JP2004335071A - Ｃｐｐ型巨大磁気抵抗効果ヘッド - Google Patents
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Abstract
【課題】 シールド層のＡＭＲ効果によるノイズとジュール熱を低減可能なＣＰＰ型巨大
磁気抵抗効果ヘッドを得る。
【解決手段】 下部シールド層と上部シールド層と、該上下のシールド層間に挿入される
、非磁性材料層を介して積層された固定磁性層とフリー磁性層を有する巨大磁気抵抗効果
素子とを備えたＣＰＰ型巨大磁気抵抗効果ヘッドにおいて、下部シールド層の直上と上部
シールド層の直下に夫々、固定磁性層とフリー磁性層の一方と他方に直接接触する、固定
磁性層及びフリー磁性層よりも大面積の大面積非磁性金属膜を設ける。さらに、固定磁性
層の磁化方向を固定する反強磁性層を、巨大磁気抵抗効果素子よりもハイト方向奥側の位
置に備える。あるいは、反強磁性層を備えず、固定磁性層のハイト方向の寸法をトラック
幅方向の寸法よりも十分に長くして、形状異方性により固定磁性層の磁化方向を安定化さ
せる。
【選択図】 図１
磁気抵抗効果ヘッドを得る。
【解決手段】 下部シールド層と上部シールド層と、該上下のシールド層間に挿入される
、非磁性材料層を介して積層された固定磁性層とフリー磁性層を有する巨大磁気抵抗効果
素子とを備えたＣＰＰ型巨大磁気抵抗効果ヘッドにおいて、下部シールド層の直上と上部
シールド層の直下に夫々、固定磁性層とフリー磁性層の一方と他方に直接接触する、固定
磁性層及びフリー磁性層よりも大面積の大面積非磁性金属膜を設ける。さらに、固定磁性
層の磁化方向を固定する反強磁性層を、巨大磁気抵抗効果素子よりもハイト方向奥側の位
置に備える。あるいは、反強磁性層を備えず、固定磁性層のハイト方向の寸法をトラック
幅方向の寸法よりも十分に長くして、形状異方性により固定磁性層の磁化方向を安定化さ
せる。
【選択図】 図１
Description
本発明は、膜厚方向（膜面に直交する方向）にセンス電流が流れるＣＰＰ型巨大磁気抵
抗効果ヘッドに関する。
抗効果ヘッドに関する。
ハードディスク装置や磁気センサなどに用いられる巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）素子は
、素子を構成する各層の膜面に対して平行な方向にセンス電流が流れるＣＩＰ（Current
In the Plane）型と、素子を構成する各層の膜面に対して垂直な方向にセンス電流が流れ
るＣＰＰ（Current Perpendicular to the Plane）型とに大別することができる。
、素子を構成する各層の膜面に対して平行な方向にセンス電流が流れるＣＩＰ（Current
In the Plane）型と、素子を構成する各層の膜面に対して垂直な方向にセンス電流が流れ
るＣＰＰ（Current Perpendicular to the Plane）型とに大別することができる。
図８は、従来のＣＰＰ−ＧＭＲ素子を用いたＣＰＰ−ＧＭＲヘッドの構造を示す縦断面
図である。ＣＰＰ−ＧＭＲヘッド１００は、図示Ｘ方向に長く延びて形成された下部シー
ルド層１１０、下部シールド層１１０の図示Ｘ方向の中央部上に形成された下部非磁性金
属膜１２０、この下部非磁性金属膜１２０上に積層形成されたフリー磁性層１３１、非磁
性金属材料層１３２、固定磁性層１３３、反強磁性層１３４及び上部非磁性金属膜１４０
、この上部非磁性金属膜１４０の上に図示Ｘ方向に長く延びて形成された上部シールド層
１５０、フリー磁性層１３１の一部及び非磁性材料層１３２の両側部に接して形成された
ハードバイアス層１６３、及びハードバイアス層１６３と下部シールド層１１０及び上部
シールド層１５０との間を埋める絶縁膜１６１、１６４を有している。なお、ハードバイ
アス層１６３と絶縁層１６１の間にはバイアス下地層１６２が備えられている。
図である。ＣＰＰ−ＧＭＲヘッド１００は、図示Ｘ方向に長く延びて形成された下部シー
ルド層１１０、下部シールド層１１０の図示Ｘ方向の中央部上に形成された下部非磁性金
属膜１２０、この下部非磁性金属膜１２０上に積層形成されたフリー磁性層１３１、非磁
性金属材料層１３２、固定磁性層１３３、反強磁性層１３４及び上部非磁性金属膜１４０
、この上部非磁性金属膜１４０の上に図示Ｘ方向に長く延びて形成された上部シールド層
１５０、フリー磁性層１３１の一部及び非磁性材料層１３２の両側部に接して形成された
ハードバイアス層１６３、及びハードバイアス層１６３と下部シールド層１１０及び上部
シールド層１５０との間を埋める絶縁膜１６１、１６４を有している。なお、ハードバイ
アス層１６３と絶縁層１６１の間にはバイアス下地層１６２が備えられている。
上記構成のＣＰＰ−ＧＭＲヘッドでは、下部シールド層１１０及び上部シールド層１５
０が電極膜を兼ねており、下部シールド層１１０及び上部シールド層１５０にも電流が流
れる。この下部シールド層１１０及び上部シールド層１５０は、周知のように、例えばＮ
ｉＦｅのような軟磁性材料によって形成されている。よって、下部シールド層１１０及び
上部シールド層１５０にセンス電流が流れると、ＡＭＲ（異方性磁気抵抗）効果が生じ、
下部シールド層１１０及び上部シールド層１５０の抵抗値が増減する。この抵抗変化は、
ヘッドの出力に対してノイズとなってしまう。
０が電極膜を兼ねており、下部シールド層１１０及び上部シールド層１５０にも電流が流
れる。この下部シールド層１１０及び上部シールド層１５０は、周知のように、例えばＮ
ｉＦｅのような軟磁性材料によって形成されている。よって、下部シールド層１１０及び
上部シールド層１５０にセンス電流が流れると、ＡＭＲ（異方性磁気抵抗）効果が生じ、
下部シールド層１１０及び上部シールド層１５０の抵抗値が増減する。この抵抗変化は、
ヘッドの出力に対してノイズとなってしまう。
特に、電流密度の高い範囲ではＡＭＲ効果によるノイズが大きくなってしまい、問題と
なっている。例えば図示例では、センス電流の出入口となる範囲（下部シールド層１１０
と下部非磁性金属膜１２０が接触している範囲、及び上部シールド層１５０と上部非磁性
金属膜１４０が接触している範囲）で電流密度が高くなっている。
なっている。例えば図示例では、センス電流の出入口となる範囲（下部シールド層１１０
と下部非磁性金属膜１２０が接触している範囲、及び上部シールド層１５０と上部非磁性
金属膜１４０が接触している範囲）で電流密度が高くなっている。
上記ＡＭＲ効果によるノイズを低減させるには、ＡＭＲ効果の小さいシールド材料を用
いて下部シールド層１１０及び上部シールド層１５０を形成することが考えられるが、Ａ
ＭＲ効果の小さいシールド材料では、十分な磁気シールド効果が得られない。
いて下部シールド層１１０及び上部シールド層１５０を形成することが考えられるが、Ａ
ＭＲ効果の小さいシールド材料では、十分な磁気シールド効果が得られない。
また上記構成のＣＰＰ−ＧＭＲヘッドでは、例えばＰｔＭｎにより形成される反強磁性
層１３４にもセンス電流が流れる。反強磁性層１３４は、比抵抗が約２００μΩ・ｃｍ程
度であり、非磁性金属膜１２０、１４０やフリー磁性層１３１、固定磁性層１３３に比し
て非常に大きい。また反強磁性層１３４は、反強磁性特性を保持するために厚く形成する
必要があり、例えば上下のシールド層間隔が６００Å程度であるとき、反強磁性層１３４
の膜厚は２００Å程度とされる。このように比抵抗の大きい反強磁性層１３４が厚く設け
られていると、反強磁性層１３４の抵抗が大きく、センス電流が流れることによって反強
磁性層１３４が発熱する。この発熱（ジュール熱）により、ヘッド全体の温度が高くなる
ため、ヘッドの信頼性や高周波特性を悪化させている。また反強磁性層１３４が厚いと、
上下のシールド間隔を狭くすることが難しく、高記録密度化に不利になっている。
層１３４にもセンス電流が流れる。反強磁性層１３４は、比抵抗が約２００μΩ・ｃｍ程
度であり、非磁性金属膜１２０、１４０やフリー磁性層１３１、固定磁性層１３３に比し
て非常に大きい。また反強磁性層１３４は、反強磁性特性を保持するために厚く形成する
必要があり、例えば上下のシールド層間隔が６００Å程度であるとき、反強磁性層１３４
の膜厚は２００Å程度とされる。このように比抵抗の大きい反強磁性層１３４が厚く設け
られていると、反強磁性層１３４の抵抗が大きく、センス電流が流れることによって反強
磁性層１３４が発熱する。この発熱（ジュール熱）により、ヘッド全体の温度が高くなる
ため、ヘッドの信頼性や高周波特性を悪化させている。また反強磁性層１３４が厚いと、
上下のシールド間隔を狭くすることが難しく、高記録密度化に不利になっている。
なお、ＣＩＰ−ＧＭＲヘッドでは、センス電流が反強磁性層には１割程度しか流れず、
シールド層には全く流れないため、上述のような問題は生じていない。
シールド層には全く流れないため、上述のような問題は生じていない。
本発明は、シールド層のＡＭＲ効果によるノイズとジュール熱を低減可能なＣＰＰ型巨
大磁気抵抗効果ヘッドを得ることを目的とする。
