JP2003298148A - Ｃｐｐ−ｇｍｒ素子およびそれを用いた磁気記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】従来構造より高出力なスピンバルブタイプのＣ
ＰＰ−ＧＭＲ素子を提供する。 【解決手段】下部電極上にシード層と、外部磁界に応じ
て磁化方向が自由に変化する自由層と、非磁性中間層
と、Ｆｅ_３Ｏ_４膜と、金属強磁性膜と、反強磁性膜と、
上部電極とを順次積層してなる磁性積層膜を含むＣＰＰ
−ＧＭＲ素子であって、前記反強磁性膜をＰｔＭｎ、Ｃ
ｒＭｎＰｔ、ＭｎＩｒのいずれか一つで構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はＣＰＰ−ＧＭＲ素子
とおよび上記ＣＰＰ−ＧＭＲ素子を使用して情報を読み
書きする磁気記録再生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】いわゆる「スピンバルブタイプ」のＣＰ
Ｐ−ＧＭＲ素子は、導電性非磁性中間層によって分離さ
れた強磁性膜（１）と強磁性膜（２）を含む適切なる物
質上に形成された積層構造を含有する。代表的なスピン
バルブタイプのＣＰＰ−ＧＭＲ素子の積層構造は〔下部
電極／強磁性膜（１）／非磁性中間層／強磁性膜（２）
／反強磁性膜／上部電極〕である。ここで、最上層が上
部電極、最下層が下部電極であり、以下の積層膜もこの
ように表記する。

【０００３】強磁性膜のひとつ、強磁性膜（２）の磁化
方向は、外部印加磁場ゼロのもとで強磁性膜（１）の磁
化方向と垂直な方向に固定されている。この強磁性膜
（２）の磁化方向の固定は、反強磁性膜を隣接させ、反
強磁性膜と強磁性膜（２）との交換結合により、強磁性
膜（２）に一方向異方性エネルギ（交換バイアスまたは
結合磁界とも呼ばれる）を付与することによってなされ
る。そのため、強磁性膜（２）は固定層と呼ばれてお
り、本明細書においても、固定層なる表現を用いること
にする。固定層の代表的な磁化の固定方向は浮上面（媒
体対抗面）と垂直な方向である。一方、強磁性膜（１）
の磁化方向は、外部印加磁場によって自由に回転するこ
とができ、自由層と呼ばれる。

【０００４】ＣＰＰ−ＧＭＲ素子では、磁性媒体から発
生する磁場を印加磁場として、この磁場に応じて自由層
の磁化方向が自由に回転し、固定層の磁化方向と自由層
の磁化方向のなす角度に変化が生ずる。ＣＰＰ−ＧＭＲ
素子は、これら固定層と自由層の磁化方向のなす角度の
変化に応じて電気抵抗が変化することを利用して磁性媒
体からの磁気的信号を電気的信号に変換する磁気抵抗ト
ランスデューサーである。

【０００５】実用的なＣＰＰ−ＧＭＲ素子が、例えば、
ジャーナル・オブ・アプライド・フィジックス誌、Ｖｏ
ｌ．８９、ｐｐ．６９４３−６９４５、（２００１）号
公報に開示されている。この素子は、少なくとも下部電
極上にＰｄＰｔＭｎ反強磁性膜、上記反強磁性膜により
磁化方向が固定されるＣｏＦｅＢ膜より構成される固定
層、Ｃｕ非磁性中間層、ＣｏＦｅＢ膜より構成される自
由層および上部電極を含み、それらを順次積層して構成
された「スピンバルブタイプ」のＣＰＰ−ＧＭＲ素子が
開示されている。同文献によると、そのＣＰＰ−ＧＭＲ
素子の磁気抵抗変化（以下、ＭＲ比と呼ぶ）は約２％と
の記載がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】記録密度の十分に高い
磁気記録再生装置を実現するためには、従来構造より高
出力なＣＰＰ−ＧＭＲ素子を実現する必要がある。ＭＲ
比はスピン分極率Ｐが大きいほど大きくなるとされ、高
出力（高ＭＲ比）なＣＰＰ−ＧＭＲ素子を得る一手段と
して、スピン分極率Ｐが１とされているハーフメタルを
強磁性膜（固定層あるいは自由層の強磁性膜）として用
いる方法がある。なお、従来技術のＣＩＰ−ＧＭＲ素
子、ＣＰＰ−ＧＭＲ素子あるいは上記文献記載に適用さ
れている、自由層および固定層の金属強磁性膜のスピン
分極率Ｐは、約０．３程度と、ハーフメタルのスピン分
極率Ｐ＝１と比べると極めて小さい。

【０００７】ハーフメタル強磁性膜としては、Ｆｅ_３Ｏ
_４（マグネタイト）膜、ＣｒＯ_２（クロマイト）、Ｌａ
_０．７Ｓｒ_０．３ＭｎＯ_３（ＬＳＭＯ、マンガナイト）
などが知られている。ここで、Ｆｅ_３Ｏ_４膜、ＣｒＯ_２
膜、ＬＳＭＯ膜のキュリー温度（ＴＣ）は、それぞれ、
８５０Ｋ、３９５Ｋ、３６０Ｋである。実用化のために
はＣＰＰ−ＧＭＲ素子動作温度（約１００℃）よりも十
分に高いＴＣを所有している材料を選択しなけらばなら
ず、本観点から、実用的ハーフメタル強磁性膜は十分に
高いＴＣを有するＦｅ_３Ｏ_４膜に限られる。そして、Ｆ
ｅ_３Ｏ_４膜を用いての実用的ハーフメタルＦｅ_３Ｏ_４膜
適用ＣＰＰ−ＧＭＲ素子を実現するためには、いわゆる
「スピンバルブタイプ」のＣＰＰ−ＧＭＲ素子としなけ
ればならない。

【０００８】スピンバルブタイプのＣＰＰ−ＧＭＲ素子
を実現するためには、ハーフメタルＦｅ_３Ｏ_４膜を適当
な反強磁性膜でもって固定層化する技術を構築すること
が必須である（Ｆｅ_３Ｏ_４膜の保磁力は約８０Ｏｅ（約
６．４ｋＡ／ｍ）であり、自由層に適用するにはやや大
きいことから、固定層に適用することを考えた）。

