ1 〜点Ｘ1 で囲まれる範囲内の値に設定する
ことで、磁歪を設定することができ、これにより、フリ
ー磁性層内に磁壁ができて不安定性（instability ）の
原因となるバルクハイゼンノイズ等が発生する可能性を
低減することができる。すなわち、スピンバルブ型薄膜
磁気素子の低周波数帯における再生出力が実用上限値約
２．０ｍＶを上まわってしまい再生波形の不安定性（in
stability ）が増加する可能性を低減することができ
る。また、フリー磁性層における保磁力が４００Ａ／ｍ
程度以上になり、フリー磁性層の軟磁気特性が低下し、
再生波形の歪みや不安定性（instability ）が増加する
ことを防止することができる、一方、フリー磁性層の変
動磁化がハードバイアス層に必要以上に強固に固定され
ることが防止でき、印加される外部磁界に対して、感度
好く変動磁化が回転し、検出感度を向上することができ
る。すなわち、スピンバルブ型薄膜磁気素子の低周波数
帯における再生出力が実用下限値１．２ｍＶを下まわる
ことを防止することができる。
【０１６７】（３） 前記磁気再生トラック幅方向寸法
Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層１４の少なくとも一
部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原子
％）とを、添付図面図２に各点（Ｔｗ，λｓ）で示すよ
うに、点Ａ2 〜点Ｘ2 で囲まれる範囲内の値に設定する
ことで、磁歪を設定することができ、これにより、フリ
ー磁性層内に磁壁ができて不安定性（instability ）の
原因となるバルクハイゼンノイズ等が発生する可能性を
低減することができる。同時に、ハードバイアス層の残
留磁化×膜厚積を磁気的な実効再生トラック幅の制御の
上で好適な値に設定した状態でスピンバルブ型薄膜磁気
素子の低周波数帯における再生出力が実用上限値約２．
０ｍＶを上まわってしまい再生波形の不安定性（instab
ility ）が増加する可能性を低減することができる。ま
た、フリー磁性層における保磁力が４００Ａ／ｍ程度以
上になり、フリー磁性層の軟磁気特性が低下し、再生波
形の歪みや不安定性（instability ）が増加することを
防止することができる、一方、ハードバイアス層の残留
磁化×膜厚積を再生波形の歪みや不安定性（instabilit
y ）をより効果的に抑制する上で好適な値に設定した状
態で、フリー磁性層の変動磁化がハードバイアス層に必
要以上に強固に固定されることが防止でき、印加される
外部磁界に対して、感度好く変動磁化が回転し、再生感
度を向上することができる。すなわち、スピンバルブ型
薄膜磁気素子の低周波数帯における再生出力が実用下限
値１．２ｍＶを下まわることを防止することができる。
Ｔｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層１４の少なくとも一
部を構成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原子
％）とを、添付図面図２に各点（Ｔｗ，λｓ）で示すよ
うに、点Ａ2 〜点Ｘ2 で囲まれる範囲内の値に設定する
ことで、磁歪を設定することができ、これにより、フリ
ー磁性層内に磁壁ができて不安定性（instability ）の
原因となるバルクハイゼンノイズ等が発生する可能性を
低減することができる。同時に、ハードバイアス層の残
留磁化×膜厚積を磁気的な実効再生トラック幅の制御の
上で好適な値に設定した状態でスピンバルブ型薄膜磁気
素子の低周波数帯における再生出力が実用上限値約２．
０ｍＶを上まわってしまい再生波形の不安定性（instab
ility ）が増加する可能性を低減することができる。ま
た、フリー磁性層における保磁力が４００Ａ／ｍ程度以
上になり、フリー磁性層の軟磁気特性が低下し、再生波
形の歪みや不安定性（instability ）が増加することを
防止することができる、一方、ハードバイアス層の残留
磁化×膜厚積を再生波形の歪みや不安定性（instabilit
y ）をより効果的に抑制する上で好適な値に設定した状
態で、フリー磁性層の変動磁化がハードバイアス層に必
要以上に強固に固定されることが防止でき、印加される
外部磁界に対して、感度好く変動磁化が回転し、再生感
度を向上することができる。すなわち、スピンバルブ型
薄膜磁気素子の低周波数帯における再生出力が実用下限
値１．２ｍＶを下まわることを防止することができる。
【０１６８】（４） 再生トラック幅寸法Ｔｗが変化す
ると、フリー磁性層に作用するハードバイアス層からの
磁化も変化することになる。本発明では、種々の再生ト
ラック幅方向寸法毎で好適なフリー磁性層の磁歪の範囲
を規定することで、再生波形の歪みや不安定性の防止と
必要十分な再生出力の両立を図ることができる。 （５） 上記により、磁歪のコントロールを図ることが
でき、スピンバルブ型薄膜素子において狭トラック化に
対応し出力特性の向上を図ることができる。 （６） 上記のようなスピンバルブ型薄膜素子を備えた
薄膜磁気ヘッドを提供することができる。
ると、フリー磁性層に作用するハードバイアス層からの
磁化も変化することになる。本発明では、種々の再生ト
ラック幅方向寸法毎で好適なフリー磁性層の磁歪の範囲
を規定することで、再生波形の歪みや不安定性の防止と
必要十分な再生出力の両立を図ることができる。 （５） 上記により、磁歪のコントロールを図ることが
でき、スピンバルブ型薄膜素子において狭トラック化に
対応し出力特性の向上を図ることができる。 （６） 上記のようなスピンバルブ型薄膜素子を備えた
薄膜磁気ヘッドを提供することができる。
【図１】 本発明に係るスピンバルブ型薄膜磁気素子
の磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フ
リー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金に
おけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）とを設定する範囲を示す
グラフである。
の磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フ
リー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金に
おけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）とを設定する範囲を示す
グラフである。
【図２】 本発明に係るスピンバルブ型薄膜磁気素子
の磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フ
