JP2003218428A - 磁気検出素子 - Google Patents
磁気検出素子Info
- Publication number
- JP2003218428A JP2003218428A JP2002015001A JP2002015001A JP2003218428A JP 2003218428 A JP2003218428 A JP 2003218428A JP 2002015001 A JP2002015001 A JP 2002015001A JP 2002015001 A JP2002015001 A JP 2002015001A JP 2003218428 A JP2003218428 A JP 2003218428A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- magnetic
- magnetic layer
- alloy
- ferromagnetic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y25/00—Nanomagnetism, e.g. magnetoimpedance, anisotropic magnetoresistance, giant magnetoresistance or tunneling magnetoresistance
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
- G01R33/06—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
- G01R33/09—Magnetoresistive devices
- G01R33/093—Magnetoresistive devices using multilayer structures, e.g. giant magnetoresistance sensors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
- G11B5/33—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
- G11B5/39—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
- G11B5/3903—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects using magnetic thin film layers or their effects, the films being part of integrated structures
- G11B5/3906—Details related to the use of magnetic thin film layers or to their effects
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F10/00—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
- H01F10/32—Spin-exchange-coupled multilayers, e.g. nanostructured superlattices
- H01F10/3213—Exchange coupling of magnetic semiconductor multilayers, e.g. MnSe/ZnSe superlattices
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F10/00—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
- H01F10/32—Spin-exchange-coupled multilayers, e.g. nanostructured superlattices
- 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
- H01F10/3272—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 by use of anti-parallel coupled [APC] ferromagnetic layers, e.g. artificial ferrimagnets [AFI], artificial [AAF] or synthetic [SAF] anti-ferromagnets
- H01F10/3277—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 by use of anti-parallel coupled [APC] ferromagnetic layers, e.g. artificial ferrimagnets [AFI], artificial [AAF] or synthetic [SAF] anti-ferromagnets by use of artificial ferrimagnets [AFI] only
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F10/00—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
- H01F10/32—Spin-exchange-coupled multilayers, e.g. nanostructured superlattices
- 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
- H01F10/3295—Spin-exchange coupled multilayers wherein the magnetic pinned or free layers are laminated without anti-parallel coupling within the pinned and free layers
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N50/00—Galvanomagnetic devices
- H10N50/10—Magnetoresistive devices
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
- G11B5/33—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
- G11B5/39—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
- G11B2005/3996—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects large or giant magnetoresistive effects [GMR], e.g. as generated in spin-valve [SV] devices
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＣＰＰ型磁気検出素子において、固定磁性層
及び／またはフリー磁性層の材質および膜構造を改良す
ることで、抵抗変化量（ΔＲ）及び抵抗変化率（ΔＲ／
Ｒ）の向上を図ることが可能な磁気検出素子を提供する
ことを目的としている。 【解決手段】 固定磁性層２０及びフリー磁性層２６に
は、強磁性且つハーフメタル的な合金層で形成された磁
性層１７、２２が形成されている。前記ハーフメタル的
な性質を有する合金層からなる磁性層１７、２２は、従
来のＣｏＦｅ合金などに比べてβ値が大きく、また比抵
抗値ρも大きいから、従来よりも抵抗変化量ΔＲを大き
くすることができ、抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）の向上を適
切に図ることが可能になる。
及び／またはフリー磁性層の材質および膜構造を改良す
ることで、抵抗変化量（ΔＲ）及び抵抗変化率（ΔＲ／
Ｒ）の向上を図ることが可能な磁気検出素子を提供する
ことを目的としている。 【解決手段】 固定磁性層２０及びフリー磁性層２６に
は、強磁性且つハーフメタル的な合金層で形成された磁
性層１７、２２が形成されている。前記ハーフメタル的
な性質を有する合金層からなる磁性層１７、２２は、従
来のＣｏＦｅ合金などに比べてβ値が大きく、また比抵
抗値ρも大きいから、従来よりも抵抗変化量ΔＲを大き
くすることができ、抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）の向上を適
切に図ることが可能になる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＰＰ（current
perpendicular to the plane）型の磁気検出素子に
係り、特に抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）の向上を効果的に図
ることが可能な磁気検出素子に関する。
perpendicular to the plane）型の磁気検出素子に
係り、特に抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）の向上を効果的に図
ることが可能な磁気検出素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】図８は従来における磁気検出素子の構造
を記録媒体との対向面側から見た部分断面図である。
を記録媒体との対向面側から見た部分断面図である。
【０００３】符号１は、下部電極であり、前記下部電極
１の上にＰｔＭｎなどの反強磁性層２が形成されてい
る。さらに前記反強磁性層２の上にはＣｏＦｅなどで形
成された固定磁性層３が形成され、前記固定磁性層３の
上にはＣｕなどで形成された非磁性材料層４が形成さ
れ、さらに前記非磁性材料層４の上にはＮｉＦｅなどで
形成されたフリー磁性層５が形成されている。図８に示
すように前記フリー磁性層５の上には上部電極６が形成
されている。
１の上にＰｔＭｎなどの反強磁性層２が形成されてい
る。さらに前記反強磁性層２の上にはＣｏＦｅなどで形
成された固定磁性層３が形成され、前記固定磁性層３の
上にはＣｕなどで形成された非磁性材料層４が形成さ
れ、さらに前記非磁性材料層４の上にはＮｉＦｅなどで
形成されたフリー磁性層５が形成されている。図８に示
すように前記フリー磁性層５の上には上部電極６が形成
されている。
【０００４】図８に示すように、前記固定磁性層３の磁
化は、前記反強磁性層２との交換異方性磁界によって図
示Ｙ方向に固定される。
化は、前記反強磁性層２との交換異方性磁界によって図
示Ｙ方向に固定される。
【０００５】また前記フリー磁性層５の磁化は、前記フ
リー磁性層５のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の両側に
形成された図示しないハードバイアス層からの縦バイア
ス磁界によって図示Ｘ方向に揃えられる。
リー磁性層５のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の両側に
形成された図示しないハードバイアス層からの縦バイア
ス磁界によって図示Ｘ方向に揃えられる。
【０００６】図８に示す磁気検出素子は、電極１、６か
ら流れる電流が、反強磁性層２からフリー磁性層５まで
の多層膜を膜厚方向（図示Ｙ方向）に流れるＣＰＰ（cu
rrent perpendicular to the plane）型と呼ばれる
磁気検出素子である。
ら流れる電流が、反強磁性層２からフリー磁性層５まで
の多層膜を膜厚方向（図示Ｙ方向）に流れるＣＰＰ（cu
rrent perpendicular to the plane）型と呼ばれる
磁気検出素子である。
【０００７】ＣＰＰ型の磁気検出素子は、電極から流れ
る電流が、反強磁性層２からフリー磁性層５までの多層
膜を膜面と平行な方向（図示Ｘ方向）に流れるＣＩＰ
（current in the plane）型の磁気検出素子に比べ
て、素子サイズの狭小化によって再生出力を大きくで
き、ＣＰＰ型は、今後の高記録密度化に伴う素子サイズ
の狭小化に適切に対応できるものと期待された。
る電流が、反強磁性層２からフリー磁性層５までの多層
膜を膜面と平行な方向（図示Ｘ方向）に流れるＣＩＰ
（current in the plane）型の磁気検出素子に比べ
て、素子サイズの狭小化によって再生出力を大きくで
き、ＣＰＰ型は、今後の高記録密度化に伴う素子サイズ
の狭小化に適切に対応できるものと期待された。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで今後の高記録
密度化に向けたＣＰＰ型磁気検出素子の実用化の一つの
課題として、抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）の向上がある。抵
抗変化率の向上を図るには、抵抗変化量（ΔＲ）を向上
させなければならない。
密度化に向けたＣＰＰ型磁気検出素子の実用化の一つの
課題として、抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）の向上がある。抵
抗変化率の向上を図るには、抵抗変化量（ΔＲ）を向上
させなければならない。
【０００９】前記抵抗変化量（ΔＲ）は、[β2／（１−
β2）]・ρF・ｔFに比例することがわかっている。ここ
でβは、強磁性層（固定磁性層３及びフリー磁性層５）
の材質によって決定される値であり、ρ↓／ρ↑＝（１
＋β）／（１−β）[ここでρ↓は、伝導電子のうちダ
ウンスピンの伝導電子に対する比抵抗値であり、ρ↑
は、伝導電子のうちアップスピンの伝導電子に対する比
抵抗値である]なる関係式が成り立っている。
β2）]・ρF・ｔFに比例することがわかっている。ここ
でβは、強磁性層（固定磁性層３及びフリー磁性層５）
の材質によって決定される値であり、ρ↓／ρ↑＝（１
＋β）／（１−β）[ここでρ↓は、伝導電子のうちダ
ウンスピンの伝導電子に対する比抵抗値であり、ρ↑
は、伝導電子のうちアップスピンの伝導電子に対する比
抵抗値である]なる関係式が成り立っている。
【００１０】またρFは強磁性層の比抵抗値（ダウンス
ピン及びアップスピンの伝導電子に対する比抵抗値の平
均値）であり、ｔは強磁性層の膜厚である。
ピン及びアップスピンの伝導電子に対する比抵抗値の平
均値）であり、ｔは強磁性層の膜厚である。
【００１１】従来、強磁性層としてはＣｏＦｅ合金など
が使用されていた。前記ＣｏＦｅ合金は、前記β値が概
ね０．５であり、また比抵抗値ρFは、概ね１６μΩ・
ｃｍであった。
が使用されていた。前記ＣｏＦｅ合金は、前記β値が概
ね０．５であり、また比抵抗値ρFは、概ね１６μΩ・
ｃｍであった。
【００１２】また「How predictable is the curre
nt perpendicular to plane magnetoresistance?(in
vited)」（J.Appl.Phys.79(8),15 April 1996）の表
１には、Ｃｏのβ値が０．３８〜０．５４、Ｎｉ８４Ｆ
ｅ１６のβ値が０．３４〜０．６６であることが記載さ
れている。
nt perpendicular to plane magnetoresistance?(in
vited)」（J.Appl.Phys.79(8),15 April 1996）の表
１には、Ｃｏのβ値が０．３８〜０．５４、Ｎｉ８４Ｆ
ｅ１６のβ値が０．３４〜０．６６であることが記載さ
れている。
【００１３】また「Andreev reflection:A new mean
s to determine the spin polarization of ferr
omagnetic materials」(1999 American Institute o
f Physics)のグラフ４には、ＮｉＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ及
びＦｅの分極率Ｐが概ね０．３３〜０．４５であること
が開示されている。なおここで「分極率Ｐ」は、上記し
たβ値と相関があり、分極率Ｐが大きいとβ値（絶対
値）も大きくなることがわかっている。
s to determine the spin polarization of ferr
omagnetic materials」(1999 American Institute o
f Physics)のグラフ４には、ＮｉＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ及
びＦｅの分極率Ｐが概ね０．３３〜０．４５であること
が開示されている。なおここで「分極率Ｐ」は、上記し
たβ値と相関があり、分極率Ｐが大きいとβ値（絶対
値）も大きくなることがわかっている。
【００１４】しかしながらＣｏＦｅ合金、Ｃｏ、Ｎｉ84
Ｆｅ16、ＮｉＦｅ、Ｎｉ及びＦｅなどの磁性材料では、
前記β値や分極率Ｐなどが十分に大きな値ではなく、今
後の高記録密度化に適切に対応するには、さらに抵抗変
化量（ΔＲ）を大きくして、抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）の
向上を図ることが期待された。
Ｆｅ16、ＮｉＦｅ、Ｎｉ及びＦｅなどの磁性材料では、
前記β値や分極率Ｐなどが十分に大きな値ではなく、今
後の高記録密度化に適切に対応するには、さらに抵抗変
化量（ΔＲ）を大きくして、抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）の
向上を図ることが期待された。
【００１５】そこで本発明は上記従来の課題を解決する
ためのものであり、特に磁性層の材質および膜構造を改
良することで、抵抗変化量（ΔＲ）及び抵抗変化率（Δ
Ｒ／Ｒ）の向上を図ることが可能な磁気検出素子を提供
することを目的としている。
ためのものであり、特に磁性層の材質および膜構造を改
良することで、抵抗変化量（ΔＲ）及び抵抗変化率（Δ
Ｒ／Ｒ）の向上を図ることが可能な磁気検出素子を提供
することを目的としている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明は、反強磁性層、
固定磁性層、非磁性材料層及びフリー磁性層を有する多
層膜が設けられ、前記多層膜の各層の膜面と垂直方向に
電流が流れる磁気検出素子において、前記固定磁性層及
びフリー磁性層の少なくとも一方は、強磁性且つハーフ
メタル的な合金層を有して形成されていることを特徴と
するものである。
固定磁性層、非磁性材料層及びフリー磁性層を有する多
層膜が設けられ、前記多層膜の各層の膜面と垂直方向に
電流が流れる磁気検出素子において、前記固定磁性層及
びフリー磁性層の少なくとも一方は、強磁性且つハーフ
メタル的な合金層を有して形成されていることを特徴と
するものである。
【００１７】本発明はＣＰＰ型の磁気検出素子であり、
センス電流は、前記多層膜の各層の膜面と垂直方向に流
れる。
センス電流は、前記多層膜の各層の膜面と垂直方向に流
れる。
【００１８】本発明では、前記固定磁性層及びフリー磁
性層の少なくとも一方は、強磁性且つハーフメタル的な
合金層を有して形成されていることに特徴がある。「ハ
ーフメタル（Half-metal）的」とは、強磁性体や反強磁
性体において、片方のスピンの伝導電子が金属的な振る
舞いをし、他方のスピンの伝導電子が絶縁体的な振る舞
いをすることをいう。
性層の少なくとも一方は、強磁性且つハーフメタル的な
合金層を有して形成されていることに特徴がある。「ハ
ーフメタル（Half-metal）的」とは、強磁性体や反強磁
性体において、片方のスピンの伝導電子が金属的な振る
舞いをし、他方のスピンの伝導電子が絶縁体的な振る舞
いをすることをいう。
【００１９】従来、強磁性層に使用されていたＣｏＦｅ
合金などの磁性材料は、金属的な性質を有していたが、
ハーフメタル的な性質を有する合金層は、前記ＣｏＦｅ
合金などに比べてβ値あるいは分極率Ｐが大きく（具体
的にはβ値（絶対値）は０．７以上または分極率Ｐ（絶
対値）は０．５以上）、また比抵抗値ρも大きいことか
ら、前記固定磁性層及び／またはフリー磁性層に前記強
磁性且つハーフメタル的な合金層を含むことで、従来よ
りも抵抗変化量ΔＲを大きくすることができ、抵抗変化
率（ΔＲ／Ｒ）の向上を適切に図ることが可能になる。
合金などの磁性材料は、金属的な性質を有していたが、
ハーフメタル的な性質を有する合金層は、前記ＣｏＦｅ
合金などに比べてβ値あるいは分極率Ｐが大きく（具体
的にはβ値（絶対値）は０．７以上または分極率Ｐ（絶
対値）は０．５以上）、また比抵抗値ρも大きいことか
ら、前記固定磁性層及び／またはフリー磁性層に前記強
磁性且つハーフメタル的な合金層を含むことで、従来よ
りも抵抗変化量ΔＲを大きくすることができ、抵抗変化
率（ΔＲ／Ｒ）の向上を適切に図ることが可能になる。
【００２０】前記β値が大きくなることにより抵抗変化
量（ΔＲ）が大きくなる理由（メカニズム）は、前記β
値が大きくなると、片方のスピンの伝導電子に対する比
抵抗値（ρ↓）が大きくなり、逆に他方のスピンの伝導
電子に対する比抵抗値（ρ↑）は小さくなり、これはす