【０００９】Ｆｅ_３Ｏ_４膜を反強磁性膜で持って固定層
化するためには、（１）Ｆｅ_３Ｏ_４膜に十分に大きな一
方向異方性定数（Ｋｅ）〔結合磁界（Ｈｅｘ）〕を付与
できる磁性積層膜構成とすること、（２）Ｆｅ_３Ｏ_４膜
から反強磁性膜への酸素拡散を防止できる磁性積層膜構
成とすること、の２つを同時に満足する必要がある。そ
こで、本発明の目的は、ハーフメタルＦｅ_３Ｏ_４膜を適
当な反強磁性膜でもって固定層化し、これにより、従来
構造より高出力なＣＰＰ−ＧＭＲ素子を提供することに
ある。さらには、上記ＣＰＰ−ＧＭＲ素子を用いた磁気
記録再生装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、少なく
とも下部電極上に、シード層と、外部磁界に応じて磁化
方向が自由に変化する自由層と、導電性非磁性中間層
と、マグネタイト膜と、金属強磁性膜と、反強磁性膜
と、上部電極とを順次積層してなる磁性積層膜を含むＣ
ＰＰ−ＧＭＲ素子であって、前記反強磁性膜がＰｔＭ
ｎ、ＣｒＭｎＰｔ、ＭｎＩｒのうちのいずれか一つで構
成されることを特徴とするＣＰＰ−ＧＭＲ素子とするこ
とにより達成される。

【００１１】また、本発明の目的は、少なくとも、下部
電極上に、シード層と、外部磁界に応じて磁化方向が自
由に変化する自由層と、導電性非磁性中間層と、マグネ
タイト膜と、金属強磁性膜と、Ｒｕ膜と、金属強磁性膜
と、反強磁性膜と、上部電極と、を順次積層してなる磁
性積層膜を含むＣＰＰ−ＧＭＲ素子であって、前記反強
磁性膜が、ＰｔＭｎ、ＣｒＭｎＰｔ、ＭｎＩｒのうちの
いずれか一つで構成されることを特徴とするＣＰＰ−Ｇ
ＭＲ素子、とすることにより達成される。

【００１２】また、本発明の目的は、少なくとも、下部
電極上に、シード層と、外部磁界に応じて磁化方向が自
由に変化する自由層と、導電性非磁性中間層と、マグネ
タイト膜と、金属強磁性膜と、反強磁性膜と、上部電極
と、を順次積層してなる磁性積層膜を含むＣＰＰ−ＧＭ
Ｒ素子であって、前記反強磁性膜が、応力誘起異方性を
利用したＣｒＭｎＰｔであることを特徴とするＣＰＰ−
ＧＭＲ素子、とすることにより達成される。

【００１３】また、本発明の目的は、少なくとも、下部
電極上に、シード層と、外部磁界に応じて磁化方向が自
由に変化する自由層と、導電性非磁性中間層と、マグネ
タイト膜と、金属強磁性膜と、Ｒｕ膜と、金属強磁性膜
と、反強磁性膜と、上部電極と、を順次積層してなる磁
性積層膜を含むＣＰＰ−ＧＭＲ素子であって、前記反強
磁性膜が、応力誘起異方性を利用したＣｒＭｎＰｔであ
ることを特徴とするＣＰＰ−ＧＭＲ素子、とすることに
より達成される。

【００１４】さらに、本発明は、情報を記録する磁気記
録媒体と、前記情報を読み取りまたは書き込みする、上
述したＣＰＰ−ＧＭＲ素子を少なくとも一つ有する磁気
ヘッドと、上記磁気ヘッドを前記磁気記録媒体上の所定
の位置へ移動させるアクチュエーター手段と、前記磁気
ヘッドが読み取りまたは書き込みする前記情報の送受信
とアクチェータ手段の移動を制御する制御手段とを含
み、構成されることを特徴とする磁気記録再生装置およ
びデイスクアレイ装置とすることによって達成される。

【００１５】

【発明の実施の形態】上述したが、Ｆｅ_３Ｏ_４膜を用い
ての実用的ハーフメタルＦｅ_３Ｏ_４膜適用ＣＰＰ−ＧＭ
Ｒ素子を実現するためには、スピンバルブタイプのＣＰ
Ｐ−ＧＭＲ素子としなければならない。そのためには、
ハーフメタルＦｅ_３Ｏ_４膜を適当な反強磁性膜でもって
固定層化しなければならない。Ｆｅ_３Ｏ_４膜を反強磁性
膜でもって固定層化するためには、（１）Ｆｅ_３Ｏ_４膜
に十分に大きな一方向異方性定数（Ｋｅ）を付与できる
磁性積層膜構成とすること、具体的には、結合磁界（Ｈ
ｅｘ）に換算した場合に、Ｈｅｘ≧３００Ｏｅ（２４ｋ
Ａ／ｍ）を付与できる磁性積層膜構成とすること、
（２）Ｆｅ_３Ｏ_４膜から反強磁性膜への酸素拡散を防止
できる磁性積層膜構成とすること、の２つが課題であ
る。以下、本２点を満足できる、ハーフメタルＦｅ_３Ｏ
_４膜適用スピンバルブタイプＣＰＰ−ＧＭＲ素子の実施
例を示す。 （実施例１）図１は、本発明の第１の実施例のＣＰＰ−
ＧＭＲ素子の拡大断面図である（媒体対抗面と平行方向
の断面）。本実施例の素子は、少なくとも下部電極１０
０上に、シード層２００と、外部磁界に応じて磁化方向
が自由に変化する自由層３００と、導電性非磁性中間層
４００と、Ｆｅ_３Ｏ_４膜５００と、金属強磁性膜６００
と、反強磁性膜７００と、上部電極８００とを順次積層
してなる磁性積層膜を含み、前記反強磁性膜７００が、
ＰｔＭｎ、ＣｒＭｎＰｔ、ＭｎＩｒのいずれか一つで構
成されることを特徴とする。素子両端部では、バルクハ
ウゼンノイスを抑制するための、例えば、アルミナ絶縁
膜９００／ＣｏＣｒＰｔハード膜９５０／アルミナ絶縁
膜９００を配置してある。

【００１６】本実施例のＣＰＰ−ＧＭＲ素子の代表的な
材料および膜厚は、以下のとおりである。下部電極１０
０はＲｕ膜より構成され、膜厚は５０ｎｍである。シー
ド層２００はＡｕ膜より構成され、膜厚は１０ｎｍであ
る。自由層３００はＮｉＦｅ膜より構成され、膜厚は５
ｎｍである。導電性非磁性中間層４００はＡｕ膜より構
成され、膜厚は５ｎｍである。Ｆｅ_３Ｏ_４膜５００の膜
厚は５ｎｍである。金属強磁性膜６００はＮｉＦｅ膜よ
り構成され、膜厚は３ｎｍである。反強磁性膜７００
は、ＰｔＭｎ、ＣｒＭｎＰｔ、ＭｎＩｒのいずれか一つ
の材料で構成され、膜厚は３０ｎｍである。上部電極８
００はＲｕ膜より構成され、膜厚は５０ｎｍである。

【００１７】実施例１では、固定層にＦｅ_３Ｏ_４膜を採
用している。Ｆｅ_３Ｏ_４膜のスピン分極率Ｐは１であ
り、従来技術のＣＩＰ−ＧＭＲやＣＰＰ−ＧＭＲ素子の
自由層、固定層に適用されている金属強磁性膜のスピン
分極率Ｐ≒０．３に比べると極めて大きい。ＭＲ比は、
スピン分極率が大きくなるほど大きくなるとされてお
り、よって、固定層にＦｅ_３Ｏ_４膜を採用することによ
り、従来技術よりも大きなＭＲ比を確保できる。

