JP2003218424A - 磁気抵抗効果膜 - Google Patents

磁気抵抗効果膜

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 できる限り電気抵抗の低減を実現することが
できる磁気抵抗効果膜の実現に大いに貢献する軟磁性膜
を提供する。 【解決手段】 ＮｉＦｅ層４７ａには面心立方格子結晶
および体心立方格子結晶が含まれる。面心立方格子結晶
の働きでＮｉＦｅ層４７ａ軟磁性は確立される。その一
方で、体心立方格子結晶は磁気抵抗効果膜４１の電気抵
抗の減少に寄与する。同時に、体心立方格子結晶は磁気
抵抗効果膜４１の磁気抵抗効果比の改善に寄与する。磁
気抵抗効果膜４１の電気抵抗値が低減されると、磁気抵
抗効果膜４１の微細化が進んでも、磁気抵抗効果膜４１
では温度上昇は十分に回避されることができる。たとえ
比較的に大きな電流値でセンス電流が供給されても、磁
気抵抗効果膜４１では特性の劣化や破壊は極力回避され
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ハードディスク駆
動装置（ＨＤＤ）や磁気テープ駆動装置といった磁気記
録媒体駆動装置で例えば読み出しヘッドに利用される磁
気抵抗効果膜に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えばＨＤＤに組み込まれる読み出しヘ
ッドには磁気抵抗効果膜が広く利用される。磁気情報の
読み出しにあたって磁気抵抗効果膜にはいわゆるセンス
電流が供給される。記録媒体から漏れ出る磁界に磁気抵
抗効果膜が曝されると、センス電流には電圧変化が現れ
る。電圧変化に基づき２値の磁気情報は判別される。電
圧変化の振幅すなわち電圧変化量が大きければ、磁気情
報は常に正確に記録媒体から読み出されることができ
る。センス電流の電流値が大きな値に設定されれば、電
圧変化量は増大する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】例えばＨＤＤの分野で
は、記録密度の増大に伴って磁気抵抗効果膜の微細化が
進むことが予想される。こうした微細化が進めば進むほ
ど、磁気抵抗効果膜では磁気抵抗効果膜自身の電気抵抗
に基づき過度の温度上昇が引き起こされてしまう。こう
した温度上昇は、磁気抵抗効果膜の抵抗値をさらに増大
させるだけでなく、磁気抵抗効果膜の特性を劣化させた
り磁気抵抗効果膜の破壊を引き起こしたりする。読み出
しヘッドに利用される磁気抵抗効果膜では、過度の温度
上昇を回避しつつ電圧変化量を拡大することが求められ
る。
【０００４】本発明は、上記実状に鑑みてなされたもの
で、できる限り電気抵抗の低減を実現することができる
磁気抵抗効果膜の実現に大いに貢献する軟磁性膜を提供
することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１発明によれば、面心立方格子結晶および体心立
方格子結晶を含むニッケル鉄合金で構成される軟磁性層
を備えることを特徴とする磁気抵抗効果膜が提供され
る。
【０００６】ニッケル鉄合金では、面心立方格子結晶の
働きで軟磁性は確立される。その一方で、体心立方格子
結晶は磁気抵抗効果膜の電気抵抗の減少に寄与する。同
時に、体心立方格子結晶は磁気抵抗効果膜の磁気抵抗効
果（ＭＲ）比の改善に寄与する。磁気抵抗効果膜の電気
抵抗値が低減されると、磁気抵抗効果膜の微細化が進ん
でも、磁気抵抗効果膜では温度上昇は十分に回避される
ことができる。たとえ比較的に大きな電流値でセンス電
流が供給されても、磁気抵抗効果膜では特性の劣化や破
壊は極力回避されることができる。センス電流の電流値
が高く設定されれば、磁気抵抗効果膜で検出される電圧
変化の振幅すなわち電圧変化量は増大する。磁気情報は
常に正確に磁気記録媒体から読み出されることができ
る。こういった磁気抵抗効果膜では、体心立方格子結晶
は面心立方格子結晶よりも少ない割合で軟磁性層に含ま