なわち前記片方のスピンの伝導電子が強磁性層内を流れ
にくくなりあるいはシャットアウトされて前記ダウンス
ピンの伝導電子の平均自由行程が短くなる（絶縁的な挙
動を示す）一方、他方のスピンの伝導電子が強磁性層内
を流れやすくなり他方のスピンの伝導電子の平均自由行
程が延びる（金属的な挙動を示す）ことでアップスピン
の伝導電子とダウンスピンの伝導電子との平均自由行程
差が大きくなったからであると考えられる。
量（ΔＲ）が大きくなる理由（メカニズム）は、前記β
値が大きくなると、片方のスピンの伝導電子に対する比
抵抗値（ρ↓）が大きくなり、逆に他方のスピンの伝導
電子に対する比抵抗値（ρ↑）は小さくなり、これはす
なわち前記片方のスピンの伝導電子が強磁性層内を流れ
にくくなりあるいはシャットアウトされて前記ダウンス
ピンの伝導電子の平均自由行程が短くなる（絶縁的な挙
動を示す）一方、他方のスピンの伝導電子が強磁性層内
を流れやすくなり他方のスピンの伝導電子の平均自由行
程が延びる（金属的な挙動を示す）ことでアップスピン
の伝導電子とダウンスピンの伝導電子との平均自由行程
差が大きくなったからであると考えられる。
【００２１】また前記分極率Ｐが大きくなることにより
抵抗変化量（ΔＲ）が大きくなる理由（メカニズム）
は、前記分極率Ｐが大きくなると、片方のスピンはフェ
ルミエネルギー近傍の状態密度が高く（＝個数が多く）
なり、一方、他方のスピンはフェルミエネルギー近傍の
状態密度が低く（＝個数が少なく）なり、これによって
前記アップスピンの伝導電子とダウンスピンの伝導電子
の平均自由行程差が大きくなって、抵抗変化量（ΔＲ）
が大きくなったからであると考えられる。
抵抗変化量（ΔＲ）が大きくなる理由（メカニズム）
は、前記分極率Ｐが大きくなると、片方のスピンはフェ
ルミエネルギー近傍の状態密度が高く（＝個数が多く）
なり、一方、他方のスピンはフェルミエネルギー近傍の
状態密度が低く（＝個数が少なく）なり、これによって
前記アップスピンの伝導電子とダウンスピンの伝導電子
の平均自由行程差が大きくなって、抵抗変化量（ΔＲ）
が大きくなったからであると考えられる。
【００２２】このような作用はスピン偏極性と呼ばれ、
前記スピン偏極性の大きさは、フリー磁性層２６と固定
磁性層２０との相対的な磁化方向の関係で変化する。
前記スピン偏極性の大きさは、フリー磁性層２６と固定
磁性層２０との相対的な磁化方向の関係で変化する。
【００２３】また本発明では、前記合金層は、組成式が
Ｘ2ＹＺ（ただしＸは、周期表のＩＩＩＡ族からＩＩＢ
族までのうちから選択された一元素、ＹはＭｎ、Ｚは、
Ａｌ、Ｓｉ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｓ
ｂのうちから選択された１種または２種以上の元素）で
表されるホイスラー合金で形成されることが好ましい。
具体的には、前記ホイスラー合金は、Ｃｏ2ＭｎＺ（Ｚ
は、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｓｎのうちから選択され
た１種または２種以上の元素）であることが好ましい。
Ｘ2ＹＺ（ただしＸは、周期表のＩＩＩＡ族からＩＩＢ
族までのうちから選択された一元素、ＹはＭｎ、Ｚは、
Ａｌ、Ｓｉ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｓ
ｂのうちから選択された１種または２種以上の元素）で
表されるホイスラー合金で形成されることが好ましい。
具体的には、前記ホイスラー合金は、Ｃｏ2ＭｎＺ（Ｚ
は、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｓｎのうちから選択され
た１種または２種以上の元素）であることが好ましい。
【００２４】または本発明では、前記合金層は、組成式
がＸＹＺ（ただしＸは、周期表のＩＩＩＡ族からＩＩＢ
族までのうちから選択された一元素、ＹはＭｎ、Ｚは、
Ａｌ、Ｓｉ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｓ
ｂのうちから選択された１種または２種以上の元素）で
表されるホイスラー合金で形成されることが好ましい。
具体的には、前記ホイスラー合金は、ＮｉＭｎＳｂ、Ｐ
ｔＭｎＳｂ、ＰｄＭｎＳｂ、ＰｔＭｎＳｎであることが
好ましい。
がＸＹＺ（ただしＸは、周期表のＩＩＩＡ族からＩＩＢ
族までのうちから選択された一元素、ＹはＭｎ、Ｚは、
Ａｌ、Ｓｉ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｓ
ｂのうちから選択された１種または２種以上の元素）で
表されるホイスラー合金で形成されることが好ましい。
具体的には、前記ホイスラー合金は、ＮｉＭｎＳｂ、Ｐ
ｔＭｎＳｂ、ＰｄＭｎＳｂ、ＰｔＭｎＳｎであることが
好ましい。
【００２５】また本発明では、前記合金層は、Ｌａ0.7
Ｓｒ0.3ＭｎＯ3、ＣｒＯ2、あるいはＦ3Ｏ4で形成され
てもよい。
Ｓｒ0.3ＭｎＯ3、ＣｒＯ2、あるいはＦ3Ｏ4で形成され
てもよい。
【００２６】本発明では、前記固定磁性層及び／または
フリー磁性層は２層以上の磁性層の積層構造からなり、
それら磁性層のうち、前記非磁性材料層と接する磁性層
に前記強磁性且つハーフメタル的な合金層が形成される
ことが好ましい。前記非磁性材料層と接する磁性層が最
も抵抗変化率に寄与する部分であるから、この部分に強
磁性且つハーフメタル的な合金層を形成することで、抵
抗変化量（ΔＲ）及び抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）の向上を
図ることが可能になると考えられる。
フリー磁性層は２層以上の磁性層の積層構造からなり、
それら磁性層のうち、前記非磁性材料層と接する磁性層
に前記強磁性且つハーフメタル的な合金層が形成される
ことが好ましい。前記非磁性材料層と接する磁性層が最
も抵抗変化率に寄与する部分であるから、この部分に強
磁性且つハーフメタル的な合金層を形成することで、抵
抗変化量（ΔＲ）及び抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）の向上を
図ることが可能になると考えられる。
【００２７】また本発明では、前記固定磁性層及び／ま
たはフリー磁性層は２層以上の磁性層の積層構造からな
り、それら磁性層のうち、前記非磁性材料層と接する磁
性層以外の磁性層に前記強磁性且つハーフメタル的な合
金層が形成されることが好ましい。上記したように非磁
性材料層と接する磁性層に強磁性且つハーフメタル的な
合金層を設けることで、抵抗変化量（ΔＲ）及び抵抗変
化率（ΔＲ／Ｒ）の向上を図ることができると考えられ
るが、しかし前記合金層がＭｎを多量に含む組成の場合
には、非磁性材料層とこのＭｎとが拡散しやすく、拡散
したＭｎはアップスピンの伝導電子のスピン拡散距離や
平均自由行程を短くしてしまい、逆に抵抗変化量（Δ
Ｒ）及び抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を低下させる虞がある
ものと考えられる。従って強磁性且つハーフメタル的な
合金層がＭｎを多量に含む組成である場合には、前記合
金層を非磁性材料層から離した位置に形成することが抵
抗変化量（ΔＲ）及び抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）の向上を
図る上で好ましいものと思われる。
たはフリー磁性層は２層以上の磁性層の積層構造からな
り、それら磁性層のうち、前記非磁性材料層と接する磁
性層以外の磁性層に前記強磁性且つハーフメタル的な合
金層が形成されることが好ましい。上記したように非磁
性材料層と接する磁性層に強磁性且つハーフメタル的な
合金層を設けることで、抵抗変化量（ΔＲ）及び抵抗変
化率（ΔＲ／Ｒ）の向上を図ることができると考えられ
るが、しかし前記合金層がＭｎを多量に含む組成の場合
には、非磁性材料層とこのＭｎとが拡散しやすく、拡散
したＭｎはアップスピンの伝導電子のスピン拡散距離や
平均自由行程を短くしてしまい、逆に抵抗変化量（Δ
Ｒ）及び抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を低下させる虞がある
ものと考えられる。従って強磁性且つハーフメタル的な
合金層がＭｎを多量に含む組成である場合には、前記合
金層を非磁性材料層から離した位置に形成することが抵
抗変化量（ΔＲ）及び抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）の向上を
図る上で好ましいものと思われる。
【００２８】また本発明では、前記強磁性且つハーフメ
タル的な合金層が形成された磁性層以外の磁性層はＣｏ
Ｆｅ合金、ＣｏＦｅＮｉ合金、ＮｉＦｅ合金あるいはＣ
ｏのいずれかの磁性材料で形成されることが好ましい。
タル的な合金層が形成された磁性層以外の磁性層はＣｏ
Ｆｅ合金、ＣｏＦｅＮｉ合金、ＮｉＦｅ合金あるいはＣ
ｏのいずれかの磁性材料で形成されることが好ましい。
【００２９】また本発明では、前記固定磁性層及び／ま
たはフリー磁性層は磁性層の３層構造からなり、それら
３層のうち、真ん中の磁性層に強磁性且つハーフメタル
的な合金層が形成されることが好ましい。このように前
記非磁性材料層と前記合金層とを離すことで、上記した
ように非磁性材料層との間での拡散を防止し伝導電子の
スピン拡散距離や平均自由行程を長く延ばすことができ
ること、および前記合金層を反強磁性層からも離すこと
で前記固定磁性層と反強磁性層間で発生する交換結合磁
界を大きなものにできるなどの効果を期待することがで
きる。
たはフリー磁性層は磁性層の３層構造からなり、それら
３層のうち、真ん中の磁性層に強磁性且つハーフメタル
的な合金層が形成されることが好ましい。このように前
記非磁性材料層と前記合金層とを離すことで、上記した
ように非磁性材料層との間での拡散を防止し伝導電子の
スピン拡散距離や平均自由行程を長く延ばすことができ
ること、および前記合金層を反強磁性層からも離すこと
で前記固定磁性層と反強磁性層間で発生する交換結合磁
界を大きなものにできるなどの効果を期待することがで
きる。
【００３０】なお本発明では、かかる場合、前記真ん中
の磁性層以外の磁性層はＣｏＦｅ合金、ＣｏＦｅＮｉ合
金、ＮｉＦｅ合金あるいはＣｏのいずれかの磁性材料で
形成されることが好ましい。
の磁性層以外の磁性層はＣｏＦｅ合金、ＣｏＦｅＮｉ合
金、ＮｉＦｅ合金あるいはＣｏのいずれかの磁性材料で
形成されることが好ましい。
【００３１】また本発明では、前記固定磁性層及び／ま
たはフリー磁性層は、第１磁性層と第２磁性層間に非磁
性中間層が介在する積層フェリ構造であり、少なくとも
前記磁性層のうち非磁性材料層と接する側の第１磁性層
が、上記した前記強磁性且つハーフメタル的な合金層を
有する多層構造、あるいは前記強磁性且つハーフメタル
的な合金層の単層構造で形成されることが好ましい。
たはフリー磁性層は、第１磁性層と第２磁性層間に非磁
性中間層が介在する積層フェリ構造であり、少なくとも
前記磁性層のうち非磁性材料層と接する側の第１磁性層
が、上記した前記強磁性且つハーフメタル的な合金層を
有する多層構造、あるいは前記強磁性且つハーフメタル
的な合金層の単層構造で形成されることが好ましい。
【００３２】
【発明の実施の形態】図１は本発明の第１実施形態の磁
気検出素子の全体構造を記録媒体との対向面側から見た
部分断面図である。なお、図１ではＸ方向に延びる素子
の中央部分のみを破断して示している。
気検出素子の全体構造を記録媒体との対向面側から見た
部分断面図である。なお、図１ではＸ方向に延びる素子
の中央部分のみを破断して示している。
【００３３】図１に示す磁気検出素子は、記録媒体に記
録された信号を再生するためのものである。図示してい
ないが、この磁気検出素子上に、記録用のインダクティ
ブヘッドが積層されていてもよい。
録された信号を再生するためのものである。図示してい
ないが、この磁気検出素子上に、記録用のインダクティ
ブヘッドが積層されていてもよい。
【００３４】また前記磁気検出素子は、例えばアルミナ
−チタンカーバイト（Ａｌ2Ｏ3−ＴｉＣ）で形成された
スライダのトレーリング端面上に形成される。前記スラ
イダは、記録媒体との対向面と逆面側で、ステンレス材
などによる弾性変形可能な支持部材と接合され、磁気ヘ
ッド装置が構成される。
−チタンカーバイト（Ａｌ2Ｏ3−ＴｉＣ）で形成された
スライダのトレーリング端面上に形成される。前記スラ
イダは、記録媒体との対向面と逆面側で、ステンレス材
などによる弾性変形可能な支持部材と接合され、磁気ヘ
ッド装置が構成される。
【００３５】図１に示す符号１０は、ＮｉＦｅ合金など
の磁性材料で形成された下部シールド層１０である。こ
の実施形態では前記下部シールド層１０が下部電極を兼
ねている。
の磁性材料で形成された下部シールド層１０である。こ
の実施形態では前記下部シールド層１０が下部電極を兼
ねている。
【００３６】前記上部シールド層１０の上には非磁性材
料で形成された下地層１１が形成されている。前記下地
層１１が下部ギャップ層を兼ねている。前記下地層１１
は、Ｔａ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｍｏ，Ｗのうち少
なくとも１種以上で形成されることが好ましい。前記下
地層１１は例えば５０Å以下程度の膜厚で形成される。
料で形成された下地層１１が形成されている。前記下地
層１１が下部ギャップ層を兼ねている。前記下地層１１
は、Ｔａ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｍｏ，Ｗのうち少
なくとも１種以上で形成されることが好ましい。前記下
地層１１は例えば５０Å以下程度の膜厚で形成される。
【００３７】次に前記下地層１１の上にはシードレイヤ
１２が形成される。前記シードレイヤ１２を形成するこ
とで、前記シードレイヤ１２上に形成される各層の膜面
と平行な方向における結晶粒径を大きくでき、耐エレク
トロマイグレーションの向上に代表される通電信頼性の
向上や抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）の向上などをより適切に
図ることができる。
１２が形成される。前記シードレイヤ１２を形成するこ
とで、前記シードレイヤ１２上に形成される各層の膜面
と平行な方向における結晶粒径を大きくでき、耐エレク
トロマイグレーションの向上に代表される通電信頼性の
向上や抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）の向上などをより適切に
図ることができる。
【００３８】前記シードレイヤ１２はＮｉＦｅ合金、Ｎ
ｉＦｅＣｒ合金やＣｒなどで形成される。前記シードレ
イヤ１２は形成されていなくてもよい。
ｉＦｅＣｒ合金やＣｒなどで形成される。前記シードレ
イヤ１２は形成されていなくてもよい。
【００３９】次に前記シードレイヤ１２上には反強磁性
層１３が形成される。前記反強磁性層１３は、元素Ｘ
（ただしＸは、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｏｓの
うち１種または２種以上の元素である）とＭｎとを含有
する反強磁性材料で形成されることが好ましい。あるい
は前記反強磁性層１３は、元素Ｘと元素Ｘ′（ただし元
素Ｘ′は、Ｎｅ，Ａｒ，Ｋｒ，Ｘｅ，Ｂｅ，Ｂ，Ｃ，
Ｎ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｐ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｃ
ｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｇａ，Ｇｅ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍ
ｏ，Ａｇ，Ｃｄ，Ｓｎ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗ，Ｒｅ，Ａｕ，
Ｐｂ、及び希土類元素のうち１種または２種以上の元素
である）とＭｎを含有する反強磁性材料により形成され
ることが好ましい。
層１３が形成される。前記反強磁性層１３は、元素Ｘ
（ただしＸは、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｏｓの
うち１種または２種以上の元素である）とＭｎとを含有
する反強磁性材料で形成されることが好ましい。あるい
は前記反強磁性層１３は、元素Ｘと元素Ｘ′（ただし元
素Ｘ′は、Ｎｅ，Ａｒ，Ｋｒ，Ｘｅ，Ｂｅ，Ｂ，Ｃ，
Ｎ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｐ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｃ
ｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｇａ，Ｇｅ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍ
ｏ，Ａｇ，Ｃｄ，Ｓｎ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗ，Ｒｅ，Ａｕ，
Ｐｂ、及び希土類元素のうち１種または２種以上の元素
である）とＭｎを含有する反強磁性材料により形成され
ることが好ましい。
【００４０】これらの反強磁性材料は、耐食性に優れし
かもブロッキング温度も高く次に説明する固定磁性層２
４との界面で大きな交換異方性磁界を発生し得る。また
前記反強磁性層１３は８０Å以上で３００Å以下の膜厚
で形成されることが好ましい。
かもブロッキング温度も高く次に説明する固定磁性層２
４との界面で大きな交換異方性磁界を発生し得る。また
前記反強磁性層１３は８０Å以上で３００Å以下の膜厚
で形成されることが好ましい。
【００４１】次に前記反強磁性層１３の上には固定磁性
層２０が形成されている。この実施形態では前記固定磁
性層２０は５層構造で形成されている。
層２０が形成されている。この実施形態では前記固定磁
性層２０は５層構造で形成されている。
【００４２】前記固定磁性層２０を構成する符号１４の
単層、および符号１９の多層は磁性層であり、前記第２
磁性層１４と第１磁性層１９との間に、Ｒｕなどで形成
された非磁性中間層１５が介在し、この構成により、前
記第２磁性層１４と第１磁性層１９の磁化方向は互いに
反平行状態にされる。これはいわゆる積層フェリ構造と
呼ばれる。なおこの明細書においては、積層フェリ構造
において、非磁性材料層２１と接する側の磁性層を第１
磁性層と、もう一方の磁性層を第２磁性層と呼ぶ。前記
非磁性中間層１５は、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｃｒ、Ｒｅ、
Ｃｕのうち１種またはこれらの２種以上の合金で形成さ
れている。特にＲｕによって形成されることが好まし
い。
単層、および符号１９の多層は磁性層であり、前記第２
磁性層１４と第１磁性層１９との間に、Ｒｕなどで形成
された非磁性中間層１５が介在し、この構成により、前
記第２磁性層１４と第１磁性層１９の磁化方向は互いに
反平行状態にされる。これはいわゆる積層フェリ構造と
呼ばれる。なおこの明細書においては、積層フェリ構造
において、非磁性材料層２１と接する側の磁性層を第１
磁性層と、もう一方の磁性層を第２磁性層と呼ぶ。前記
非磁性中間層１５は、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｃｒ、Ｒｅ、
Ｃｕのうち１種またはこれらの２種以上の合金で形成さ
れている。特にＲｕによって形成されることが好まし
い。
【００４３】前記反強磁性層１３と前記固定磁性層２０
の前記反強磁性層１３に接する第２磁性層１４との間に
は磁場中熱処理によって交換異方性磁界が発生し、例え
ば前記第２磁性層１４の磁化がハイト方向（図示Ｙ方
向）に固定された場合、もう一方の第１磁性層１９を構
成する３層の磁性層はＲＫＫＹ相互作用により、ハイト
方向とは逆方向（図示Ｙ方向と逆方向）に磁化され固定
される。この構成により前記固定磁性層２０の磁化を安
定した状態にでき、また前記固定磁性層２０と前記反強
磁性層１３との界面で発生する交換異方性磁界を見かけ
上大きくすることができる。
の前記反強磁性層１３に接する第２磁性層１４との間に
は磁場中熱処理によって交換異方性磁界が発生し、例え
ば前記第２磁性層１４の磁化がハイト方向（図示Ｙ方
向）に固定された場合、もう一方の第１磁性層１９を構
成する３層の磁性層はＲＫＫＹ相互作用により、ハイト
方向とは逆方向（図示Ｙ方向と逆方向）に磁化され固定
される。この構成により前記固定磁性層２０の磁化を安
定した状態にでき、また前記固定磁性層２０と前記反強
磁性層１３との界面で発生する交換異方性磁界を見かけ
上大きくすることができる。
【００４４】なお例えば、前記第２磁性層１４の膜厚は
１０〜７０Å程度、多層からなる第１磁性層１９の膜厚
は、２０Å〜８０Å程度で形成される。また非磁性中間
層１５の膜厚は３Å〜１０Å程度で形成される。
１０〜７０Å程度、多層からなる第１磁性層１９の膜厚
は、２０Å〜８０Å程度で形成される。また非磁性中間
層１５の膜厚は３Å〜１０Å程度で形成される。
【００４５】また前記第２磁性層１４と第１磁性層１９
はそれぞれ単位面積当たりの磁気モーメントが異なって
いる。前記磁気モーメントは飽和磁化Ｍｓ×膜厚ｔで設
定され、前記第２磁性層１４と第１磁性層１９の磁気モ