【００１８】次に、固定層の結合磁界Ｈｅｘについて説
明する。図６に、本発明のＦｅ_３Ｏ _４膜５００／金属強
磁性膜６００／反強磁性膜７００より構成される磁性積
層膜（交換結合膜）の結合磁界Ｈｅｘの大きさを示す。
図中、□印は代表的な積層膜構成として例えばＦｅ_３Ｏ
_４（５〜１５ｎｍ）／ＮｉＦｅ（３ｎｍ）／ＰｔＭｎ
（３０ｎｍ）膜としたときの、▲印は代表的な積層膜構
成として例えばＦｅ_３Ｏ _４（５〜１５ｎｍ）／ＮｉＦｅ
（３ｎｍ）／ＭｎＩｒ（３０ｎｍ）膜としたときの、○
印は代表的な積層膜構成として例えば、Ｆｅ_３Ｏ_４（５
〜１５ｎｍ）／ＮｉＦｅ（３ｎｍ）／ＣｒＭｎＰｔ（３
０ｎｍ）膜としたときの、それぞれ結合磁界Ｈｅｘ対Ｆ
ｅ_３Ｏ_４膜厚を示す。

【００１９】図６を見ると、Ｆｅ_３Ｏ_４層の膜厚が５ｎ
ｍのときには、ＰｔＭｎ膜、ＭｎＩｒ膜、ＣｒＭｎＰｔ
膜ともに、上述した結合磁界Ｈｅｘの目標値≧３００Ｏ
ｅ（２４ｋＡ／ｍ）をクリアできていることがわかる。

【００２０】次に、実施例１では、Ｆｅ_３Ｏ_４膜５００
と反強磁性膜７００との中間に金属強磁性膜６００を介
在させている、という特徴を有している。ＣＰＰ−ＧＭ
Ｒ素子作成中、ＣＰＰ−ＧＭＲ素子はフォトリソ工程等
により、２５０℃くらいのプロセス熱履歴が何度も加わ
る。これにより、Ｆｅ_３Ｏ_４膜５００から反強磁性膜７
００への酸素拡散が発生することが懸念される。しかし
ながら、金属強磁性膜６００は、Ｆｅ_３Ｏ_４膜５００か
ら反強磁性膜７００への酸素拡散を阻止する役割を果た
すことができるようである。なぜならば、酸素拡散があ
る場合には、図６に示したような大きな結合磁界Ｈｅｘ
は得られないからである。

【００２１】以上、Ｆｅ_３Ｏ_４膜５００／金属強磁性膜
６００／反強磁性膜７００、とした磁性積層膜とするこ
とにより、（１）Ｆｅ_３Ｏ_４膜に大きな結合磁界Ｈｅｘ
を付与できる、（２）Ｆｅ_３Ｏ_４膜から反強磁性膜への
酸素拡散を阻止できる、の２点を満足できることから、
ハーフメタルＦｅ_３Ｏ_４膜を固定層化させることに成功
した。 （実施例２）図２は本発明の第２の実施例のＣＰＰ−Ｇ
ＭＲ素子の拡大断面図である（媒体対抗面と平行方向の
断面）。本実施例の素子は、少なくとも下部電極１００
上に、シード層２００と、外部磁界に応じて磁化方向が
自由に変化する自由層３００と、導電性非磁性中間層４
００と、Ｆｅ_３Ｏ_４膜５００と、金属強磁性膜６００
と、Ｒｕ膜６０１と、金属強磁性膜６０２と、反強磁性
膜７００と、上部電極８００と、を順次積層してなる磁
性積層膜を含み、前記反強磁性膜７００が、ＰｔＭｎ、
ＣｒＭｎＰｔ、ＭｎＩｒのいずれか一つで構成されるこ
とを特徴とする。素子両端部では、バルクハウゼンノイ
スを抑制するための、例えばアルミナ絶縁膜９００／Ｃ
ｏＣｒＰｔハード膜９５０／アルミナ絶縁膜９００を配
置してある。

【００２２】本実施例のＣＰＰ−ＧＭＲ素子の代表的な
材料および膜厚は以下のとおりである。下部電極１００
はＲｕ膜より構成され、膜厚は５０ｎｍである。シード
層２００はＡｕ膜より構成され、膜厚は１０ｎｍであ
る。自由層３００はＮｉＦｅ膜より構成され、膜厚は５
ｎｍである。導電性非磁性中間層４００はＡｕ膜より構
成され、膜厚は５ｎｍである。Ｆｅ_３Ｏ_４膜５００の膜
厚は５ｎｍである。金属強磁性膜６００はＮｉＦｅ膜よ
り構成され、膜厚は３ｎｍである。Ｒｕ膜６０１の膜厚
は０．８ｎｍである。金属強磁性膜６０２はＮｉＦｅ膜
より構成され、膜厚は３ｎｍである。反強磁性膜７００
は、ＰｔＭｎ、ＣｒＭｎＰｔ、ＭｎＩｒのいずれか一つ
の材料で構成され、膜厚は３０ｎｍである。上部電極８
００はＲｕ膜より構成され、膜厚は５０ｎｍである。

【００２３】実施例２では、固定層にＦｅ_３Ｏ_４膜を採
用している。Ｆｅ_３Ｏ_４膜のスピン分極率Ｐは１であ
り、従来技術のＣＩＰ−ＧＭＲやＣＰＰ−ＧＭＲ素子の
自由層、固定層に適用されている金属強磁性膜のスピン
分極率Ｐ≒０．３に比べると極めて大きい。ＭＲ比は、
スピン分極率が大きくなるほど大きくなるとされてお
り、よって、固定層にＦｅ_３Ｏ_４膜を採用することによ
り、従来技術よりも大きなＭＲ比を確保できる。

【００２４】図６は、Ｆｅ_３Ｏ_４膜５００／金属強磁性
膜６００／反強磁性膜７００より構成される磁性積層膜
（交換結合膜）の結合磁界Ｈｅｘの大きさである。図
中、□印はＦｅ_３Ｏ_４（５−１５ｎｍ）／ＮｉＦｅ（３
ｎｍ）／ＰｔＭｎ（３０ｎｍ）膜としたときの、▲印は
Ｆｅ_３Ｏ_４（５−１５ｎｍ）／ＮｉＦｅ（３ｎｍ）／Ｍ
ｎＩｒ（３０ｎｍ）膜としたときの、○印はＦｅ_３Ｏ_４
（５−１５ｎｍ）／ＮｉＦｅ（３ｎｍ）／ＣｒＭｎＰｔ
（３０ｎｍ）膜としたときの、結合磁界Ｈｅｘ対Ｆｅ_３
Ｏ_４膜厚であることは既に述べた。

【００２５】ここで、図６によればＦｅ_３Ｏ_４膜厚５ｎ
ｍのときには、ＰｔＭｎ膜、ＭｎＩｒ膜、およびＣｒＭ
ｎＰｔ膜の結合磁界Ｈｅｘは、それぞれ、約７００Ｏｅ
〔５６ｋＡ／ｍ〕、４００Ｏｅ〔３２ｋＡ／ｍ〕、３０
０Ｏｅ〔２４ｋＡ／ｍ〕であるのが確認できる。

【００２６】実施例２では、実施例１の固定層化技術：
Ｆｅ_３Ｏ_４膜５００／金属強磁性膜６００／反強磁性膜
７００積層構造から、いわゆる「積層フェリ」固定層化
技術：Ｆｅ_３Ｏ_４膜５００／金属強磁性膜６００／Ｒｕ
膜６０１／金属強磁性膜６０２／反強磁性膜７００積層
構造に技術を展開し、積層フェリでもって、Ｆｅ_３Ｏ _４
膜に結合磁界Ｈｅｘを付与している。なお、積層フェリ
の詳細については、例えば、ジャーナル・オブ・アプラ
イド・フィジックス誌、Ｖｏｌ．８７、ｐｐ．５０５５
−５０５７、（２０００）号公報に開示されている。

【００２７】実施例１の（ａ）Ｆｅ_３Ｏ_４（５ｎｍ）／
ＮｉＦｅ（３ｎｍ）／ＰｔＭｎ（３０ｎｍ）磁性積層膜
（Ｈｅｘ約７００Ｏｅ、５６ｋＡ／ｍ）、（ｂ）Ｆｅ_３
Ｏ_４（５ｎｍ）／ＮｉＦｅ（３ｎｍ）／ＭｎＩｒ（３０
ｎｍ）磁性積層膜（Ｈｅｘ約４００Ｏｅ、３２ｋＡ／
ｍ）、（ｃ）Ｆｅ_３Ｏ_４（５ｎｍ）／ＮｉＦｅ（３ｎ
ｍ）／ＣｒＭｎＰｔ（３０ｎｍ）磁性積層膜（Ｈｅｘ約
３００Ｏｅ、２４ｋＡ／ｍ）を、いわゆる「積層フェ
リ」に展開した場合、例えば（ａ´）Ｆｅ_３Ｏ_４（５ｎ
ｍ）／ＮｉＦｅ（３ｎｍ）／Ｒｕ（０．８ｎｍ）／Ｎｉ
Ｆｅ（３ｎｍ）／ＰｔＭｎ（３０ｎｍ）積層膜構成で結
合磁界Ｈｅｘ約１４００Ｏｅ〔１１２ｋＡ／ｍ〕、（ｂ
´）Ｆｅ_３Ｏ_４（５ｎｍ）／ＮｉＦｅ（３ｎｍ）／Ｒｕ
（０．８ｎｍ）／ＮｉＦｅ（３ｎｍ）／ＭｎＩｒ（３０
ｎｍ）積層膜構成で結合磁界Ｈｅｘ約１１００Ｏｅ〔８
８ｋＡ／ｍ〕、（ｃ´）Ｆｅ_３Ｏ_４（５ｎｍ）／ＮｉＦ
ｅ（３ｎｍ）／Ｒｕ（０．８ｎｍ）／ＮｉＦｅ（３ｎ
ｍ）／ＣｒＭｎＰｔ（３０ｎｍ）積層膜構成で結合磁界
Ｈｅｘ約１０００Ｏｅ〔８０ｋＡ／ｍ〕、という極めて
大きな結合磁界Ｈｅｘを得ることができた。これらの値
は、いずれも上述した結合磁界Ｈｅｘの目標値≧３００
Ｏｅ（２４ｋＡ／ｍ）を大きくクリアしている。

【００２８】次に、実施例２ではＦｅ_３Ｏ_４膜５００と
Ｒｕ膜６０１との中間に金属強磁性膜６００を介在させ
ている、という特徴を有している。ＣＰＰ−ＧＭＲ素子
作成中、ＣＰＰ−ＧＭＲ素子はフォトリソ工程等によ
り、２５０℃くらいのプロセス熱履歴が何度も加わる。
これにより、Ｆｅ_３Ｏ_４膜５００から、Ｒｕ膜６０１、
さらには金属強磁性膜６０２、さらには反強磁性膜７０
０への酸素拡散が発生することが懸念される。しかしな
がら、金属強磁性膜６００は、Ｆｅ_３Ｏ_４膜５００から
反強磁性膜７００までへの酸素拡散を阻止する役割を果
たすことができているようである。なぜならば、酸素拡
散がある場合には、上記（ａ´）〜（ｃ´）に記載した
ような極めて大きな結合磁界Ｈｅｘは得られないからで
ある。

【００２９】以上、Ｆｅ_３Ｏ_４膜５００／金属強磁性膜
６００／Ｒｕ膜６０１／金属強磁性膜６０２／反強磁性
膜７００積層構造とすることにより、（１）Ｆｅ_３Ｏ_４
膜に大きな結合磁界Ｈｅｘを付与できる、（２）Ｆｅ_３
Ｏ_４膜から反強磁性膜への酸素拡散を阻止できる、の２
点を満足できることから、ハーフメタルＦｅ_３Ｏ_４膜を
固定層化させることに成功した。 （実施例３）図３は、本発明の第３の実施例のＣＰＰ−
ＧＭＲ素子の拡大断面図である（媒体対抗面と平行方向
の断面）。本実施例の素子は、少なくとも下部電極１０
０上に、シード層２００と、外部磁界に応じて磁化方向
が自由に変化する自由層３００と、導電性非磁性中間層
４００と、Ｆｅ_３Ｏ_４膜５００と、金属強磁性膜６００
と、反強磁性膜７５０と、上部電極８００と、を順次積
層してなる磁性積層膜を含み、前記反強磁性膜７５０
が、応力誘起異方性を利用したＣｒＭｎＰｔで構成され
ることを特徴とする。素子両端部では、バルクハウゼン
ノイスを抑制するための、例えば、アルミナ絶縁膜９０
０／ＣｏＣｒＰｔハード膜９５０／アルミナ絶縁膜９０
０を配置してある。

【００３０】本実施例のＣＰＰ−ＧＭＲ素子の代表的な
材料および膜厚は以下のとおりである。下部電極１００
はＲｕ膜より構成され、膜厚は５０ｎｍである。シード
層２００はＡｕ膜より構成され、膜厚は１０ｎｍであ
る。自由層３００はＮｉＦｅ膜より構成され、膜厚は５
ｎｍである。導電性非磁性中間層４００はＡｕ膜より構
成され、膜厚は５ｎｍである。Ｆｅ_３Ｏ_４膜５００の膜
厚は５ｎｍである。金属強磁性膜６００はＮｉＦｅ膜よ
り構成され、膜厚は３ｎｍである。反強磁性膜７５０
は、応力誘起異方性を利用したＣｒＭｎＰｔで構成さ
れ、膜厚は３０ｎｍである。上部電極８００はＲｕ膜よ
り構成され、膜厚は５０ｎｍである。

【００３１】本実施例では、固定層にＦｅ_３Ｏ_４膜を採
用している。Ｆｅ_３Ｏ_４膜のスピン分極率Ｐは１であ
り、従来技術のＣＩＰ−ＧＭＲやＣＰＰ−ＧＭＲ素子の
自由層、固定層に適用されている金属強磁性膜のスピン
分極率Ｐ≒０．３に比べると極めて大きい。ＭＲ比は、
スピン分極率が大きくなるほど大きくなるとされてお
り、よって、固定層にＦｅ_３Ｏ_４膜を採用することによ
り、従来技術よりも大きなＭＲ比を確保できる。

【００３２】次に、固定層の結合磁界Ｈｅｘについて説
明する。図７に、本発明のＦｅ_３Ｏ _４膜５００／金属強
磁性膜６００／反強磁性膜７５０より構成される磁性積
層膜（交換結合膜）の結合磁界Ｈｅｘの大きさを示す。
本実施例では、反強磁性膜７５０として、応力誘起異方
性を利用したＣｒＭｎＰｔ膜を採用しているところが大
きな特徴である。

【００３３】ＣｒＭｎＰｔ膜への応力誘起異方性の付与
は以下のように行った。まず、Ｆｅ _３Ｏ_４膜５００／金
属強磁性膜６００／反強磁性膜（ＣｒＭｎＰｔ）７５０
磁性積層膜を製膜する。ついで、この上方にＮｉＯ膜を
製膜する。ＮｉＯ膜製膜後、２３０℃の熱処理を行う。
熱処理後、Ｆｅ_３Ｏ_４膜５００／金属強磁性膜６００／
反強磁性膜（ＣｒＭｎＰｔ）７５０磁性積層膜の上方に
形成されているＮｉＯ膜をイオンミリングにより除去
し、Ｆｅ_３Ｏ_４膜５００／金属強磁性膜６００／反強磁
性膜（ＣｒＭｎＰｔ）７５０磁性積層膜に戻す。

【００３４】本発明者らによって形成されたＮｉＯ膜
は、２３０℃の熱処理前後で約１．８ＧＰａの大きな圧
縮応力を開放することが認められた。Ｆｅ_３Ｏ_４膜５０
０／金属強磁性膜６００／反強磁性膜（ＣｒＭｎＰｔ）
７５０／ＮｉＯ膜形成後、２３０℃の熱処理を行うと、
ＮｉＯ膜熱処理前後での約１．８ＧＰａの大きな圧縮応
力の開放の応力がＣｒＭｎＰｔ膜に伝わり、ＣｒＭｎＰ
ｔ膜の結晶格子を歪ませることができた。これにより、
ＣｒＭｎＰｔ膜に応力誘起異方性を付与することができ
た。

【００３５】図７は、反強磁性膜７５０として、応力誘
起異方性を利用したＣｒＭｎＰｔ膜を採用し、例えば代
表的な積層膜構成、Ｆｅ_３Ｏ_４（５〜１５ｎｍ）／Ｎｉ
Ｆｅ（３ｎｍ）／ＣｒＭｎＰｔ（３０ｎｍ）膜としたと
きの、結合磁界Ｈｅｘ対Ｆｅ _３Ｏ_４膜厚依存性を示す。
図７を見ると、Ｆｅ_３Ｏ_４膜厚５ｎｍのときには、結合
磁界Ｈｅｘ約７００Ｏｅ〔５６ｋＡ／ｍ〕という値が得
られており、応力誘起異方性を利用していない結合磁界
Ｈｅｘ約３００Ｏｅ〔２４ｋＡ／ｍ〕（図６○印、Ｆｅ
_３Ｏ_４膜厚５ｎｍのとき）に比べ、飛躍的に向上してい
ることがわかる。また、上述した結合磁界Ｈｅｘの目標
値≧３００Ｏｅ（２４ｋＡ／ｍ）を大きくクリアできて
いることがわかる。

【００３６】なお、ＣｒＭｎＰｔに応力誘起異方性が付
与されているか否かは、断面ＴＥＭ観察などによりｃ／
ａ比を測定することにより判別される（ＣｒＭｎＰｔの
結晶構造は体心正方晶ｂｃｔで、ａ、ｃは格子定数）。
応力誘起異方性が付与されていない実施例１のＣｒＭｎ
Ｐｔのｃ／ａ比は、おおよそ、１．０１１〜１．０２９
の範囲にあり、応力誘起異方性が付与されている本実施
例のＣｒＭｎＰｔのｃ／ａ比は、おおよそ、１．０３１
〜１．０４５の範囲にある。

【００３７】次に、補足としてＣｒＭｎＰｔへの応力誘
起異方性付与による結合磁界Ｈｅｘの向上化技術を詳述
した。ＣｒＭｎＰｔへの応力誘起異方性付与による結合
磁界Ｈｅｘの向上化技術を簡単に説明するため、金属強
磁性膜６００と反強磁性膜（ＣｒＭｎＰｔ）７５０との
結合磁界Ｈｅｘを用いて説明する。

【００３８】図８は、例えば、金属強磁性膜６００とし
てＮｉＦｅ（３ｎｍ）／ＣｏＦｅ（３ｎｍ）２層膜、反
強磁性膜７５０としてＣｒＭｎＰｔ（３０ｎｍ）膜を選
択したときの磁化曲線を示す。ここで、同図（ａ）はＮ
ｉＦｅ（３ｎｍ）／ＣｏＦｅ（３ｎｍ）／ＣｒＭｎＰｔ
（３０ｎｍ）膜とした標準試料、同図（ｂ）は上記標準
試料の上方に、ＮｉＯ（５０ｎｍ）膜を形成後、２３０
℃の熱処理を行ったＮｉＦｅ（３ｎｍ）／ＣｏＦｅ（３
ｎｍ）／ＣｒＭｎＰｔ（３０ｎｍ）／／ＮｉＯ（５０ｎ
ｍ）膜（ＮｉＯキャップ層付き試料）、同図（ｃ）はＮ
ｉＦｅ（３ｎｍ）／ＣｏＦｅ（３ｎｍ）／ＣｒＭｎＰｔ
（３０ｎｍ）／／ＮｉＯ（５０ｎｍ）膜の上方に形成さ
れているＮｉＯ（５０ｎｍ）をイオンミリングにより除
去し、ＮｉＦｅ（３ｎｍ）／ＣｏＦｅ（３ｎｍ）／Ｃｒ
ＭｎＰｔ（３０ｎｍ）膜に戻した試料（ＮｉＯミリング
後の試料）である。

【００３９】応力誘起異方性付与前の（ａ）の標準試料
では結合磁界Ｈｅｘは約２１８Ｏｅ〔１７．４ｋＡ／
ｍ〕であるが、応力誘起異方性付与後の（ｃ）のＮｉＯ
ミリング後の試料での結合磁界Ｈｅｘは約４９８Ｏｅ
〔３９．８４ｋＡ／ｍ〕まで向上していることが確認で
きる。

【００４０】図９は上記（ａ）の標準試料および（ｃ）
のＮｉＯミリング後の試料のブロッキング温度ＴＢを調
べた結果である。ＣｒＭｎＰｔへ応力誘起異方性を付与
することにより、ブロッキング温度ＴＢの低下が懸念さ
れたが、応力誘起異方性付与前の（ａ）の標準試料、お
よび応力誘起異方性付与後の（ｃ）のＮｉＯミリング後
の試料、ともに高いブロッキング温度ＴＢ約３００℃を
示しており、ブロッキング温度ＴＢの低下がないことを
確認した。

【００４１】次に、本実施例ではＦｅ_３Ｏ_４膜５００と
反強磁性膜７５０との中間に金属強磁性膜６００を介在
させている、という特徴を有している。ＣＰＰ−ＧＭＲ
素子作成中、ＣＰＰ−ＧＭＲ素子はフォトリソ工程等に
より、２５０℃くらいのプロセス熱履歴が何度も加わ
る。これにより、Ｆｅ_３Ｏ_４膜５００から反強磁性膜７
５０への酸素拡散が発生することが懸念される。しかし
ながら、金属強磁性膜６００は、Ｆｅ_３Ｏ_４膜５００か
ら反強磁性膜７５０への酸素拡散を阻止する役割を果た
すことができるようである。なぜならば、酸素拡散があ
る場合には、図７に示したような大きな結合磁界Ｈｅｘ
は得られないからである。

【００４２】以上、反強磁性膜７５０として応力誘起異
方性を利用したＣｒＭｎＰｔ膜を採用し、Ｆｅ_３Ｏ_４膜
５００／金属強磁性膜６００／反強磁性膜７５０とした
磁性積層膜とすることにより、（１）Ｆｅ_３Ｏ_４膜に大
きな結合磁界Ｈｅｘを付与できる、（２）Ｆｅ_３Ｏ_４膜
から反強磁性膜への酸素拡散を阻止できる、の２点を満
足できることから、ハーフメタルＦｅ_３Ｏ_４膜を固定層
化させることに成功した。 （実施例４）図４は、本発明の第４の実施例のＣＰＰ−
ＧＭＲ素子の拡大断面図である（媒体対抗面と平行方向
の断面）。本実施例の素子は、少なくとも下部電極１０
０上に、シード層２００と、外部磁界に応じて磁化方向
が自由に変化する自由層３００と、導電性非磁性中間層
４００と、Ｆｅ_３Ｏ_４膜５００と、金属強磁性膜６００
と、Ｒｕ膜６０１と、金属強磁性膜６０２と、反強磁性
膜７５０と、上部電極８００と、を順次積層してなる磁
性積層膜を含むＣＰＰ−ＧＭＲ素子であって、前記反強
磁性膜７５０が、応力誘起異方性を利用したＣｒＭｎＰ
ｔで構成されることを特徴とする。また、素子両端部で
は、バルクハウゼンノイスを抑制するための、例えば、
アルミナ絶縁膜９００／ＣｏＣｒＰｔハード膜９５０／
アルミナ絶縁膜９００を配置してある。

【００４３】本実施例のＣＰＰ−ＧＭＲ素子の代表的な
材料、膜厚は、以下のとおりである。下部電極１００は
Ｒｕ膜より構成され、膜厚は５０ｎｍである。シード層
２００はＡｕ膜より構成され、膜厚は１０ｎｍである。
自由層３００はＮｉＦｅ膜より構成され、膜厚は５ｎｍ
である。非磁性中間層４００はＡｕ膜より構成され、膜
厚は５ｎｍである。Ｆｅ_３Ｏ_４膜５００の膜厚は５ｎｍ
である。金属強磁性膜６００はＮｉＦｅ膜より構成さ
れ、膜厚は３ｎｍである。Ｒｕ膜６０１の膜厚は０．８
ｎｍである。金属強磁性膜６０２はＮｉＦｅ膜より構成
され、膜厚は３ｎｍである。反強磁性膜７５０は、応力
誘起異方性を利用したＣｒＭｎＰｔで構成され、膜厚は
３０ｎｍである。上部電極８００はＲｕ膜より構成さ
れ、膜厚は５０ｎｍである。

【００４４】本実施例では固定層にＦｅ_３Ｏ_４膜を採用
している。Ｆｅ_３Ｏ_４膜のスピン分極率Ｐは１であり、
従来技術のＣＩＰ−ＧＭＲやＣＰＰ−ＧＭＲ素子の自由
層、固定層に適用されている金属強磁性膜のスピン分極
率Ｐ≒０．３に比べると極めて大きい。ＭＲ比は、スピ
ン分極率が大きくなるほど大きくなるとされており、よ
って、固定層にＦｅ_３Ｏ_４膜を採用することにより、従
来技術よりも大きなＭＲ比を確保できる。

【００４５】次に、固定層の結合磁界Ｈｅｘについて説
明する。実施例３に関して説明したが、図７はＦｅ_３Ｏ
_４膜５００／金属強磁性膜６００／反強磁性膜（ＣｒＭ
ｎＰｔ）７５０より構成される磁性積層膜（交換結合
膜）の結合磁界Ｈｅｘの大きさである。Ｆｅ_３Ｏ_４膜厚
５ｎｍのときには、結合磁界Ｈｅｘ約７００Ｏｅ〔５６
ｋＡ／ｍ〕であるのが確認できる。本実施例では、実施
例３の固定層化技術：Ｆｅ_３Ｏ_４膜５００／金属強磁性
膜６００／反強磁性膜（ＣｒＭｎＰｔ）７５０積層構造
から、いわゆる「積層フェリ」固定層化技術：Ｆｅ_３Ｏ
_４膜５００／金属強磁性膜６００／Ｒｕ膜６０１／金属
強磁性膜６０２／反強磁性膜（ＣｒＭｎＰｔ）７５０積
層構造に技術を展開し、積層フェリでもってＦｅ_３Ｏ_４
膜に結合磁界Ｈｅｘを付与してある。なお、積層フェリ
の詳細については、例えば、ジャーナル・オブ・アプラ
イド・フィジックス誌、Ｖｏｌ．８７、ｐｐ．５０５５
−５０５７、（２０００）号公報に開示されている。

【００４６】実施例３の、Ｆｅ_３Ｏ_４（５ｎｍ）／Ｎｉ
Ｆｅ（３ｎｍ）／ＣｒＭｎＰｔ（３０ｎｍ）磁性積層膜
（Ｈｅｘ約７００Ｏｅ、５６ｋＡ／ｍ）を、いわゆる
「積層フェリ」に展開した場合には、例えばＦｅ_３Ｏ_４
（５ｎｍ）／ＮｉＦｅ（３ｎｍ）／Ｒｕ（０．８ｎｍ）
／ＮｉＦｅ（３ｎｍ）／ＣｒＭｎＰｔ（３０ｎｍ）積層
膜構成で結合磁界Ｈｅｘ約１４００Ｏｅ〔１１２ｋＡ／
ｍ〕という極めて大きな結合磁界Ｈｅｘを得ることがで
きた。この値は、上述した結合磁界Ｈｅｘの目標値≧３
００Ｏｅ（２４ｋＡ／ｍ）を大きくクリアしている。

【００４７】次に、本実施例ではＦｅ_３Ｏ_４膜５００と
Ｒｕ膜６０１との中間に金属強磁性膜６００を介在させ
ている、という特徴を有している。ＣＰＰ−ＧＭＲ素子
作成中、ＣＰＰ−ＧＭＲ素子はフォトリソ工程等によ
り、２５０℃くらいのプロセス熱履歴が何度も加わる。
これにより、Ｆｅ_３Ｏ_４膜５００から、Ｒｕ膜６０１、
さらには金属強磁性膜６０２、さらには反強磁性膜７０
０への酸素拡散が発生することが懸念される。しかしな
がら、金属強磁性膜６００は、Ｆｅ_３Ｏ_４膜５００から
反強磁性膜７００までへの酸素拡散を阻止する役割を果
たすことができているようである。なぜならば、酸素拡
散がある場合には、上述したような極めて大きな結合磁
界Ｈｅｘは得られないからである。

【００４８】以上、反強磁性膜７５０として応力誘起異
方性を利用したＣｒＭｎＰｔ膜を採用し、Ｆｅ_３Ｏ_４膜
５００／金属強磁性膜６００／Ｒｕ膜６０１／金属強磁
性膜６０２／反強磁性膜７５０積層構造とすることによ
り、（１）Ｆｅ_３Ｏ_４膜に大きな結合磁界Ｈｅｘを付与
できる、（２）Ｆｅ_３Ｏ_４膜から反強磁性膜への酸素拡
散を阻止できる、の２点を満足できることから、ハーフ
メタルＦｅ_３Ｏ_４膜を固定層化させることに成功した。 （実施例５）図５は、本発明によるＣＰＰ−ＧＭＲ素子
を用いた一実施例の磁気デイスク装置を示す図である。
磁気記録装置としての磁気デイスク装置に本発明による
ＣＰＰ−ＧＭＲ素子を適用した概要を示すものである。
ここで、本発明のＣＰＰ−ＧＭＲ素子は、例えば磁気テ
ープ装置あるいは光磁気デイスク装置などのような他の
磁気記録装置にも適用することが可能である。

【００４９】図示した磁気デイスク装置は、同心円状の
トラックとよばれる記録領域にデータを記録するため
の、デイスク状に形成された磁気記録媒体としての磁気
デイスク１０と、本発明によるＣＰＰ−ＧＭＲ素子から
なり、上記データの読み取り、書き込みを実施するため
の磁気ヘッド１８と、上記磁気ヘッド１８を支え磁気デ
イスク１０上の所定位置へ移動させるアクチュエーター
手段と、磁気ヘッド１８が読み取り、書き込みするデー
タの送受信およびアクチェータ手段の移動などを制御す
る制御手段とを含む。

【００５０】さらに、構成と動作について以下に説明す
る。少なくとも一枚の回転可能な磁気デイスク１０が回
転軸１２によって支持され、駆動用モーター１４によっ
て回転させられる。少なくとも一個のスライダ１６が、
磁気デイスク１０上に設置され、上記スライダ１６は、
一個以上設けられており、読み取り、書き込みするため
の磁気ヘッド１８を支持している。

【００５１】磁気デイスク１０が回転すると同時に、ス
ライダ１６がデイスク表面を移動することによって、目
的とするデータが記録されている所定位置へアクセスさ
れる。スライダ１６は、ジンバル２０によってアーム２
２に取り付けられる。ジンバル２０はわずかな弾力性を
有し、スライダ１６を磁気デイスク１０に密着させる。
アーム２２はアクチュエーター２４に取り付けられる。

【００５２】アクチュエーター２４としてはボイスコイ
ルモーター（以下、ＶＣＭと称す。）がある。ＶＣＭは
固定された磁界中に置かれた移動可能なコイルからな
り、コイルの移動方向および移動速度等は、制御手段２
６からライン３０を介して与えられる電気信号によって
制御される。したがって、本実施例によるアクチュエー
ター手段は、例えば、スライダ１６とジンバル２０とア
ーム２２とアクチュエーター２４とライン３０を含み構
成されるものである。

【００５３】磁気デイスクの動作中、磁気デイスク１０
の回転によってスライダ１６とデイスク表面の間に空気
流によるエアベアリングが生じ、それがスライダ１６を
磁気デイスク１０の表面から浮上させる。したがって、
磁気デイスク装置の動作中、本エアベアリングはジンバ
ル２０のわずかな弾性力とバランスをとり、スライダ１
６は磁気デイスク表面にふれずに、かつ磁気デイスク１
０と一定間隔を保って浮上するように維持される。

【００５４】通常、制御手段２６はロジック回路、メモ
リ、およびマイクロプロセッサなどから構成される。そ
して、制御手段２６は、各ラインを介して制御信号を送
受信し、かつ磁気デイスク装置の種々の構成手段を制御
する。例えば、モーター１４はライン２８を介し伝達さ
れるモーター駆動信号によって制御される。

【００５５】アクチュエーター２４はライン３０を介し
たヘッド位置制御信号およびシーク制御信号等によっ
て、その関連する磁気デイスク１０上の目的とするデー
タートラックへ選択されたスライダ１６を最適に移動、
位置決めするように制御される。

【００５６】そして、制御信号２６は、磁気ヘッド１８
が磁気デイスク１０のデータを読み取り変換した電気信
号を、ライン３２を介して受信し解読する。また、磁気
デイスク１０にデータとして書き込むための電気信号
を、ライン３２を介して磁気ヘッド１８に送信する。す
なわち、制御手段２６は、磁気ヘッド１８が読み取りま
たは書き込みする情報の送受信を制御している。

【００５７】なお、上記の読み取り、書き込み信号は、
磁気ヘッド１８から直接伝達される手段も可能である。
また、制御信号として例えばアクセス制御信号およびク
ロック信号などがある。さらに、磁気デイスク装置は複
数の磁気デイスクやアクチュエーター等を有し、上記ア
クチュエーターが複数の磁気ヘッドを有してもよい。

【００５８】さらに、本発明にかかわる反強磁性膜は、
ＣｒＭｎＰｔ膜と同程度の結合磁界Ｈｅｘを付与できる
ＰｄＰｔＭｎ膜や、ＭｎＩｒ膜と同程度の結合磁界Ｈｅ
ｘを付与できるＭｎＲｈ膜で構成してもよい。

【００５９】さらに、本発明にかかわる導電性非磁性金
属膜としては、上述したＡｕ膜の他、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒ
ｈ、Ｉｒ、Ａｇ、Ｃｕ膜などの化学的に貴な元素で構成
してもよく、これらの２元以上の合金で構成してもよ
い。また、導電性非磁性金属膜として、このような化学
的に貴な元素から構成される膜は、Ｆｅ_３Ｏ_４膜と化学
的に反応しにくく、導電性非磁性金属膜／Ｆｅ_３Ｏ_４膜
界面のＦｅ_３Ｏ_４膜のハーフメタル特性をＦｅ_３Ｏ_４膜
内部と同じような状態に保てる、という利点がある。

【００６０】さらに、本発明の金属強磁性膜は、上述し
たＮｉＦｅ膜の他、Ｃｏ、ＣｏＦｅ膜など、他の強磁性
膜としてもよいことはいうまでもない。

【００６１】

【発明の効果】以上、詳述したように、（１）Ｆｅ_３Ｏ
_４膜に十分に大きな一方向異方性定数（Ｋｅ）〔結合磁
界（Ｈｅｘ）〕を付与できる磁性積層膜構成とする、
（２）Ｆｅ_３Ｏ_４膜から反強磁性膜への酸素拡散を防止
できる磁性積層膜構成とする、の２つを同時に満足でき
る、ハーフメタルＦｅ_３Ｏ_４膜適用のスピンバルブタイ
プＣＰＰ−ＧＭＲ素子を実現できた。したがって、従来
構造よりも高出力なＣＰＰ−ＧＭＲヘッド、さらには高
密度磁気記録再生装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のＣＰＰ−ＧＭＲ素子の拡大
断面図。

【図２】本発明の一実施例のＣＰＰ−ＧＭＲ素子の拡大
断面図。

【図３】本発明の一実施例のＣＰＰ−ＧＭＲ素子の拡大
断面図。

【図４】本発明の一実施例のＣＰＰ−ＧＭＲ素子の拡大
断面図。

【図５】本発明の実施例による磁気デイスク装置の概略
構成図。

【図６】本発明の実施例による磁性積層膜の結合磁界Ｈ
ｅｘとＦｅ_３Ｏ_４膜厚の関係を示すグラフ。

【図７】本発明の実施例による磁性積層膜の結合磁界Ｈ
ｅｘとＦｅ_３Ｏ_４膜厚の関係を示すグラフ。

【図８】本発明の実施例によるＮｉＦｅ／ＣｏＦｅ／Ｃ
ｒＭｎＰｔ膜の結合磁界Ｈｅｘの大きさを示すグラフ。

【図９】本発明の実施例によるＮｉＦｅ／ＣｏＦｅ／Ｃ
ｒＭｎＰｔ膜のブロッキング温度ＴＢの大きさを示す実
験グラフ。

【符号の説明】

１０…磁気デイスク、１２…回転軸、１４…モーター、
１６…スライダ、１８…磁気ヘッド、２０…ジンバル、
２２…アーム、２４…アクチュエーター、２６…制御手
段、２８，３０，３２…ライン、１００…下部電極、２
００…シード層、３００…自由層、４００…非磁性中間
層、５００…Ｆｅ_３Ｏ_４膜（マグネタイト膜）、６００
…金属強磁性膜、……６０１…Ｒｕ膜、６０２…金属強
磁性膜、７００…反強磁性膜、７５０…応力誘起異方性
を利用したＣｒＭｎＰｔ反強磁性膜、８００…上部電
極、９００…アルミナ膜、９５０…ハード膜。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 顕知 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 Ｆターム(参考） 5D034 BA03 BA04 BA05 BA09 BA12 CA04 CA08 5E049 AA01 AA09 AC05 BA06 CB02 DB12

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも、下部電極上にシード層と、外
   部磁界に応じて磁化方向が自由に変化する自由層と、導
   電性非磁性中間層と、マグネタイト膜と、金属強磁性膜
   と、反強磁性膜と、上部電極とを順次積層してなる磁性
   積層膜を含むＣＰＰ−ＧＭＲ素子であって、前記反強磁
   性膜がＰｔＭｎ、ＣｒＭｎＰｔ、ＭｎＩｒのうちいずれ
   か一つで構成されることを特徴とするＣＰＰ−ＧＭＲ素
   子。
2. 【請求項２】少なくとも、下部電極上にシード層と、外
   部磁界に応じて磁化方向が自由に変化する自由層と、導
   電性非磁性中間層と、マグネタイト膜と、金属強磁性膜
   と、Ｒｕ膜と、金属強磁性膜と、反強磁性膜と、上部電
   極とを順次積層してなる磁性積層膜を含むＣＰＰ−ＧＭ
   Ｒ素子であって、前記反強磁性膜がＰｔＭｎ、ＣｒＭｎ
   Ｐｔ、ＭｎＩｒのうちいずれか一つで構成されることを
   特徴とするＣＰＰ−ＧＭＲ素子。
3. 【請求項３】少なくとも、下部電極上にシード層と、外
   部磁界に応じて磁化方向が自由に変化する自由層と、導
   電性非磁性中間層と、マグネタイト膜と、金属強磁性膜
   と、反強磁性膜と、上部電極とを順次積層してなる磁性
   積層膜を含むＣＰＰ−ＧＭＲ素子であって、前記反強磁
   性膜が応力誘起異方性を利用したＣｒＭｎＰｔであるこ
   とを特徴とするＣＰＰ−ＧＭＲ素子。
4. 【請求項４】少なくとも、下部電極上にシード層と、外
   部磁界に応じて磁化方向が自由に変化する自由層と、導
   電性非磁性中間層と、マグネタイト膜と、金属強磁性膜
   と、Ｒｕ膜と、金属強磁性膜と、反強磁性膜と、上部電
   極とを順次積層してなる磁性積層膜を含むＣＰＰ−ＧＭ
   Ｒ素子であって、前記反強磁性膜が応力誘起異方性を利
   用したＣｒＭｎＰｔであることを特徴とするＣＰＰ−Ｇ
   ＭＲ素子。
5. 【請求項５】情報を記録する磁気記録媒体と、前記情報
   を読み取りまたは書き込みする、請求項１から請求項４
   のいずれか記載のＣＰＰ−ＧＭＲ素子を少なくとも一つ
   有する磁気ヘッドと、上記磁気ヘッドを前記磁気記録媒
   体上の所定の位置へ移動させるアクチュエーター手段
   と、前記磁気ヘッドが読み取りまたは書き込みする前記
   情報の送受信とアクチェータ手段の移動を制御する制御
   手段とを含み、構成されることを特徴とする磁気記録再
   生装置。
6. 【請求項６】請求項５記載の磁気記録再生装置を有する
   デイスクアレイ装置。