リー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金に
おけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）とを設定する範囲を示す
グラフである。
の磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フ
リー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金に
おけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）とを設定する範囲を示す
グラフである。
【図３】 本発明に係るスピンバルブ型薄膜磁気素子
の磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フ
リー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金に
おけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）とを設定する範囲を示す
グラフである。
の磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フ
リー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金に
おけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）とを設定する範囲を示す
グラフである。
【図４】 本発明に係るスピンバルブ型薄膜磁気素子
の磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フ
リー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金に
おけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）とを設定する範囲を示す
グラフである。
の磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フ
リー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金に
おけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）とを設定する範囲を示す
グラフである。
【図５】 本発明に係るスピンバルブ型薄膜磁気素子
の磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フ
リー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金に
おけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）とを設定する範囲を示す
グラフである。
の磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フ
リー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金に
おけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）とを設定する範囲を示す
グラフである。
【図６】 本発明に係るスピンバルブ型薄膜磁気素子
の磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フ
リー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金に
おけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）とを設定する範囲を示す
グラフである。
の磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フ
リー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金に
おけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）とを設定する範囲を示す
グラフである。
【図７】 本発明に係るスピンバルブ型薄膜磁気素子
の磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フ
リー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金に
おけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）とを設定する範囲を示す
グラフである。
の磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フ
リー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金に
おけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）とを設定する範囲を示す
グラフである。
【図８】 本発明に係るスピンバルブ型薄膜磁気素子
の磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フ
リー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金に
おけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）とを設定する範囲を示す
グラフである。
の磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フ
リー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金に
おけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）とを設定する範囲を示す
グラフである。
【図９】 本発明に係るスピンバルブ型薄膜磁気素子
の磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フ
リー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金に
おけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）とを設定する範囲を示す