ーメントを異ならせることで適切に前記第２磁性層１４
と第１磁性層１９を積層フェリ構造にすることが可能で
ある。
はそれぞれ単位面積当たりの磁気モーメントが異なって
いる。前記磁気モーメントは飽和磁化Ｍｓ×膜厚ｔで設
定され、前記第２磁性層１４と第１磁性層１９の磁気モ
ーメントを異ならせることで適切に前記第２磁性層１４
と第１磁性層１９を積層フェリ構造にすることが可能で
ある。
【００４６】前記固定第１磁性層１９の上には非磁性材
料層２１が形成されている。前記非磁性材料層２１は例
えばＣｕなどの電気抵抗の低い導電性材料によって形成
される。前記非磁性材料層２１は例えば２５Å程度の膜
厚で形成される。
料層２１が形成されている。前記非磁性材料層２１は例
えばＣｕなどの電気抵抗の低い導電性材料によって形成
される。前記非磁性材料層２１は例えば２５Å程度の膜
厚で形成される。
【００４７】次に前記非磁性材料層２１の上にはフリー
磁性層２６が形成される。この実施形態では、前記フリ
ー磁性層２６は磁性層の３層構造で形成される。また前
記フリー磁性層２６の全体の膜厚は、２０Å以上で２０
０Å以下程度の膜厚で形成されることが好ましい。
磁性層２６が形成される。この実施形態では、前記フリ
ー磁性層２６は磁性層の３層構造で形成される。また前
記フリー磁性層２６の全体の膜厚は、２０Å以上で２０
０Å以下程度の膜厚で形成されることが好ましい。
【００４８】前記フリー磁性層２６の上には、非磁性材
料で形成された保護層２５が形成されている。前記保護
層２５は上部ギャップ層をも兼ねる。前記保護層２５
は、Ｔａ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｍｏ，Ｗのうち少
なくとも１種以上で形成されることが好ましい。前記保
護層２５は例えば５０Å以下程度の膜厚で形成される。
料で形成された保護層２５が形成されている。前記保護
層２５は上部ギャップ層をも兼ねる。前記保護層２５
は、Ｔａ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｍｏ，Ｗのうち少
なくとも１種以上で形成されることが好ましい。前記保
護層２５は例えば５０Å以下程度の膜厚で形成される。
【００４９】図１に示すように、下地層１１から保護層
２５までの多層膜に比べて、前記下部シールド層１０
は、トラック幅方向（図示Ｘ方向）に長く延ばされて形
成されている。そして前記多層膜のトラック幅方向（図
示Ｘ方向）の両側であって延出した前記下部シールド層
１０上にはＡｌ2Ｏ3やＳｉＯ2などの絶縁材料で形成さ
れた絶縁層４０が形成されている。この実施形態では前
記絶縁層４０の上面は、前記フリー磁性層２６の下面よ
り下側に形成され、前記絶縁層４０上に形成されたＣｏ
ＰｔＣｒ合金などで形成されたハードバイアス層２７が
前記フリー磁性層２６の両側端面に磁気的に接続された
状態になっている。なお前記ハードバイアス層２７は前
記フリー磁性層２６の両側端面に少なくとも一部、磁気
的に接続されていればよい。前記ハードバイアス層２７
からの縦バイアス磁界が前記フリー磁性層２６内に流入
することで前記フリー磁性層２６の磁化はトラック幅方
向（図示Ｘ方向）と平行な方向に単磁区化される。前記
フリー磁性層２６の磁化状態は、前記固定磁性層２０の
磁化状態と異なって外部磁界に対し磁化反転できる程度
に弱く単磁区化されている。
２５までの多層膜に比べて、前記下部シールド層１０
は、トラック幅方向（図示Ｘ方向）に長く延ばされて形
成されている。そして前記多層膜のトラック幅方向（図
示Ｘ方向）の両側であって延出した前記下部シールド層
１０上にはＡｌ2Ｏ3やＳｉＯ2などの絶縁材料で形成さ
れた絶縁層４０が形成されている。この実施形態では前
記絶縁層４０の上面は、前記フリー磁性層２６の下面よ
り下側に形成され、前記絶縁層４０上に形成されたＣｏ
ＰｔＣｒ合金などで形成されたハードバイアス層２７が
前記フリー磁性層２６の両側端面に磁気的に接続された
状態になっている。なお前記ハードバイアス層２７は前
記フリー磁性層２６の両側端面に少なくとも一部、磁気
的に接続されていればよい。前記ハードバイアス層２７
からの縦バイアス磁界が前記フリー磁性層２６内に流入
することで前記フリー磁性層２６の磁化はトラック幅方
向（図示Ｘ方向）と平行な方向に単磁区化される。前記
フリー磁性層２６の磁化状態は、前記固定磁性層２０の
磁化状態と異なって外部磁界に対し磁化反転できる程度
に弱く単磁区化されている。
【００５０】前記ハードバイアス層２７の上にはＡｌ2
Ｏ3やＳｉＯ2などの絶縁材料で形成された絶縁層２８が
形成されている。このように前記ハードバイアス層２７
の上下は絶縁層４０、２８によって囲まれている。
Ｏ3やＳｉＯ2などの絶縁材料で形成された絶縁層２８が
形成されている。このように前記ハードバイアス層２７
の上下は絶縁層４０、２８によって囲まれている。
【００５１】図１に示すように、前記保護層２５の上面
と前記絶縁層２８の上面はほぼ同一平面状に形成された
状態にあり、前記保護層２５上から前記絶縁層２８上に
かけてＮｉＦｅ合金などの磁性材料で形成された上部シ
ールド層２９が形成されている。前記上部シールド層２
９は磁気検出素子の上部電極をも兼ねている。
と前記絶縁層２８の上面はほぼ同一平面状に形成された
状態にあり、前記保護層２５上から前記絶縁層２８上に
かけてＮｉＦｅ合金などの磁性材料で形成された上部シ
ールド層２９が形成されている。前記上部シールド層２
９は磁気検出素子の上部電極をも兼ねている。
【００５２】図１に示す実施形態では、前記下部シール
ド層１０及び上部シールド層２９がシールド機能のみな
らず電極としても機能しているため、前記下地層１１か
ら保護層２５間までの膜厚でギャップ長Ｇｌを決定で
き、前記ギャップ長Ｇｌの長さ寸法を短くすることがで
きる。
ド層１０及び上部シールド層２９がシールド機能のみな
らず電極としても機能しているため、前記下地層１１か
ら保護層２５間までの膜厚でギャップ長Ｇｌを決定で
き、前記ギャップ長Ｇｌの長さ寸法を短くすることがで
きる。
【００５３】図１に示す実施形態では、下地層１１から
保護層２５までの多層膜の上下に電極を兼用したシール
ド層１０、２９が形成され、前記シールド層１０、２９
間を流れる電流は、前記多層膜を膜厚方向（図示Ｚ方
向）に流れるＣＰＰ（currentperpendicular to the
plane）型となっている。前記電流は、前記ハードバイ
アス層２７の上下が絶縁層４０、２８で囲まれているこ
とで、このハードバイアス層２７に分流することなく適
切に前記多層膜内を流れ、再生出力の向上を図ることが
可能になっている。
保護層２５までの多層膜の上下に電極を兼用したシール
ド層１０、２９が形成され、前記シールド層１０、２９
間を流れる電流は、前記多層膜を膜厚方向（図示Ｚ方
向）に流れるＣＰＰ（currentperpendicular to the
plane）型となっている。前記電流は、前記ハードバイ
アス層２７の上下が絶縁層４０、２８で囲まれているこ
とで、このハードバイアス層２７に分流することなく適
切に前記多層膜内を流れ、再生出力の向上を図ることが
可能になっている。
【００５４】この磁気検出素子では、ハードディスクな
どの記録媒体の走行方向はＺ方向であり、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２６
の磁化が図示Ｘ方向と平行な方向からＹ方向へ向けて変
化する。このフリー磁性層２６内での磁化の方向の変動
と、固定磁性層２０の第１磁性層１９の固定磁化方向と
の関係で電気抵抗が変化し（これを磁気抵抗効果とい
う）、この電気抵抗値の変化に基づく電圧変化により、
記録媒体からの洩れ磁界が検出される。
どの記録媒体の走行方向はＺ方向であり、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２６
の磁化が図示Ｘ方向と平行な方向からＹ方向へ向けて変
化する。このフリー磁性層２６内での磁化の方向の変動
と、固定磁性層２０の第１磁性層１９の固定磁化方向と
の関係で電気抵抗が変化し（これを磁気抵抗効果とい
う）、この電気抵抗値の変化に基づく電圧変化により、
記録媒体からの洩れ磁界が検出される。
【００５５】図１に示す磁気検出素子の特徴的部分につ
いて以下に説明する。図１に示す実施形態では、前記非
磁性材料層２１と接する側の固定磁性層２０の第１磁性
層１９が磁性層の３層構造となっている。前記第１磁性
層１９が実際に磁気抵抗効果に寄与する層であるので、
特にこの第１磁性層１９を以下のような構造にすること
で、従来に比べて高い抵抗変化量（ΔＲ）及び抵抗変化
率（ΔＲ／Ｒ）を得ることが可能になる。
いて以下に説明する。図１に示す実施形態では、前記非
磁性材料層２１と接する側の固定磁性層２０の第１磁性
層１９が磁性層の３層構造となっている。前記第１磁性
層１９が実際に磁気抵抗効果に寄与する層であるので、
特にこの第１磁性層１９を以下のような構造にすること
で、従来に比べて高い抵抗変化量（ΔＲ）及び抵抗変化
率（ΔＲ／Ｒ）を得ることが可能になる。
【００５６】前記第１磁性層１９を構成する３層の磁性
層のうち真ん中の磁性層１７が強磁性且つハーフメタル
的な合金層である。「強磁性」である必要性は、この合
金が使用される層が第１磁性層１９の一部を成し、磁化
をハイト方向（図示Ｙ方向）に適切にピン止めする必要
があるからである。ここで「ハーフメタル（Half-meta
l）的」とは、強磁性体や反強磁性体において、片方の
スピンの伝導電子が金属的な振る舞いをし、他方のスピ
ンの伝導電子が絶縁体的な振る舞いをすることをいう。
層のうち真ん中の磁性層１７が強磁性且つハーフメタル
的な合金層である。「強磁性」である必要性は、この合
金が使用される層が第１磁性層１９の一部を成し、磁化
をハイト方向（図示Ｙ方向）に適切にピン止めする必要
があるからである。ここで「ハーフメタル（Half-meta
l）的」とは、強磁性体や反強磁性体において、片方の
スピンの伝導電子が金属的な振る舞いをし、他方のスピ
ンの伝導電子が絶縁体的な振る舞いをすることをいう。
【００５７】抵抗変化量（ΔＲ）は、[β2／（１−
β2）]・ρF・ｔFに比例する。ここでβは、磁性層１７
の材質によって変化する値（なおβは−１よりも大きく
１よりも小さい範囲内の値）であり、このβ値が大きい
ほど抵抗変化量（ΔＲ）を大きくできる。前記強磁性且
つハーフメタル的な合金のβ値は、従来、強磁性層とし
て使用されてきたＣｏＦｅ合金やＮｉＦｅ合金のそれに
比べて大きく、これによって「ハーフメタル的」な性質
を帯びる。なお本発明では、０．７以上のβ値（絶対
値）を有し、あるいは後述する分極率Ｐ（絶対値）を
０．５以上有する強磁性合金を「ハーフメタル的」と規
定する。
β2）]・ρF・ｔFに比例する。ここでβは、磁性層１７
の材質によって変化する値（なおβは−１よりも大きく
１よりも小さい範囲内の値）であり、このβ値が大きい
ほど抵抗変化量（ΔＲ）を大きくできる。前記強磁性且
つハーフメタル的な合金のβ値は、従来、強磁性層とし
て使用されてきたＣｏＦｅ合金やＮｉＦｅ合金のそれに
比べて大きく、これによって「ハーフメタル的」な性質
を帯びる。なお本発明では、０．７以上のβ値（絶対
値）を有し、あるいは後述する分極率Ｐ（絶対値）を
０．５以上有する強磁性合金を「ハーフメタル的」と規
定する。
【００５８】前記β値には、ρ↓（ダウンスピンの伝導
電子に対する比抵抗値）／ρ↑（アップスピンの伝導電
子に対する比抵抗値）＝（１＋β）／（１―β）なる関
係が成り立っている。すなわちβ値が大きくなるという
ことは、ρ↓が大きくなり且つρ↑が小さくなることを
意味する。
電子に対する比抵抗値）／ρ↑（アップスピンの伝導電
子に対する比抵抗値）＝（１＋β）／（１―β）なる関
係が成り立っている。すなわちβ値が大きくなるという
ことは、ρ↓が大きくなり且つρ↑が小さくなることを
意味する。
【００５９】従って前記β値が大きくなるほど、ダウン
スピンの伝導電子に対する比抵抗値（ρ↓）は大きくな
るから強磁性層内を前記ダウンスピンの伝導電子は流れ
難くあるいはシャットアウトされて前記ダウンスピンの
伝導電子の平均自由行程は短くなり（絶縁的な挙動を示
す）、一方、アップスピンの伝導電子に対する比抵抗値
（ρ↑）は小さくなるから強磁性層内を前記アップスピ
ンの伝導電子は流れやすくなり前記アップスピンの伝導
電子の平均自由行程は延び（金属的な挙動を示す）、前
記アップスピンの伝導電子とダウンスピンの伝導電子の
平均自由行程差が大きくなると考えられる。このような
作用はスピン偏極性と呼ばれ、β値が高い、具体的には
０．７以上のβ値（絶対値）を有する強磁性且つハーフ
メタル的な合金は、このスピン偏極性が強く働き、前記
平均自由行程差はよりいっそう大きくなる。
スピンの伝導電子に対する比抵抗値（ρ↓）は大きくな
るから強磁性層内を前記ダウンスピンの伝導電子は流れ
難くあるいはシャットアウトされて前記ダウンスピンの
伝導電子の平均自由行程は短くなり（絶縁的な挙動を示
す）、一方、アップスピンの伝導電子に対する比抵抗値
（ρ↑）は小さくなるから強磁性層内を前記アップスピ
ンの伝導電子は流れやすくなり前記アップスピンの伝導
電子の平均自由行程は延び（金属的な挙動を示す）、前
記アップスピンの伝導電子とダウンスピンの伝導電子の
平均自由行程差が大きくなると考えられる。このような
作用はスピン偏極性と呼ばれ、β値が高い、具体的には
０．７以上のβ値（絶対値）を有する強磁性且つハーフ
メタル的な合金は、このスピン偏極性が強く働き、前記
平均自由行程差はよりいっそう大きくなる。
【００６０】そして抵抗変化量（ΔＲ）及び抵抗変化率
（ΔＲ／Ｒ）は、アップスピン及びダウンスピンの伝導
電子の各平均自由行程差に対して正の相関を示すから、
従来よりも前記β値が大きいハーフメタル的な合金を使
用したことよるアップスピンの伝導電子とダウンスピン
の伝導電子の平均自由行程差の拡大によって抵抗変化量
（ΔＲ）及び抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）が増大し、今後の
高記録密度化に適切に対応することが可能な磁気検出素
子を製造することが可能になるのである。
（ΔＲ／Ｒ）は、アップスピン及びダウンスピンの伝導
電子の各平均自由行程差に対して正の相関を示すから、
従来よりも前記β値が大きいハーフメタル的な合金を使
用したことよるアップスピンの伝導電子とダウンスピン
の伝導電子の平均自由行程差の拡大によって抵抗変化量
（ΔＲ）及び抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）が増大し、今後の
高記録密度化に適切に対応することが可能な磁気検出素
子を製造することが可能になるのである。
【００６１】「ハーフメタル的」な性質を有するか否か
は、上記したβ値以外に分極率Ｐの大きさによって判断
することもできると考えられる。前記分極率Ｐはβ値と
相関があり、分極率Ｐが大きいとβ値（絶対値）が大き
くなることがわかっている。
は、上記したβ値以外に分極率Ｐの大きさによって判断
することもできると考えられる。前記分極率Ｐはβ値と
相関があり、分極率Ｐが大きいとβ値（絶対値）が大き
くなることがわかっている。
【００６２】前記分極率Ｐの大きさは抵抗変化量（Δ
Ｒ）に比例するので、前記分極率Ｐが大きくなるほど前
記抵抗変化量（ΔＲ）を大きくすることができる。前記
分極率ＰはＰ＝（Ｎ↑−Ｎ↓）／（Ｎ↑＋Ｎ↓）（ただ
しＰは、−１≦Ｐ≦１である）で示され、Ｎ↑は、フェ
ルミエネルギー付近におけるアップスピンの伝導電子数
であり、Ｎ↓は、フェルミエネルギー付近におけるダウ
ンスピンの伝導電子数であり、フェルミエネルギー付近
における伝導電子が、実際に伝導に寄与する。
Ｒ）に比例するので、前記分極率Ｐが大きくなるほど前
記抵抗変化量（ΔＲ）を大きくすることができる。前記
分極率ＰはＰ＝（Ｎ↑−Ｎ↓）／（Ｎ↑＋Ｎ↓）（ただ
しＰは、−１≦Ｐ≦１である）で示され、Ｎ↑は、フェ
ルミエネルギー付近におけるアップスピンの伝導電子数
であり、Ｎ↓は、フェルミエネルギー付近におけるダウ
ンスピンの伝導電子数であり、フェルミエネルギー付近
における伝導電子が、実際に伝導に寄与する。
【００６３】上記関係式によれば、Ｎ↑が大きくなり
｛すなわちフェルミエネルギー近傍の状態密度が高くな
り（＝個数が多くなり）｝、Ｎ↓が小さくなる｛すなわ
ちフェルミエネルギー近傍の状態密度が低くなる（＝個
数が少なくなる）｝ほど分極率Ｐは大きくなり、よって
抵抗変化量（ΔＲ）は大きくなる。
｛すなわちフェルミエネルギー近傍の状態密度が高くな
り（＝個数が多くなり）｝、Ｎ↓が小さくなる｛すなわ
ちフェルミエネルギー近傍の状態密度が低くなる（＝個
数が少なくなる）｝ほど分極率Ｐは大きくなり、よって
抵抗変化量（ΔＲ）は大きくなる。
【００６４】Ｎ↑が大きくなりＮ↓が小さくなるという
ことは、強磁性層内をアップスピンによる伝導電子が流
れやすくなって前記アップスピンの伝導電子の平均自由
行程が延び、一方、ダウンスピンによる伝導電子が流れ
難くなりあるいはシャットアウトされて前記ダウンスピ
ンの伝導電子の平均自由行程が短くなったことを意味
し、よって前記アップスピンの伝導電子とダウンスピン
の伝導電子の平均自由行程差が大きくなって、抵抗変化
量（ΔＲ）が大きくなるものと考えられる。
ことは、強磁性層内をアップスピンによる伝導電子が流
れやすくなって前記アップスピンの伝導電子の平均自由
行程が延び、一方、ダウンスピンによる伝導電子が流れ
難くなりあるいはシャットアウトされて前記ダウンスピ
ンの伝導電子の平均自由行程が短くなったことを意味
し、よって前記アップスピンの伝導電子とダウンスピン
の伝導電子の平均自由行程差が大きくなって、抵抗変化
量（ΔＲ）が大きくなるものと考えられる。
【００６５】従って前記分極率Ｐが大きい強磁性且つハ
ーフメタル的な合金を磁性層１７として使用することが
好ましい。具体的には前記分極率Ｐ（絶対値）は０．５
以上であることが好ましい。本発明では、前記分極率Ｐ
（絶対値）が０．５以上である強磁性材料を「ハーフメ
タル的」な性質を有しているものとする。
ーフメタル的な合金を磁性層１７として使用することが
好ましい。具体的には前記分極率Ｐ（絶対値）は０．５
以上であることが好ましい。本発明では、前記分極率Ｐ
（絶対値）が０．５以上である強磁性材料を「ハーフメ
タル的」な性質を有しているものとする。
【００６６】なおスピン偏極性の大きさは、フリー磁性
層２６と固定磁性層２０との相対的な磁化方向の関係で
変化する。
層２６と固定磁性層２０との相対的な磁化方向の関係で
変化する。
【００６７】また強磁性且つハーフメタル的な合金層
は、ＣｏＦｅ合金などに比べて比抵抗値（ρF）も大き
いので、前記第１磁性層１９の真ん中の磁性層１７を強
磁性且つハーフメタル的な合金層とすることで、抵抗変
化量（ΔＲ）及び抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を向上させる
ことができる。なおここで言う「比抵抗値（ρF）」と
は、アップスピンの伝導電子に対する比抵抗値とダウン
スピンの伝導電子に対する比抵抗値の平均値のことであ
る。
は、ＣｏＦｅ合金などに比べて比抵抗値（ρF）も大き
いので、前記第１磁性層１９の真ん中の磁性層１７を強
磁性且つハーフメタル的な合金層とすることで、抵抗変
化量（ΔＲ）及び抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を向上させる
ことができる。なおここで言う「比抵抗値（ρF）」と
は、アップスピンの伝導電子に対する比抵抗値とダウン
スピンの伝導電子に対する比抵抗値の平均値のことであ
る。
【００６８】前記磁性層１７として使用される材質は、
上記したように強磁性且つハーフメタル的な合金である
ことと、さらにキュリー温度（Ｔｃ）が２００℃以上で
あることが好ましい。前記キュリー温度（Ｔｃ）が２０
０℃よりも低いと使用環境温度等からして実際にデバイ
スとして使用できない。また比抵抗ρFは、５０μΩ・
ｃｍ以上であることが好ましい。これによって従来、磁
性層としてＣｏＦｅ合金などを使用していた場合に比べ
て、より適切に抵抗変化量（ΔＲ）及び抵抗変化率（Δ
Ｒ／Ｒ）の向上を図ることができる。本発明では、前記
抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）は３０％以上であることが好ま
しい。
上記したように強磁性且つハーフメタル的な合金である
ことと、さらにキュリー温度（Ｔｃ）が２００℃以上で
あることが好ましい。前記キュリー温度（Ｔｃ）が２０
０℃よりも低いと使用環境温度等からして実際にデバイ
スとして使用できない。また比抵抗ρFは、５０μΩ・
ｃｍ以上であることが好ましい。これによって従来、磁
性層としてＣｏＦｅ合金などを使用していた場合に比べ
て、より適切に抵抗変化量（ΔＲ）及び抵抗変化率（Δ
Ｒ／Ｒ）の向上を図ることができる。本発明では、前記
抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）は３０％以上であることが好ま
しい。
【００６９】前記強磁性且つハーフメタル的な合金層の
材質として本発明では以下の（１）〜（３）の材質を挙
げることができる。 （１）組成式がＸ2ＹＺ（ただしＸは、周期表のＩＩＩ
Ａ族からＩＩＢ族までのうちから選択された一元素、Ｙ
はＭｎ、Ｚは、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｓｎ、