大磁気抵抗効果ヘッドを得ることを目的とする。
本発明は、大面積非磁性金属膜を厚い膜厚で広い範囲に設ければシールド層と非磁性金
属膜の界面におけるセンス電流の集中を緩和できること、及び、センス電流の流れる範囲
から反強磁性層をなくせば、非磁性金属膜を厚く形成することができ、さらにセンス電流
を流しても反強磁性層が発熱せず、素子抵抗が下がってヘッド動作時に発生するジュール
熱も大幅に低減されることに着目したものである。
属膜の界面におけるセンス電流の集中を緩和できること、及び、センス電流の流れる範囲
から反強磁性層をなくせば、非磁性金属膜を厚く形成することができ、さらにセンス電流
を流しても反強磁性層が発熱せず、素子抵抗が下がってヘッド動作時に発生するジュール
熱も大幅に低減されることに着目したものである。
すなわち、本発明は、所定のシールド間隔をあけて形成した下部シールド層と上部シー
ルド層と、この上下のシールド層の間に位置する、中間に非磁性材料層を有し、該非磁性
材料層の上下に固定磁性層とフリー磁性層の一方と他方を有する巨大磁気抵抗効果素子と
を備え、この巨大磁気抵抗効果素子の膜面に直交する方向に電流が流れるＣＰＰ型巨大磁
気抵抗効果ヘッドにおいて、下部シールド層の直上と上部シールド層の直下にそれぞれ、
上記巨大磁気抵抗効果素子の固定磁性層とフリー磁性層の一方と他方に直接接触する、該
固定磁性層及びフリー磁性層よりも広い面積で形成された大面積非磁性金属膜を設けたこ
とを特徴としている。
ルド層と、この上下のシールド層の間に位置する、中間に非磁性材料層を有し、該非磁性
材料層の上下に固定磁性層とフリー磁性層の一方と他方を有する巨大磁気抵抗効果素子と
を備え、この巨大磁気抵抗効果素子の膜面に直交する方向に電流が流れるＣＰＰ型巨大磁
気抵抗効果ヘッドにおいて、下部シールド層の直上と上部シールド層の直下にそれぞれ、
上記巨大磁気抵抗効果素子の固定磁性層とフリー磁性層の一方と他方に直接接触する、該
固定磁性層及びフリー磁性層よりも広い面積で形成された大面積非磁性金属膜を設けたこ
とを特徴としている。
大面積非磁性金属膜は、センス電流の集中を十分に緩和できるように、シールド間隔の
１／４以上の膜厚で形成されていることが好ましい。この場合、結果的に巨大磁気抵抗効
果素子は、シールド間隔の３／４以下の膜厚で形成される。具体的に例えば、シールド間
隔が４８０Å以上８００Å以下であるとき、大面積非磁性金属膜は、６０Å以上３００Å
以下の膜厚で形成されていることが好ましい。
１／４以上の膜厚で形成されていることが好ましい。この場合、結果的に巨大磁気抵抗効
果素子は、シールド間隔の３／４以下の膜厚で形成される。具体的に例えば、シールド間
隔が４８０Å以上８００Å以下であるとき、大面積非磁性金属膜は、６０Å以上３００Å
以下の膜厚で形成されていることが好ましい。
大面積非磁性金属膜を形成する非磁性金属材料は、シールド材料よりも比抵抗が小さい
材料であり、具体的には、例えばＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｐｄ、Ｎｉ−Ｃ
ｒ、（Ｎｉ−Ｆｅ）−Ｃｒ、Ｃｒのうちいずれか１種もしくは２種以上であることが好ま
しい。特に非磁性金属材料中にＣｒを含む場合には、Ｃｒ含有量が２０原子％を超えてい
ることが好ましい。この大面積非磁性金属膜は、単層膜であっても積層膜であってもよい
。
材料であり、具体的には、例えばＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｐｄ、Ｎｉ−Ｃ
ｒ、（Ｎｉ−Ｆｅ）−Ｃｒ、Ｃｒのうちいずれか１種もしくは２種以上であることが好ま
しい。特に非磁性金属材料中にＣｒを含む場合には、Ｃｒ含有量が２０原子％を超えてい
ることが好ましい。この大面積非磁性金属膜は、単層膜であっても積層膜であってもよい
。
下部シールド層の直上に形成される大面積非磁性金属膜は、巨大磁気抵抗効果素子のシ
ード層として機能させることができる。大面積非磁性金属膜をシード層として機能させる
場合には、大面積非磁性金属膜がＴａ／Ｃｕ、Ｔａ／Ｒｕ／Ｃｕ、Ｔａ／Ｃｒ、Ｔａ／Ｎ
ｉ−Ｃｒ、Ｔａ／（Ｎｉ−Ｆｅ）−Ｃｒ又はＣｒによって形成されていることが好ましく
、該形成材料中にＣｒを含む場合にはＣｒ含有量が２０原子％を超えていることが好まし
い。
ード層として機能させることができる。大面積非磁性金属膜をシード層として機能させる
場合には、大面積非磁性金属膜がＴａ／Ｃｕ、Ｔａ／Ｒｕ／Ｃｕ、Ｔａ／Ｃｒ、Ｔａ／Ｎ
ｉ−Ｃｒ、Ｔａ／（Ｎｉ−Ｆｅ）−Ｃｒ又はＣｒによって形成されていることが好ましく
、該形成材料中にＣｒを含む場合にはＣｒ含有量が２０原子％を超えていることが好まし
い。
固定磁性層の磁化方向を固定するためには、以下のような態様が可能である。
まず第１の態様としては、固定磁性層がフリー磁性層及び非磁性材料層よりもハイト方
向奥側に長く延びて形成されていて、そのハイト方向の寸法がトラック幅方向の寸法より
も大きくなっていることが好ましい。この態様によれば、固定磁性層の形状異方性を利用
して固定磁性層の磁化方向を安定化させることができる。これにより、固定磁性層の磁化
方向を固定するための反強磁性層を備える必要がなくなる。反強磁性層が備えられていな
ければ、巨大磁気抵抗効果素子にセンス電流を流したときに発生するジュール熱を大幅に
低減することができる。
向奥側に長く延びて形成されていて、そのハイト方向の寸法がトラック幅方向の寸法より
も大きくなっていることが好ましい。この態様によれば、固定磁性層の形状異方性を利用
して固定磁性層の磁化方向を安定化させることができる。これにより、固定磁性層の磁化
方向を固定するための反強磁性層を備える必要がなくなる。反強磁性層が備えられていな
ければ、巨大磁気抵抗効果素子にセンス電流を流したときに発生するジュール熱を大幅に
低減することができる。
第２の態様としては、固定磁性層よりもハイト方向奥側に、該固定磁性層の磁化方向を
固定するための反強磁性層を備えていることが好ましい。
固定するための反強磁性層を備えていることが好ましい。
第３の態様としては、固定磁性層がフリー磁性層及び非磁性材料層よりもトラック幅方
向に長く延びて形成されていて、この固定磁性層のトラック幅方向の両側部に、該固定磁
性層の磁化方向を固定する反強磁性層を備えていることが好ましい。このとき、固定磁性
層を第１固定磁性層、非磁性中間層、第２固定磁性層からなる積層フェリ構造で形成する
場合には、第１固定磁性層のみをトラック幅方向に長く延ばして形成し、この第１固定磁
性層のトラック幅方向の両側端部に、反強磁性層を備えることができる。
向に長く延びて形成されていて、この固定磁性層のトラック幅方向の両側部に、該固定磁
性層の磁化方向を固定する反強磁性層を備えていることが好ましい。このとき、固定磁性
層を第１固定磁性層、非磁性中間層、第２固定磁性層からなる積層フェリ構造で形成する
場合には、第１固定磁性層のみをトラック幅方向に長く延ばして形成し、この第１固定磁
性層のトラック幅方向の両側端部に、反強磁性層を備えることができる。
上記第２及び第３の態様によれば、巨大磁気抵抗効果素子外に反強磁性層が備えられて
いるので、巨大磁気抵抗効果素子にセンス電流を流しても該センス電流が反強磁性層を流
れることはない。これにより、反強磁性層が発熱することがないので、ヘッド動作時に発
生するジュール熱を大幅に低減することができる。また、反強磁性層と固定磁性層の間に
生じる交換結合磁界により固定磁性層の磁化を強固に固定することができる。
いるので、巨大磁気抵抗効果素子にセンス電流を流しても該センス電流が反強磁性層を流
れることはない。これにより、反強磁性層が発熱することがないので、ヘッド動作時に発
生するジュール熱を大幅に低減することができる。また、反強磁性層と固定磁性層の間に
生じる交換結合磁界により固定磁性層の磁化を強固に固定することができる。
第４の態様としては、巨大磁気抵抗効果素子は反強磁性層を備えず、固定磁性層は、磁
歪定数が正の値をとる磁性材料又は保磁力の大きい磁性材料により形成され、記録媒体と
の対向面側の端面が開放されていることが好ましい。この場合、固定磁性層に対して二次
元的に且つ等方的に加わっていた応力の対称性が崩れることから、固定磁性層にはハイト
方向に平行な方向に一軸性の引張り応力が加えられる。この逆磁歪効果により、固定磁性
層の磁化方向はハイト方向に平行な一軸方向で安定化する。この態様によっても、巨大磁
気抵抗効果素子にセンス電流を流したときに発生するジュール熱を大幅に低減することが
できる。
歪定数が正の値をとる磁性材料又は保磁力の大きい磁性材料により形成され、記録媒体と
の対向面側の端面が開放されていることが好ましい。この場合、固定磁性層に対して二次
元的に且つ等方的に加わっていた応力の対称性が崩れることから、固定磁性層にはハイト
方向に平行な方向に一軸性の引張り応力が加えられる。この逆磁歪効果により、固定磁性
層の磁化方向はハイト方向に平行な一軸方向で安定化する。この態様によっても、巨大磁
気抵抗効果素子にセンス電流を流したときに発生するジュール熱を大幅に低減することが