グラフである。
の磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フ
リー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金に
おけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）とを設定する範囲を示す
グラフである。
【図１０】 本発明に係るスピンバルブ型薄膜磁気素
子の磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記
フリー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金
におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）とを設定する範囲を示
すグラフである。
子の磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記
フリー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金
におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）とを設定する範囲を示
すグラフである。
【図１１】 本発明に係るスピンバルブ型薄膜磁気素
子の磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記
フリー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金
におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）とを設定する範囲を示
すグラフである。
子の磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記
フリー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金
におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）とを設定する範囲を示
すグラフである。
【図１２】 本発明に係るスピンバルブ型薄膜磁気素
子の磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記
フリー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金
におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）とを設定する範囲を示
すグラフである。
子の磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記
フリー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金
におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）とを設定する範囲を示
すグラフである。
【図１３】 本発明に係るスピンバルブ型薄膜磁気素
子の磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記
フリー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金
におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）とを設定する範囲を示
すグラフである。
子の磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記
フリー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金
におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）とを設定する範囲を示
すグラフである。
【図１４】 本発明に係るスピンバルブ型薄膜磁気素
子の磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記
フリー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金
におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）とを設定する範囲を示
すグラフである。
子の磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記
フリー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金
におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）とを設定する範囲を示
すグラフである。
【図１５】 本発明に係るスピンバルブ型薄膜磁気素
子の磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記
フリー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金
におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）とを設定する範囲を示
すグラフである。
子の磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記
フリー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金
におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）とを設定する範囲を示
すグラフである。
【図１６】 本発明に係るスピンバルブ型薄膜磁気素
子の磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記
フリー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金
におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）とを設定する範囲を示
すグラフである。
子の磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記
フリー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金
におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）とを設定する範囲を示
すグラフである。
【図１７】 本発明に係るスピンバルブ型薄膜磁気素
子の磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記
フリー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金
におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）とを設定する範囲を示
すグラフである。
子の磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記
フリー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金
におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）とを設定する範囲を示
すグラフである。
【図１８】 本発明に係るスピンバルブ型薄膜磁気素
子の磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記
フリー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金
におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）とを設定する範囲を示
すグラフである。
子の磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記
フリー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金
におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）とを設定する範囲を示
すグラフである。
【図１９】 本発明に係るスピンバルブ型薄膜磁気素
子の磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記
フリー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金
におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）とを設定する範囲を示
すグラフである。
子の磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記
フリー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金
におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）とを設定する範囲を示
すグラフである。
【図２０】 本発明に係るスピンバルブ型薄膜磁気素
子の磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記
フリー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金
におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）とを設定する範囲を示
すグラフである。
子の磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記
フリー磁性層の少なくとも一部を構成するＮｉＦｅ合金
におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）とを設定する範囲を示
すグラフである。
【図２１】 本発明に係るスピンバルブ型薄膜磁気素
子の第１実施形態を記録媒体との対向面側から見た場合
の構造を示した断面図である。
子の第１実施形態を記録媒体との対向面側から見た場合
の構造を示した断面図である。
【図２２】 図２１のスピンバルブ型薄膜磁気素子に
おけるフリー磁性層１４に等しい階層の図２１における
Ｘ１−Ｙ平面を示す断面図である。
おけるフリー磁性層１４に等しい階層の図２１における
Ｘ１−Ｙ平面を示す断面図である。
【図２３】 本発明に係るスピンバルブ型薄膜素子の
製造方法の第２実施形態を記録媒体との対向面側から見
た場合の構造を示した断面図である。
製造方法の第２実施形態を記録媒体との対向面側から見
た場合の構造を示した断面図である。
【図２４】 本発明に係るスピンバルブ型薄膜素子の
製造方法の他の実施形態を記録媒体との対向面側から見
た場合の構造を示した断面図である。
製造方法の他の実施形態を記録媒体との対向面側から見
た場合の構造を示した断面図である。
【図２５】 本発明に係るスピンバルブ型薄膜素子の
製造方法の第３実施形態を記録媒体との対向面側から見
た場合の構造を示した断面図である。
製造方法の第３実施形態を記録媒体との対向面側から見
た場合の構造を示した断面図である。
【図２６】 本発明に係るスピンバルブ型薄膜素子の
製造方法の第４実施形態を記録媒体との対向面側から見
た場合の構造を示した断面図である。
製造方法の第４実施形態を記録媒体との対向面側から見
た場合の構造を示した断面図である。
【図２７】 本発明に係るスピンバルブ型薄膜素子の
製造方法の第５実施形態を記録媒体との対向面側から見
た場合の構造を示した断面図である。
製造方法の第５実施形態を記録媒体との対向面側から見
た場合の構造を示した断面図である。
【図２８】 本発明に係るスピンバルブ型薄膜素子の
製造方法の第６実施形態を記録媒体との対向面側から見
た場合の構造を示した断面図である。
製造方法の第６実施形態を記録媒体との対向面側から見
た場合の構造を示した断面図である。
【図２９】 本発明に係るスピンバルブ型薄膜素子の
製造方法の第７実施形態を記録媒体との対向面側から見
た場合の構造を示した断面図である。
製造方法の第７実施形態を記録媒体との対向面側から見
た場合の構造を示した断面図である。
【図３０】 本発明に係るスピンバルブ型薄膜素子の
製造方法の第８実施形態を記録媒体との対向面側から見
た場合の構造を示した断面図である。
製造方法の第８実施形態を記録媒体との対向面側から見
た場合の構造を示した断面図である。
【図３１】 本発明に係るスピンバルブ型薄膜磁気素
子において、フリー磁性層の一部を構成するＮｉＦｅ合
金におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）と磁歪λｓとの関係
を示すグラフである。
子において、フリー磁性層の一部を構成するＮｉＦｅ合
金におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）と磁歪λｓとの関係
を示すグラフである。
【図３２】 本発明の薄膜磁気ヘッドの一例を示した
斜視図である。
斜視図である。
【図３３】 図３２に示した薄膜磁気ヘッドの磁気コ
ア部を示した断面図である。
ア部を示した断面図である。
【図３４】 図３２に示した薄膜磁気ヘッドを示した
概略斜視図である。
概略斜視図である。
【図３５】 従来のスピンバルブ型薄膜素子の一例を
記録媒体との対向面（ＡＢＳ面）側から見た場合の構造
を示した断面図である。
記録媒体との対向面（ＡＢＳ面）側から見た場合の構造
を示した断面図である。
【図３６】 図３５に示すスピンバルブ型薄膜磁気ヘ
ッドのトラック幅方向における出力分布を示す模式グラ
フである。
ッドのトラック幅方向における出力分布を示す模式グラ
フである。
【図３７】 図３５に示すスピンバルブ型薄膜磁気ヘ
ッドのトラック幅方向における出力分布を示す模式グラ
フである。
ッドのトラック幅方向における出力分布を示す模式グラ
フである。
【図３８】 フリー磁性層に磁壁ができた状態を示す
図である。
図である。
【図３９】 スピンバルブ型薄膜素子の出力波形を示
すグラフである。
すグラフである。
【図４０】 スピンバルブ型薄膜素子の出力波形を示
すグラフである。
すグラフである。
【図４１】 スピンバルブ型薄膜磁気素子の積層体に
占める感度領域と不感領域との測定方法を示す模式図で
ある。
占める感度領域と不感領域との測定方法を示す模式図で
ある。
【図４２】 本発明に係るスピンバルブ型薄膜磁気素
子の磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記
フリー磁性層の磁歪λｓ（×１０-6）とを設定する範囲
を示すグラフである。
子の磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記
フリー磁性層の磁歪λｓ（×１０-6）とを設定する範囲
を示すグラフである。
【図４３】 本発明に係るスピンバルブ型薄膜磁気素
子の磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記
フリー磁性層の磁歪λｓ（×１０-6）とを設定する範囲
を示すグラフである。
子の磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記
フリー磁性層の磁歪λｓ（×１０-6）とを設定する範囲
を示すグラフである。
【図４４】 本発明に係るスピンバルブ型薄膜磁気素
子において、再生出力の下限値および上限値に対する、
磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリ
ー磁性層の磁歪λｓ（×１０-6）との関係を示すグラフ
である。
子において、再生出力の下限値および上限値に対する、
磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ（μｍ）と、前記フリ
ー磁性層の磁歪λｓ（×１０-6）との関係を示すグラフ
である。
Ｋ，１０…基板 １…下地層 １１，２…反強磁性層 ３，１２…固定磁性層 ３Ａ，１２Ａ…第１の固定磁性層 ３Ｂ，１２Ｂ…非磁性中間層 ３Ｃ，１２Ｃ…第２の固定磁性層 ４，１３…非磁性導電層 ５，１４…フリー磁性層 ７，１５…保護層 ９，１６，９１…積層体 ６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，１７…ハードバイアス層 １７ｂ…上面 ８，１８…電極層 Ｂ１…バックド層 Ｓ１，Ｓ２…鏡面反射層 ３０…下地層 ３１…反強磁性層 ３２…第１の固定磁性層（下） ３３…非磁性中間層（下） ３４…第２の固定磁性層（下） ３５…非磁性導電層 ３６…フリー磁性層 ４０…非磁性導電層 ４１…第２の固定磁性層（上） ４２…非磁性中間層（上） ４３…第１の固定磁性層（上） ４４…反強磁性層 ４５…保護層 ４６…積層体 ５１，５２…鏡面反射層 １３０ａ…バイアス下地層 １３０…ハードバイアス層 １３１ａ…中間層 １３１…電極層
Claims (26)
- 【請求項１】 基板上に、反強磁性層と、この反強磁
性層と接して形成され、前記反強磁性層との交換結合磁
界により磁化方向が固定される固定磁性層と、前記固定
磁性層に非磁性導電層を介して形成され、前記固定磁性
層の磁化方向と交差する方向へ磁化方向が揃えられたフ
リー磁性層と、前記フリー磁性層の磁化方向を前記固定
磁性層の磁化方向と交差する方向へ揃えるためのハード
バイアス層と、前記固定磁性層，前記非磁性導電層，前
記フリー磁性層付近に検出電流を与える一対の電極層と
を有する素子であって、 磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗが０．４μｍ以下に設
定されるとともに、 前記フリー磁性層の少なくとも一部がＮｉＦｅ合金から
なり、該ＮｉＦｅ合金のＮｉ濃度ＣNi（原子％）が、７
０．２％≦ＣNi≦８９．９％の範囲に設定されてなるこ
とを特徴とするスピンバルブ型薄膜磁気素子。 - 【請求項２】 前記磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ
（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくとも一部を構成
するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）と
が、添付図面図１に各点（Ｔｗ，ＣNi）で示すように、 点Ａ1 （０．４，８９．９），点Ｂ1 （０．３５，８
９），点Ｃ1 （０．３，８７．７），点Ｄ1 （０．２
５，８６．５），点Ｅ1 （０．２２，８４．９），点Ｆ
1 （０．２０，８３），点Ｇ1 （０．１９，８２．
５），点Ｈ1 （０．１８，８１），点Ｉ1 （０．１７，
８０．５），点Ｊ1 （０．１５，７７．３），点Ｋ1
（０．１３，７６．８），点Ｌ1 （０．１，７５），点
Ｍ1 （０．１，７０．２），点Ｎ1 （０．１３，７０．
２），点Ｏ1 （０．１５，７０．２），点Ｐ 1 （０．１
７，７０．２），点Ｑ1 （０．１８，７０．２），点Ｒ
1 （０．１９，７０．２），点Ｓ1 （０．２０，７０．
２），点Ｔ1 （０．２２，７０．２），点Ｕ1 （０．２
５，７１．５），点Ｖ1 （０．３，７３．６），点Ｗ1
（０．３５，７５．６），点Ｘ1 （０．４，７７．３）
で囲まれる範囲内の値に設定されることを特徴とする請
求項１記載のスピンバルブ型薄膜磁気素子。 - 【請求項３】 前記磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ
（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくとも一部を構成
するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）と
が、添付図面図２に各点（Ｔｗ，ＣNi）で示すように、 点Ａ2 （０．４，８３．７），点Ｂ2 （０．３５，８
３．９），点Ｃ2 （０．３，８３．５），点Ｄ2 （０．
２５，８３），点Ｅ2 （０．２２，８２．９），点Ｆ2
（０．２０，８１．５），点Ｇ2 （０．１９，８１），
点Ｈ2 （０．１８，８０），点Ｊ2 （０．１５，７８．
４），点Ｋ2 （０．１３，７６．５），点Ｌ2 （０．
１，７５），点Ｍ2 （０．１，７０．６），点Ｎ2
（０．１３，７０．６），点Ｏ2 （０．１５，７０．
６），点Ｑ2 （０．１８，７１．７），点Ｒ 2 （０．１
９，７２），点Ｓ2 （０．２０，７２．５），点Ｔ2
（０．２２，７３．６），点Ｕ2 （０．２５，７４），
点Ｖ2 （０．３，７５．６），点Ｗ2 （０．３５，７
６．５），点Ｘ2 （０．４，７７．３）で囲まれる範囲
内の値に設定されることを特徴とする請求項１記載のス
ピンバルブ型薄膜磁気素子。 - 【請求項４】 前記磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ
（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくとも一部を構成
するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）と
が、添付図面図３に各点（Ｔｗ，ＣNi）で示すように、 点Ｂ1 （０．３５，８９），点Ｃ1 （０．３，８７．
７），点Ｄ1 （０．２５，８６．５），点Ｅ1 （０．２
２，８４．９），点Ｆ1 （０．２０，８３），点Ｇ1
（０．１９，８２．５），点Ｈ1 （０．１８，８１），
点Ｉ1 （０．１７，８０．５），点Ｊ1 （０．１５，７
７．３），点Ｋ1 （０．１３，７６．８），点Ｌ1
（０．１，７５），点Ｍ1 （０．１，７０．２），点Ｎ
1 （０．１３，７０．２），点Ｏ1 （０．１５，７０．
２），点Ｐ1 （０．１７，７０．２），点Ｑ1 （０．１
８，７０．２），点Ｒ1 （０．１９，７０．２），点Ｓ
1 （０．２０，７０．２），点Ｔ1 （０．２２，７０．
２），点Ｕ1 （０．２５，７１．５），点Ｖ1 （０．
３，７３．６），点Ｗ1 （０．３５，７５．６）で囲ま
れる範囲内の値に設定されることを特徴とする請求項２
記載のスピンバルブ型薄膜磁気素子。 - 【請求項５】 前記磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ
（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくとも一部を構成
するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）と
が、添付図面図４に各点（Ｔｗ，ＣNi）で示すように、 点Ｂ2 （０．３５，８３．９），点Ｃ2 （０．３，８
３．５），点Ｄ2 （０．２５，８３），点Ｅ2 （０．２
２，８２．９），点Ｆ2 （０．２０，８１．５），点Ｇ
2 （０．１９，８１），点Ｈ2 （０．１８，８０），点
Ｊ2 （０．１５，７８．４），点Ｋ2 （０．１３，７
６．５），点Ｌ2 （０．１，７５），点Ｍ2（０．１，
７０．６），点Ｎ2 （０．１３，７０．６），点Ｏ2
（０．１５，７０．６），点Ｑ2 （０．１８，７１．
７），点Ｒ2 （０．１９，７２），点Ｓ2（０．２０，
７２．５），点Ｔ2 （０．２２，７３．６），点Ｕ2
（０．２５，７４），点Ｖ2 （０．３，７５．６），点
Ｗ2 （０．３５，７６．５）で囲まれる範囲内の値に設
定されることを特徴とする請求項３記載のスピンバルブ
型薄膜磁気素子。 - 【請求項６】 前記磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ
（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくとも一部を構成
するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）と
が、添付図面図５に各点（Ｔｗ，ＣNi）で示すように、 点Ｃ1 （０．３，８７．７），点Ｄ1 （０．２５，８
６．５），点Ｅ1 （０．２２，８４．９），点Ｆ1
（０．２０，８３），点Ｇ1 （０．１９，８２．５），
点Ｈ1 （０．１８，８１），点Ｉ1 （０．１７，８０．
５），点Ｊ1 （０．１５，７７．３），点Ｋ1 （０．１
３，７６．８），点Ｌ1 （０．１，７５），点Ｍ1
（０．１，７０．２），点Ｎ1 （０．１３，７０．
２），点Ｏ1 （０．１５，７０．２），点Ｐ1 （０．１
７，７０．２），点Ｑ1 （０．１８，７０．２），点Ｒ
1 （０．１９，７０．２），点Ｓ1 （０．２０，７０．
２），点Ｔ1 （０．２２，７０．２），点Ｕ1 （０．２
５，７１．５），点Ｖ1 （０．３，７３．６）で囲まれ
る範囲内の値に設定されることを特徴とする請求項４記
載のスピンバルブ型薄膜磁気素子。 - 【請求項７】 前記磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ
（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくとも一部を構成
するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）と
が、添付図面図６に各点（Ｔｗ，ＣNi）で示すように、 点Ｃ2 （０．３，８３．５），点Ｄ2 （０．２５，８
３），点Ｅ2 （０．２２，８２．９），点Ｆ2 （０．２
０，８１．５），点Ｇ2 （０．１９，８１），点Ｈ2
（０．１８，８０），点Ｊ2 （０．１５，７８．４），
点Ｋ2 （０．１３，７６．５），点Ｌ2 （０．１，７
５），点Ｍ2 （０．１，７０．６），点Ｎ2 （０．１
３，７０．６），点Ｏ2 （０．１５，７０．６），点Ｑ
2 （０．１８，７１．７），点Ｒ2 （０．１９，７
２），点Ｓ2 （０．２０，７２．５），点Ｔ2（０．２
２，７３．６），点Ｕ2 （０．２５，７４），点Ｖ2
（０．３，７５．６）で囲まれる範囲内の値に設定され
ることを特徴とする請求項５記載のスピンバルブ型薄膜
磁気素子。 - 【請求項８】 前記磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ
（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくとも一部を構成
するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）と
が、添付図面図７に各点（Ｔｗ，ＣNi）で示すように、 点Ｄ1 （０．２５，８６．５），点Ｅ1 （０．２２，８
４．９），点Ｆ1 （０．２０，８３），点Ｇ1 （０．１
９，８２．５），点Ｈ1 （０．１８，８１），点Ｉ1
（０．１７，８０．５），点Ｊ1 （０．１５，７７．
３），点Ｋ1 （０．１３，７６．８），点Ｌ1 （０．
１，７５），点Ｍ1 （０．１，７０．２），点Ｎ1
（０．１３，７０．２），点Ｏ1 （０．１５，７０．
２），点Ｐ1 （０．１７，７０．２），点Ｑ1 （０．１
８，７０．２），点Ｒ1 （０．１９，７０．２），点Ｓ
1 （０．２０，７０．２），点Ｔ1 （０．２２，７０．
２），点Ｕ1 （０．２５，７１．５）で囲まれる範囲内
の値に設定されることを特徴とする請求項６記載のスピ
ンバルブ型薄膜磁気素子。 - 【請求項９】 前記磁気再生トラック幅方向寸法Ｔｗ
（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくとも一部を構成
するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）と
が、添付図面図８に各点（Ｔｗ，ＣNi）で示すように、 点Ｄ2 （０．２５，８３），点Ｅ2 （０．２２，８２．
９），点Ｆ2 （０．２０，８１．５），点Ｇ2 （０．１
９，８１），点Ｈ2 （０．１８，８０），点Ｊ 2 （０．
１５，７８．４），点Ｋ2 （０．１３，７６．５），点
Ｌ2 （０．１，７５），点Ｍ2 （０．１，７０．６），
点Ｎ2 （０．１３，７０．６），点Ｏ2（０．１５，７
０．６），点Ｑ2 （０．１８，７１．７），点Ｒ2
（０．１９，７２），点Ｓ2 （０．２０，７２．５），
点Ｔ2 （０．２２，７３．６），点Ｕ 2 （０．２５，７
４）で囲まれる範囲内の値に設定されることを特徴とす
る請求項７記載のスピンバルブ型薄膜磁気素子。 - 【請求項１０】 前記磁気再生トラック幅方向寸法Ｔ
ｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくとも一部を構
成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）と
が、添付図面図９に各点（Ｔｗ，ＣNi）で示すように、 点Ｆ1 （０．２０，８３），点Ｇ1 （０．１９，８２．
５），点Ｈ1 （０．１８，８１），点Ｉ1 （０．１７，
８０．５），点Ｊ1 （０．１５，７７．３），点Ｋ1
（０．１３，７６．８），点Ｌ1 （０．１，７５），点
Ｍ1 （０．１，７０．２），点Ｎ1 （０．１３，７０．
２），点Ｏ1 （０．１５，７０．２），点Ｐ1 （０．１
７，７０．２），点Ｑ1 （０．１８，７０．２），点Ｒ
1 （０．１９，７０．２），点Ｓ1 （０．２０，７０．
２）で囲まれる範囲内の値に設定されることを特徴とす
る請求項８記載のスピンバルブ型薄膜磁気素子。 - 【請求項１１】 前記磁気再生トラック幅方向寸法Ｔ
ｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくとも一部を構
成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）と
が、添付図面図１０に各点（Ｔｗ，ＣNi）で示すよう
に、 点Ｅ2 （０．２２，８２．９），点Ｆ2 （０．２０，８
１．５），点Ｇ2 （０．１９，８１），点Ｈ2 （０．１
８，８０），点Ｊ2 （０．１５，７８．４），点Ｋ2
（０．１３，７６．５），点Ｌ2 （０．１，７５），点
Ｍ2 （０．１，７０．６），点Ｎ2 （０．１３，７０．
６），点Ｏ2 （０．１５，７０．６），点Ｑ2 （０．１
８，７１．７），点Ｒ2 （０．１９，７２），点Ｓ2
（０．２０，７２．５），点Ｔ2 （０．２２，７３．
６）で囲まれる範囲内の値に設定されることを特徴とす
る請求項９記載のスピンバルブ型薄膜磁気素子。 - 【請求項１２】 前記磁気再生トラック幅方向寸法Ｔ
ｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくとも一部を構
成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）と
が、添付図面図１１に各点（Ｔｗ，ＣNi）で示すよう
に、 点Ｇ1 （０．１９，８２．５），点Ｈ1 （０．１８，８
１），点Ｉ1 （０．１７，８０．５），点Ｊ1 （０．１
５，７７．３），点Ｋ1 （０．１３，７６．８），点Ｌ
1 （０．１，７５），点Ｍ1 （０．１，７０．２），点
Ｎ1 （０．１３，７０．２），点Ｏ1 （０．１５，７
０．２），点Ｐ1 （０．１７，７０．２），点Ｑ1
（０．１８，７０．２），点Ｒ1 （０．１９，７０．
２）で囲まれる範囲内の値に設定されることを特徴とす
る請求項１０記載のスピンバルブ型薄膜磁気素子。 - 【請求項１３】 前記磁気再生トラック幅方向寸法Ｔ
ｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくとも一部を構
成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）と
が、添付図面図１２に各点（Ｔｗ，ＣNi）で示すよう
に、 点Ｆ2 （０．２０，８１．５），点Ｇ2 （０．１９，８
１），点Ｈ2 （０．１８，８０），点Ｊ2 （０．１５，
７８．４），点Ｋ2 （０．１３，７６．５），点Ｌ2
（０．１，７５），点Ｍ2 （０．１，７０．６），点Ｎ
2 （０．１３，７０．６），点Ｏ2 （０．１５，７０．
６），点Ｑ2 （０．１８，７１．７），点Ｒ2 （０．１
９，７２），点Ｓ2 （０．２０，７２．５）で囲まれる
範囲内の値に設定されることを特徴とする請求項１１記
載のスピンバルブ型薄膜磁気素子。 - 【請求項１４】 前記磁気再生トラック幅方向寸法Ｔ
ｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくとも一部を構
成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）と
が、添付図面図１３に各点（Ｔｗ，ＣNi）で示すよう
に、 点Ｈ1 （０．１８，８１），点Ｉ1 （０．１７，８０．
５），点Ｊ1 （０．１５，７７．３），点Ｋ1 （０．１
３，７６．８），点Ｌ1 （０．１，７５），点Ｍ1
（０．１，７０．２），点Ｎ1 （０．１３，７０．
２），点Ｏ1 （０．１５，７０．２），点Ｐ1 （０．１
７，７０．２），点Ｑ1 （０．１８，７０．２）で囲ま
れる範囲内の値に設定されることを特徴とする請求項１
２記載のスピンバルブ型薄膜磁気素子。 - 【請求項１５】 前記磁気再生トラック幅方向寸法Ｔ
ｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくとも一部を構
成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）と
が、添付図面図１４に各点（Ｔｗ，ＣNi）で示すよう
に、 点Ｇ2 （０．１９，８１），点Ｈ2 （０．１８，８
０），点Ｊ2 （０．１５，７８．４），点Ｋ2 （０．１
３，７６．５），点Ｌ2 （０．１，７５），点Ｍ
2（０．１，７０．６），点Ｎ2 （０．１３，７０．
６），点Ｏ2 （０．１５，７０．６），点Ｑ2 （０．１
８，７１．７），点Ｒ2 （０．１９，７２）で囲まれる
範囲内の値に設定されることを特徴とする請求項１３記
載のスピンバルブ型薄膜磁気素子。 - 【請求項１６】 前記磁気再生トラック幅方向寸法Ｔ
ｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくとも一部を構
成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）と
が、添付図面図１５に各点（Ｔｗ，ＣNi）で示すよう
に、 点Ｉ1 （０．１７，８０．５），点Ｊ1 （０．１５，７
７．３），点Ｋ1 （０．１３，７６．８），点Ｌ1
（０．１，７５），点Ｍ1 （０．１，７０．２），点Ｎ
1 （０．１３，７０．２），点Ｏ1 （０．１５，７０．
２），点Ｐ1 （０．１７，７０．２）で囲まれる範囲内
の値に設定されることを特徴とする請求項１４記載のス
ピンバルブ型薄膜磁気素子。 - 【請求項１７】 前記磁気再生トラック幅方向寸法Ｔ
ｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくとも一部を構
成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）と
が、添付図面図１６に各点（Ｔｗ，ＣNi）で示すよう
に、 点Ｈ2 （０．１８，８０），点Ｊ2 （０．１５，７８．
４），点Ｋ2 （０．１３，７６．５），点Ｌ2 （０．
１，７５），点Ｍ2 （０．１，７０．６），点Ｎ 2
（０．１３，７０．６），点Ｏ2 （０．１５，７０．
６），点Ｑ2 （０．１８，７１．７）で囲まれる範囲内
の値に設定されることを特徴とする請求項１５記載のス
ピンバルブ型薄膜磁気素子。 - 【請求項１８】 前記磁気再生トラック幅方向寸法Ｔ
ｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくとも一部を構
成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）と
が、添付図面図１７に各点（Ｔｗ，ＣNi）で示すよう
に、 点Ｊ1 （０．１５，７７．３），点Ｋ1 （０．１３，７
６．８），点Ｌ1 （０．１，７５），点Ｍ1 （０．１，
７０．２），点Ｎ1 （０．１３，７０．２），点Ｏ1
（０．１５，７０．２）で囲まれる範囲内の値に設定さ
れることを特徴とする請求項１６記載のスピンバルブ型
薄膜磁気素子。 - 【請求項１９】 前記磁気再生トラック幅方向寸法Ｔ
ｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくとも一部を構
成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）と
が、添付図面図１８に各点（Ｔｗ，ＣNi）で示すよう
に、 点Ｊ2 （０．１５，７８．４），点Ｋ2 （０．１３，７
６．５），点Ｌ2 （０．１，７５），点Ｍ2 （０．１，
７０．６），点Ｎ2 （０．１３，７０．６），点Ｏ2
（０．１５，７０．６）で囲まれる範囲内の値に設定さ
れることを特徴とする請求項１７記載のスピンバルブ型
薄膜磁気素子。 - 【請求項２０】 前記磁気再生トラック幅方向寸法Ｔ
ｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくとも一部を構
成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）と
が、添付図面図１９に各点（Ｔｗ，ＣNi）で示すよう
に、 点Ｋ1 （０．１３，７６．８），点Ｌ1 （０．１，７
５），点Ｍ1 （０．１，７０．２），点Ｎ1 （０．１
３，７０．２）で囲まれる範囲内の値に設定されること
を特徴とする請求項１８記載のスピンバルブ型薄膜磁気
素子。 - 【請求項２１】 前記磁気再生トラック幅方向寸法Ｔ
ｗ（μｍ）と、前記フリー磁性層の少なくとも一部を構
成するＮｉＦｅ合金におけるＮｉ濃度ＣNi（原子％）と
が、添付図面図２０に各点（Ｔｗ，ＣNi）で示すよう
に、 点Ｋ2 （０．１３，７６．５），点Ｌ2 （０．１，７
５），点Ｍ2 （０．１，７０．６），点Ｎ2 （０．１
３，７０．６）で囲まれる範囲内の値に設定されること
を特徴とする請求項１９記載のスピンバルブ型薄膜磁気
素子。 - 【請求項２２】 前記基板上には、前記各層が、少な
くとも前記反強磁性層、前記固定磁性層、前記非磁性導
電層、前記フリー磁性層の順に積層されてなることを特
徴とする請求項１から２１のいずれか記載のスピンバル
ブ型薄膜素子。 - 【請求項２３】 前記反強磁性層が、Ｘ−Ｍｎ合金，
Ｐｔ−Ｍｎ−Ｘ’合金（ただし前記組成式において、Ｘ
はＰｔ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ、Ｏｓのなかから選択
される１種を示し、Ｘ’はＰｄ、Ｃｒ、Ｒｕ、Ｎｉ、Ｉ
ｒ、Ｒｈ、Ｏｓ、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｘｅ、Ｋｒ
のなかから選択される１種または２種以上を示す）のい
ずれかからなることを特徴とする請求項１から２２のい
ずれか記載のスピンバルブ型薄膜素子。 - 【請求項２４】 前記固定磁性層とフリー磁性層との
少なくとも一方が非磁性層を介して２つに分断され、分
断された層どうしで磁化の向きが１８０゜異なるフェリ
磁性状態とされてなることを特徴とする請求項１から２
３のいずれか記載のスピンバルブ型薄膜素子。 - 【請求項２５】 前記フリー磁性層の前記再生トラッ
ク幅方向の幅寸法と前記フリー磁性層の素子高さ方向寸
法とが略１：１〜３：２の比率に設定されてなることを
特徴とする請求項１から２４のいずれか記載のスピンバ
ルブ型薄膜素子。 - 【請求項２６】 請求項１から２５のいずれか記載の
スピンバルブ型薄膜磁気素子を備えたことを特徴とする
薄膜磁気ヘッド。
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