Ｔｌ、Ｐｂ、Ｓｂのうちから選択された１種または２種
以上の元素）で表されるホイスラー合金。
材質として本発明では以下の（１）〜（３）の材質を挙
げることができる。 （１）組成式がＸ2ＹＺ（ただしＸは、周期表のＩＩＩ
Ａ族からＩＩＢ族までのうちから選択された一元素、Ｙ
はＭｎ、Ｚは、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｓｎ、
Ｔｌ、Ｐｂ、Ｓｂのうちから選択された１種または２種
以上の元素）で表されるホイスラー合金。
【００７０】このホイスラー合金の結晶構造は、Ｌ２構
造である。具体的な材質としては、Ｃｏ2ＭｎＺ（Ｚ
は、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｓｎのうちから選択され
た１種または２種以上の元素）を挙げることができる。
造である。具体的な材質としては、Ｃｏ2ＭｎＺ（Ｚ
は、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｓｎのうちから選択され
た１種または２種以上の元素）を挙げることができる。
【００７１】また元素Ｚを２種類以上含んだホイスラー
合金としては具体的に、Ｃｏ0.5Ｍｎ0.25（Ａｌ100-aＳ
ｉa）0.25(ただしａは０〜１００)を挙げることができ
る。
合金としては具体的に、Ｃｏ0.5Ｍｎ0.25（Ａｌ100-aＳ
ｉa）0.25(ただしａは０〜１００)を挙げることができ
る。
【００７２】（２）組成式がＸＹＺ（ただしＸは、周期
表のＩＩＩＡ族からＩＩＢ族までのうちから選択された
一元素、ＹはＭｎ、Ｚは、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｉ
ｎ、Ｓｎ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｓｂのうちから選択された１種
または２種以上の元素）で表されるホイスラー合金。
表のＩＩＩＡ族からＩＩＢ族までのうちから選択された
一元素、ＹはＭｎ、Ｚは、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｉ
ｎ、Ｓｎ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｓｂのうちから選択された１種
または２種以上の元素）で表されるホイスラー合金。
【００７３】このホイスラー合金の結晶構造は、Ｃ１2
構造である。具体的な材質としては、ＮｉＭｎＳｂ、Ｐ
ｔＭｎＳｂ、ＰｄＭｎＳｂ、ＰｔＭｎＳｎを挙げること
ができる。
構造である。具体的な材質としては、ＮｉＭｎＳｂ、Ｐ
ｔＭｎＳｂ、ＰｄＭｎＳｂ、ＰｔＭｎＳｎを挙げること
ができる。
【００７４】これら材質の具体的な分極率Ｐについて説
明する。上記した「Andreev reflection:A new mean
s to determine the spin polarization of ferr
omagnetic materials」(1999 American Institute o
f Physics)のグラフ４には、ＮｉＭｎＳｂの分極率Ｐ
が０．５５であることが開示されている。
明する。上記した「Andreev reflection:A new mean
s to determine the spin polarization of ferr
omagnetic materials」(1999 American Institute o
f Physics)のグラフ４には、ＮｉＭｎＳｂの分極率Ｐ
が０．５５であることが開示されている。
【００７５】また「New Class of Materials:Half-M
etallic Ferromagnets」（1983 The American Phys
ical Society）の表１には、理論計算により求めたＮ
ｉＭｎＳｂ、ＰｔＭｎＳｂ、ＰｄＭｎＳｂ、ＰｔＭｎＳ
ｎのＮ（Ｅ）↑、Ｎ（Ｅ）↓が記載されており、この数
値を用いて分極率Ｐを計算すると、ＮｉＭｎＳｂの分極
率Ｐは１、ＰｔＭｎＳｂの分極率Ｐは１、ＰｄＭｎＳｂ
の分極率Ｐは０．５１、及びＰｔＭｎＳｎの分極率Ｐは
−０．３３である。なおＰｔＭｎＳｎは組成比を調整す
ることで分極率Ｐを絶対値で０．５以上にできるものと
考えられる。
etallic Ferromagnets」（1983 The American Phys
ical Society）の表１には、理論計算により求めたＮ
ｉＭｎＳｂ、ＰｔＭｎＳｂ、ＰｄＭｎＳｂ、ＰｔＭｎＳ
ｎのＮ（Ｅ）↑、Ｎ（Ｅ）↓が記載されており、この数
値を用いて分極率Ｐを計算すると、ＮｉＭｎＳｂの分極
率Ｐは１、ＰｔＭｎＳｂの分極率Ｐは１、ＰｄＭｎＳｂ
の分極率Ｐは０．５１、及びＰｔＭｎＳｎの分極率Ｐは
−０．３３である。なおＰｔＭｎＳｎは組成比を調整す
ることで分極率Ｐを絶対値で０．５以上にできるものと
考えられる。
【００７６】（３）Ｌａ0.7Ｓｒ0.3ＭｎＯ3、ＣｒＯ2、
あるいはＦ3Ｏ4 なお上記した「Andreev reflection:A new means t
o determine the spin polarization of ferromag
netic materials」(1999 American Institute of P
hysics)のグラフ４には、Ｌａ0.7Ｓｒ0.3ＭｎＯ3の分極
率Ｐが０．５５、ＣｒＯ2の分極率Ｐが０．９であるこ
とが開示されている。
あるいはＦ3Ｏ4 なお上記した「Andreev reflection:A new means t
o determine the spin polarization of ferromag
netic materials」(1999 American Institute of P
hysics)のグラフ４には、Ｌａ0.7Ｓｒ0.3ＭｎＯ3の分極
率Ｐが０．５５、ＣｒＯ2の分極率Ｐが０．９であるこ
とが開示されている。
【００７７】上記したホイスラー合金、あるいはＬａ
0.7Ｓｒ0.3ＭｎＯ3、ＣｒＯ2、Ｆｅ3Ｏ4は、いずれもβ
値（絶対値）が０．７以上あるいは分極率Ｐ（絶対値）
が０．５以上で強磁性且つハーフメタル的な性質を有
し、これらの材質のいずれかで磁性層１７を形成するこ
とで、抵抗変化量（ΔＲ）及び抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）
を従来に比べて向上させることができる。またこれら材
質はいずれもキュリー温度（Ｔｃ）が２００℃以上で、
また比抵抗値（ρF）も５０μΩ・ｃｍ以上と大きい。
0.7Ｓｒ0.3ＭｎＯ3、ＣｒＯ2、Ｆｅ3Ｏ4は、いずれもβ
値（絶対値）が０．７以上あるいは分極率Ｐ（絶対値）
が０．５以上で強磁性且つハーフメタル的な性質を有
し、これらの材質のいずれかで磁性層１７を形成するこ
とで、抵抗変化量（ΔＲ）及び抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）
を従来に比べて向上させることができる。またこれら材
質はいずれもキュリー温度（Ｔｃ）が２００℃以上で、
また比抵抗値（ρF）も５０μΩ・ｃｍ以上と大きい。
【００７８】次に前記磁性層１７の上下に形成されてい
る磁性層１６と１８は、従来から使用されている磁性材
料、具体的にはＣｏＦｅ合金、ＣｏＦｅＮｉ合金、ある
いはＮｉＦｅ合金、Ｃｏのいずれかで形成されることが
好ましい。
る磁性層１６と１８は、従来から使用されている磁性材
料、具体的にはＣｏＦｅ合金、ＣｏＦｅＮｉ合金、ある
いはＮｉＦｅ合金、Ｃｏのいずれかで形成されることが
好ましい。
【００７９】まず非磁性材料層２１と接して形成される
磁性層１８を、ＣｏＦｅ合金などの磁性材料で形成する
ことで、この磁性層１８と非磁性材料層２１間での元素
の拡散をより適切に防止でき、アップスピンの伝導電子
のスピン拡散距離や平均自由行程を長く延ばし、抵抗変
化量（ΔＲ）及び抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）の向上を適切
に図ることが可能である。
磁性層１８を、ＣｏＦｅ合金などの磁性材料で形成する
ことで、この磁性層１８と非磁性材料層２１間での元素
の拡散をより適切に防止でき、アップスピンの伝導電子
のスピン拡散距離や平均自由行程を長く延ばし、抵抗変
化量（ΔＲ）及び抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）の向上を適切
に図ることが可能である。
【００８０】例えば、前記磁性層１８が、上記した
（１）や（２）のホイスラー合金であると、前記ホイス
ラー合金に含まれるＭｎが、Ｃｕなどで形成された非磁
性材料層２１と拡散し、拡散したＭｎはアップスピンの
伝導電子のスピン拡散距離や平均自由行程を短くし抵抗
変化量（ΔＲ）及び抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を低下させ
てしまう虞がある。従って図１のように、強磁性且つハ
ーフメタル的な合金で形成された磁性層１７を、前記非
磁性材料層２１から離れた位置に形成し、前記磁性層１
７と非磁性材料層２１との間にＣｏＦｅ合金などで形成
された磁性層１８を介在させることで、上記した拡散を
適切に防止することが可能になると考えられる。なお前
記磁性層１８はＣｏＦｅ合金で形成することがより上記
した拡散を防止できて好ましい。
（１）や（２）のホイスラー合金であると、前記ホイス
ラー合金に含まれるＭｎが、Ｃｕなどで形成された非磁
性材料層２１と拡散し、拡散したＭｎはアップスピンの
伝導電子のスピン拡散距離や平均自由行程を短くし抵抗
変化量（ΔＲ）及び抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を低下させ
てしまう虞がある。従って図１のように、強磁性且つハ
ーフメタル的な合金で形成された磁性層１７を、前記非
磁性材料層２１から離れた位置に形成し、前記磁性層１
７と非磁性材料層２１との間にＣｏＦｅ合金などで形成
された磁性層１８を介在させることで、上記した拡散を
適切に防止することが可能になると考えられる。なお前
記磁性層１８はＣｏＦｅ合金で形成することがより上記
した拡散を防止できて好ましい。
【００８１】次に図１に示すように、強磁性且つハーフ
メタル的な合金層で形成された磁性層１７とＲｕなどで
形成された非磁性中間層１５との間にＣｏＦｅ合金など
で形成された磁性層１６を介在させることで、前記第２
磁性層１４との間で発生するＲＫＫＹ相互作用による反
強磁性結合を強めることができると考えられ、前記第１
磁性層１９の磁化のピン止めを適切に行うことが可能に
なる。
メタル的な合金層で形成された磁性層１７とＲｕなどで
形成された非磁性中間層１５との間にＣｏＦｅ合金など
で形成された磁性層１６を介在させることで、前記第２
磁性層１４との間で発生するＲＫＫＹ相互作用による反
強磁性結合を強めることができると考えられ、前記第１
磁性層１９の磁化のピン止めを適切に行うことが可能に
なる。
【００８２】図１に示す固定磁性層２０は、第２磁性層
１４と第１磁性層１９との間にＲｕなどの非磁性中間層
１５を挟んだ積層フェリ構造であり、固定磁性層２０の
磁化のピン止めを強めるには、前記第２磁性層１４と第
１磁性層１９間で発生するＲＫＫＹ相互作用における反
強磁性結合を強める必要がある。このＲＫＫＹ相互作用
における反強磁性結合を強めるには、非磁性中間層１５
と接する上下の磁性層１４、１６をＣｏＦｅ合金などの
磁性材料で形成することが好ましく、したがって本発明
では、前記磁性層１６をＣｏＦｅ合金などの磁性材料で
形成することとしたのである。なお前記磁性層１６はＣ
ｏＦｅ合金で形成されることが、より適切にＲＫＫＹ的
相互作用における反強磁性結合を強めることができて好
ましい。
１４と第１磁性層１９との間にＲｕなどの非磁性中間層
１５を挟んだ積層フェリ構造であり、固定磁性層２０の
磁化のピン止めを強めるには、前記第２磁性層１４と第
１磁性層１９間で発生するＲＫＫＹ相互作用における反
強磁性結合を強める必要がある。このＲＫＫＹ相互作用
における反強磁性結合を強めるには、非磁性中間層１５
と接する上下の磁性層１４、１６をＣｏＦｅ合金などの
磁性材料で形成することが好ましく、したがって本発明
では、前記磁性層１６をＣｏＦｅ合金などの磁性材料で
形成することとしたのである。なお前記磁性層１６はＣ
ｏＦｅ合金で形成されることが、より適切にＲＫＫＹ的
相互作用における反強磁性結合を強めることができて好
ましい。
【００８３】次に図１に示す実施形態では、フリー磁性
層２６が磁性層の３層構造であり、この３層の磁性層の
うち真ん中の磁性層２２は、強磁性且つハーフメタル的
な合金層であり、その上下に形成された磁性層２３、３
０はＣｏＦｅ合金、ＣｏＦｅＮｉ合金、Ｃｏのいずれか
の磁性材料で形成されていることが好ましい。
層２６が磁性層の３層構造であり、この３層の磁性層の
うち真ん中の磁性層２２は、強磁性且つハーフメタル的
な合金層であり、その上下に形成された磁性層２３、３
０はＣｏＦｅ合金、ＣｏＦｅＮｉ合金、Ｃｏのいずれか
の磁性材料で形成されていることが好ましい。
【００８４】前記フリー磁性層２６も、固定磁性層２０
と同様に強磁性且つハーフメタル的な合金層を含むこと
で、アップスピンの伝導電子とダウンスピンの伝導電子
との平均自由行程差を大きくでき、抵抗変化量（ΔＲ）
及び抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を向上させることができ、
今後の高記録密度化に適切に対応可能な磁気検出素子を
形成することができる。
と同様に強磁性且つハーフメタル的な合金層を含むこと
で、アップスピンの伝導電子とダウンスピンの伝導電子
との平均自由行程差を大きくでき、抵抗変化量（ΔＲ）
及び抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を向上させることができ、
今後の高記録密度化に適切に対応可能な磁気検出素子を
形成することができる。
【００８５】また非磁性材料層２１と接する磁性層３０
をＣｏＦｅ合金などの磁性材料で形成することで、前記
磁性層３０と非磁性材料層２１間での拡散を適切に防止
でき、アップスピンの伝導電子のスピン拡散距離や平均
自由行程を適切に延ばすことができ、より適切に抵抗変
化量（ΔＲ）及び抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を大きくする
ことができる。前記磁性層３０はＣｏＦｅ合金で形成さ
れると、より適切に上記の拡散を防止することが可能に
なる。
をＣｏＦｅ合金などの磁性材料で形成することで、前記
磁性層３０と非磁性材料層２１間での拡散を適切に防止
でき、アップスピンの伝導電子のスピン拡散距離や平均
自由行程を適切に延ばすことができ、より適切に抵抗変
化量（ΔＲ）及び抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を大きくする
ことができる。前記磁性層３０はＣｏＦｅ合金で形成さ
れると、より適切に上記の拡散を防止することが可能に
なる。
【００８６】また強磁性且つハーフメタル的な合金より
も保磁力Ｈｃの小さい材質で前記磁性層２３を形成する
ことで、前記フリー磁性層２６の記録磁界に対する感度
を向上させることができる。前記磁性層２３はＮｉＦｅ
合金で形成されることがより好ましい。
も保磁力Ｈｃの小さい材質で前記磁性層２３を形成する
ことで、前記フリー磁性層２６の記録磁界に対する感度
を向上させることができる。前記磁性層２３はＮｉＦｅ
合金で形成されることがより好ましい。
【００８７】前記フリー磁性層２６は、外部磁界に対し
て感度良く磁化反転しなければならない。そうでないと
再生特性に優れた磁気検出素子を製造できないからであ
る。上記した（１）〜（３）のホイスラー合金等の強磁
性且つハーフメタル的な合金は保磁力Ｈｃが大きいもの
が多い。具体的には１０Ｏｅ（＝約７９０（Ａ／ｍ）以
上である。また非磁性材料層２１と接して形成される磁
性層３０がＣｏＦｅ合金で形成される場合には、前記Ｃ
ｏＦｅ合金の保磁力Ｈｃも比較的大きい。従って、前記
フリー磁性層２６の外部磁界に対する感度を向上させる
には、保磁力Ｈｃの小さい磁性層を前記フリー磁性層２
３内に付加することが好ましい。それが前記磁性層２３
であり、ＮｉＦｅ合金で形成された前記磁性層２３は、
強磁性且つハーフメタル的な合金やＣｏＦｅ合金などで
形成された磁性層に比べて保磁力Ｈｃが小さく、よって
前記フリー磁性層２６に保磁力Ｈｃの小さい磁性層２３
を設けることで、外部磁界に対して感度良く磁化反転可
能な再生特性に優れた磁気検出素子を製造することが可
能になるのである。
て感度良く磁化反転しなければならない。そうでないと
再生特性に優れた磁気検出素子を製造できないからであ
る。上記した（１）〜（３）のホイスラー合金等の強磁
性且つハーフメタル的な合金は保磁力Ｈｃが大きいもの
が多い。具体的には１０Ｏｅ（＝約７９０（Ａ／ｍ）以
上である。また非磁性材料層２１と接して形成される磁
性層３０がＣｏＦｅ合金で形成される場合には、前記Ｃ
ｏＦｅ合金の保磁力Ｈｃも比較的大きい。従って、前記
フリー磁性層２６の外部磁界に対する感度を向上させる
には、保磁力Ｈｃの小さい磁性層を前記フリー磁性層２
３内に付加することが好ましい。それが前記磁性層２３
であり、ＮｉＦｅ合金で形成された前記磁性層２３は、
強磁性且つハーフメタル的な合金やＣｏＦｅ合金などで
形成された磁性層に比べて保磁力Ｈｃが小さく、よって
前記フリー磁性層２６に保磁力Ｈｃの小さい磁性層２３
を設けることで、外部磁界に対して感度良く磁化反転可
能な再生特性に優れた磁気検出素子を製造することが可
能になるのである。
【００８８】ところで図１のように固定磁性層２０及び
フリー磁性層２６を構成する全ての磁性層は、既に説明
したβ値の符号及びＰ値の符号がすべて同じ符号となる
材質で形成される必要がある。
フリー磁性層２６を構成する全ての磁性層は、既に説明
したβ値の符号及びＰ値の符号がすべて同じ符号となる
材質で形成される必要がある。
【００８９】すなわち例えば強磁性且つハーフメタル的
な合金層で形成された磁性層１７、２２が正の値のβ値
を有しているとすると、磁性層１６、１８、３０、２３
も同様に正の値のβ値を有する磁性材料で形成されてい
なければならない。正の値のβ値を有し、且つこのβ値
が高い（具体的には０．７以上）強磁性且つハーフメタ
ル的な合金層には、アップスピンの伝導電子の平均自由
行程を延ばし（金属的な挙動を示す）、一方、ダウンス
ピンの伝導電子の平均自由行程を短くする（絶縁的な挙
動を示す）作用（スピン偏極性）が強く働き、アップス
ピンの伝導電子とダウンスピンの伝導電子の平均自由行
程差がＣｏＦｅ合金などの金属的な材質を使用する場合
に比べて大きくなる。
な合金層で形成された磁性層１７、２２が正の値のβ値
を有しているとすると、磁性層１６、１８、３０、２３
も同様に正の値のβ値を有する磁性材料で形成されてい
なければならない。正の値のβ値を有し、且つこのβ値
が高い（具体的には０．７以上）強磁性且つハーフメタ
ル的な合金層には、アップスピンの伝導電子の平均自由
行程を延ばし（金属的な挙動を示す）、一方、ダウンス
ピンの伝導電子の平均自由行程を短くする（絶縁的な挙
動を示す）作用（スピン偏極性）が強く働き、アップス
ピンの伝導電子とダウンスピンの伝導電子の平均自由行
程差がＣｏＦｅ合金などの金属的な材質を使用する場合
に比べて大きくなる。
【００９０】一方、負の値を有する強磁性且つハーフメ
タル的な合金層は、逆にダウンスピンの伝導電子の平均
自由行程を延ばし、アップスピンの伝導電子の平均自由
行程を縮める作用が働く。このことは分極率Ｐにも同じ
く言えることである。
タル的な合金層は、逆にダウンスピンの伝導電子の平均
自由行程を延ばし、アップスピンの伝導電子の平均自由
行程を縮める作用が働く。このことは分極率Ｐにも同じ
く言えることである。
【００９１】ここで、ＣｏＦｅ合金などで形成された磁
性層１６、１８、３０、２３にも上記したスピン偏極性
があるが、これら磁性層のβ値は正の値である。したが
って、仮に強磁性且つハーフメタル的な合金層である磁
性層１７、２２が、負の値を有するβ値を有している
と、正の値のβ値を有する磁性層１６、１８、３０、２
３との間で、上記のスピン偏極性が打ち消されてしま
い、アップスピンの伝導電子の平均自由行程とダウンス
ピンの伝導電子の平均自由行程との差を適切に大きくで
きず、抵抗変化量（ΔＲ）及び抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）
を効果的に大きくすることができなくなる。
性層１６、１８、３０、２３にも上記したスピン偏極性
があるが、これら磁性層のβ値は正の値である。したが
って、仮に強磁性且つハーフメタル的な合金層である磁
性層１７、２２が、負の値を有するβ値を有している
と、正の値のβ値を有する磁性層１６、１８、３０、２
３との間で、上記のスピン偏極性が打ち消されてしま
い、アップスピンの伝導電子の平均自由行程とダウンス
ピンの伝導電子の平均自由行程との差を適切に大きくで
きず、抵抗変化量（ΔＲ）及び抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）
を効果的に大きくすることができなくなる。
【００９２】なおＰｔＭｎＳｂのように、β値が負、分
極率Ｐが負の値である場合、固定磁性層２０及びフリー
磁性層２６も同様にして負のβ値、分極率Ｐを有する強
磁性材料を選択することが、スピン偏極性が大きく、抵