れればよい。ニッケル鉄合金にはニッケルおよび鉄以外
の金属原子が含まれてもよい。
【０００７】第２発明によれば、ニッケルの重量に対し
て０．３９〜１．２６倍の重量で鉄を含むニッケル鉄合
金で構成される軟磁性層を備えることを特徴とする磁気
抵抗効果膜が提供される。
【０００８】こういった軟磁性膜では、所定の含有量で
含まれる鉄の働きでニッケル鉄合金中に体心立方格子結
晶が生成される。体心立方格子結晶は磁気抵抗効果膜の
電気抵抗の減少に寄与する。同時に、体心立方格子結晶
は磁気抵抗効果膜の磁気抵抗効果（ＭＲ）比の改善に寄
与する。こうして、前述と同様に、磁気抵抗効果膜の微
細化が進んでも、磁気抵抗効果膜では温度上昇は十分に
回避されることができる。たとえ比較的に大きな電流値
でセンス電流が供給されても、磁気抵抗効果膜では特性
の劣化や破壊は極力回避されることができる。特に、ニ
ッケル鉄合金には、ニッケルの重量に対して０．９９〜
１．２６倍の重量で鉄が含まれることが望まれる。ニッ
ケル鉄合金にはニッケルおよび鉄以外の金属原子が含ま
れてもよい。
【０００９】以上のような磁気抵抗効果膜では、軟磁性
層上に強磁性層が積層されてもよい。こういった磁気抵
抗効果膜では、軟磁性層および強磁性層は自由側強磁性
層として機能することができる。その他、軟磁性層上に
は磁化方向拘束層が積層されてもよい。この場合には、
磁気抵抗効果膜は、磁化方向拘束層に重ね合わせられる
固定側強磁性層と、固定側強磁性層に重ね合わせられる
非磁性中間層と、非磁性中間層に重ね合わせられる自由
側強磁性層とをさらに備えてもよい。このとき、自由側
強磁性層は、前述と同様に、面心立方格子結晶および体
心立方格子結晶を含むニッケル鉄合金で構成されてもよ
い。磁化方向拘束層は反強磁性層であればよい。
【００１０】前述のような磁気抵抗効果膜は、例えばハ
ードディスク駆動装置（ＨＤＤ）といった磁気記録媒体
駆動装置に組み込まれるヘッドスライダに搭載されても
よい。その他、前述の軟磁性膜や軟磁性膜および強磁性
層の組み合わせは磁気抵抗効果膜以外に利用されてもよ
い。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しつつ本発
明の一実施形態を説明する。
【００１２】図１は磁気記録媒体駆動装置の一具体例す
なわちハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）１１の内部構
造を概略的に示す。このＨＤＤ１１は、例えば平たい直
方体の内部空間を区画する箱形の筐体本体１２を備え
る。収容空間には、記録媒体としての１枚以上の磁気デ
ィスク１３が収容される。磁気ディスク１３はスピンド
ルモータ１４の回転軸に装着される。スピンドルモータ
１４は、例えば７２００ｒｐｍや１００００ｒｐｍとい
った高速度で磁気ディスク１３を回転させることができ
る。筐体本体１２には、筐体本体１２との間で収容空間
を密閉する蓋体すなわちカバー（図示せず）が結合され
る。
【００１３】収容空間には、垂直方向に延びる支軸１５
回りで揺動するキャリッジ１６がさらに収容される。こ
のキャリッジ１６は、支軸１５から水平方向に延びる剛
体の揺動アーム１７と、この揺動アーム１７の先端に取
り付けられて揺動アーム１７から前方に延びる弾性サス
ペンション１８とを備える。周知の通り、弾性サスペン
ション１８の先端では、いわゆるジンバルばね（図示せ
ず）の働きで浮上ヘッドスライダ１９は片持ち支持され
る。浮上ヘッドスライダ１９には、磁気ディスク１３の
表面に向かって弾性サスペンション１８から押し付け力
が作用する。磁気ディスク１３の回転に基づき磁気ディ
スク１３の表面で生成される気流の働きで浮上ヘッドス
ライダ１９には浮力が作用する。弾性サスペンション１
８の押し付け力と浮力とのバランスで磁気ディスク１３
の回転中に比較的に高い剛性で浮上ヘッドスライダ１９
は浮上し続けることができる。
【００１４】こうした浮上ヘッドスライダ１９の浮上中
に、キャリッジ１６が支軸１５回りで揺動すると、浮上