できる。
第２固定磁性層の一部又は全部は、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｃｕ（ただし、Ｆｅ＞１０原子％、Ｃ
ｏ＞３０原子％、Ｃｕ＞５原子％）、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｃｕ−Ｘ（ただし、ＸはＰｔ、Ｐｄ、
Ｍｎ、Ｓｉ、Ａｕ、Ａｇのいずれか１種又は２種以上の元素である）、又はＣｏ2ＭｎＹ
（ただし、ＹはＧｅ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ａlのいずれか１種又は２種以上の元素である）によ
り形成することができる。
ｏ＞３０原子％、Ｃｕ＞５原子％）、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｃｕ−Ｘ（ただし、ＸはＰｔ、Ｐｄ、
Ｍｎ、Ｓｉ、Ａｕ、Ａｇのいずれか１種又は２種以上の元素である）、又はＣｏ2ＭｎＹ
（ただし、ＹはＧｅ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ａlのいずれか１種又は２種以上の元素である）によ
り形成することができる。
フリー磁性層の一部又は全部が、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｃｕ（ただし、Ｆｅ＞１０原子％、Ｃｏ
＞３０原子％、Ｃｕ＞５原子％）、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｃｕ−Ｘ（ただし、ＸはＰｔ、Ｐｄ、Ｍ
ｎ、Ｓｉ、Ａｕ、Ａｇのいずれか１種又は２種以上の元素である）、又はＣｏ2ＭｎＹ（
ただし、ＹはＧｅ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ａｌのいずれか１種又は２種以上の元素である）により
形成することができる。
＞３０原子％、Ｃｕ＞５原子％）、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｃｕ−Ｘ（ただし、ＸはＰｔ、Ｐｄ、Ｍ
ｎ、Ｓｉ、Ａｕ、Ａｇのいずれか１種又は２種以上の元素である）、又はＣｏ2ＭｎＹ（
ただし、ＹはＧｅ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ａｌのいずれか１種又は２種以上の元素である）により
形成することができる。
以上のＣＰＰ型巨大磁気抵抗効果ヘッドにおいて、大面積非磁性金属膜の間であって巨
大磁気抵抗効果素子の両側部には、ハードバイアス層と、このハードバイアス層と大面積
非磁性金属膜の間を埋める絶縁膜とが形成されていることが実際的である。
大磁気抵抗効果素子の両側部には、ハードバイアス層と、このハードバイアス層と大面積
非磁性金属膜の間を埋める絶縁膜とが形成されていることが実際的である。
本発明によれば、下部シールド層の直上と上部シールド層の直下に、フリー磁性層及び
固定磁性層よりも大面積の大面積非磁性金属膜が一定以上の膜厚でそれぞれ存在するので
、上下シールド層におけるセンス電流の集中が緩和され、上下シールド層のＡＭＲ効果に
よるノイズを低減可能である。
固定磁性層よりも大面積の大面積非磁性金属膜が一定以上の膜厚でそれぞれ存在するので
、上下シールド層におけるセンス電流の集中が緩和され、上下シールド層のＡＭＲ効果に
よるノイズを低減可能である。
また本発明によれば、巨大磁気抵抗効果素子よりもハイト方向奥側に、固定磁性層の磁
化方向を固定する反強磁性層が備えられているので、巨大磁気抵抗効果素子にセンス電流
を流しても反強磁性層は発熱せず、ジュール熱の発生を低減することができる。これによ
り、素子温度の上昇が抑制されて信頼性が向上する。また本発明の別の態様によれば、固
定磁性層の磁化方向を固定するための反強磁性層を備えず、固定磁性層の形状異方性又は
逆磁歪効果により該固定磁性層の磁化方向を安定化させるので、この態様によってモジュ
ール熱の発生を低減することができる。
化方向を固定する反強磁性層が備えられているので、巨大磁気抵抗効果素子にセンス電流
を流しても反強磁性層は発熱せず、ジュール熱の発生を低減することができる。これによ
り、素子温度の上昇が抑制されて信頼性が向上する。また本発明の別の態様によれば、固
定磁性層の磁化方向を固定するための反強磁性層を備えず、固定磁性層の形状異方性又は
逆磁歪効果により該固定磁性層の磁化方向を安定化させるので、この態様によってモジュ
ール熱の発生を低減することができる。
以下、図面に基づいて本発明を説明する。各図において、Ｘ方向はトラック幅方向、Ｙ
方向は記録媒体からの漏れ磁界方向、Ｚ方向は記録媒体の移動方向及び巨大磁気抵抗効果
素子を構成する各層の積層方向である。
方向は記録媒体からの漏れ磁界方向、Ｚ方向は記録媒体の移動方向及び巨大磁気抵抗効果
素子を構成する各層の積層方向である。
図１〜図５は、本発明によるＣＰＰ型巨大磁気抵抗効果ヘッド（ＣＰＰ−ＧＭＲヘッド
）の第１実施形態を示している。図１はＣＰＰ-ＧＭＲヘッド１の構造を記録媒体との対
向面側から見て示す部分断面図、図２はＧＭＲ素子３０を上から見て示す模式平面図、図
３はＣＰＰ-ＧＭＲヘッド１の構造を素子中央（図１のIII-III線）で切断して示す部分断
面図である。
）の第１実施形態を示している。図１はＣＰＰ-ＧＭＲヘッド１の構造を記録媒体との対
向面側から見て示す部分断面図、図２はＧＭＲ素子３０を上から見て示す模式平面図、図
３はＣＰＰ-ＧＭＲヘッド１の構造を素子中央（図１のIII-III線）で切断して示す部分断
面図である。
ＣＰＰ−ＧＭＲヘッド１は、図示Ｚ方向に所定のシールド間隔Ｒ−ＧＬをあけて形成さ
れた下部シールド層１０と上部シールド層５０の間に、下部大面積非磁性金属膜２０、巨
大磁気抵抗効果を発揮するＧＭＲ素子３０及び上部大面積非磁性金属膜４０を有している
。
れた下部シールド層１０と上部シールド層５０の間に、下部大面積非磁性金属膜２０、巨
大磁気抵抗効果を発揮するＧＭＲ素子３０及び上部大面積非磁性金属膜４０を有している
。
下部シールド層１０及び上部シールド層５０は、磁気シールドと電極としての機能を有
し、図１〜図３に示すように、ＧＭＲ素子３０よりも十分に広い面積で形成されている。
この下部シールド層１０及び上部シールド層５０は、十分な磁気シールド効果が得られる
軟磁性材料、例えばＮｉＦｅにより、約１μｍ程度の膜厚で形成されている。
し、図１〜図３に示すように、ＧＭＲ素子３０よりも十分に広い面積で形成されている。
この下部シールド層１０及び上部シールド層５０は、十分な磁気シールド効果が得られる
軟磁性材料、例えばＮｉＦｅにより、約１μｍ程度の膜厚で形成されている。
下部大面積非磁性金属膜２０は、下部シールド層１０の直上に形成されたギャップ層で
あり、電極として及びＧＭＲ素子３０を規則的に形成するためのシード層としても機能す
る。上部大面積非磁性金属膜４０は、上部シールド層５０の直下に位置するギャップ層で
あり、上部シールド層５０と共に電極としても機能する。
あり、電極として及びＧＭＲ素子３０を規則的に形成するためのシード層としても機能す
る。上部大面積非磁性金属膜４０は、上部シールド層５０の直下に位置するギャップ層で
あり、上部シールド層５０と共に電極としても機能する。
下部大面積非磁性金属膜２０及び上部大面積非磁性金属膜４０は、ＧＭＲ素子３０の上
面（第２固定磁性層３３ｃ）と下面（フリー磁性層３１）に直接接しており、図１及び図
２に示すようにＧＭＲ素子３０よりも十分広く、下部シールド層１０及び上部シールド層
５０とほぼ同じ面積を有している。
面（第２固定磁性層３３ｃ）と下面（フリー磁性層３１）に直接接しており、図１及び図
２に示すようにＧＭＲ素子３０よりも十分広く、下部シールド層１０及び上部シールド層
５０とほぼ同じ面積を有している。
この下部大面積非磁性金属膜２０及び上部大面積非磁性金属膜４０は、下部シールド層
１０及び上部シールド層５０よりも比抵抗が小さい非磁性金属材料で形成されている。具
体的には、例えばＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｐｄ、Ｎｉ−Ｃｒ、（Ｎｉ−Ｆ
ｅ）−Ｃｒ、Ｃｒのいずれか１種又は２種以上の元素により形成されることが好ましく、
形成材料中にＣｒが含まれる場合はＣｒ含有量が２０原子％を超えているとよい。これら
大面積非磁性金属膜２０、４０は、単層膜であっても積層膜であってもよい。下部大面積
非磁性金属膜２０は、ＧＭＲ素子３０のシード層としても機能させるため、例えばＴａ／
Ｃｕ、Ｔａ／Ｒｕ／Ｃｕ、Ｔａ／Ｃｒ、Ｔａ／Ｎｉ−Ｃｒ、Ｔａ／（Ｎｉ−Ｆｅ）−Ｃｒ
又はＣｒのいずれかによって形成されている。本実施形態では、Ｔａ／Ｃｒによる２層構
造で下部大面積非磁性金属膜２０が形成されている。
１０及び上部シールド層５０よりも比抵抗が小さい非磁性金属材料で形成されている。具
体的には、例えばＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｐｄ、Ｎｉ−Ｃｒ、（Ｎｉ−Ｆ
ｅ）−Ｃｒ、Ｃｒのいずれか１種又は２種以上の元素により形成されることが好ましく、
形成材料中にＣｒが含まれる場合はＣｒ含有量が２０原子％を超えているとよい。これら
大面積非磁性金属膜２０、４０は、単層膜であっても積層膜であってもよい。下部大面積
非磁性金属膜２０は、ＧＭＲ素子３０のシード層としても機能させるため、例えばＴａ／
Ｃｕ、Ｔａ／Ｒｕ／Ｃｕ、Ｔａ／Ｃｒ、Ｔａ／Ｎｉ−Ｃｒ、Ｔａ／（Ｎｉ−Ｆｅ）−Ｃｒ
又はＣｒのいずれかによって形成されている。本実施形態では、Ｔａ／Ｃｒによる２層構
造で下部大面積非磁性金属膜２０が形成されている。
上記下部大面積非磁性金属膜２０及び上部大面積非磁性金属膜４０は、シールド間隔Ｒ
−ＧＬの（１／４）以上となる膜厚で形成される。例えば、シールド間隔Ｒ−ＧＬが４８
０〜８００Åであるとき、大面積非磁性金属膜２０、４０の膜厚ｔ２０、ｔ４０は６０〜
３００Åであることが好ましい。この範囲内であれば、大面積非磁性金属膜２０、４０の
比抵抗を、シールド層１０、５０の構成材料であるＮｉＦｅの１／５〜１／１０程度まで
低減することができる。すなわち、大面積非磁性金属膜２０、４０の膜厚が６０〜３００
Åであるときのシート抵抗は、ＮｉＦｅ膜が３００〜３０００Åの膜厚で形成されている
場合のシート抵抗に相当する。よって、センス電流は大面積非磁性金属膜２０、４０を流
れやすく、大面積非磁性金属膜２０、４０とシールド層１０、５０との境界面でセンス電
流の集中を緩和することができる。これにより、下部シールド層１０及び上部シールド層
５０のＡＭＲ効果による抵抗変化は小さく抑えられる。なお、下部大面積非磁性金属膜２
０の膜厚ｔ２０と上部大面積非磁性金属膜４０の膜厚ｔ４０は、同一であっても異なって
いてもよい。
−ＧＬの（１／４）以上となる膜厚で形成される。例えば、シールド間隔Ｒ−ＧＬが４８
０〜８００Åであるとき、大面積非磁性金属膜２０、４０の膜厚ｔ２０、ｔ４０は６０〜
３００Åであることが好ましい。この範囲内であれば、大面積非磁性金属膜２０、４０の
比抵抗を、シールド層１０、５０の構成材料であるＮｉＦｅの１／５〜１／１０程度まで
低減することができる。すなわち、大面積非磁性金属膜２０、４０の膜厚が６０〜３００
Åであるときのシート抵抗は、ＮｉＦｅ膜が３００〜３０００Åの膜厚で形成されている
場合のシート抵抗に相当する。よって、センス電流は大面積非磁性金属膜２０、４０を流
れやすく、大面積非磁性金属膜２０、４０とシールド層１０、５０との境界面でセンス電
流の集中を緩和することができる。これにより、下部シールド層１０及び上部シールド層
５０のＡＭＲ効果による抵抗変化は小さく抑えられる。なお、下部大面積非磁性金属膜２
０の膜厚ｔ２０と上部大面積非磁性金属膜４０の膜厚ｔ４０は、同一であっても異なって
いてもよい。
ＧＭＲ素子３０は、図１に示されるようにトラック幅方向（図示Ｘ方向）においてシー
ルド層１０、５０及び大面積非磁性金属膜２０、４０のほぼ中央部に位置しており、上下
面が大面積非磁性金属膜２０、４０によって挟まれている。このＧＭＲ素子３０は、大面
積非磁性金属膜２０、４０がシールド間隔Ｒ−ＧＬの（１／４）以上の膜厚で形成されて
いるため、シールド間隔Ｒ−ＧＬの（３／４）以下となる膜厚で形成されている。
ルド層１０、５０及び大面積非磁性金属膜２０、４０のほぼ中央部に位置しており、上下
面が大面積非磁性金属膜２０、４０によって挟まれている。このＧＭＲ素子３０は、大面
積非磁性金属膜２０、４０がシールド間隔Ｒ−ＧＬの（１／４）以上の膜厚で形成されて
いるため、シールド間隔Ｒ−ＧＬの（３／４）以下となる膜厚で形成されている。
ＧＭＲ素子３０は、下部大面積非磁性金属膜２０側から順にフリー磁性層３１、非磁性
材料層３２及び固定磁性層３３を有している。図２及び図３に示されるように、ＧＭＲ素
子３０（厳密にはフリー磁性層３１及び非磁性材料層３２）よりもハイト方向（図示Ｙ方
向）奥側には、固定磁性層３３の磁化方向を固定するための反強磁性層３４が備えられて
いる。フリー磁性層３１、非磁性材料層３２及び固定磁性層３３は、ハイト方向の寸法が
同一（ｈ１）である。図１及び図２に示す記録媒体との対向面（ＡＢＳ面）には、下部大
面積非磁性金属膜２０、フリー磁性層３１、非磁性材料層３２、固定磁性層３３及び上部
大面積非磁性金属膜４０が露出し、反強磁性層３４は露出しない。なお、ＧＭＲ素子３０
は、図示例とは上下を逆にして、下から固定磁性層、非磁性材料層及びフリー磁性層の順
番で積層形成されていてもよい。
材料層３２及び固定磁性層３３を有している。図２及び図３に示されるように、ＧＭＲ素
子３０（厳密にはフリー磁性層３１及び非磁性材料層３２）よりもハイト方向（図示Ｙ方
向）奥側には、固定磁性層３３の磁化方向を固定するための反強磁性層３４が備えられて
いる。フリー磁性層３１、非磁性材料層３２及び固定磁性層３３は、ハイト方向の寸法が
同一（ｈ１）である。図１及び図２に示す記録媒体との対向面（ＡＢＳ面）には、下部大
面積非磁性金属膜２０、フリー磁性層３１、非磁性材料層３２、固定磁性層３３及び上部
大面積非磁性金属膜４０が露出し、反強磁性層３４は露出しない。なお、ＧＭＲ素子３０
は、図示例とは上下を逆にして、下から固定磁性層、非磁性材料層及びフリー磁性層の順
番で積層形成されていてもよい。
固定磁性層３３は、磁性材料により形成された第１固定磁性層３３ｃ及び第２固定磁性
層３３ａと、これらの間に位置させて非磁性材料により形成された非磁性中間層３３ｂと
からなる積層フェリ構造で形成されている。
層３３ａと、これらの間に位置させて非磁性材料により形成された非磁性中間層３３ｂと
からなる積層フェリ構造で形成されている。
第１固定磁性層３３ｃは、ハイト方向（図示Ｙ方向）奥側端面で反強磁性層３４と接し
ている。反強磁性層３４は、第１固定磁性層３３ｃのハイト方向奥側端面との間に交換結
合磁界を生じさせ、この交換結合磁界により第１固定磁性層３３ｃの磁化方向をハイト方
向に固定している。第１固定磁性層３３ｃと第２固定磁性層３３ａは、非磁性中間層３３
ｂを介したＲＫＫＹ的相互作用により、互いに磁化が反平行状態となっている。すなわち
、第２固定磁性層３３ａの磁化方向はハイト方向と反平行方向になっている。
ている。反強磁性層３４は、第１固定磁性層３３ｃのハイト方向奥側端面との間に交換結
合磁界を生じさせ、この交換結合磁界により第１固定磁性層３３ｃの磁化方向をハイト方
向に固定している。第１固定磁性層３３ｃと第２固定磁性層３３ａは、非磁性中間層３３
ｂを介したＲＫＫＹ的相互作用により、互いに磁化が反平行状態となっている。すなわち
、第２固定磁性層３３ａの磁化方向はハイト方向と反平行方向になっている。
第１固定磁性層３３ｃ及び第２固定磁性層３３ａは、その一部又は全部が、Ｆｅ−Ｃｏ
−Ｃｕ（ただし、Ｆｅ＞１０原子％、Ｃｏ＞３０原子％、Ｃｕ＞５原子％）、Ｆｅ−Ｃｏ
−Ｃｕ−Ｘ（ただし、ＸはＰｔ、Ｐｄ、Ｍｎ、Ｓｉ、Ａｕ、Ａｇのいずれか１種又は２種
以上の元素である）、又はＣｏ2ＭｎＹ（ただし、ＹはＧｅ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ａｌのいずれ
か１種又は２種以上の元素である）により形成されている。この第１固定磁性層３３ｃ及
び第２固定磁性層３３ａの膜厚は、例えば１０〜７０Å程度である。非磁性中間層３３ｂ
は、第１固定磁性層３３ｃと第２固定磁性層３３ａの間にＲＫＫＹ的相互作用がはたらく
材質及び膜厚で形成される。本実施形態の非磁性中間層３３ｂは、例えばＲｕにより３〜
１０Å程度の膜厚で形成されている。なお、固定磁性層３３は、積層フェリ構造ではなく
、磁性膜による単層構造または積層構造であってもよい。
−Ｃｕ（ただし、Ｆｅ＞１０原子％、Ｃｏ＞３０原子％、Ｃｕ＞５原子％）、Ｆｅ−Ｃｏ
−Ｃｕ−Ｘ（ただし、ＸはＰｔ、Ｐｄ、Ｍｎ、Ｓｉ、Ａｕ、Ａｇのいずれか１種又は２種
以上の元素である）、又はＣｏ2ＭｎＹ（ただし、ＹはＧｅ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ａｌのいずれ
か１種又は２種以上の元素である）により形成されている。この第１固定磁性層３３ｃ及
び第２固定磁性層３３ａの膜厚は、例えば１０〜７０Å程度である。非磁性中間層３３ｂ
は、第１固定磁性層３３ｃと第２固定磁性層３３ａの間にＲＫＫＹ的相互作用がはたらく
材質及び膜厚で形成される。本実施形態の非磁性中間層３３ｂは、例えばＲｕにより３〜
１０Å程度の膜厚で形成されている。なお、固定磁性層３３は、積層フェリ構造ではなく
、磁性膜による単層構造または積層構造であってもよい。
反強磁性層３４は、元素Ｚ（ただし元素Ｚ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、元素Ｚと元素Ｚ'（ただし元素Ｚ'は、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ
、Ｂｅ、Ｂ、Ｃ、Ｎ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ
、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｓｎ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ａ
ｕ、Ｐｂ、及び希土類元素のうち１種又は２種以上の元素である）とＭｎとを含有する反
強磁性材料により形成されることが好ましい。これら反強磁性材料は、耐食性に優れてい
てブロッキング温度も高く、反強磁性層３４と第１固定磁性層３３ｃの界面で大きな交換
結合磁界を発生させることができる。反強磁性層３４は、８０Å以上で３００Å以下の膜
厚で形成されることが好ましく、本実施形態では約１５０Åの膜厚で形成されている。
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、元素Ｚと元素Ｚ'（ただし元素Ｚ'は、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ
、Ｂｅ、Ｂ、Ｃ、Ｎ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ
、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｓｎ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ａ
ｕ、Ｐｂ、及び希土類元素のうち１種又は２種以上の元素である）とＭｎとを含有する反
強磁性材料により形成されることが好ましい。これら反強磁性材料は、耐食性に優れてい
てブロッキング温度も高く、反強磁性層３４と第１固定磁性層３３ｃの界面で大きな交換
結合磁界を発生させることができる。反強磁性層３４は、８０Å以上で３００Å以下の膜
厚で形成されることが好ましく、本実施形態では約１５０Åの膜厚で形成されている。
非磁性材料層３２は、電気抵抗の低い導電材料によって形成されることが好ましく、本
実施形態では例えばＣｕにより形成されている。この非磁性材料層３２は、例えば２５Å
程度の膜厚で形成される。フリー磁性層３１は、その一部又は全部が、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｃｕ
（ただし、Ｆｅ＞１０原子％、Ｃｏ＞３０原子％、Ｃｕ＞５原子％）、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｃｕ
−Ｘ（ただし、ＸはＰｔ、Ｐｄ、Ｍｎ、Ｓｉ、Ａｕ、Ａｇのいずれか１種又は２種以上の
元素である）、又はＣｏ2ＭｎＹ（ただし、ＹはＧｅ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ａｌのいずれか１種
又は２種以上の元素である）により形成されている。フリー磁性層３１の膜厚は、例えば
１００Å程度である。このフリー磁性層３１は、磁性膜による単層構造をなしているが、
磁性膜による積層構造とすることも積層フェリ構造とすることも可能である。フリー磁性
層３１及び非磁性材料層３２の両側部には、トラック幅方向に磁化されているハードバイ
アス層６３が接している。このハードバイアス層６３とＧＭＲ素子３０との間には、第１
絶縁層６１又は第２絶縁層６４が数Å〜数十Å程度介在していてもよい。フリー磁性層３
１の磁化は、ハードバイアス層６３の縦バイアス磁界によって、トラック幅方向（図示Ｘ
方向）に揃えられている。図１の矢印方向は、フリー磁性層３１の磁化方向である。
実施形態では例えばＣｕにより形成されている。この非磁性材料層３２は、例えば２５Å
程度の膜厚で形成される。フリー磁性層３１は、その一部又は全部が、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｃｕ
（ただし、Ｆｅ＞１０原子％、Ｃｏ＞３０原子％、Ｃｕ＞５原子％）、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｃｕ
−Ｘ（ただし、ＸはＰｔ、Ｐｄ、Ｍｎ、Ｓｉ、Ａｕ、Ａｇのいずれか１種又は２種以上の
元素である）、又はＣｏ2ＭｎＹ（ただし、ＹはＧｅ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ａｌのいずれか１種
又は２種以上の元素である）により形成されている。フリー磁性層３１の膜厚は、例えば
１００Å程度である。このフリー磁性層３１は、磁性膜による単層構造をなしているが、
磁性膜による積層構造とすることも積層フェリ構造とすることも可能である。フリー磁性
層３１及び非磁性材料層３２の両側部には、トラック幅方向に磁化されているハードバイ
アス層６３が接している。このハードバイアス層６３とＧＭＲ素子３０との間には、第１
絶縁層６１又は第２絶縁層６４が数Å〜数十Å程度介在していてもよい。フリー磁性層３
１の磁化は、ハードバイアス層６３の縦バイアス磁界によって、トラック幅方向（図示Ｘ
方向）に揃えられている。図１の矢印方向は、フリー磁性層３１の磁化方向である。
また大面積非磁性金属膜２０、４０の間には、ＧＭＲ素子３０のトラック幅方向の両側
部に位置させて、下から順に第１絶縁層６１、バイアス下地層６２、上述のハードバイア
ス層６３、第２絶縁層６４が積層形成されている。
部に位置させて、下から順に第１絶縁層６１、バイアス下地層６２、上述のハードバイア
ス層６３、第２絶縁層６４が積層形成されている。
第１絶縁層６１及び第２絶縁層６４は、例えばＡｌ2Ｏ3やＳｉＯ2などの絶縁材料で形
成され、ハードバイアス層６３（及びハードバイアス下地層６２）と大面積非磁性金属膜
２０、４０の間を埋めている。すなわち、第１絶縁層６１は、フリー磁性層３１の両側部
の一部に接する膜厚で、下部大面積非磁性金属膜２０の上に形成されている。第２絶縁層
６４は、固定磁性層３３の両側部に接する膜厚で、ハードバイアス層６３の上に形成され
ている。
成され、ハードバイアス層６３（及びハードバイアス下地層６２）と大面積非磁性金属膜
２０、４０の間を埋めている。すなわち、第１絶縁層６１は、フリー磁性層３１の両側部
の一部に接する膜厚で、下部大面積非磁性金属膜２０の上に形成されている。第２絶縁層
６４は、固定磁性層３３の両側部に接する膜厚で、ハードバイアス層６３の上に形成され
ている。
バイアス下地層６２は、ハードバイアス層６３の特性（保磁力Ｈｃ、角形比Ｓ）を向上
させ、ハードバイアス層６３から発生するバイアス磁界を増大させるために設けられてい
る。バイアス下地層６２は、体心立方構造（ｂｃｃ構造）の金属膜で形成されることが好
ましく、具体的にはＣｒ、Ｗ、Ｍｏ、Ｖ、Ｍｎ、Ｎｂ、Ｔａのいずれか１種または２種以
上の元素で形成されることが好ましい。このバイアス下地層６２は、ハードバイアス層６
３の下側のみに形成されていることが好ましいが、フリー磁性層３１の両側部とハードバ
イアス層６３との間に若干介在していてもよい。フリー磁性層３１の両側部とハードバイ
アス層６３の間に形成されるバイアス下地層６２のトラック幅方向における膜厚は、１ｎ
ｍ以下であることが好ましい。バイアス下地層６２が介在していれば、ハードバイアス層
６３とフリー磁性層３１とを磁気的に連続体にすることができ、フリー磁性層３１の端部
が反磁界の影響を受けるバックリング現象を防止することができ、フリー磁性層３１の磁
区制御が容易になる。
させ、ハードバイアス層６３から発生するバイアス磁界を増大させるために設けられてい
る。バイアス下地層６２は、体心立方構造（ｂｃｃ構造）の金属膜で形成されることが好
ましく、具体的にはＣｒ、Ｗ、Ｍｏ、Ｖ、Ｍｎ、Ｎｂ、Ｔａのいずれか１種または２種以
上の元素で形成されることが好ましい。このバイアス下地層６２は、ハードバイアス層６
３の下側のみに形成されていることが好ましいが、フリー磁性層３１の両側部とハードバ
イアス層６３との間に若干介在していてもよい。フリー磁性層３１の両側部とハードバイ
アス層６３の間に形成されるバイアス下地層６２のトラック幅方向における膜厚は、１ｎ
ｍ以下であることが好ましい。バイアス下地層６２が介在していれば、ハードバイアス層
６３とフリー磁性層３１とを磁気的に連続体にすることができ、フリー磁性層３１の端部
が反磁界の影響を受けるバックリング現象を防止することができ、フリー磁性層３１の磁
区制御が容易になる。
以上の全体構成を有するＣＰＰ−ＧＭＲヘッド１は、センス電流がＧＭＲ素子３０の膜
面に対して垂直方向（膜厚方向）に流れたとき、ＧＭＲ素子３０の巨大磁気抵抗効果を利
用して記録媒体からの漏れ磁界を検出することができる。図４に示す矢印は、上部シール
ド層５０側から下部シールド層１０側に向かってセンス電流を流した場合に生じる電流経
路を示している。
面に対して垂直方向（膜厚方向）に流れたとき、ＧＭＲ素子３０の巨大磁気抵抗効果を利
用して記録媒体からの漏れ磁界を検出することができる。図４に示す矢印は、上部シール
ド層５０側から下部シールド層１０側に向かってセンス電流を流した場合に生じる電流経
路を示している。