抗変化量（ΔＲ）を効果的に大きくすることができる。
例えばこのような強磁性材料としては、ＦｅＶ（β値は
約−０．１１）、ＮｉＣｒ（β値は約−０．２４〜−
０．１１）、ＦｅＣｒ（β値は約−０．０９）などがあ
る。
極率Ｐが負の値である場合、固定磁性層２０及びフリー
磁性層２６も同様にして負のβ値、分極率Ｐを有する強
磁性材料を選択することが、スピン偏極性が大きく、抵
抗変化量（ΔＲ）を効果的に大きくすることができる。
例えばこのような強磁性材料としては、ＦｅＶ（β値は
約−０．１１）、ＮｉＣｒ（β値は約−０．２４〜−
０．１１）、ＦｅＣｒ（β値は約−０．０９）などがあ
る。
【００９３】そのため本発明では、固定磁性層２０及び
フリー磁性層２６を構成する全ての磁性層１６、１７、
１８、３０、２２、２３を、β値が同じ符号を有する材
質で形成し、これによって前記スピン偏極性が相乗的に
強くなり、より効果的に前記アップスピンの伝導電子の
平均自由行程とダウンスピンの伝導電子の平均自由行程
との差を大きくでき、抵抗変化量（ΔＲ）及び抵抗変化
率（ΔＲ／Ｒ）の向上を適切に図ることが可能になるの
である。
フリー磁性層２６を構成する全ての磁性層１６、１７、
１８、３０、２２、２３を、β値が同じ符号を有する材
質で形成し、これによって前記スピン偏極性が相乗的に
強くなり、より効果的に前記アップスピンの伝導電子の
平均自由行程とダウンスピンの伝導電子の平均自由行程
との差を大きくでき、抵抗変化量（ΔＲ）及び抵抗変化
率（ΔＲ／Ｒ）の向上を適切に図ることが可能になるの
である。
【００９４】なお上記した、全ての磁性層において同じ
符号のβ値あるいは分極率Ｐを有する材質を使用する点
については図２以降についても同じである。
符号のβ値あるいは分極率Ｐを有する材質を使用する点
については図２以降についても同じである。
【００９５】図２は本発明における第２実施形態の磁気
検出素子の構造を記録媒体との対向面側から見た部分断
面図である。なお図２以降の説明は、固定磁性層２０と
フリー磁性層２６の膜構造のみに注目しているが、それ
以外の層の構成については図１と変わるところがないの
で図１を参照されたい。
検出素子の構造を記録媒体との対向面側から見た部分断
面図である。なお図２以降の説明は、固定磁性層２０と
フリー磁性層２６の膜構造のみに注目しているが、それ
以外の層の構成については図１と変わるところがないの
で図１を参照されたい。
【００９６】図２に示す固定磁性層２０の第１磁性層１
９は２層構造である。このうち磁性層１７は、強磁性且
つハーフメタル的な合金層であり、磁性層１６は、Ｃｏ
Ｆｅ合金、ＣｏＦｅＮｉ合金、ＮｉＦｅ合金、Ｃｏのい
ずれかの磁性材料で形成された合金層であることが好ま
しい。
９は２層構造である。このうち磁性層１７は、強磁性且
つハーフメタル的な合金層であり、磁性層１６は、Ｃｏ
Ｆｅ合金、ＣｏＦｅＮｉ合金、ＮｉＦｅ合金、Ｃｏのい
ずれかの磁性材料で形成された合金層であることが好ま
しい。
【００９７】また図２に示す実施形態では、前記フリー
磁性層２６も固定磁性層２０の第１磁性層１９と同様に
２層構造であり、磁性層２２が強磁性且つハーフメタル
的な合金層であり、磁性層２３がＣｏＦｅ合金、ＣｏＦ
ｅＮｉ合金、ＮｉＦｅ合金、あるいはＣｏから選択され
た磁性材料で形成されることが好ましい。
磁性層２６も固定磁性層２０の第１磁性層１９と同様に
２層構造であり、磁性層２２が強磁性且つハーフメタル
的な合金層であり、磁性層２３がＣｏＦｅ合金、ＣｏＦ
ｅＮｉ合金、ＮｉＦｅ合金、あるいはＣｏから選択され
た磁性材料で形成されることが好ましい。
【００９８】前記強磁性且つハーフメタル的な合金層
は、組成式がＸ2ＹＺ（ただしＸは、周期表のＩＩＩＡ
族からＩＩＢ族までのうちから選択された一元素、Ｙは
Ｍｎ、Ｚは、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔ
ｌ、Ｐｂ、Ｓｂのうちから選択された１種または２種以
上の元素）で表されるホイスラー合金や、組成式がＸＹ
Ｚ（ただしＸは、周期表のＩＩＩＡ族からＩＩＢ族まで
のうちから選択された一元素、ＹはＭｎ、Ｚは、Ａｌ、
Ｓｉ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｓｂのう
ちから選択された１種または２種以上の元素）で表され
るホイスラー合金、あるいはＬａ0.7Ｓｒ0.3ＭｎＯ3、
ＣｒＯ2、Ｆ3Ｏ4などで形成されることが好ましい。
は、組成式がＸ2ＹＺ（ただしＸは、周期表のＩＩＩＡ
族からＩＩＢ族までのうちから選択された一元素、Ｙは
Ｍｎ、Ｚは、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔ
ｌ、Ｐｂ、Ｓｂのうちから選択された１種または２種以
上の元素）で表されるホイスラー合金や、組成式がＸＹ
Ｚ（ただしＸは、周期表のＩＩＩＡ族からＩＩＢ族まで
のうちから選択された一元素、ＹはＭｎ、Ｚは、Ａｌ、
Ｓｉ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｓｂのう
ちから選択された１種または２種以上の元素）で表され
るホイスラー合金、あるいはＬａ0.7Ｓｒ0.3ＭｎＯ3、
ＣｒＯ2、Ｆ3Ｏ4などで形成されることが好ましい。
【００９９】前記固定磁性層２０及びフリー磁性層２６
に、上記した強磁性且つハーフメタル的な合金層が含ま
れることによって、アップスピンの伝導電子とダウンス
ピンの伝導電子との平均自由行程差を従来に比べて大き
くでき、抵抗変化量（ΔＲ）及び抵抗変化率（ΔＲ／
Ｒ）の向上を図ることが可能になる。
に、上記した強磁性且つハーフメタル的な合金層が含ま
れることによって、アップスピンの伝導電子とダウンス
ピンの伝導電子との平均自由行程差を従来に比べて大き
くでき、抵抗変化量（ΔＲ）及び抵抗変化率（ΔＲ／
Ｒ）の向上を図ることが可能になる。
【０１００】なお前記固定磁性層２０及びフリー磁性層
２６の非磁性材料層２１と接する磁性層１７、２２を強
磁性且つハーフメタル的な合金層にすると、前記合金層
にＭｎが含まれている場合、前記非磁性材料層２１との
間でＭｎの拡散が発生する虞があるため、図２に示す実
施形態は図１に示す実施形態に比べて、前記抵抗変化量
（ΔＲ）及び抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）が小さくなりやす
いと考えられるが、従来のように第１磁性層１９、およ
びフリー磁性層２６をＣｏＦｅ合金層やＮｉＦｅ合金層
などの磁性材料のみで形成した場合より前記抵抗変化量
（ΔＲ）及び抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を向上させること
ができると考えられる。
２６の非磁性材料層２１と接する磁性層１７、２２を強
磁性且つハーフメタル的な合金層にすると、前記合金層
にＭｎが含まれている場合、前記非磁性材料層２１との
間でＭｎの拡散が発生する虞があるため、図２に示す実
施形態は図１に示す実施形態に比べて、前記抵抗変化量
（ΔＲ）及び抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）が小さくなりやす
いと考えられるが、従来のように第１磁性層１９、およ
びフリー磁性層２６をＣｏＦｅ合金層やＮｉＦｅ合金層
などの磁性材料のみで形成した場合より前記抵抗変化量
（ΔＲ）及び抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を向上させること
ができると考えられる。
【０１０１】なお本発明では、前記強磁性且つハーフメ
タル的な合金層を上記の拡散が発生しにくいホイスラー
合金やＣｒＯ2、Ｆ3Ｏ4などで形成することが好まし
い。
タル的な合金層を上記の拡散が発生しにくいホイスラー
合金やＣｒＯ2、Ｆ3Ｏ4などで形成することが好まし
い。
【０１０２】また上記の拡散は、固定磁性層２０を構成
する第２磁性層１４と反強磁性層１３間で交換結合磁界
を発生させるときに施す熱処理工程に起因するところが
大きいので、例えば交換結合磁界を発生させるのに熱処
理工程が必要ない、あるいは必要であってもその熱処理
温度が低い場合などは、そもそも上記の拡散は起こり難
く、かかる場合には、材質に制約なく強磁性且つハーフ
メタル的な合金層からなる磁性層１７、２２を形成する
ことが可能になる。
する第２磁性層１４と反強磁性層１３間で交換結合磁界
を発生させるときに施す熱処理工程に起因するところが
大きいので、例えば交換結合磁界を発生させるのに熱処
理工程が必要ない、あるいは必要であってもその熱処理
温度が低い場合などは、そもそも上記の拡散は起こり難
く、かかる場合には、材質に制約なく強磁性且つハーフ
メタル的な合金層からなる磁性層１７、２２を形成する
ことが可能になる。
【０１０３】図３は本発明における第３実施形態の磁気
検出素子の構造を記録媒体との対向面側から見た部分断
面図である。
検出素子の構造を記録媒体との対向面側から見た部分断
面図である。
【０１０４】図３に示す実施形態では図２と同様に、固
定磁性層２０を構成する第１磁性層１９及びフリー磁性
層２６は２層構造であるが、非磁性材料層２１と接する
磁性層１８及び磁性層３０は、強磁性且つハーフメタル
的な合金層ではなく、ＣｏＦｅ合金、ＣｏＦｅＮｉ合
金、ＮｉＦｅ合金、Ｃｏなどの磁性材料で形成された層
である。この磁性層１８、３０は、ＣｏＦｅ合金で形成
されることが、非磁性材料層２１間での拡散をより適切
に防止できて好ましい。
定磁性層２０を構成する第１磁性層１９及びフリー磁性
層２６は２層構造であるが、非磁性材料層２１と接する
磁性層１８及び磁性層３０は、強磁性且つハーフメタル
的な合金層ではなく、ＣｏＦｅ合金、ＣｏＦｅＮｉ合
金、ＮｉＦｅ合金、Ｃｏなどの磁性材料で形成された層
である。この磁性層１８、３０は、ＣｏＦｅ合金で形成
されることが、非磁性材料層２１間での拡散をより適切
に防止できて好ましい。
【０１０５】この図３に示す実施形態では、前記非磁性
材料層２１から離れた磁性層１７及び磁性層２２が、強
磁性且つハーフメタル的な合金層である。
材料層２１から離れた磁性層１７及び磁性層２２が、強
磁性且つハーフメタル的な合金層である。
【０１０６】前記強磁性且つハーフメタル的な合金層
は、組成式がＸ2ＹＺ（ただしＸは、周期表のＩＩＩＡ
族からＩＩＢ族までのうちから選択された一元素、Ｙは
Ｍｎ、Ｚは、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔ
ｌ、Ｐｂ、Ｓｂのうちから選択された１種または２種以
上の元素）で表されるホイスラー合金や、組成式がＸＹ
Ｚ（ただしＸは、周期表のＩＩＩＡ族からＩＩＢ族まで
のうちから選択された一元素、ＹはＭｎ、Ｚは、Ａｌ、
Ｓｉ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｓｂのう
ちから選択された１種または２種以上の元素）で表され
るホイスラー合金、あるいはＬａ0.7Ｓｒ0.3ＭｎＯ3、
ＣｒＯ2、Ｆ3Ｏ4などで形成されることが好ましい。
は、組成式がＸ2ＹＺ（ただしＸは、周期表のＩＩＩＡ
族からＩＩＢ族までのうちから選択された一元素、Ｙは
Ｍｎ、Ｚは、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔ
ｌ、Ｐｂ、Ｓｂのうちから選択された１種または２種以
上の元素）で表されるホイスラー合金や、組成式がＸＹ
Ｚ（ただしＸは、周期表のＩＩＩＡ族からＩＩＢ族まで
のうちから選択された一元素、ＹはＭｎ、Ｚは、Ａｌ、
Ｓｉ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｓｂのう
ちから選択された１種または２種以上の元素）で表され
るホイスラー合金、あるいはＬａ0.7Ｓｒ0.3ＭｎＯ3、
ＣｒＯ2、Ｆ3Ｏ4などで形成されることが好ましい。
【０１０７】前記固定磁性層２０及びフリー磁性層２６
に、上記した強磁性且つハーフメタル的な合金層が含ま
れることによって、アップスピンの伝導電子とダウンス
ピンの伝導電子との平均自由行程差を従来に比べて大き
くでき、抵抗変化量（ΔＲ）及び抵抗変化率（ΔＲ／
Ｒ）の向上を図ることが可能になる。
に、上記した強磁性且つハーフメタル的な合金層が含ま
れることによって、アップスピンの伝導電子とダウンス
ピンの伝導電子との平均自由行程差を従来に比べて大き
くでき、抵抗変化量（ΔＲ）及び抵抗変化率（ΔＲ／
Ｒ）の向上を図ることが可能になる。
【０１０８】図３に示す実施形態では、固定磁性層２０
を構成する第１磁性層１９のうち非磁性中間層１５と接
する磁性層１７が、強磁性且つハーフメタル的な合金層
で形成されているので、図１の実施形態に比べて、第１
磁性層１９と第２磁性層１４間で発生するＲＫＫＹ相互
作用による結合磁界は弱まる虞があるが、例えば前記磁
性層１７の膜厚を薄くする（具体的には１０Å以下）な
どすれば、前記ＲＫＫＹ相互作用による結合磁界の弱ま
りを抑制でき、適切に前記第１磁性層１９の磁化をピン
止めすることが可能になる。
を構成する第１磁性層１９のうち非磁性中間層１５と接
する磁性層１７が、強磁性且つハーフメタル的な合金層
で形成されているので、図１の実施形態に比べて、第１
磁性層１９と第２磁性層１４間で発生するＲＫＫＹ相互
作用による結合磁界は弱まる虞があるが、例えば前記磁
性層１７の膜厚を薄くする（具体的には１０Å以下）な
どすれば、前記ＲＫＫＹ相互作用による結合磁界の弱ま
りを抑制でき、適切に前記第１磁性層１９の磁化をピン
止めすることが可能になる。
【０１０９】図４は本発明における第４実施形態の磁気
検出素子を記録媒体との対向面側から見た部分断面図で
ある。
検出素子を記録媒体との対向面側から見た部分断面図で
ある。
【０１１０】図４に示す実施形態では、固定磁性層２０
の膜構成は、図１に示す固定磁性層２０の膜構成と同じ
である。
の膜構成は、図１に示す固定磁性層２０の膜構成と同じ
である。
【０１１１】図４では、フリー磁性層２６が第１磁性層
３１と第２磁性層３３間にＲｕなどの非磁性中間層３２
が介在した積層フェリ構造である。
３１と第２磁性層３３間にＲｕなどの非磁性中間層３２
が介在した積層フェリ構造である。
【０１１２】図４に示すように前記フリー磁性層２６を
構成する第１磁性層３１は３層構造である。前記３層の
うち真ん中の磁性層２２は、強磁性且つハーフメタル的
な合金層である。
構成する第１磁性層３１は３層構造である。前記３層の
うち真ん中の磁性層２２は、強磁性且つハーフメタル的
な合金層である。
【０１１３】前記強磁性且つハーフメタル的な合金層
は、組成式がＸ2ＹＺ（ただしＸは、周期表のＩＩＩＡ
族からＩＩＢ族までのうちから選択された一元素、Ｙは
Ｍｎ、Ｚは、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔ
ｌ、Ｐｂ、Ｓｂのうちから選択された１種または２種以
上の元素）で表されるホイスラー合金や、組成式がＸＹ
Ｚ（ただしＸは、周期表のＩＩＩＡ族からＩＩＢ族まで
のうちから選択された一元素、ＹはＭｎ、Ｚは、Ａｌ、
Ｓｉ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｓｂのう
ちから選択された１種または２種以上の元素）で表され
るホイスラー合金、あるいはＬａ0.7Ｓｒ0.3ＭｎＯ3、
ＣｒＯ2、Ｆ3Ｏ4などで形成されることが好ましい。
は、組成式がＸ2ＹＺ（ただしＸは、周期表のＩＩＩＡ
族からＩＩＢ族までのうちから選択された一元素、Ｙは
Ｍｎ、Ｚは、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔ
ｌ、Ｐｂ、Ｓｂのうちから選択された１種または２種以
上の元素）で表されるホイスラー合金や、組成式がＸＹ
Ｚ（ただしＸは、周期表のＩＩＩＡ族からＩＩＢ族まで
のうちから選択された一元素、ＹはＭｎ、Ｚは、Ａｌ、
Ｓｉ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｓｂのう
ちから選択された１種または２種以上の元素）で表され
るホイスラー合金、あるいはＬａ0.7Ｓｒ0.3ＭｎＯ3、
ＣｒＯ2、Ｆ3Ｏ4などで形成されることが好ましい。
【０１１４】前記磁性層２２の上下に形成された磁性層
２３、３０は、ＣｏＦｅ合金、ＣｏＦｅＮｉ合金、Ｎｉ
Ｆｅ合金、Ｃｏのうちいずれかの磁性材料で形成される
ことが好ましい。前記非磁性材料層２１と接する磁性層
３０は、前記非磁性材料層２１との拡散を適切に防止す
べく、前記の磁性材料のうちＣｏＦｅ合金で形成される
ことがより好ましい。
２３、３０は、ＣｏＦｅ合金、ＣｏＦｅＮｉ合金、Ｎｉ
Ｆｅ合金、Ｃｏのうちいずれかの磁性材料で形成される
ことが好ましい。前記非磁性材料層２１と接する磁性層
３０は、前記非磁性材料層２１との拡散を適切に防止す
べく、前記の磁性材料のうちＣｏＦｅ合金で形成される
ことがより好ましい。
【０１１５】また前記磁性層２３は、前記フリー磁性層
２６の外部磁界に対する感度を向上させるために保磁力
Ｈｃの小さい材質で形成されることが好ましく、前記磁
性層２３はＮｉＦｅ合金で形成されることが好ましい。
なお磁性層２３と非磁性中間層３２との間、および／ま
たは磁性層３３と非磁性中間層３２との間には、ＲＫＫ
Ｙ相互作用による反強磁性結合を大きくするためＣｏＦ
ｅ合金層を設けても良い。
２６の外部磁界に対する感度を向上させるために保磁力
Ｈｃの小さい材質で形成されることが好ましく、前記磁
性層２３はＮｉＦｅ合金で形成されることが好ましい。
なお磁性層２３と非磁性中間層３２との間、および／ま
たは磁性層３３と非磁性中間層３２との間には、ＲＫＫ
Ｙ相互作用による反強磁性結合を大きくするためＣｏＦ
ｅ合金層を設けても良い。
【０１１６】積層フェリ構造で形成されたフリー磁性層
２６は、その両側に形成されたハードバイアス層２７か
らの縦バイアス磁界の影響を受けて、例えば前記フリー
磁性層２６の３層の第１磁性層３１が図示Ｘ方向に磁化
されると、前記第２磁性層３３の磁化は、前記第１の磁
性層３１と第２磁性層３３間で発生するＲＫＫＹ相互作
用による結合磁界によって前記第１磁性層３１の磁化方
向とは反平行に磁化される。
２６は、その両側に形成されたハードバイアス層２７か
らの縦バイアス磁界の影響を受けて、例えば前記フリー
磁性層２６の３層の第１磁性層３１が図示Ｘ方向に磁化
されると、前記第２磁性層３３の磁化は、前記第１の磁
性層３１と第２磁性層３３間で発生するＲＫＫＹ相互作
用による結合磁界によって前記第１磁性層３１の磁化方
向とは反平行に磁化される。
【０１１７】図４に示す実施形態では、固定磁性層２０
の第１磁性層１９に、強磁性且つハーフメタル的な合金
層からなる磁性層１７を有し、さらにフリー磁性層２６
の第１磁性層３１に、強磁性且つハーフメタル的な合金
層からなる磁性層２２を有し、よってアップスピンの伝
導電子とダウンスピンの伝導電子との平均自由行程差を
従来に比べて大きくでき、抵抗変化量（ΔＲ）及び抵抗
変化率（ΔＲ／Ｒ）の向上を図ることが可能になる。
の第１磁性層１９に、強磁性且つハーフメタル的な合金
層からなる磁性層１７を有し、さらにフリー磁性層２６
の第１磁性層３１に、強磁性且つハーフメタル的な合金
層からなる磁性層２２を有し、よってアップスピンの伝
導電子とダウンスピンの伝導電子との平均自由行程差を
従来に比べて大きくでき、抵抗変化量（ΔＲ）及び抵抗
変化率（ΔＲ／Ｒ）の向上を図ることが可能になる。
【０１１８】図５は第５実施形態の磁気検出素子の構造
を記録媒体との対向面側から見た部分断面図である。
を記録媒体との対向面側から見た部分断面図である。
【０１１９】図５に示す実施形態では、固定磁性層２０
及びフリー磁性層２６が共に、積層フェリ構造ではな
く、磁性層の多層構造のみで形成されている。図５に示
すように前記固定磁性層２０は、磁性層の３層構造であ
り、その真ん中の磁性層１７が、強磁性且つハーフメタ
ル的な合金層で形成されている。前記磁性層１７の上下
に形成されている磁性層１６、１８は、ＣｏＦｅ合金、
ＣｏＦｅＮｉ合金、ＮｉＦｅ合金、Ｃｏのいずれかの磁
性材料で形成されていることが好ましい。
及びフリー磁性層２６が共に、積層フェリ構造ではな
く、磁性層の多層構造のみで形成されている。図５に示
すように前記固定磁性層２０は、磁性層の３層構造であ
り、その真ん中の磁性層１７が、強磁性且つハーフメタ
ル的な合金層で形成されている。前記磁性層１７の上下
に形成されている磁性層１６、１８は、ＣｏＦｅ合金、
ＣｏＦｅＮｉ合金、ＮｉＦｅ合金、Ｃｏのいずれかの磁
性材料で形成されていることが好ましい。
【０１２０】反強磁性層１３と、強磁性且つハーフメタ
ル的な合金層で形成された磁性層１７との間に、ＣｏＦ
ｅ合金などの磁性材料で形成された磁性層１６が介在す
ることによって前記反強磁性層１３と前記磁性層１６間
で発生する交換結合磁界を大きくすることができ、前記
固定磁性層２０の磁化のピン止めを適切に行うことがで
きるものと考えられる。前記磁性層１６はＣｏＦｅ合金
で形成されることがより好ましく、これによって前記磁
性層１６と反強磁性層１３間で発生する交換結合磁界を
効果的に大きくすることができる。
ル的な合金層で形成された磁性層１７との間に、ＣｏＦ
ｅ合金などの磁性材料で形成された磁性層１６が介在す
ることによって前記反強磁性層１３と前記磁性層１６間
で発生する交換結合磁界を大きくすることができ、前記
固定磁性層２０の磁化のピン止めを適切に行うことがで
きるものと考えられる。前記磁性層１６はＣｏＦｅ合金
で形成されることがより好ましく、これによって前記磁
性層１６と反強磁性層１３間で発生する交換結合磁界を