ヘッドスライダ１９は半径方向に磁気ディスク１３の表
面を横切ることができる。こうした移動に基づき浮上ヘ
ッドスライダ１９は磁気ディスク１３上の所望の記録ト
ラックに位置決めされる。このとき、キャリッジ１６の
揺動は例えばボイスコイルモータ（ＶＣＭ）といったア
クチュエータ２１の働きを通じて実現されればよい。周
知の通り、複数枚の磁気ディスク１３が筐体本体１２内
に組み込まれる場合には、隣接する磁気ディスク１３同
士の間で１本の揺動アーム１７に対して２つの弾性サス
ペンション１８が搭載される。
【００１５】図２は浮上ヘッドスライダ１９の一具体例
を示す。この浮上ヘッドスライダ１９は、平たい直方体
に形成されるＡｌ2 Ｏ3 −ＴｉＣ（アルチック）製のス
ライダ本体２２と、このスライダ本体２２の空気流出端
に接合されて、読み出し書き込みヘッド２３を内蔵する
Ａｌ2 Ｏ3 （アルミナ）製のヘッド素子内蔵膜２４とを
備える。スライダ本体２２およびヘッド素子内蔵膜２４
には、磁気ディスク１３に対向する媒体対向面すなわち
浮上面２５が規定される。磁気ディスク１３の回転に基
づき生成される気流２６は浮上面２５に受け止められ
る。
【００１６】浮上面２５には、空気流入端から空気流出
端に向かって延びる２筋のレール２７が形成される。各
レール２７の頂上面にはいわゆるＡＢＳ（空気軸受け
面）２８が規定される。ＡＢＳ２８では気流２６の働き
に応じて前述の浮力が生成される。ヘッド素子内蔵膜２
４に埋め込まれた読み出し書き込みヘッド２３は、後述
されるように、ＡＢＳ２８で前端を露出させる。ただ
し、ＡＢＳ２８の表面には、読み出し書き込みヘッド２
３の前端に覆い被さるＤＬＣ（ダイヤモンドライクカー
ボン）保護膜が形成されてもよい。なお、浮上ヘッドス
ライダ１９の形態はこういった形態に限られるものでは
ない。
【００１７】図３は浮上面２５の様子を詳細に示す。読
み出し書き込みヘッド２３はいわゆる複合薄膜磁気ヘッ
ドとして構成される。すなわち、読み出し書き込みヘッ
ド２３は、磁気抵抗効果（ＭＲ）読み取り素子３１と誘
導書き込みヘッド素子すなわち薄膜磁気ヘッド３２とを
併せ持つ。ＭＲ読み取り素子３１は、周知の通り、磁気
ディスク１３から作用する磁界に応じて変化する抵抗に
基づき２値情報を検出することができる。誘導書き込み
ヘッド素子３２は、例えば導電コイルパターン（図示せ
ず）で生起される磁界を利用して磁気ディスク１３に２
値情報を書き込むことができる。
【００１８】ＭＲ読み取り素子３１は上下１対の非磁性
ギャップ層３３、３４に挟み込まれる。非磁性ギャップ
層３３、３４は例えばＡｌ2 Ｏ3 （アルミナ）で構成さ
れればよい。こうして非磁性ギャップ層３３、３４に挟
み込まれたＭＲ読み取り素子３１は上部および下部シー
ルド層３５、３６に挟み込まれる。上部および下部シー
ルド層３５、３６は例えばＦｅＮやＮｉＦｅから構成さ
れればよい。下部シールド層３６は、前述のヘッド素子
内蔵膜２４の下側半層すなわちアンダーコート膜を構成
するＡｌ2 Ｏ3 （アルミナ）膜３７の表面に沿って広が
る。
【００１９】誘導書き込みヘッド素子３２は、上部シー
ルド層３５の表面に沿って広がる非磁性ギャップ層３８
を備える。非磁性ギャップ層３８は例えばＡｌ2 Ｏ
3 （アルミナ）で構成されればよい。上部シールド層３
５には、この非磁性ギャップ層３８を挟んで上部磁極層
３９が向き合う。上部磁極層３９は例えばＮｉＦｅから
構成されればよい。上部磁極層３９は、非磁性ギャップ
層３８の表面に沿って広がるＡｌ2 Ｏ3 （アルミナ）膜
４０に覆われる。Ａｌ2 Ｏ3 膜４０は前述のＡｌ2Ｏ3
膜との間にＭＲ読み取り素子３１および誘導書き込みヘ
ッド素子３２を挟み込む。すなわち、このＡｌ2 Ｏ3 膜
４０はヘッド素子内蔵膜２４の上側半層すなわちオーバ
ーコート膜を構成する。
【００２０】上部磁極層３９および上部シールド層３５
は協働して誘導書き込みヘッド素子３２の磁性コアを構
成する。すなわち、ＭＲ読み取り素子３１の上部シール
ド層３５は誘導書き込みヘッド素子３２の下部磁極層と
して機能する。導電コイルパターンで磁界が生起される
と、非磁性ギャップ層３８の働きで、上部磁極層３９と
上部シールド層３５とを行き交う磁束流は浮上面２５か
ら漏れ出る。こうして漏れ出る磁束流に基づき書き込み
磁界（ギャップ磁界）は形成される。なお、ＭＲ読み取
り素子３１の上部シールド層３５と誘導書き込みヘッド
素子３２の下部磁極層とは個別に形成されてもよい。
【００２１】図４を併せて参照すると明らかなように、
ＭＲ読み取り素子３１は、１平面すなわち非磁性ギャッ
プ層３４の表面上でＡＢＳ２８に沿って延びる磁気抵抗
効果（ＭＲ）膜すなわちスピンバルブ膜４１を備える。
このスピンバルブ膜４１には、非磁性ギャップ層３４の
表面に交差する区画面で仕切られた１対の端面が規定さ
れる。これら端面は非磁性ギャップ層３４の表面に対し
てテーパ角θで傾斜する。
【００２２】同様に、前述の１平面すなわち非磁性ギャ
ップ層３４の表面にはＡＢＳ２８に沿って延びる１対の
磁区制御ハード膜４２が形成される。これらの磁区制御
ハード膜４２は非磁性ギャップ層３４の表面でＡＢＳ２
８に沿ってスピンバルブ膜４１を挟み込む。各磁区制御
ハード膜４２の先端はスピンバルブ膜４１の端面に接続
される。磁区制御ハード膜４２は例えばＣｏＰｔやＣｏ
ＣｒＰｔといった硬磁性金属材料から形成されればよ
い。
【００２３】各磁区制御ハード膜４２の表面には引き出
し導電層すなわちリード層４３が広がる。引き出し導電
層４３は磁区制御ハード膜４２と上部シールド層３５と
の間に挟み込まれる。各引き出し導電層４３の前端は、
磁区制御ハード膜４２の介在を通じてスピンバルブ膜４
１の各端面に接続される。スピンバルブ膜４１には引き
出し導電層４３からセンス電流が供給される。引き出し
導電層４３は例えばＣｕといった導電率の高い材料から
形成されればよい。
【００２４】図４から明らかなように、各引き出し導電
層４３は、ＡＢＳ２８で露出する前端から非磁性ギャッ
プ層３４の表面に沿って後方に広がる。各引き出し導電
層４３の後端には個別に端子パッド４４が連結される。
こういった端子パッド４４は引き出し導電層４３の表面
に沿って広がればよい。これらの端子パッド４４は、浮
上ヘッドスライダ１９が弾性サスペンション１８に固定
される際に、例えばＡｕボール（図示せず）などを通じ
て弾性サスペンション１８側の端子パッド（図示せず）
に接続される。
【００２５】図５は本発明の第１実施形態に係るスピン
バルブ膜４１を示す。このスピンバルブ膜４１はいわゆ
る順積層構造に構成される。すなわち、スピンバルブ膜
４１は、非磁性ギャップ層３４の表面に積層される下地
層４５を備える。この下地層４５は例えばＴａ層で構成
されればよい。
【００２６】この下地層４５の表面には自由側強磁性層
（ｆｒｅｅ ｌａｙｅｒ）４７が重ね合わせられる。こ
の自由側強磁性層４７は、下地層４５の表面に積層され
るニッケル鉄合金層（ＮｉＦｅ層）４７ａと、ＮｉＦｅ
層４７ａの表面に積層されるＣｏＦｅＢ強磁性層４７ｂ
とを備える。ＮｉＦｅ層４７ａでは、面心立方格子（ｆ
ｃｃ）結晶だけでなく体心立方格子（ｂｃｃ）結晶が形
成される。体心立方格子結晶は面心立方格子結晶よりも
少ない割合でＮｉＦｅ層４７ａに含まれる。体心立方格
子結晶の重量比が面心立方結晶のそれを上回らない限
り、ＮｉＦｅ層４７ａには確実に軟磁性が確立される。
ＮｉＦｅ層４７ａは少なくとも１６０ｎｍ程度の膜厚を
備えればよい。ＣｏＦｅＢ強磁性層４７ｂでは軟磁性が
確立される。
【００２７】自由側強磁性層４７の表面には非磁性中間
層４８が積層される。非磁性中間層４８は例えばＣｕと
いった導電金属材料から形成されればよい。非磁性中間
層４８の表面には固定側強磁性層（ｐｉｎｎｅｄ ｌａ
ｙｅｒ）４９が重ね合わせられる。この固定側強磁性層
４９は例えば２層構造のＣｏＦｅＢ層４９ａ、４９ｂを
備えればよい。このとき、ＣｏＦｅＢ層４９ａ、４９ｂ
同士の間には例えばＲｕ層といった結合層４９ｃが挟み
込まれる。こういった固定側強磁性層４９では軟磁性は
確立される。ただし、固定側強磁性層４９にはその他の
材料が用いられてもよい。
【００２８】固定側強磁性層４９の表面には磁化方向拘
束層（ｐｉｎｎｉｎｇ ｌａｙｅｒ）５１が重ね合わせ
られる。この磁化方向拘束層４６は、例えばＰｄＰｔＭ
ｎやＦｅＭｎといった反強磁性合金材料から形成されて
もよく、任意の硬磁性材料から形成されてもよい。この
磁化方向拘束層５１の働きに応じて固定側強磁性層４９
の磁化方向は固定される。磁化方向拘束層５１の表面は
保護層５２で覆われてもよい。保護層５２は、Ｃｕ層５
２ａと、このＣｕ層５２ａ上に形成されるキャップ層す
なわちＴａ層５２ｂとを備えればよい。
【００２９】磁気情報の読み出しにあたってＭＲ読み取
り素子３１が磁気ディスク１３の表面に向き合わせられ
ると、スピンバルブ膜４１では、周知の通り、磁気ディ
スク１３から作用する磁界の向きに応じて自由側強磁性
層４７の磁化方向は回転する。こうして自由側強磁性層
４７の磁化方向が回転すると、スピンバルブ膜４１の電
気抵抗は大きく変化する。したがって、引き出し導電層
４３からスピンバルブ膜４１にセンス電流が供給される
と、電気抵抗の変化に応じて、端子パッド４４から取り
出される電気信号のレベルは変化する。このレベルの変
化に応じて２値情報は読み取られることができる。
【００３０】このとき、以上のようなスピンバルブ膜４
１では、前述のＮｉＦｅ層４７ａの働きで電気抵抗値は
低減される。したがって、スピンバルブ膜４１の微細化
が進んでも、スピンバルブ膜４１では温度上昇は十分に
回避されることができる。たとえ比較的に大きな電流値
でセンス電流が供給されても、スピンバルブ膜４１では
特性の劣化や破壊は極力回避されることができる。セン
ス電流の電流値が高く設定されれば、端子パッド４４か
ら取り出される電圧変化の振幅すなわち電圧変化量は増
大する。磁気情報は常に正確に磁気ディスク１３から読
み出されることができる。
【００３１】本発明者は前述のスピンバルブ膜４１の特
性を検証した。この検証にあたって発明者は、真空空間
内で任意のウェハー上に所定の膜厚で順番にＴａ層、Ｎ
ｉＦｅ層４７ａ、ＣｏＦｅＢ層４７ｂ、Ｃｕ層、ＣｏＦ
ｅＢ層、Ｒｕ層、ＣｏＦｅＢ層、ＰｄＰｔＭｎ層、Ｃｕ
層およびＴａ層を堆積させた。堆積にあたってスパッタ
リングが用いられた。ＮｉＦｅ層４７ａの積層にあたっ
てスパッタリングのターゲットにはＮｉ50Ｆｅ50（重量
％）の合金塊が用いられた。すなわち、ＮｉＦｅ層４７
ａでニッケルおよび鉄の重量比は約１対１．０８に設定
された。Ｎｉ48Ｆｅ52層は形成された。堆積後、ＰｄＰ
ｔＭｎ層は熱処理に基づき規則化された。こうしてスピ
ンバルブ膜４１の一具体例は作成された。作成されたス
ピンバルブ膜４１の電気抵抗値（いわゆるシート抵抗）
ρ／ｔ［Ω］、磁気抵抗効果（ＭＲ）比［％］、磁気結
合磁界（いわゆるピン止め磁界）Ｈｕａ［ｋＡ／ｍ］お
よび磁気結合磁界Ｈｉｎ［Ａ／ｍ］は測定された。
【００３２】本発明者は比較例に係るスピンバルブ膜を
用意した。この比較例では、前述と同様にスピンバルブ
膜は積層形成された。ただし、ＮｉＦｅ層の積層にあた
ってスパッタリングのターゲットにはＮｉ77Ｆｅ23（重
量％）の合金塊が用いられた。この比較例ではＮｉＦｅ
層でニッケルおよび鉄の重量比は３対１に設定された。
すなわち、比較例に係るスピンバルブ膜ではＮｉ75Ｆｅ
25層が形成された。比較例に係るスピンバルブ膜で、同
様に、電気抵抗値ρ／ｔ［Ω］、ＭＲ比［％］、磁気結
合磁界Ｈｕａ［ｋＡ／ｍ］および磁気結合磁界Ｈｉｎ
［Ａ／ｍ］が測定された。
【００３３】
【表１】
【００３４】［表１］から明らかなように、本発明の具
体例に係るスピンバルブ膜４１では、比較例に係るスピ
ンバルブ膜に比べて電気抵抗値ρ／ｔは低減された。し
かも、具体例に係るスピンバルブ膜４１では、比較例に
係るスピンバルブ膜に比べてＭＲ比は相当程度に改善し
た。同様に、具体例に係るスピンバルブ膜４１では、比
較例に係るスピンバルブ膜に比べて良好な磁気結合磁界
Ｈｕａが確立された。反強磁性層との間で十分な磁気結
合が確立されることが確認された。磁気結合磁界Ｈｉｎ
は大幅に低減された。
【００３５】なお、以上のようなスピンバルブ膜４１で
は、５０原子％未満の割合で、例えばＩｒ、Ｒｕおよび
Ｃｒといった金属原子がＦｅＮｉ層４７ａにさらに添加
されてもよい。こういった金属原子の添加にも拘わら
ず、スピンバルブ膜４１では、電気抵抗値ρ／ｔの低減
やＭＲ比の改善は確認された。
【００３６】図６は本発明の第２実施形態に係るスピン
バルブ膜４１ａを示す。このスピンバルブ膜４１ａはい
わゆる逆積層構造に構成される。すなわち、スピンバル
ブ膜４１ａは、非磁性ギャップ層３４の表面に積層され
る下地層５５を備える。この下地層５５は、Ｔａ層５５
ａと、このＴａ層５５ａの表面に積層されるニッケル鉄
合金層（ＮｉＦｅ層）５５ｂとで構成されればよい。こ
のＮｉＦｅ層５５ｂでは、前述と同様に、面心立方格子
（ｆｃｃ）結晶だけでなく体心立方格子（ｂｃｃ）結晶
が形成される。体心立方格子結晶は面心立方格子結晶よ
りも少ない割合でＮｉＦｅ層５５ｂに含まれる。体心立
方格子結晶の重量比が面心立方結晶のそれを上回らない
限り、ＮｉＦｅ層５５ｂには確実に軟磁性が確立され
る。ＮｉＦｅ層５５ｂは少なくとも１６０ｎｍ程度の膜
厚を備えればよい。
【００３７】下地層５５の表面には磁化方向拘束層５６
が積層される。この磁化方向拘束層５６は、例えばＰｄ
ＰｔＭｎやＦｅＭｎといった反強磁性合金材料から形成
されてもよく、任意の硬磁性材料から形成されてもよ
い。磁化方向拘束層５６の表面には固定側強磁性層５７
が積層される。固定側強磁性層５７は例えばＣｏＦｅＢ
といった強磁性材料から形成されればよい。磁化方向拘
束層５６の働きに応じて固定側強磁性層５７の磁化方向
は固定される。
【００３８】固定側強磁性層５７の表面には非磁性中間
層５８が積層される。非磁性中間層５８は例えばＣｕと
いった導電金属材料から形成されればよい。非磁性中間
層５８の表面には自由側強磁性層５９が積層される。自
由側強磁性層５９は、非磁性中間層５８の表面に広がる
ＣｏＦｅＢ層５９ａと、このＣｏＦｅＢ層５９ａの表面
に広がるＮｉＦｅ層５９ｂとで構成されればよい。Ｎｉ
Ｆｅ層５９ｂでは、前述と同様に、面心立方格子結晶よ
りも少ない割合で体心立方格子結晶が形成されてもよ
い。自由側強磁性層５９の表面は保護層６１で覆われて
もよい。保護層６１は、Ｃｕ層６１ａと、このＣｕ層６
１ａ上に形成されるキャップ層すなわちＴａ層６１ｂと
を備えればよい。
【００３９】本発明者はスピンバルブ膜４１ａの特性を
検証した。この検証にあたって発明者は、真空空間内で
任意のウェハー上に所定の膜厚で順番にＴａ層、ＮｉＦ
ｅ層５５ｂ、ＰｄＰｔＭｎ層、ＣｏＦｅＢ層、Ｃｕ層、
ＣｏＦｅＢ層、ＮｉＦｅ層、Ｃｕ層およびＴａ層を堆積
させた。堆積にあたってスパッタリングが用いられた。
堆積後、ＰｄＰｔＭｎ層は熱処理に基づき規則化され
た。こうして作成されたスピンバルブ膜４１ａの電気抵
抗値（いわゆるシート抵抗）ρ／ｔ［Ω］および磁気抵
抗効果（ＭＲ）比［％］は測定された。この検証では、
複数の具体例が個別に用意された。個々の具体例ごとに
ニッケルに対する鉄の重量比は個別に設定された。
【００４０】図７から明らかなように、鉄の重量比がニ
ッケルの重量に対して概ね０．３〜１．１５倍であれ
ば、スピンバルブ膜４１ａの電気抵抗値は減少すること
が確認された。このとき、スピンバルブ膜４１ａのＭＲ
比は改善されることが確認された。同時に、本発明者
は、ニッケル鉄合金の相図に照らして図７の結果を再検
討した。その結果、電気抵抗値の低減およびＭＲ比の改
善は、ニッケル鉄合金中に生成される体心立方格子結晶
の割合に依存することが確認された。図８から明らかな
ように、ニッケル鉄合金では、例えば鉄の原子比が２９
原子％（重量比０．３９重量％）を越えると体心立方格
子結晶（ｂｃｃ）が存在し始める。鉄の重量比の増大に
伴ってニッケル鉄合金中で体心立方格子結晶の割合は増
大していく。（γＦｅ，Ｎｉ）のキュリー温度Ｔｃから
明らかなように、鉄の原子比が５７原子％（重量比１．
２６重量％）を越えると、体心立方格子結晶がＦｅＮｉ
3 の面心立方格子結晶（ｆｃｃ）よりも支配的になる。
その結果、鉄の重量比が増大してもキュリー温度Ｔｃは
一定値を示す。図７および図８を比較すると明らかなよ
うに、鉄の原子比が２９〜５７原子％（重量比０．３９
〜１．２６重量％）の範囲で電気抵抗値の低減およびＭ
Ｒ比の改善は実現されることが容易に想像される。特
に、鉄の原子比が５１〜５７原子％（重量比０．９９〜
１．２６重量％）の範囲で電気抵抗値の低減およびＭＲ
比の改善は実現されることが容易に想像される。
【００４１】（付記１） 面心立方格子結晶および体心
立方格子結晶を含むニッケル鉄合金で構成される軟磁性
層を備えることを特徴とする磁気抵抗効果膜。
【００４２】（付記２） 付記１に記載の磁気抵抗効果
膜において、前記体心立方格子結晶は、前記面心立方格
子結晶よりも少ない割合で軟磁性層に含まれることを特
徴とする磁気抵抗効果膜。
【００４３】（付記３） 付記１または２に記載の磁気
抵抗効果膜において、前記軟磁性層上には強磁性層が積
層されることを特徴とする磁気抵抗効果膜。
【００４４】（付記４） 付記３に記載の磁気抵抗効果
膜において、前記軟磁性層および強磁性層は自由側強磁
性層であることを特徴とする磁気抵抗効果膜。
【００４５】（付記５） 付記１または２に記載の磁気
抵抗効果膜において、前記軟磁性層には磁化方向拘束層
が積層されることを特徴とする磁気抵抗効果膜。
【００４６】（付記６） 付記５に記載の磁気抵抗効果
膜において、前記磁化方向拘束層は反強磁性層であるこ
とを特徴とする磁気抵抗効果膜。
【００４７】（付記７） 付記５または６に記載の磁気
抵抗効果膜において、前記磁化方向拘束層に重ね合わせ
られる固定側強磁性層と、固定側強磁性層に重ね合わせ
られる非磁性中間層と、非磁性中間層に重ね合わせられ
る自由側強磁性層とをさらに備え、自由側強磁性層は、
面心立方格子結晶および体心立方格子結晶を含むニッケ
ル鉄合金で構成されることを特徴とする磁気抵抗効果
膜。
【００４８】（付記８） 付記１〜７のいずれかに記載
の磁気抵抗効果膜において、前記ニッケル鉄合金には、
前記ニッケルおよび鉄以外の金属原子が含まれることを
特徴とする磁気抵抗効果膜。
【００４９】（付記９） ニッケルの重量に対して０．
３９〜１．２６倍の重量で鉄を含むニッケル鉄合金で構
成される軟磁性層を備えることを特徴とする磁気抵抗効
果膜。
【００５０】（付記１０） 付記９に記載の磁気抵抗効
果膜において、前記ニッケル鉄合金は、ニッケルの重量
に対して０．９９〜１．２６倍の重量で鉄を含むことを
特徴とする磁気抵抗効果膜。
【００５１】（付記１１） 付記９または１０に記載の
磁気抵抗効果膜において、前記軟磁性層上には強磁性層
が積層されることを特徴とする磁気抵抗効果膜。
【００５２】（付記１２） 付記１１に記載の磁気抵抗
効果膜において、前記軟磁性層および強磁性層は自由側
強磁性層であることを特徴とする磁気抵抗効果膜。
【００５３】（付記１３） 付記９または１０に記載の
磁気抵抗効果膜において、前記軟磁性層には磁化方向拘
束層が積層されることを特徴とする磁気抵抗効果膜。
【００５４】（付記１４） 付記１３に記載の磁気抵抗
効果膜において、前記磁化方向拘束層は反強磁性層であ
ることを特徴とする磁気抵抗効果膜。
【００５５】（付記１５） 付記１３または１４に記載
の磁気抵抗効果膜において、前記磁化方向拘束層に重ね
合わせられる固定側強磁性層と、固定側強磁性層に重ね
合わせられる非磁性中間層と、非磁性中間層に重ね合わ
せられる自由側強磁性層とをさらに備え、自由側強磁性
層は、面心立方格子結晶および体心立方格子結晶を含む
ニッケル鉄合金で構成されることを特徴とする磁気抵抗
効果膜。
【００５６】（付記１６） 付記９〜１５のいずれかに
記載の磁気抵抗効果膜において、前記ニッケル鉄合金に
は、前記ニッケルおよび鉄以外の金属原子が含まれるこ
とを特徴とする磁気抵抗効果膜。
【００５７】（付記１７） スライダ本体と、スライダ
本体上に形成される読み出しヘッドに組み込まれる磁気
抵抗効果膜とを備え、磁気抵抗効果膜には、面心立方格
子結晶および体心立方格子結晶を含むニッケル鉄合金で
構成される軟磁性層が含まれることを特徴とするヘッド
スライダ。
【００５８】（付記１８） 付記１７に記載のヘッドス
ライダにおいて、前記体心立方格子結晶は、前記面心立
方格子結晶よりも少ない割合で軟磁性層に含まれること
を特徴とするヘッドスライダ。
【００５９】（付記１９） 面心立方格子結晶および体
心立方格子結晶を含むニッケル鉄合金を備えることを特
徴とする軟磁性膜。
【００６０】（付記２０） 付記１９に記載の軟磁性膜
において、前記体心立方格子結晶は、前記面心立方格子
結晶よりも少ない割合で含まれることを特徴とする軟磁
性膜。
【００６１】（付記２１） 付記２０に記載の軟磁性膜
において、前記ニッケル鉄合金は、ニッケルの重量に対
して０．３９〜１．２６倍の重量で鉄を含むことを特徴
とする軟磁性膜。
【００６２】（付記２２） 付記２１に記載の軟磁性膜
において、前記ニッケル鉄合金は、ニッケルの重量に対
して０．９９〜１．２６倍の重量で鉄を含むことを特徴
とする軟磁性膜。
【００６３】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、磁気抵抗
効果膜では電気抵抗の低減は実現されることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）の内部構
造を概略的に示す平面図である。
【図２】 浮上ヘッドスライダの一具体例を示す拡大斜
視図である。
【図３】 浮上面で観察される読み出し書き込みヘッド
の様子を概略的に示す正面図である。
【図４】 磁気抵抗効果（ＭＲ）読み取り素子の拡大平
面図である。
【図５】 本発明の第１実施形態に係るスピンバルブ膜
の構造を概略的に示す拡大正面図である。
【図６】 本発明の第２実施形態に係るスピンバルブ膜
の構造を概略的に示す拡大正面図である。
【図７】 ニッケルの重量に対する鉄の重量比と、抵抗
値やＭＲ比との関係を示すグラフである。
【図８】 ニッケル鉄合金の相図である。
【符号の説明】
１９ ヘッドスライダ、２２ スライダ本体、３１ 読
み出しヘッドとしての磁気抵抗効果（ＭＲ）読み取り素
子、４１、４１ａ 磁気抵抗効果膜としてのスピンバル
ブ膜、４７ 自由側強磁性層、４７ａ、軟磁性層、４７
ｂ 強磁性層、５５ｂ 軟磁性層、５６ 磁化方向拘束
層としての反強磁性層、５７ 固定側強磁性層、５８
非磁性中間層、５９ 自由側強磁性層。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 面心立方格子結晶および体心立方格子結
    晶を含むニッケル鉄合金で構成される軟磁性層を備える
    ことを特徴とする磁気抵抗効果膜。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の磁気抵抗効果膜におい
    て、前記体心立方格子結晶は、前記面心立方格子結晶よ
    りも少ない割合で軟磁性層に含まれることを特徴とする
    磁気抵抗効果膜。
  3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の磁気抵抗効果
    膜において、前記軟磁性層上には強磁性層が積層される
    ことを特徴とする磁気抵抗効果膜。
  4. 【請求項４】 請求項１または２に記載の磁気抵抗効果
    膜において、前記軟磁性層には磁化方向拘束層が積層さ
    れることを特徴とする磁気抵抗効果膜。
  5. 【請求項５】 ニッケルの重量に対して０．３９〜１．
    ２６倍の重量で鉄を含むニッケル鉄合金で構成される軟
    磁性層を備えることを特徴とする磁気抵抗効果膜。
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