図４に示されるように、上部シールド層５０に与えられたセンス電流は、その大部分が
上部シールド層５０よりも比抵抗の小さい上部大面積非磁性金属膜４０に流れ込む。上部
大面積非磁性金属膜４０に流れ込んだセンス電流は、上部大面積非磁性金属膜４０がＧＭ
Ｒ素子３０よりも広い範囲に存在しているため、該上部大面積非磁性金属膜４０内を膜面
に対して平行に流れ、上部大面積非磁性金属膜４０と固定磁性層３３の界面から該ＧＭＲ
素子３０の膜面に直交する方向（膜厚方向）に流れた後、フリー磁性層３１と下部大面積
非磁性金属膜２０の界面から下部大面積非磁性金属膜２０に入る。下部大面積非磁性金属
膜２０内に入ったセンス電流は、下部大面積非磁性金属膜２０の比抵抗が下部シールド層
５０よりも小さく且つ下部大面積非磁性金属膜２０がＧＭＲ素子３０よりも広い範囲に存
在しているため、その大部分が比抵抗のより小さい下部大面積非磁性金属膜２０内を膜面
に対して平行に流れ、ＧＭＲ素子３０の下層に位置する範囲の下部シールド層１０にはほ
とんど流れない。
上部シールド層５０よりも比抵抗の小さい上部大面積非磁性金属膜４０に流れ込む。上部
大面積非磁性金属膜４０に流れ込んだセンス電流は、上部大面積非磁性金属膜４０がＧＭ
Ｒ素子３０よりも広い範囲に存在しているため、該上部大面積非磁性金属膜４０内を膜面
に対して平行に流れ、上部大面積非磁性金属膜４０と固定磁性層３３の界面から該ＧＭＲ
素子３０の膜面に直交する方向（膜厚方向）に流れた後、フリー磁性層３１と下部大面積
非磁性金属膜２０の界面から下部大面積非磁性金属膜２０に入る。下部大面積非磁性金属
膜２０内に入ったセンス電流は、下部大面積非磁性金属膜２０の比抵抗が下部シールド層
５０よりも小さく且つ下部大面積非磁性金属膜２０がＧＭＲ素子３０よりも広い範囲に存
在しているため、その大部分が比抵抗のより小さい下部大面積非磁性金属膜２０内を膜面
に対して平行に流れ、ＧＭＲ素子３０の下層に位置する範囲の下部シールド層１０にはほ
とんど流れない。
このような電流経路によれば、ＧＭＲ素子３０が形成されている範囲の上層位置又は下
層位置に、センス電流が集中することがない。すなわち、大面積非磁性金属膜２０、４０
とシールド層１０、５０の界面における電流密度は小さくなり、シールド層１０、５０の
ＡＭＲ効果が生じても、該ＡＭＲ効果によるノイズ（シールド層１０、５０の抵抗変化）
を小さく抑えられる。なお、下部シールド層１０から上部シールド層５０に向かってセン
ス電流を流す場合には、センス電流の流れる方向は逆向きであるが、同様の電流経路がで
きる。
層位置に、センス電流が集中することがない。すなわち、大面積非磁性金属膜２０、４０
とシールド層１０、５０の界面における電流密度は小さくなり、シールド層１０、５０の
ＡＭＲ効果が生じても、該ＡＭＲ効果によるノイズ（シールド層１０、５０の抵抗変化）
を小さく抑えられる。なお、下部シールド層１０から上部シールド層５０に向かってセン
ス電流を流す場合には、センス電流の流れる方向は逆向きであるが、同様の電流経路がで
きる。
また、上述したように固定磁性層３３（第１固定磁性層３３ｃ）の磁化方向を固定する
反強磁性層３４は第１固定磁性層３３ｃよりもハイト方向奥側に形成されており、図４に
示される電流経路中には反強磁性層３４が存在していない。一般に反強磁性層は、ＧＭＲ
素子３０や大面積非磁性金属膜２０、４０に比して比抵抗が大幅に大きく、また、反強磁
性特性を得るために７０〜３００Å程度の厚い膜厚で形成されるため、電流が流れると大
きなジュール熱を発生させる。よって、本実施形態のように電流経路中に反強磁性層が存
在していなければ、センス電流を流しても反強磁性層が発熱しないので、ヘッドの温度が
過度に上昇せず、信頼性を改善することができる。また、電流経路中に反強磁性層が存在
していなければ、ヘッドの高周波特性も改善される。
反強磁性層３４は第１固定磁性層３３ｃよりもハイト方向奥側に形成されており、図４に
示される電流経路中には反強磁性層３４が存在していない。一般に反強磁性層は、ＧＭＲ
素子３０や大面積非磁性金属膜２０、４０に比して比抵抗が大幅に大きく、また、反強磁
性特性を得るために７０〜３００Å程度の厚い膜厚で形成されるため、電流が流れると大
きなジュール熱を発生させる。よって、本実施形態のように電流経路中に反強磁性層が存
在していなければ、センス電流を流しても反強磁性層が発熱しないので、ヘッドの温度が
過度に上昇せず、信頼性を改善することができる。また、電流経路中に反強磁性層が存在
していなければ、ヘッドの高周波特性も改善される。
また本実施形態では、電流経路中に反強磁性層を設けないことにより、シールド間隔Ｒ
−ＧＬを従来よりも小さくすることができ、さらに、下部大面積非磁性金属膜２０及び上
部大面積非磁性金属膜４０を従来よりも厚い膜厚ｔ２０、ｔ４０で形成できている。なお
、従来では、図８に示すように固定磁性層１３３の直上に反強磁性層１３４が厚い膜厚で
形成されていたため、シールド間隔Ｒ−ＧＬ'を大きくさせずに非磁性金属膜１２０を十
分に厚くすることができなかった。
−ＧＬを従来よりも小さくすることができ、さらに、下部大面積非磁性金属膜２０及び上
部大面積非磁性金属膜４０を従来よりも厚い膜厚ｔ２０、ｔ４０で形成できている。なお
、従来では、図８に示すように固定磁性層１３３の直上に反強磁性層１３４が厚い膜厚で
形成されていたため、シールド間隔Ｒ−ＧＬ'を大きくさせずに非磁性金属膜１２０を十
分に厚くすることができなかった。
以下では、図１に示すＣＰＰ−ＧＭＲヘッド１の製造方法について説明する。
先ず、下から順に下部シールド層１０、下部大面積非磁性金属膜２０、フリー磁性層３
１、非磁性材料層３２、第２固定磁性層３３ａ、非磁性中間層３３ｂ、及び第１固定磁性
層３３ｃを真空中でベタ膜上に連続成膜する。各層の材料及び膜厚は、図１に示された完
成状態のＣＰＰ−ＧＭＲヘッド１と同じである。
１、非磁性材料層３２、第２固定磁性層３３ａ、非磁性中間層３３ｂ、及び第１固定磁性
層３３ｃを真空中でベタ膜上に連続成膜する。各層の材料及び膜厚は、図１に示された完
成状態のＣＰＰ−ＧＭＲヘッド１と同じである。
次に、第１固定磁性層３３ｃの上に、形成すべきＧＭＲ素子３０の光学的な素子面積（
トラック幅寸法Ｔｗ、高さ寸法ｈ１）と同程度、あるいは該素子面積よりも若干小さい面
積を覆うリフトオフ用のレジスト層を形成する。
トラック幅寸法Ｔｗ、高さ寸法ｈ１）と同程度、あるいは該素子面積よりも若干小さい面
積を覆うリフトオフ用のレジスト層を形成する。
レジスト層を形成したら、レジスト層に覆われていない第１固定磁性層３３ｃ、非磁性
中間層３３ｂ、第２固定磁性層３３ａ、非磁性材料層３２及びフリー磁性層３１をイオン
ミリング等により除去する。この工程により、下部大面積非磁性金属膜２０のトラック幅
方向のほぼ中央部上に、フリー磁性層３１から第１固定磁性層３３ｃまでの各層で構成さ
れるＧＭＲ素子３０が略台形状となって残される。なお、ＧＭＲ素子３０の両側端面には
イオンミリングで除去された物質の一部が再付着するので、この再付着物を再度ミリング
で除去することが好ましい。
中間層３３ｂ、第２固定磁性層３３ａ、非磁性材料層３２及びフリー磁性層３１をイオン
ミリング等により除去する。この工程により、下部大面積非磁性金属膜２０のトラック幅
方向のほぼ中央部上に、フリー磁性層３１から第１固定磁性層３３ｃまでの各層で構成さ
れるＧＭＲ素子３０が略台形状となって残される。なお、ＧＭＲ素子３０の両側端面には
イオンミリングで除去された物質の一部が再付着するので、この再付着物を再度ミリング
で除去することが好ましい。
続いて、レジスト層を残した状態のまま、ＧＭＲ素子３０の両側端面にかけて、第１絶
縁層６１、バイアス下地層６２、ハードバイアス層６３及び第２絶縁層６４を連続でスパ
ッタ成膜する。上記各層の材料及び膜厚は、図１に示された完成状態のＣＰＰ−ＧＭＲヘ
ッド１と同じである。なお、スパッタ成膜時におけるスパッタ粒子角度は、下部大面積非
磁性金属膜２０に対してほぼ垂直方向とすることが好ましい。スパッタ成膜後は、レジス
ト層を除去する。
縁層６１、バイアス下地層６２、ハードバイアス層６３及び第２絶縁層６４を連続でスパ
ッタ成膜する。上記各層の材料及び膜厚は、図１に示された完成状態のＣＰＰ−ＧＭＲヘ
ッド１と同じである。なお、スパッタ成膜時におけるスパッタ粒子角度は、下部大面積非
磁性金属膜２０に対してほぼ垂直方向とすることが好ましい。スパッタ成膜後は、レジス
ト層を除去する。
レジスト層を除去したら、図２及び図３に示されるように、第１固定磁性層３３ｃのハ
イト方向奥側に反強磁性層３４を形成する。すなわち、第１固定磁性層３３ｃ及び第２絶
縁層６４の上に、反強磁性層形成エリアを空間とするレジスト層を形成し、このレジスト
層に覆われていない第２絶縁層６４を例えばイオンミリング等により除去し、除去部分に
反強磁性層３４を形成する。反強磁性層３４の材料及び膜厚は、図３に示された完成状態
のＣＰＰ−ＧＭＲヘッド１と同じである。反強磁性層３４の形成後は、レジスト層を除去
する。
イト方向奥側に反強磁性層３４を形成する。すなわち、第１固定磁性層３３ｃ及び第２絶
縁層６４の上に、反強磁性層形成エリアを空間とするレジスト層を形成し、このレジスト
層に覆われていない第２絶縁層６４を例えばイオンミリング等により除去し、除去部分に
反強磁性層３４を形成する。反強磁性層３４の材料及び膜厚は、図３に示された完成状態
のＣＰＰ−ＧＭＲヘッド１と同じである。反強磁性層３４の形成後は、レジスト層を除去
する。
続いて、ＧＭＲ素子Ｔ１をハイト方向（図示Ｙ方向）の磁場中でアニールし、反強磁性
層３４と第１固定磁性層３３ｃの間にそれぞれ交換結合磁界を発生させる。このとき、ア
ニール温度は例えば２７０℃程度であり、印加磁界の大きさは８００ｋＡ／ｍ程度である
。この磁場中アニール処理により、第１固定磁性層３３ｃの磁化方向はハイト方向に固定
され、第２固定磁性層３３ａの磁化方向はハイト方向に対して反平行方向に固定される。
層３４と第１固定磁性層３３ｃの間にそれぞれ交換結合磁界を発生させる。このとき、ア
ニール温度は例えば２７０℃程度であり、印加磁界の大きさは８００ｋＡ／ｍ程度である
。この磁場中アニール処理により、第１固定磁性層３３ｃの磁化方向はハイト方向に固定
され、第２固定磁性層３３ａの磁化方向はハイト方向に対して反平行方向に固定される。
アニール処理後は、図５に示すように、第１固定磁性層３３ｃ及び第２絶縁層６４の上
に上部大面積非磁性金属膜４０をスパッタ成膜し、上部大面積非磁性金属膜４０の上面に
ＣＭＰ加工又はイオンミリングを施す。このＣＭＰ加工又はイオンミリングにより、上部
大面積非磁性金属膜４０の上面が平坦化される。上部大面積非磁性金属膜４０の材料及び
ＣＭＰ加工後の膜厚ｔ４０は、図１に示された完成状態のＣＰＰ−ＧＭＲヘッド１と同じ
である。
に上部大面積非磁性金属膜４０をスパッタ成膜し、上部大面積非磁性金属膜４０の上面に
ＣＭＰ加工又はイオンミリングを施す。このＣＭＰ加工又はイオンミリングにより、上部
大面積非磁性金属膜４０の上面が平坦化される。上部大面積非磁性金属膜４０の材料及び
ＣＭＰ加工後の膜厚ｔ４０は、図１に示された完成状態のＣＰＰ−ＧＭＲヘッド１と同じ
である。
そして、平坦化された上部大面積非磁性金属膜４０の上に、上部シールド層５０をスパ
ッタ成膜する。上部シールド層５０の材料及び膜厚は、図１に示す完成状態のＣＰＰ−Ｇ
ＭＲヘッド１と同じである。この上部シールド層５０は、上部大面積非磁性金属膜４０を
成膜する際に、該上部大面積非磁性金属膜４０と連続でスパッタ成膜してもよい。
ッタ成膜する。上部シールド層５０の材料及び膜厚は、図１に示す完成状態のＣＰＰ−Ｇ
ＭＲヘッド１と同じである。この上部シールド層５０は、上部大面積非磁性金属膜４０を
成膜する際に、該上部大面積非磁性金属膜４０と連続でスパッタ成膜してもよい。
以上により、図１に示すＣＰＰ−ＧＭＲヘッド１が完成する。
以上の本実施形態では、下部シールド層１０の直上と上部シールド層５０の直下に、フ
リー磁性層３１又は固定磁性層３３（第１固定磁性層３３ｃ）に直接接し、これらフリー
磁性層３１及び固定磁性層３３よりも十分広い面積で形成された下部大面積非磁性金属膜
２０と上部大面積非磁性金属膜４０がそれぞれ備えられているので、下部シールド層１０
及び上部シールド層５０におけるセンス電流の集中を緩和することができ、下部シールド
層１０及び上部シールド層５０のＡＭＲ効果によるノイズを低減可能である。
リー磁性層３１又は固定磁性層３３（第１固定磁性層３３ｃ）に直接接し、これらフリー
磁性層３１及び固定磁性層３３よりも十分広い面積で形成された下部大面積非磁性金属膜
２０と上部大面積非磁性金属膜４０がそれぞれ備えられているので、下部シールド層１０
及び上部シールド層５０におけるセンス電流の集中を緩和することができ、下部シールド
層１０及び上部シールド層５０のＡＭＲ効果によるノイズを低減可能である。
また本実施形態では、下部大面積非磁性金属膜２０及び上部大面積非磁性金属膜４０が
シールド間隔Ｒ−ＧＬの（１／４）以上の膜厚で形成されているので、センス電流は下部
大面積非磁性金属膜２０及び上部大面積非磁性金属膜４０を流れやすく、下部シールド層
１０及び上部シールド層５０にはほとんど流れない。これにより、下部シールド層１０及
び上部シールド層５０でＡＭＲ効果が生じても該ＡＭＲ効果によるノイズは小さく抑えら
れる。
シールド間隔Ｒ−ＧＬの（１／４）以上の膜厚で形成されているので、センス電流は下部
大面積非磁性金属膜２０及び上部大面積非磁性金属膜４０を流れやすく、下部シールド層
１０及び上部シールド層５０にはほとんど流れない。これにより、下部シールド層１０及
び上部シールド層５０でＡＭＲ効果が生じても該ＡＭＲ効果によるノイズは小さく抑えら
れる。
さらに本実施形態では、第１固定磁性層３３ｃよりもハイト方向奥側に反強磁性層３４
を設け、センス電流の流れる電流経路から反強磁性層３４を隔離してあるので、ＧＭＲ素
子３０にセンス電流を流しても反強磁性層３４が発熱することがない。よって、図８のよ
うに電流経路中に反強磁性層が存在していた従来よりもＧＭＲ素子３０の発熱が大幅に低
減され、この結果、素子温度の上昇が抑制されて、信頼性が向上する。また記録媒体との
対向面において、シールド間隔Ｒ−ＧＬを図８に示す従来よりも狭くすることができ、Ｇ
ＭＲ素子３０の各層及び大面積非磁性金属膜２０、４０の膜厚の設計自由度も高くなる。
を設け、センス電流の流れる電流経路から反強磁性層３４を隔離してあるので、ＧＭＲ素
子３０にセンス電流を流しても反強磁性層３４が発熱することがない。よって、図８のよ
うに電流経路中に反強磁性層が存在していた従来よりもＧＭＲ素子３０の発熱が大幅に低
減され、この結果、素子温度の上昇が抑制されて、信頼性が向上する。また記録媒体との
対向面において、シールド間隔Ｒ−ＧＬを図８に示す従来よりも狭くすることができ、Ｇ
ＭＲ素子３０の各層及び大面積非磁性金属膜２０、４０の膜厚の設計自由度も高くなる。
本実施形態では、固定磁性層３３よりもハイト方向奥側に、固定磁性層３３の磁化方向
を固定するための反強磁性層３４を備え、この反強磁性層３４と第１固定磁性層３３ｃの
ハイト方向奥側端面との界面に生じる交換結合磁界により固定磁性層３３の磁化方向を固
定しているが、固定磁性層３３の磁化方向を固定する態様は種々の変形が可能である。
を固定するための反強磁性層３４を備え、この反強磁性層３４と第１固定磁性層３３ｃの
ハイト方向奥側端面との界面に生じる交換結合磁界により固定磁性層３３の磁化方向を固
定しているが、固定磁性層３３の磁化方向を固定する態様は種々の変形が可能である。
例えば、図６に示すように、第１固定磁性層３３ｃを、非磁性中間層３３ｂ、第２固定
磁性層３３ａ、非磁性材料層３２及びフリー磁性層３１よりもトラック幅方向に十分に長
く延ばし、ＧＭＲ素子３０のトラック幅寸法Ｔｗよりも第１固定磁性層３３ｃのトラック
幅寸法Ｔｗ'を大きくする。そして、延長させた第１固定磁性層３３ｃの両側端部に接す
る反強磁性層３４を備える態様であってもよい。固定磁性層３３がフェリ構造でない場合
には、固定磁性層全体をトラック幅方向に十分長く延ばし、その両側端部に接する反強磁
性層を備えればよい。
磁性層３３ａ、非磁性材料層３２及びフリー磁性層３１よりもトラック幅方向に十分に長
く延ばし、ＧＭＲ素子３０のトラック幅寸法Ｔｗよりも第１固定磁性層３３ｃのトラック
幅寸法Ｔｗ'を大きくする。そして、延長させた第１固定磁性層３３ｃの両側端部に接す
る反強磁性層３４を備える態様であってもよい。固定磁性層３３がフェリ構造でない場合
には、固定磁性層全体をトラック幅方向に十分長く延ばし、その両側端部に接する反強磁
性層を備えればよい。
また、反強磁性層を設けずに、磁歪定数が正の値をとる磁性材料又は保磁力の大きい磁
性材料によって固定磁性層３３を形成し、記録媒体との対向面側の端面を開放させた態様
としてもよい。この場合には、固定磁性層３３に対して二次元的に且つ等方的に加わって
いた応力の対称性が崩れることから、固定磁性層３３にはハイト方向に平行な方向に一軸
性の引張り応力が加えられる。この逆磁歪効果により、固定磁性層３３の磁化方向をハイ
ト方向に平行な一軸方向で安定化させることができる。この態様では、記録媒体との対向
面から見たヘッド構造は図１に示す実施形態と同じになり、第１固定磁性層３３ｃのハイ
ト方向奥側には反強磁性層３４の替わりに第２絶縁層６４が形成される。
性材料によって固定磁性層３３を形成し、記録媒体との対向面側の端面を開放させた態様
としてもよい。この場合には、固定磁性層３３に対して二次元的に且つ等方的に加わって
いた応力の対称性が崩れることから、固定磁性層３３にはハイト方向に平行な方向に一軸
性の引張り応力が加えられる。この逆磁歪効果により、固定磁性層３３の磁化方向をハイ
ト方向に平行な一軸方向で安定化させることができる。この態様では、記録媒体との対向
面から見たヘッド構造は図１に示す実施形態と同じになり、第１固定磁性層３３ｃのハイ
ト方向奥側には反強磁性層３４の替わりに第２絶縁層６４が形成される。
また、図７に示すように、反強磁性層を設けず、固定磁性層３３をフリー磁性層３１及
び非磁性材料層３２よりもハイト方向奥側に長く延ばして形成し、固定磁性層３３のトラ
ック幅方向の寸法Ｔｗよりもハイト方向の寸法ｈ２（Ｔｗ＜ｈ２、ｈ１＜ｈ２）を長くす
る態様としてもよい。この態様によれば、固定磁性層３３にハイト方向に形状異方性が生
じ、この形状異方性によって第１固定磁性層３３ｃ及び第２固定磁性層３３ａの磁化方向
をハイト方向に平行な一軸方向に安定化させることができる。
び非磁性材料層３２よりもハイト方向奥側に長く延ばして形成し、固定磁性層３３のトラ
ック幅方向の寸法Ｔｗよりもハイト方向の寸法ｈ２（Ｔｗ＜ｈ２、ｈ１＜ｈ２）を長くす
る態様としてもよい。この態様によれば、固定磁性層３３にハイト方向に形状異方性が生
じ、この形状異方性によって第１固定磁性層３３ｃ及び第２固定磁性層３３ａの磁化方向
をハイト方向に平行な一軸方向に安定化させることができる。
また本実施形態では、上部大面積非磁性金属膜４０がＧＭＲ素子３０及び第２絶縁層６
４を覆って形成されていることから、上部大面積非磁性金属膜４０にＣＭＰ加工を施すこ
とができ、平坦性を確保することができる。よって、上部シールド層５０上に記録用のイ
ンダクティブヘッドを積層して形成する際にも平坦性が保障される。
４を覆って形成されていることから、上部大面積非磁性金属膜４０にＣＭＰ加工を施すこ
とができ、平坦性を確保することができる。よって、上部シールド層５０上に記録用のイ
ンダクティブヘッドを積層して形成する際にも平坦性が保障される。
上記実施形態のＣＰＰ−ＧＭＲヘッドは、再生用薄膜磁気ヘッドのみでなく、この再生
用薄膜磁気ヘッド上にさらに記録用のインダクティブヘッドを積層した録再用薄膜磁気ヘ
ッドにも適用可能である。
用薄膜磁気ヘッド上にさらに記録用のインダクティブヘッドを積層した録再用薄膜磁気ヘ
ッドにも適用可能である。
１ ＣＰＰ−ＧＭＲヘッド（ＣＰＰ型巨大磁気抵抗効果ヘッド）
１０ 下部シールド層
２０ 下部大面積非磁性金属膜
３０ ＧＭＲ素子（巨大磁気抵抗効果素子）
３１ フリー磁性層
３２ 非磁性材料層
３３ 固定磁性層
３３ａ 第２固定磁性層
３３ｂ 非磁性中間層
３３ｃ 第１固定磁性層
３４ 反強磁性層
４０ 上部大面積非磁性金属膜
５０ 上部シールド層
６１ 第１絶縁層
６２ バイアス下地層
６３ ハードバイアス層
６４ 第２絶縁層
Ｔｗ ＧＭＲ素子のトラック幅寸法
Ｔｗ' 第１固定磁性層のトラック幅寸法
ｈ１ ＧＭＲ素子の高さ寸法
ｈ２ 固定磁性層の高さ寸法
１０ 下部シールド層
２０ 下部大面積非磁性金属膜
３０ ＧＭＲ素子（巨大磁気抵抗効果素子）
３１ フリー磁性層
３２ 非磁性材料層
３３ 固定磁性層
３３ａ 第２固定磁性層
３３ｂ 非磁性中間層
３３ｃ 第１固定磁性層
３４ 反強磁性層
４０ 上部大面積非磁性金属膜
５０ 上部シールド層
６１ 第１絶縁層
６２ バイアス下地層
６３ ハードバイアス層
６４ 第２絶縁層
Ｔｗ ＧＭＲ素子のトラック幅寸法
Ｔｗ' 第１固定磁性層のトラック幅寸法
ｈ１ ＧＭＲ素子の高さ寸法
ｈ２ 固定磁性層の高さ寸法
Claims (13)
- 所定のシールド間隔をあけて形成した下部シールド層と上部シールド層と、この上下のシ
ールド層の間に位置する、中間に非磁性材料層を有し、該非磁性材料層の上下に固定磁性
層とフリー磁性層の一方と他方を有する巨大磁気抵抗効果素子とを備え、この巨大磁気抵
抗効果素子の膜面に直交する方向に電流が流れるＣＰＰ型巨大磁気抵抗効果ヘッドにおい
て、
下部シールド層の直上と上部シールド層の直下にそれぞれ、前記巨大磁気抵抗効果素子
の固定磁性層とフリー磁性層の一方と他方に直接接触する、該固定磁性層及びフリー磁性
層よりも広い面積で形成された大面積非磁性金属膜を設けたことを特徴とするＣＰＰ型巨
大磁気抵抗効果ヘッド。 - 請求項１記載のＣＰＰ型巨大磁気抵抗効果ヘッドにおいて、前記大面積非磁性金属膜は前
記シールド間隔の１／４以上の膜厚で形成され、前記巨大磁気抵抗効果素子は前記シール
ド間隔の３／４以下の膜厚で形成されているＣＰＰ型巨大磁気抵抗効果ヘッド。 - 請求項２記載のＣＰＰ型巨大磁気抵抗効果ヘッドにおいて、前記大面積非磁性金属膜は、
６０Å以上３００Å以下の膜厚で形成されているＣＰＰ型巨大磁気抵抗効果ヘッド。 - 請求項１ないし３のいずれか一項に記載のＣＰＰ型巨大磁気抵抗効果ヘッドにおいて、前
記大面積非磁性金属膜を形成する非磁性金属材料は、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉ
ｒ、Ｐｄ、Ｎｉ−Ｃｒ、（Ｎｉ−Ｆｅ）−Ｃｒ、Ｃｒのうちいずれか１種又は２種以上で
あり、さらに該非磁性金属材料中にＣｒを含む場合はＣｒ含有量が２０原子％を超えてい
るＣＰＰ型巨大磁気抵抗効果ヘッド。 - 請求項４記載のＣＰＰ型巨大磁気抵抗効果ヘッドにおいて、前記下部シールド層の直上の
大面積非磁性金属膜を形成する非磁性金属材料は、Ｔａ／Ｃｕ、Ｔａ／Ｒｕ／Ｃｕ、Ｔａ
／Ｃｒ、Ｔａ／Ｎｉ−Ｃｒ、Ｔａ／（Ｎｉ−Ｆｅ）−Ｃｒ又はＣｒのいずれかであり、さ
らに該非磁性金属材料中にＣｒを含む場合はＣｒ含有量が２０原子％を超えているＣＰＰ
型巨大磁気抵抗効果ヘッド。 - 請求項１ないし５のいずれか一項に記載のＣＰＰ型巨大磁気抵抗効果ヘッドにおいて、前
記固定磁性層は、前記フリー磁性層及び非磁性材料層よりもハイト方向奥側に長く延びて
形成されていて、ハイト方向の寸法がトラック幅方向の寸法よりも大きいＣＰＰ型巨大磁
気抵抗効果ヘッド。 - 請求項１ないし５のいずれか一項に記載のＣＰＰ型巨大磁気抵抗効果ヘッドにおいて、前
記巨大磁気抵抗効果素子は、前記固定磁性層よりもハイト方向奥側に、該固定磁性層の磁
化方向を固定する反強磁性層を備えているＣＰＰ型巨大磁気抵抗効果ヘッド。 - 請求項１ないし５のいずれか一項に記載のＣＰＰ型巨大磁気抵抗効果ヘッドにおいて、前
記固定磁性層は、前記フリー磁性層及び非磁性材料層よりもトラック幅方向に長く延びて
形成されており、前記巨大磁気抵抗効果素子はさらに、この固定磁性層のトラック幅方向
の両側部に、該固定磁性層の磁化方向を固定する反強磁性層を備えているＣＰＰ型巨大磁
気抵抗効果ヘッド。 - 請求項１ないし５のいずれか一項に記載のＣＰＰ型巨大磁気抵抗効果ヘッドにおいて、前
記固定磁性層は、前記大面積非磁性金属膜に接する第１固定磁性層と前記非磁性材料層に
接する第２固定磁性層とが非磁性中間層を介して積層された積層フェリ構造をなしており
、この第１固定磁性層がトラック幅方向に長く延びて形成されていて、前記巨大磁気抵抗
効果素子はさらに、第１固定磁性層のトラック幅方向の両側部に、該第１固定磁性層の磁
化方向を固定する反強磁性層を備えているＣＰＰ型巨大磁気抵抗効果ヘッド。 - 請求項１ないし５のいずれか一項に記載のＣＰＰ型巨大磁気抵抗効果ヘッドにおいて、前
記巨大磁気抵抗効果素子は反強磁性層を備えず、前記固定磁性層は、磁歪定数が正の値を
とる磁性材料又は保磁力の大きい磁性材料により形成され、記録媒体との対向面側の端面
が開放されているＣＰＰ型巨大磁気抵抗効果ヘッド。 - 請求項９記載のＣＰＰ型巨大磁気抵抗効果ヘッドにおいて、前記第２固定磁性層の一部又
は全部が、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｃｕ（ただし、Ｆｅ＞１０原子％、Ｃｏ＞３０原子％、Ｃｕ＞５
原子％）、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｃｕ−Ｘ（ただし、ＸはＰｔ、Ｐｄ、Ｍｎ、Ｓｉ、Ａｕ、Ａｇの
いずれか１種又は２種以上の元素である）、又はＣｏ2ＭｎＹ（ただし、ＹはＧｅ、Ｓｉ
、Ｓｎ、Ａlのいずれか１種又は２種以上の元素である）により形成されているＣＰＰ型
巨大磁気抵抗効果ヘッド。 - 請求項１ないし１１のいずれか一項に記載のＣＰＰ型巨大磁気抵抗効果ヘッドにおいて、
前記フリー磁性層の一部又は全部が、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｃｕ（ただし、Ｆｅ＞１０原子％、Ｃ
ｏ＞３０原子％、Ｃｕ＞５原子％）、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｃｕ−Ｘ（ただし、ＸはＰｔ、Ｐｄ、
Ｍｎ、Ｓｉ、Ａｕ、Ａｇのいずれか１種又は２種以上の元素である）、又はＣｏ2ＭｎＹ
（ただし、ＹはＧｅ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ａｌのいずれか１種又は２種以上の元素である）によ
り形成されているＣＰＰ型巨大磁気抵抗効果ヘッド。 - 請求項１ないし１２のいずれか一項に記載のＣＰＰ型巨大磁気抵抗効果ヘッドにおいて、
前記大面積非磁性金属膜の間であって前記巨大磁気抵抗効果素子の両側部には、ハードバ
イアス層と、このハードバイアス層と前記大面積非磁性金属膜の間を埋める絶縁膜とが形
成されているＣＰＰ型巨大磁気抵抗効果ヘッド。
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