効果的に大きくすることができる。
【０１２１】また図５に示す実施形態ではフリー磁性層
２６が磁性層の２層構造であり、磁性層２２は、強磁性
且つハーフメタル的な合金層であり、一方、磁性層２３
はＣｏＦｅ合金、ＣｏＦｅＮｉ合金、ＮｉＦｅ合金、Ｃ
ｏのいずれかの磁性材料で形成されていることが好まし
い。
２６が磁性層の２層構造であり、磁性層２２は、強磁性
且つハーフメタル的な合金層であり、一方、磁性層２３
はＣｏＦｅ合金、ＣｏＦｅＮｉ合金、ＮｉＦｅ合金、Ｃ
ｏのいずれかの磁性材料で形成されていることが好まし
い。
【０１２２】なお前記フリー磁性層２６は磁性層の２層
構造であるが、これが図１に示すような磁性層の３層構
造であってもよく、あるいは２層構造であっても図３の
ような、強磁性且つハーフメタル的な合金層からなる磁
性層２２と、前記磁性層２２と非磁性材料層２１との間
にＣｏＦｅ合金などからなる磁性層３０とが設けられた
膜構成であってもよい。
構造であるが、これが図１に示すような磁性層の３層構
造であってもよく、あるいは２層構造であっても図３の
ような、強磁性且つハーフメタル的な合金層からなる磁
性層２２と、前記磁性層２２と非磁性材料層２１との間
にＣｏＦｅ合金などからなる磁性層３０とが設けられた
膜構成であってもよい。
【０１２３】図５に示す実施形態では、固定磁性層２０
及びフリー磁性層２６は、強磁性且つハーフメタル的な
合金層からなる磁性層１７、２２を有し、よってアップ
スピンの伝導電子とダウンスピンの伝導電子との平均自
由行程差を従来に比べて大きくでき、抵抗変化量（Δ
Ｒ）及び抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）の向上を図ることが可
能になる。
及びフリー磁性層２６は、強磁性且つハーフメタル的な
合金層からなる磁性層１７、２２を有し、よってアップ
スピンの伝導電子とダウンスピンの伝導電子との平均自
由行程差を従来に比べて大きくでき、抵抗変化量（Δ
Ｒ）及び抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）の向上を図ることが可
能になる。
【０１２４】図６は本発明における第６実施形態の磁気
検出素子の構造を記録媒体との対向面側から見た部分断
面図である。
検出素子の構造を記録媒体との対向面側から見た部分断
面図である。
【０１２５】図６に示す実施形態では、固定磁性層２０
は、第２磁性層１４と第１磁性層１９との間にＲｕなど
からなる非磁性中間層１５が介在した積層フェリ構造で
あるが、前記第１磁性層１９は、強磁性且つハーフメタ
ル的な合金層の単層からなり、図１ないし図５のような
多層構造ではない。
は、第２磁性層１４と第１磁性層１９との間にＲｕなど
からなる非磁性中間層１５が介在した積層フェリ構造で
あるが、前記第１磁性層１９は、強磁性且つハーフメタ
ル的な合金層の単層からなり、図１ないし図５のような
多層構造ではない。
【０１２６】図６に示すフリー磁性層２６も、強磁性且
つハーフメタル的な合金層の単層構造である。
つハーフメタル的な合金層の単層構造である。
【０１２７】前記第１磁性層１９やフリー磁性層２６
が、強磁性且つハーフメタル的な合金層の単層構造であ
れば、容易にこれらの層を形成することができる。
が、強磁性且つハーフメタル的な合金層の単層構造であ
れば、容易にこれらの層を形成することができる。
【０１２８】また前記強磁性且つハーフメタル的な合金
層に、既に説明したβ値が負の値となる材料（例えばＰ
ｔＭｎＳｎなど）を使用したとき、ＣｏＦｅ合金やＮｉ
Ｆｅ合金など従来、一般的に磁性層として用いられてき
た材質はβ値が正の値であるため、これらＣｏＦｅ合金
と、β値が負の値となる強磁性且つハーフメタル的な合
金層とを組み合せて使用すると、スピン偏極性が相殺さ
れてしまい大きな抵抗変化量（ΔＲ）及び抵抗変化率
（ΔＲ／Ｒ）を得ることができず、よってβ値が負の値
となる強磁性且つハーフメタル的な合金層は単層で形成
することが好ましい。かかる場合、磁性層である第２磁
性層１４、第１磁性層１９及びフリー磁性層２６をすべ
て負のβ値を有する強磁性且つハーフメタル的な合金層
で形成することが好ましい。
層に、既に説明したβ値が負の値となる材料（例えばＰ
ｔＭｎＳｎなど）を使用したとき、ＣｏＦｅ合金やＮｉ
Ｆｅ合金など従来、一般的に磁性層として用いられてき
た材質はβ値が正の値であるため、これらＣｏＦｅ合金
と、β値が負の値となる強磁性且つハーフメタル的な合
金層とを組み合せて使用すると、スピン偏極性が相殺さ
れてしまい大きな抵抗変化量（ΔＲ）及び抵抗変化率
（ΔＲ／Ｒ）を得ることができず、よってβ値が負の値
となる強磁性且つハーフメタル的な合金層は単層で形成
することが好ましい。かかる場合、磁性層である第２磁
性層１４、第１磁性層１９及びフリー磁性層２６をすべ
て負のβ値を有する強磁性且つハーフメタル的な合金層
で形成することが好ましい。
【０１２９】図７は本発明における第７実施形態の磁気
検出素子の構造を記録媒体との対向面側から見た部分断
面図である。
検出素子の構造を記録媒体との対向面側から見た部分断
面図である。
【０１３０】図７に示す実施形態では固定磁性層２０
は、積層フェリ構造ではなく、強磁性且つハーフメタル
的な合金層の単層構造である。同様にフリー磁性層２６
も積層フェリ構造ではなく、強磁性且つハーフメタル的
な合金層の単層構造である。
は、積層フェリ構造ではなく、強磁性且つハーフメタル
的な合金層の単層構造である。同様にフリー磁性層２６
も積層フェリ構造ではなく、強磁性且つハーフメタル的
な合金層の単層構造である。
【０１３１】前記固定磁性層２０やフリー磁性層２６
が、強磁性且つハーフメタル的な合金層の単層構造であ
れば、容易にこれらの層を形成することができる。
が、強磁性且つハーフメタル的な合金層の単層構造であ
れば、容易にこれらの層を形成することができる。
【０１３２】図６、７に示すように、固定磁性層２０や
フリー磁性層２６が、強磁性且つハーフメタル的な合金
層で形成されていれば、アップスピンの伝導電子とダウ
ンスピンの伝導電子との平均自由行程差を従来に比べて
大きくでき、抵抗変化量（ΔＲ）及び抵抗変化率（ΔＲ
／Ｒ）の向上を図ることが可能になる。
フリー磁性層２６が、強磁性且つハーフメタル的な合金
層で形成されていれば、アップスピンの伝導電子とダウ
ンスピンの伝導電子との平均自由行程差を従来に比べて
大きくでき、抵抗変化量（ΔＲ）及び抵抗変化率（ΔＲ
／Ｒ）の向上を図ることが可能になる。
【０１３３】以上のように本発明は、図１ないし図７に
示すようにＣＰＰ型の磁気検出素子に関わるものである
が、本発明の特徴的部分である強磁性且つハーフメタル
的な合金層を、ＣＩＰ（current in the plane）
型、すなわち電流を多層膜の膜面（図示Ｘ方向）と平行
な方向に流すタイプの磁気検出素子に使用した場合に
は、抵抗変化量（ΔＲ）及び抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）の
増大をほとんど見込めないものと考えられる。その理由
は、強磁性且つハーフメタル的な合金層は比抵抗が大き
いため他層へのシャントロスが大きくなるからである。
示すようにＣＰＰ型の磁気検出素子に関わるものである
が、本発明の特徴的部分である強磁性且つハーフメタル
的な合金層を、ＣＩＰ（current in the plane）
型、すなわち電流を多層膜の膜面（図示Ｘ方向）と平行
な方向に流すタイプの磁気検出素子に使用した場合に
は、抵抗変化量（ΔＲ）及び抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）の
増大をほとんど見込めないものと考えられる。その理由
は、強磁性且つハーフメタル的な合金層は比抵抗が大き
いため他層へのシャントロスが大きくなるからである。
【０１３４】よって本発明における強磁性且つハーフメ
タル的な合金層は、ＣＰＰ型の磁気検出素子に使用され
ると、より効果的に抵抗変化量（ΔＲ）及び抵抗変化量
（ΔＲ／Ｒ）の増大を図ることができる。
タル的な合金層は、ＣＰＰ型の磁気検出素子に使用され
ると、より効果的に抵抗変化量（ΔＲ）及び抵抗変化量
（ΔＲ／Ｒ）の増大を図ることができる。
【０１３５】なお、図１ないし図７に示す磁気検出素子
では、固定磁性層２０及びフリー磁性層２６の双方に、
強磁性且つハーフメタル的な合金層が含まれていたが、
この合金層は、前記固定磁性層２０及びフリー磁性層２
６の少なくとも一方の層に含まれていればよい。
では、固定磁性層２０及びフリー磁性層２６の双方に、
強磁性且つハーフメタル的な合金層が含まれていたが、
この合金層は、前記固定磁性層２０及びフリー磁性層２
６の少なくとも一方の層に含まれていればよい。
【０１３６】また図１ないし図７に示す実施形態では、
強磁性且つハーフメタル的な合金層が含まれている部分
の磁性層の多層構造は、最大で３層構造（例えば図１の
第１磁性層１９やフリー磁性層２６を参照のこと）であ
ったが、これが４層以上であってもよい。またかかる場
合、前記強磁性且つハーフメタル的な合金層はどの積層
位置に形成されていてもよい。
強磁性且つハーフメタル的な合金層が含まれている部分
の磁性層の多層構造は、最大で３層構造（例えば図１の
第１磁性層１９やフリー磁性層２６を参照のこと）であ
ったが、これが４層以上であってもよい。またかかる場
合、前記強磁性且つハーフメタル的な合金層はどの積層
位置に形成されていてもよい。
【０１３７】また図１ないし図７に示す実施形態には、
フリー磁性層２６側が積層フェリ構造で、固定磁性層２
０側が、積層フェリ構造ではなく磁性層のみの単層構造
あるいは多層構造である形態はないが、当然にこのよう
な形態であってもかまわない。
フリー磁性層２６側が積層フェリ構造で、固定磁性層２
０側が、積層フェリ構造ではなく磁性層のみの単層構造
あるいは多層構造である形態はないが、当然にこのよう
な形態であってもかまわない。
【０１３８】また図４に示す固定磁性層２０やフリー磁
性層２６が積層フェリ構造である場合、第２磁性層１
４、３３側も、第１磁性層１９、３１のように強磁性且
つハーフメタル的な合金層からなる単層構造、あるいは
前記強磁性且つハーフメタル的な合金層を含んだ多層構
造で形成されていてもかまわない。
性層２６が積層フェリ構造である場合、第２磁性層１
４、３３側も、第１磁性層１９、３１のように強磁性且
つハーフメタル的な合金層からなる単層構造、あるいは
前記強磁性且つハーフメタル的な合金層を含んだ多層構
造で形成されていてもかまわない。
【０１３９】さらに図１ないし図７には図示されていな
い固定磁性層２０の積層構造とフリー磁性層２６の積層
構造の組合わせ、例えば図１に示す固定磁性層２０の積
層構造と図２に示すフリー磁性層２６の積層構造とが組
み合わされた磁気検出素子であってもよいことは言うま
でもない。
い固定磁性層２０の積層構造とフリー磁性層２６の積層
構造の組合わせ、例えば図１に示す固定磁性層２０の積
層構造と図２に示すフリー磁性層２６の積層構造とが組
み合わされた磁気検出素子であってもよいことは言うま
でもない。
【０１４０】また図１ないし図７に示す磁気検出素子で
は、全て、下から反強磁性層１３、固定磁性層２０、非
磁性材料層２１およびフリー磁性層２６の順に積層形成
されているが、これが下からフリー磁性層２６、非磁性
材料層２１、固定磁性層２０及び反強磁性層１３の順に
積層形成されていてもよい。
は、全て、下から反強磁性層１３、固定磁性層２０、非
磁性材料層２１およびフリー磁性層２６の順に積層形成
されているが、これが下からフリー磁性層２６、非磁性
材料層２１、固定磁性層２０及び反強磁性層１３の順に
積層形成されていてもよい。
【０１４１】さらに図１ないし図７に示す磁気検出素子
は、固定磁性層とフリー磁性層とが１層づつ設けられた
シングルスピンバルブ型薄膜素子と呼ばれる構造である
が、本発明は、下から反強磁性層、固定磁性層、非磁性
材料層、フリー磁性層、非磁性材料層、固定磁性層、反
強磁性層からなるデュアルスピンバルブ型薄膜素子と呼
ばれる構造などにも適用可能である。
は、固定磁性層とフリー磁性層とが１層づつ設けられた
シングルスピンバルブ型薄膜素子と呼ばれる構造である
が、本発明は、下から反強磁性層、固定磁性層、非磁性
材料層、フリー磁性層、非磁性材料層、固定磁性層、反
強磁性層からなるデュアルスピンバルブ型薄膜素子と呼
ばれる構造などにも適用可能である。
【０１４２】なお本発明における磁気検出素子は、ハー
ドディスク装置に搭載される薄膜磁気ヘッドにのみ使用
可能なものではなく、テープ用磁気ヘッドや磁気センサ
などにも使用可能なものである。
ドディスク装置に搭載される薄膜磁気ヘッドにのみ使用
可能なものではなく、テープ用磁気ヘッドや磁気センサ
などにも使用可能なものである。
【０１４３】
【発明の効果】以上詳述した本発明によれば、固定磁性
層及びフリー磁性層の少なくとも一方は、強磁性且つハ
ーフメタル的な合金層を有して形成されている。
層及びフリー磁性層の少なくとも一方は、強磁性且つハ
ーフメタル的な合金層を有して形成されている。
【０１４４】従来、磁性層に使用されていたＣｏＦｅ合
金などの磁性材料は、金属的な性質を有していたが、ハ
ーフメタル的な性質を有する合金層を用いることで、β
値が大きくなり、また比抵抗値ρも大きくなることか
ら、従来よりも抵抗変化量ΔＲを大きくすることがで
き、抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）の向上を適切に図ることが
可能になる。
金などの磁性材料は、金属的な性質を有していたが、ハ
ーフメタル的な性質を有する合金層を用いることで、β
値が大きくなり、また比抵抗値ρも大きくなることか
ら、従来よりも抵抗変化量ΔＲを大きくすることがで
き、抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）の向上を適切に図ることが
可能になる。
【０１４５】前記強磁性且つハーフメタル的な合金層
は、例えば組成式がＸ2ＹＺ（ただしＸは、周期表のＩ
ＩＩＡ族からＩＩＢ族までのうちから選択された一元
素、ＹはＭｎ、Ｚは、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｉｎ、
Ｓｎ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｓｂのうちから選択された１種また
は２種以上の元素）で表されるホイスラー合金で形成さ
れることが好ましい。
は、例えば組成式がＸ2ＹＺ（ただしＸは、周期表のＩ
ＩＩＡ族からＩＩＢ族までのうちから選択された一元
素、ＹはＭｎ、Ｚは、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｉｎ、
Ｓｎ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｓｂのうちから選択された１種また
は２種以上の元素）で表されるホイスラー合金で形成さ
れることが好ましい。
【０１４６】また本発明では、固定磁性層及びフリー磁
性層に含まれる強磁性且つハーフメタル的な合金層の形
成位置を適正化することで、より効果的に抵抗変化量Δ
Ｒを大きくすることができ、抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）の
向上を適切に図ることが可能になる。
性層に含まれる強磁性且つハーフメタル的な合金層の形
成位置を適正化することで、より効果的に抵抗変化量Δ
Ｒを大きくすることができ、抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）の
向上を適切に図ることが可能になる。
【図１】本発明における第１の実施形態の磁気検出素子
を記録媒体との対向面側から見た部分断面図、
を記録媒体との対向面側から見た部分断面図、
【図２】本発明における第２の実施形態の磁気検出素子
を記録媒体との対向面側から見た部分断面図、
を記録媒体との対向面側から見た部分断面図、
【図３】本発明における第３の実施形態の磁気検出素子
を記録媒体との対向面側から見た部分断面図、
を記録媒体との対向面側から見た部分断面図、
【図４】本発明における第４の実施形態の磁気検出素子
を記録媒体との対向面側から見た部分断面図、
を記録媒体との対向面側から見た部分断面図、
【図５】本発明における第５の実施形態の磁気検出素子
を記録媒体との対向面側から見た部分断面図、
を記録媒体との対向面側から見た部分断面図、
【図６】本発明における第６の実施形態の磁気検出素子
を記録媒体との対向面側から見た部分断面図、
を記録媒体との対向面側から見た部分断面図、
【図７】本発明における第７の実施形態の磁気検出素子
を記録媒体との対向面側から見た部分断面図、
を記録媒体との対向面側から見た部分断面図、
【図８】従来における磁気検出素子を記録媒体との対向
面側から見た部分断面図、
面側から見た部分断面図、
１０ 下部シールド層
１１ 下地層
１２ シードレイヤ
１３ 反強磁性層
１４、３３ 第２磁性層
１５、３２ 非磁性中間層
１６、１７、１８、２２、２３、３０ 磁性層
１９、３１ 第１磁性層
２０ 固定磁性層
２１ 非磁性材料層
２５ 保護層
２６ フリー磁性層
２９ 上部シールド層
Claims (12)
- 【請求項１】 反強磁性層、固定磁性層、非磁性材料層
及びフリー磁性層を有する多層膜が設けられ、前記多層
膜の各層の膜面と垂直方向に電流が流れる磁気検出素子
において、 前記固定磁性層及びフリー磁性層の少なくとも一方は、
強磁性且つハーフメタル的な合金層を有して形成されて
いることを特徴とする磁気検出素子。 - 【請求項２】 前記合金層は、組成式がＸ2ＹＺ（ただ
しＸは、周期表のＩＩＩＡ族からＩＩＢ族までのうちか
ら選択された一元素、ＹはＭｎ、Ｚは、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇ
ａ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｓｂのうちから選
択された１種または２種以上の元素）で表されるホイス
ラー合金で形成される請求項１記載の磁気検出素子。 - 【請求項３】 前記ホイスラー合金は、Ｃｏ2ＭｎＺ
（Ｚは、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｓｎのうちから選択
された１種または２種以上の元素）である請求項２記載
の磁気検出素子。 - 【請求項４】 前記合金層は、組成式がＸＹＺ（ただし
Ｘは、周期表のＩＩＩＡ族からＩＩＢ族までのうちから
選択された一元素、ＹはＭｎ、Ｚは、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇ
ａ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｓｂのうちから選
択された１種または２種以上の元素）で表されるホイス
ラー合金で形成される請求項１記載の磁気検出素子。 - 【請求項５】 前記ホイスラー合金は、ＮｉＭｎＳｂ、
ＰｔＭｎＳｂ、ＰｄＭｎＳｂ、ＰｔＭｎＳｎである請求
項４記載の磁気検出素子。 - 【請求項６】 前記合金層は、Ｌａ0.7Ｓｒ0.3Ｍｎ
Ｏ3、ＣｒＯ2、あるいはＦ3Ｏ4で形成される請求項１記
載の磁気検出素子。 - 【請求項７】 前記固定磁性層及び／またはフリー磁性
層は２層以上の磁性層の積層構造からなり、それら磁性
層のうち、前記非磁性材料層と接する磁性層に前記強磁
性且つハーフメタル的な合金層が形成される請求項１な
いし６のいずれかに記載の磁気検出素子。 - 【請求項８】 前記固定磁性層及び／またはフリー磁性
層は２層以上の磁性層の積層構造からなり、それら磁性
層のうち、前記非磁性材料層と接する磁性層以外の磁性
層に前記強磁性且つハーフメタル的な合金層が形成され
る請求項１ないし６のいずれかに記載の磁気検出素子。 - 【請求項９】 前記強磁性且つハーフメタル的な合金層
が形成された磁性層以外の磁性層はＣｏＦｅ合金、Ｃｏ
ＦｅＮｉ合金、ＮｉＦｅ合金あるいはＣｏのいずれかの
磁性材料で形成される請求項７または８に記載の磁気検
出素子。 - 【請求項１０】 前記固定磁性層及び／またはフリー磁
性層は磁性層の３層構造からなり、それら３層のうち、
真ん中の磁性層に強磁性且つハーフメタル的な合金層が
形成される請求項１ないし６のいずれかに記載の磁気検
出素子。 - 【請求項１１】 前記真ん中の磁性層以外の磁性層はＣ
ｏＦｅ合金、ＣｏＦｅＮｉ合金、ＮｉＦｅ合金あるいは
Ｃｏのいずれかの磁性材料で形成される請求項１０記載
の磁気検出素子。 - 【請求項１２】 前記固定磁性層及び／またはフリー磁
性層は、第１磁性層と第２磁性層間に非磁性中間層が介
在する積層フェリ構造であり、少なくとも前記磁性層の
うち非磁性材料層と接する側の第１磁性層が、前記強磁
性且つハーフメタル的な合金層を有する多層構造、ある
いは前記強磁性且つハーフメタル的な合金層の単層構造
で形成される請求項１ないし１１のいずれかに記載の磁
気検出素子。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002015001A JP3607678B2 (ja) | 2002-01-24 | 2002-01-24 | 磁気検出素子 |
| US10/348,479 US7336451B2 (en) | 2002-01-24 | 2003-01-21 | Magnetic sensing element containing half-metallic alloy |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002015001A JP3607678B2 (ja) | 2002-01-24 | 2002-01-24 | 磁気検出素子 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004240552A Division JP2005051251A (ja) | 2004-08-20 | 2004-08-20 | 磁気検出素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003218428A true JP2003218428A (ja) | 2003-07-31 |
| JP3607678B2 JP3607678B2 (ja) | 2005-01-05 |
Family
ID=19191918
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002015001A Expired - Fee Related JP3607678B2 (ja) | 2002-01-24 | 2002-01-24 | 磁気検出素子 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7336451B2 (ja) |
| JP (1) | JP3607678B2 (ja) |
Cited By (31)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005078748A1 (ja) * | 2004-02-13 | 2005-08-25 | Japan Science And Technology Agency | 磁性薄膜及びそれを用いた磁気抵抗効果素子並びに磁気デバイス |
| JP2006005277A (ja) * | 2004-06-21 | 2006-01-05 | Alps Electric Co Ltd | 磁気検出素子 |
| JP2006237094A (ja) * | 2005-02-23 | 2006-09-07 | Alps Electric Co Ltd | 磁気検出素子及びその製造方法 |
| JP2006245208A (ja) * | 2005-03-02 | 2006-09-14 | Alps Electric Co Ltd | 磁気検出素子及びその製造方法 |
| JP2006245275A (ja) * | 2005-03-03 | 2006-09-14 | Alps Electric Co Ltd | 磁気検出素子 |
| JP2006253451A (ja) * | 2005-03-11 | 2006-09-21 | Alps Electric Co Ltd | 磁気検出素子 |
| JP2006253625A (ja) * | 2004-09-03 | 2006-09-21 | Alps Electric Co Ltd | 磁気検出素子 |
| JP2006278386A (ja) * | 2005-03-28 | 2006-10-12 | Alps Electric Co Ltd | 磁気検出素子 |
| JP2006339218A (ja) * | 2005-05-31 | 2006-12-14 | Alps Electric Co Ltd | 磁気検出素子及びその製造方法 |
| US7428130B2 (en) | 2005-11-30 | 2008-09-23 | Fujitsu Limited | Magnetoresistive element, magnetic head, magnetic storage unit, and magnetic memory unit |
| US7466525B2 (en) | 2004-09-03 | 2008-12-16 | Tdk Corporation | Magnetic sensing element including laminated film composed of half-metal and NiFe alloy as free layer |
| US7499249B2 (en) | 2005-04-28 | 2009-03-03 | Tdk Corporation | Spin valve-GMR element in which a non-metal laminate layer is provided as a free magnetic layer and method of manufacturing the same |
| US7510787B2 (en) | 2006-02-06 | 2009-03-31 | Tdk Corporation | Magneto-resistance effect element and thin-film magnetic head |
| US7535682B2 (en) | 2005-09-14 | 2009-05-19 | Tdk Corporation | Magneto-resistance element and thin film magnetic head with improved heat reliability |
| US7554774B2 (en) | 2004-01-31 | 2009-06-30 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Magnetic resistance device and method of manufacturing the same |
| JP2009239122A (ja) * | 2008-03-27 | 2009-10-15 | Toshiba Corp | 磁気抵抗効果素子及びスピンｍｏｓ電界効果トランジスタ |
| US7656621B2 (en) | 2005-10-17 | 2010-02-02 | Tdk Corporation | Magneto-resistive element having a cap layer for canceling spin injection effect |
| US7672092B2 (en) | 2006-06-14 | 2010-03-02 | Tdk Corporation | Method for manufacturing magnetic field detecting element, utilizing diffusion of metal |
| US7691215B2 (en) | 2001-02-23 | 2010-04-06 | International Business Machines Corporation | Compounds and methods of fabricating compounds exhibiting giant magnetoresistance and spin-polarized tunneling |
| US7724481B2 (en) | 2005-08-24 | 2010-05-25 | Tdk Corporation | Magnetic sensing element including free magnetic layer or pinned magnetic layer having two sublayers that are composed of different CoMn-based heusler alloys |
| US7739787B2 (en) | 2006-04-14 | 2010-06-22 | Tdk Corporation | Method of manufacturing a magnetoresistive element |
| JP2010140586A (ja) * | 2008-12-15 | 2010-06-24 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands Bv | 磁気抵抗効果型磁気ヘッド |
| US7760475B2 (en) | 2007-03-12 | 2010-07-20 | Tdk Corporation | Magneto-resistance effect element having free layer including magnetostriction reduction layer and thin-film magnetic head |
| US7764471B2 (en) | 2007-03-12 | 2010-07-27 | Tdk Corporation | Magneto-resistance effect element having diffusion blocking layer and thin-film magnetic head |
| US7808748B2 (en) | 2006-03-31 | 2010-10-05 | Tdk Corporation | Magnetoresistive element including heusler alloy layer |
| US7895731B2 (en) | 2006-06-23 | 2011-03-01 | Tdk Corporation | Method for manufacturing magnetic field detecting element utilizing diffusion and migration of silver |
| JP2011142326A (ja) * | 2011-01-24 | 2011-07-21 | Toshiba Corp | スピンｍｏｓ電界効果トランジスタ |
| US8203808B2 (en) | 2006-10-30 | 2012-06-19 | Tdk Corporation | Magneto-resistance effect element including free layer having multilayer constitution including magnetic body mixed with element having 4F electrons |
| KR20130006375A (ko) * | 2011-07-07 | 2013-01-16 | 삼성전자주식회사 | 반-금속성 강자성체들을 이용한 자기 접합을 제공하는 방법 및 시스템 |
| US8778515B2 (en) | 2007-12-28 | 2014-07-15 | HGST Netherlands B.V. | Magneto-resistive effect element, magnetic head, and magnetic recording/reading apparatus |
| US10020445B2 (en) | 2016-03-24 | 2018-07-10 | Tdk Corporation | Magnetoresistive effect element |
Families Citing this family (29)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6977801B2 (en) * | 2003-02-24 | 2005-12-20 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Magnetoresistive device with exchange-coupled structure having half-metallic ferromagnetic Heusler alloy in the pinned layer |
| JP2005223193A (ja) * | 2004-02-06 | 2005-08-18 | Tdk Corp | 磁気抵抗効果素子、薄膜磁気ヘッド、薄膜磁気ヘッドのウエハ、ヘッドジンバルアセンブリ、ヘッドアームアセンブリ、ヘッドスタックアセンブリ、およびハードディスク装置 |
| WO2005101376A1 (en) * | 2004-04-02 | 2005-10-27 | Tdk Corporation | Spin valve magnetoresistive sensor in current perpendicular to plane scheme |
| JP2006005185A (ja) * | 2004-06-18 | 2006-01-05 | Alps Electric Co Ltd | 磁気検出素子 |
| US7331100B2 (en) * | 2004-07-07 | 2008-02-19 | Headway Technologies, Inc. | Process of manufacturing a seed/AFM combination for a CPP GMR device |
| US20060050446A1 (en) * | 2004-09-03 | 2006-03-09 | Alps Electric Co., Ltd. | Magnetic sensing element including laminated film composed of half-metal and NiFe alloy as free layer |
| JP4904499B2 (ja) * | 2004-09-06 | 2012-03-28 | 国立大学法人 鹿児島大学 | スピントロニクス材料及びｔｍｒ素子 |
| JP2006261454A (ja) * | 2005-03-17 | 2006-09-28 | Fujitsu Ltd | 磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド、および磁気記憶装置 |
| JP2006351919A (ja) * | 2005-06-17 | 2006-12-28 | Alps Electric Co Ltd | 磁気検出素子 |
| US7583481B2 (en) * | 2005-09-23 | 2009-09-01 | Headway Technologies, Inc. | FCC-like trilayer AP2 structure for CPP GMR EM improvement |
| JP2007142257A (ja) * | 2005-11-21 | 2007-06-07 | Alps Electric Co Ltd | 磁気検出素子 |
| JP2007150183A (ja) * | 2005-11-30 | 2007-06-14 | Tdk Corp | 磁気抵抗効果素子、薄膜磁気ヘッド、および前記磁気抵抗効果素子の製造方法 |
| US7672088B2 (en) * | 2006-06-21 | 2010-03-02 | Headway Technologies, Inc. | Heusler alloy with insertion layer to reduce the ordering temperature for CPP, TMR, MRAM, and other spintronics applications |
| US20080112095A1 (en) * | 2006-11-15 | 2008-05-15 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Dual current-perpendicular-to-the-plane (cpp) magnetoresistive sensor with heusler alloy free layer and minimal current-induced noise |
| US20080261082A1 (en) * | 2006-12-28 | 2008-10-23 | Kazumasa Nishimura | Tunneling magnetoresistive element including multilayer free magnetic layer having inserted nonmagnetic metal sublayer |
| US20090168269A1 (en) * | 2007-12-28 | 2009-07-02 | Matthew Joseph Carey | Current perpendicular to plane spin valve with high-polarization material in ap1 layer for reduced spin torque |
| US20090174971A1 (en) * | 2008-01-03 | 2009-07-09 | Yoshihiro Tsuchiya | Cpp-type magneto resistive effect element having a pair of magnetic layers |
| US8514524B2 (en) * | 2008-05-09 | 2013-08-20 | Headway Technologies, Inc. | Stabilized shields for magnetic recording heads |
| US8810973B2 (en) * | 2008-05-13 | 2014-08-19 | HGST Netherlands B.V. | Current perpendicular to plane magnetoresistive sensor employing half metal alloys for improved sensor performance |
| JP2011066334A (ja) * | 2009-09-18 | 2011-03-31 | Osaka Univ | ハーフメタリック反強磁性体 |
| US20110200845A1 (en) * | 2010-02-16 | 2011-08-18 | Seagate Technology Llc | Current perpendicular to the plane reader with improved giant magneto-resistance |
| US8760818B1 (en) | 2013-01-09 | 2014-06-24 | Western Digital (Fremont), Llc | Systems and methods for providing magnetic storage elements with high magneto-resistance using heusler alloys |
| US20140268417A1 (en) * | 2013-03-16 | 2014-09-18 | Seagate Technology Llc | Bottom shield stabilized magnetic seed layer |
| JP6033162B2 (ja) * | 2013-05-13 | 2016-11-30 | 日立造船株式会社 | 遮蔽体および電子線容器滅菌設備 |
| JP6754108B2 (ja) * | 2015-12-04 | 2020-09-09 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 | 単結晶磁気抵抗素子、その製造方法及びその使用方法 |
| CN105755346A (zh) * | 2016-04-15 | 2016-07-13 | 西安交通大学 | 一种Ni-Mn-In室温磁制冷材料及其制备方法 |
| JP2019054054A (ja) * | 2017-09-13 | 2019-04-04 | 東芝メモリ株式会社 | 磁気装置 |
| CN108286007B (zh) * | 2018-02-07 | 2020-05-19 | 三峡大学 | 一种Cr掺杂提高NiCoMnSn变磁性能的哈斯勒合金及其制备方法 |
| JP7086664B2 (ja) * | 2018-03-20 | 2022-06-20 | キオクシア株式会社 | 磁気装置 |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0672303B1 (en) | 1993-10-06 | 1997-12-03 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Magneto-resistance device, and magnetic head employing such a device |
| US5793279A (en) * | 1996-08-26 | 1998-08-11 | Read-Rite Corporation | Methods and compositions for optimizing interfacial properties of magnetoresistive sensors |
| JP3050189B2 (ja) | 1997-10-30 | 2000-06-12 | 日本電気株式会社 | 磁気抵抗効果素子及びその製造方法 |
| JP3593472B2 (ja) | 1998-06-30 | 2004-11-24 | 株式会社東芝 | 磁気素子とそれを用いた磁気メモリおよび磁気センサ |
| JP3601690B2 (ja) | 1999-03-02 | 2004-12-15 | 松下電器産業株式会社 | 磁気抵抗効果素子とその製造方法、磁気抵抗効果型ヘッド、磁気記録装置、磁気抵抗効果メモリ素子 |
| JP4469482B2 (ja) | 1999-09-24 | 2010-05-26 | 株式会社東芝 | 磁気抵抗効果素子、磁気抵抗効果ヘッド、磁気再生装置、及び磁性積層体 |
| US6721149B1 (en) * | 2000-02-11 | 2004-04-13 | Western Digital (Fremont), Inc. | Tunneling magnetoresistance spin-valve read sensor with LaNiO3 spacer |
| JP2002117508A (ja) * | 2000-10-06 | 2002-04-19 | Hitachi Ltd | 磁気ヘッドおよびその製造方法 |
| US6473279B2 (en) * | 2001-01-04 | 2002-10-29 | International Business Machines Corporation | In-stack single-domain stabilization of free layers for CIP and CPP spin-valve or tunnel-valve read heads |
| US6693776B2 (en) * | 2001-03-08 | 2004-02-17 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Spin valve sensor with a spin filter and specular reflector layer |
| JP3576111B2 (ja) * | 2001-03-12 | 2004-10-13 | 株式会社東芝 | 磁気抵抗効果素子 |
| US6661626B2 (en) * | 2001-03-20 | 2003-12-09 | International Business Machines Corporation | Tunnel valve sensor having a pinned layer structure with an iron oxide (Fe3O4) layer |
| US6888703B2 (en) * | 2001-09-17 | 2005-05-03 | Headway Technologies, Inc. | Multilayered structures comprising magnetic nano-oxide layers for current perpindicular to plane GMR heads |
| US6937447B2 (en) * | 2001-09-19 | 2005-08-30 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magnetoresistance effect element, its manufacturing method, magnetic reproducing element and magnetic memory |
-
2002
- 2002-01-24 JP JP2002015001A patent/JP3607678B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2003
- 2003-01-21 US US10/348,479 patent/US7336451B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (39)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7691215B2 (en) | 2001-02-23 | 2010-04-06 | International Business Machines Corporation | Compounds and methods of fabricating compounds exhibiting giant magnetoresistance and spin-polarized tunneling |
| US8277575B2 (en) | 2001-02-23 | 2012-10-02 | International Business Machines Corporation | Compounds and methods of fabricating compounds exhibiting giant magnetoresistence and spin-polarized tunneling |
| US7554774B2 (en) | 2004-01-31 | 2009-06-30 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Magnetic resistance device and method of manufacturing the same |
| WO2005078748A1 (ja) * | 2004-02-13 | 2005-08-25 | Japan Science And Technology Agency | 磁性薄膜及びそれを用いた磁気抵抗効果素子並びに磁気デバイス |
| JP2006005277A (ja) * | 2004-06-21 | 2006-01-05 | Alps Electric Co Ltd | 磁気検出素子 |
| JP4674498B2 (ja) * | 2004-09-03 | 2011-04-20 | Ｔｄｋ株式会社 | 磁気検出素子 |
| JP2006253625A (ja) * | 2004-09-03 | 2006-09-21 | Alps Electric Co Ltd | 磁気検出素子 |
| US7466525B2 (en) | 2004-09-03 | 2008-12-16 | Tdk Corporation | Magnetic sensing element including laminated film composed of half-metal and NiFe alloy as free layer |
| JP2006237094A (ja) * | 2005-02-23 | 2006-09-07 | Alps Electric Co Ltd | 磁気検出素子及びその製造方法 |
| JP2006245208A (ja) * | 2005-03-02 | 2006-09-14 | Alps Electric Co Ltd | 磁気検出素子及びその製造方法 |
| JP2006245275A (ja) * | 2005-03-03 | 2006-09-14 | Alps Electric Co Ltd | 磁気検出素子 |
| JP2006253451A (ja) * | 2005-03-11 | 2006-09-21 | Alps Electric Co Ltd | 磁気検出素子 |
| US7800866B2 (en) | 2005-03-28 | 2010-09-21 | Tdk Corporation | Magnetic sensing element containing quaternary Heusler alloy Co2Mn (Ge1-xSnx) which constitutes a free magnetic layer or pinned magnetic layer |
| JP2006278386A (ja) * | 2005-03-28 | 2006-10-12 | Alps Electric Co Ltd | 磁気検出素子 |
| US7499249B2 (en) | 2005-04-28 | 2009-03-03 | Tdk Corporation | Spin valve-GMR element in which a non-metal laminate layer is provided as a free magnetic layer and method of manufacturing the same |
| JP2006339218A (ja) * | 2005-05-31 | 2006-12-14 | Alps Electric Co Ltd | 磁気検出素子及びその製造方法 |
| JP4544037B2 (ja) * | 2005-05-31 | 2010-09-15 | Ｔｄｋ株式会社 | 磁気検出素子及びその製造方法 |
| US7738218B2 (en) | 2005-05-31 | 2010-06-15 | Tdk Corporation | Magnetic detection head and method for manufacturing the same |
| US7724481B2 (en) | 2005-08-24 | 2010-05-25 | Tdk Corporation | Magnetic sensing element including free magnetic layer or pinned magnetic layer having two sublayers that are composed of different CoMn-based heusler alloys |
| US7535682B2 (en) | 2005-09-14 | 2009-05-19 | Tdk Corporation | Magneto-resistance element and thin film magnetic head with improved heat reliability |
| US7656621B2 (en) | 2005-10-17 | 2010-02-02 | Tdk Corporation | Magneto-resistive element having a cap layer for canceling spin injection effect |
| US7428130B2 (en) | 2005-11-30 | 2008-09-23 | Fujitsu Limited | Magnetoresistive element, magnetic head, magnetic storage unit, and magnetic memory unit |
| US7510787B2 (en) | 2006-02-06 | 2009-03-31 | Tdk Corporation | Magneto-resistance effect element and thin-film magnetic head |
| US7808748B2 (en) | 2006-03-31 | 2010-10-05 | Tdk Corporation | Magnetoresistive element including heusler alloy layer |
| US7739787B2 (en) | 2006-04-14 | 2010-06-22 | Tdk Corporation | Method of manufacturing a magnetoresistive element |
| US7672092B2 (en) | 2006-06-14 | 2010-03-02 | Tdk Corporation | Method for manufacturing magnetic field detecting element, utilizing diffusion of metal |
| US7895731B2 (en) | 2006-06-23 | 2011-03-01 | Tdk Corporation | Method for manufacturing magnetic field detecting element utilizing diffusion and migration of silver |
| US8203808B2 (en) | 2006-10-30 | 2012-06-19 | Tdk Corporation | Magneto-resistance effect element including free layer having multilayer constitution including magnetic body mixed with element having 4F electrons |
| US7760475B2 (en) | 2007-03-12 | 2010-07-20 | Tdk Corporation | Magneto-resistance effect element having free layer including magnetostriction reduction layer and thin-film magnetic head |
| US7764471B2 (en) | 2007-03-12 | 2010-07-27 | Tdk Corporation | Magneto-resistance effect element having diffusion blocking layer and thin-film magnetic head |
| US8778515B2 (en) | 2007-12-28 | 2014-07-15 | HGST Netherlands B.V. | Magneto-resistive effect element, magnetic head, and magnetic recording/reading apparatus |
| JP2009239122A (ja) * | 2008-03-27 | 2009-10-15 | Toshiba Corp | 磁気抵抗効果素子及びスピンｍｏｓ電界効果トランジスタ |
| JP2010140586A (ja) * | 2008-12-15 | 2010-06-24 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands Bv | 磁気抵抗効果型磁気ヘッド |
| JP2011142326A (ja) * | 2011-01-24 | 2011-07-21 | Toshiba Corp | スピンｍｏｓ電界効果トランジスタ |
| JP2013021328A (ja) * | 2011-07-07 | 2013-01-31 | Samsung Electronics Co Ltd | 半金属強磁性体を用いた磁気接合を提供するための方法及びシステム |
| KR20130006375A (ko) * | 2011-07-07 | 2013-01-16 | 삼성전자주식회사 | 반-금속성 강자성체들을 이용한 자기 접합을 제공하는 방법 및 시스템 |
| KR101953791B1 (ko) * | 2011-07-07 | 2019-06-12 | 삼성전자주식회사 | 반-금속성 강자성체들을 이용한 자기 접합을 제공하는 방법 및 시스템 |
| US10020445B2 (en) | 2016-03-24 | 2018-07-10 | Tdk Corporation | Magnetoresistive effect element |
| US10243139B2 (en) | 2016-03-24 | 2019-03-26 | Tdk Corporation | Magnetoresistive effect element |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3607678B2 (ja) | 2005-01-05 |
| US20030137785A1 (en) | 2003-07-24 |
| US7336451B2 (en) | 2008-02-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3607678B2 (ja) | 磁気検出素子 | |
| US7800867B2 (en) | CPP GMR head with antiferromagnetic layer disposed at rear of ferrimagnetic pinned layer | |
| US7295408B2 (en) | Dual type magnetic sensing element wherein ΔR×A in upstream part in flow direction of electric current is smaller than ΔR×A in downstream part | |
| US7554776B2 (en) | CCP magnetic detecting element including a self-pinned CoFe layer | |
| JP4912207B2 (ja) | 反平行フリー層構造および低電流誘起ノイズの面直電流型（ｃｐｐ）磁気抵抗センサ | |
| JP2003309305A (ja) | 磁気検出素子 | |
| JP2004335931A (ja) | Ｃｐｐ型巨大磁気抵抗効果素子 | |
| JP4245318B2 (ja) | 磁気検出素子 | |
| US7499248B2 (en) | Magnetic detective head comprising free layer | |
| JP2006294764A (ja) | 磁気検出素子及びその製造方法 | |
| JP4237991B2 (ja) | 磁気検出素子 | |
| JP4544037B2 (ja) | 磁気検出素子及びその製造方法 | |
| JPWO2008143118A1 (ja) | トンネル型磁気検出素子 | |
| JP2006139886A (ja) | 磁気抵抗効果型磁気ヘッド及びその製造方法 | |
| JP2005051251A (ja) | 磁気検出素子 | |
| US7502210B2 (en) | CPP magnetic detecting device containing NiFe alloy on free layer thereof | |
| JP2008192827A (ja) | トンネル型磁気検出素子 | |
| US7558029B2 (en) | Magnetic detectible head comprising free layer | |
| JP5041829B2 (ja) | トンネル型磁気検出素子 | |
| JP4483686B2 (ja) | 磁気検出素子 | |
| JP2006128410A (ja) | 磁気検出素子及びその製造方法 | |
| JP5113163B2 (ja) | トンネル型磁気検出素子 | |
| US7609489B2 (en) | Magnetic sensor using NiFe alloy for pinned layer | |
| JP2008078378A (ja) | トンネル型磁気検出素子及びその製造方法 | |
| JP4359566B2 (ja) | 薄膜磁気ヘッド |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040309 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040330 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040526 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040622 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040820 |
|
| A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20040901 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040921 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20041007 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 3607678 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071015 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081015 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081015 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091015 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101015 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111015 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111015 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121015 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131015 Year of fee payment: 9 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |