JP2009009681A - Ｃｐｐ構造の磁気抵抗効果素子および磁気ディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＭＲ変化率の向上を図ることができ、しかも耐磁場性が良好で信頼性に優れるＣＰＰ構造の磁気抵抗効果素子を提供する。
【解決手段】積層体素子部５の積層方向にセンス電流が印加されてなるＣＰＰ（Current Perpendicular to Plane）構造の磁気抵抗効果素子であって、前記積層体素子部５の後方には、積層体素子部５の後方端面と接し、かつ後方に延びる補充絶縁層(refilled insulation layer)７が形成されており、前記補充絶縁層７が積層体素子部５の後方端面と接する最も上側の位置Ｐは、キャップ層２６の後方端面であり、キャップ層２６の厚さをＴ１、キャップ層２６の最上部から位置Ｐに至るまでの厚さ方向の距離の絶対値をＴ２とした場合に、０．２≦（Ｔ２／Ｔ１）＜１の関係を満たすように設定されてなるように構成される。
【選択図】図３

Description

本発明は、磁気記録媒体等の磁界強度を信号として読み取るためのＣＰＰ構造の磁気抵抗効果素子、その素子を備える薄膜磁気ヘッド、ならびにその薄膜磁気ヘッドを含むヘッドジンバルアセンブリおよび磁気ディスク装置に関する。

ハードディスク（ＨＤＤ）の高密度化に伴い、薄膜磁気ヘッドの性能向上が要求されている。薄膜磁気ヘッドとしては、読み出し用の磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）を有する再生ヘッドと書き込み用の誘導型電磁変換素子を有する記録ヘッドとを積層した構造の複合型薄膜磁気ヘッドが広く用いられている。

現在では、再生ヘッドとして、スピンバルブＧＭＲ素子と呼ばれる、膜面平行に電流を流して動作させるタイプの磁気抵抗効果素子が広く用いられている。スピンバルブＧＭＲ素子は、軟磁性金属膜で形成される上下のシールド層間に、ギャップ層と呼ばれる絶縁層を介して配置される。ビット方向の記録密度は、上下のシールド層の間隔（再生ギャップ間隔）により決定される。

近年、記録密度の増大に伴い、再生ヘッドに対しては、狭シールドギャップや狭トラック化への要求が強くなってきている。狭トラック化とそれに伴う素子高さの短小化により素子面積が減少する。従来の構造では放熱効率が面積の減少に伴い劣化することから、動作電流が信頼性の観点から制限されるという問題があった。これらの問題を解決するために、第一のシールド膜及び第二のシールド膜と磁気抵抗効果素子を電気的に直列に接続し、シールド間絶縁層を不用とするヘッド構造が提案されている。このような構造はCurrent Perpendicular to the Plane （ＣＰＰ）構造と呼ばれ、２００Ｇbits/in²を超える記録密度を達成するためには必須の技術とされている。

「スピンバルブタイプ」のＣＰＰ−ＧＭＲ素子の概略の構成は以下の通りである。すなわち、スピンバルブタイプＣＰＰ−ＧＭＲ素子の要部構成は、導電性の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)を含む積層構造であって、代表的なスピンバルブタイプＣＰＰ−ＧＭＲ素子の具体的な要部構造は、下部電極／反強磁性膜／強磁性膜(1)／非磁性中間層／強磁性膜(2)／上部電極が順次積層された積層構造を有する。このような積層構造にあって、最上層が上部電極、最下層が下部電極である。また、強磁性膜の一つである強磁性膜(1)の磁化方向は、外部印加磁場ゼロで、強磁性膜(2)の磁化方向と垂直に固定されている。

強磁性膜(1)の磁化方向の固定は、反強磁性膜を隣接させて設け、反強磁性膜と強磁性膜(1)との交換結合により、強磁性膜(1)に一方向異方性エネルギー（あるいは、交換バイアス、結合磁界、とも呼ばれている）を付与することによりなされる。そのため、強磁性膜(1)は、通常、磁化固定層(ピンド層)と呼ばれている。

このようなＣＰＰ−ＧＭＲ素子は、素子の断面積が小さい方が抵抗値は大きくなり、抵抗変化量も増大する。すなわち、トラック幅を狭くすることが適していると言う特徴を有する。しかしながら、素子サイズが小さくなっても通常の金属材料のみを用いた場合の抵抗値は非常に小さい。そのため、抵抗変化量を増大させるにさまざまな方法が考案されている。その手段の一つとして、電流狭窄型のＣＰＰ−ＧＭＲ素子構造が提案されている(例えば、特開２００２−２０８７４４、特開２００６−５４２５７)。このＣＰＰ−ＧＭＲ素子構造の特徴としては、前記強磁性膜(1)と前記強磁性膜(2)との間に設けられた絶縁層と、絶縁層を貫通する電流パスを含む非磁性中間層と、を有しており、前記絶縁層を貫通する電流パスを形成する非磁性中間層の材料は、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｕ、Ａｇからなる群より選択される少なくとも一種の元素を含んでいる。このような電流狭窄効果を用いる事で、ＣＰＰ−ＧＭＲ素子の特徴であり利点でもある低抵抗であるがゆえに生ずる寄生抵抗（たとえば、前記反強磁性膜の抵抗）の割合を、センス電流の流れ方を制御する事で減少させることが可能となる。このようにして本来、抵抗変化に寄与しない寄生抵抗の割合を減らすことによって、ＭＲ変化率を向上させる事ができる。

しかしながら、電流狭窄型ＣＰＰ−ＧＭＲ素子の低い面積抵抗ＡＲ（ＡＲ：Area Resistivity）領域、例えば、ＡＲ＝０．２〜０．３Ω・μｍ²の領域におけるＭＲ変化率は、たかだか４〜５％のＭＲ比に留まっており、４００Ｇｂｐｓｉを超えるヘッドに実用化を考えた場合まだまだ不足しており、さらなるＭＲ変化率の向上が要望される。

特開２００２−２０８７４４号公報 特開２００６−５４２５７号公報 特開２００４−２０６８３９号公報 特開２００６−４９５３９号公報 特開２００４−１１８９７８号公報 特開２００７−１５７２２１号公報

このような実状のもとに本発明は創案されたものであって、その目的は、４００Ｇｂｐｓｉを超えるような次世代ヘッドの実用化に向けて、低い面積抵抗ＡＲ領域でさらなるＭＲ変化率の向上を図ることができ、しかも耐磁場性が良好で信頼性に優れるＣＰＰ構造の磁気抵抗効果素子を提供することにある。

上述してきたような課題を解決するために、本発明は、第１の強磁性層、スペーサー層、第２の強磁性層、およびキャップ層が順次積層された積層体を含む積層体素子部を有し、この積層体素子部の積層方向にセンス電流が印加されてなるＣＰＰ（Current Perpendicular to Plane）構造の磁気抵抗効果素子であって、前記積層体素子部の後方には、積層体素子部の後方端面と接し、かつ後方に延びる補充絶縁層(refilled insulation layer)が形成されており、前記補充絶縁層が積層体素子部の後方端面と接する最も上側の位置Ｐは、キャップ層の後方端面であり、キャップ層の厚さをＴ１、キャップ層の最上部から位置Ｐに至るまでの厚さ方向の距離の絶対値をＴ２とした場合に、０．２≦（Ｔ２／Ｔ１）＜１の関係を満たすように設定されてなるように構成される。

また、本発明の好ましい態様として、前記補充絶縁層が積層体素子部の後方端面と接する最も上側の位置Ｐは、０．２≦（Ｔ２／Ｔ１）≦０．９の関係を満たすように設定される。

また、本発明の好ましい態様として、前記補充絶縁層が積層体素子部の後方端面と接する最も上側の位置Ｐは、０．４≦（Ｔ２／Ｔ１）≦０．９の関係を満たすように設定される。

また、本発明の好ましい態様として、前記キャップ層は、Ｔａ、Ｒｕ、Ｔｉ、Ｗ、Ｃｒ、Ｒｈ、ＮｉＣｒのグループから選択された少なくとも１種から構成される。

また、本発明の好ましい態様として、前記積層体素子部の面積抵抗は、０．０５〜０．３Ω・μｍ²の範囲に設定される。

また、本発明の好ましい態様として、前記第２の強磁性層はフリー層であり、外部磁界に応じて磁化の方向が変化するように機能しており、前記第１の強磁性層は磁化固定層であり、磁化の方向が固定された層として構成される。

本発明の薄膜磁気ヘッドは、記録媒体に対向する媒体対向面と、前記記録媒体からの信号磁界を検出するために前記媒体対向面の近傍に配置された上記のＣＰＰ構造の磁気抵抗効果素子と、前記磁気抵抗効果素子の積層方向に電流を流すための一対の電極と、を有して構成される。

本発明のヘッドジンバルアセンブリは、上記の薄膜磁気ヘッドを含み、記録媒体に対向するように配置されるスライダと、前記スライダを弾性的に支持するサスペンションと、を備えて構成される。

本発明の磁気ディスク装置は、上記の薄膜磁気ヘッドを含み、記録媒体に対向するように配置されるスライダと、前記スライダを支持するとともに前記記録媒体に対して位置決めする位置決め装置と、を備えて構成される。

本発明は、第１の強磁性層、スペーサー層、第２の強磁性層、およびキャップ層が順次積層された積層体を含む積層体素子部を有し、この積層体素子部の積層方向にセンス電流が印加されてなるＣＰＰ（Current Perpendicular to Plane）構造の磁気抵抗効果素子であって、前記積層体素子部の後方には、積層体素子部の後方端面と接し、かつ後方に延びる補充絶縁層(refilled insulation layer)が形成されており、前記補充絶縁層が積層体素子部の後方端面と接する最も上側の位置Ｐは、キャップ層の後方端面と接する位置にあるとともに、キャップ層の厚さをＴ１、キャップ層の最上部から位置Ｐに至るまでの厚さ方向の距離の絶対値をＴ２とした場合に、０．２≦（Ｔ２／Ｔ１）＜１の関係を満たすように構成されているので、４００Ｇｂｐｓｉを超えるような次世代ヘッドの実用化に向けて、低い面積抵抗ＡＲ領域でさらなるＭＲ変化率の向上を図ることができ、しかも耐磁場性が良好で信頼性に極めて優れるＣＰＰ−ＧＭＲ素子を得ることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態における再生ヘッドのＡＢＳ（Air Bearing Surface）であって、特に本発明の要部であるＣＰＰ構造の磁気抵抗効果素子のＡＢＳを模式的に示した図面である。ＡＢＳとは、再生ヘッドが記録媒体と対向する面（以下、媒体対向面ともいう）に相当するのであるが、本発明でいうＡＢＳは素子の積層構造が明瞭に観察できる位置での断面までを含む趣旨であり、例えば、厳密な意味での媒体対向面に位置しているＤＬＣ等の保護層（素子を覆う保護層）は必要に応じて省略して考えることができる。

図２は、図１のＡ−Ａ断面矢視図であり、本発明の実施の形態における主として再生ヘッドの媒体対向面に対して垂直な断面を示す断面図である。

図３は、実質的に図２と同じ図面であり、特に本発明の要部を説明するための断面図である。

図４は、本発明の好適な一実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの構成を説明するための図面であり、薄膜磁気ヘッドのＡＢＳおよび基板に垂直な断面を示した図面である。

図５は、本発明の好適な一実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの構成を説明するための図面であり、特に、薄膜磁気ヘッドの磁極部分のＡＢＳに平行な断面を示した図面である。

図６は、本発明の一実施の形態におけるヘッドジンバルアセンブリに含まれるスライダを示す斜視図である。図７は、本発明の一実施の形態におけるヘッドジンバルアセンブリを含むヘッドアームアセンブリを示す斜視図である。図８は、本発明の一実施の形態における磁気ディスク装置の要部を示す説明図である。図９は、本発明の一実施の形態における磁気ディスク装置の平面図である。

なお、以下の本発明の説明において、図１〜図６を含めた各図面に示されるＸ軸方向の寸法を「幅」、Ｙ軸方向の寸法を「長さ」、Ｚ軸方向の寸法を「厚さ」とそれぞれ表記する。また、Ｙ軸方向のうちのエアベアリング面（記録媒体と対向する薄膜磁気ヘッドの面）に近い側を「前方」、その反対側（奥域側）を「後方」と表記する。また、積層膜を積み上げる方向を「上方」または「上側」、その反対方向を「下方」または「下側」と称する。

なお、対象となる磁気抵抗効果素子は、センサーとして機能する２つの磁性層の状態が、外部磁界に応じて相対的に変化するように作用するものであれば、下記に詳細に例示するような素子の種類や構造に限定されるものではない。

勿論、例えば、ＵＳ ７，０１９，３７１Ｂ２や、ＵＳ ７，０３５，０６２Ｂ１に開示されているような、強磁性層／非磁性中間層／強磁性層のシンプルな３層積層構造を基本構造とするような磁気抵抗効果素子についても、本願発明は適用できる。

〔ＣＰＰ構造の磁気抵抗効果素子〕
図１を参照して、本発明のＣＰＰ構造の磁気抵抗効果素子を有する再生ヘッドの構成について、詳細に説明する。ＣＰＰ構造の磁気抵抗効果素子としては、いわゆるＣＰＰ−ＧＭＲ素子やＴＭＲ素子が例示できる。ここでは、ＣＰＰ−ＧＭＲ素子を代表例にとって説明することとする。

図１は、上述したように、再生ヘッドの媒体対向面に平行な断面に相当する断面図である。

本実施の形態における再生ヘッドは、図１に示されるように所定の間隔を開けて図面の上下に対向配置された第１のシールド層３および第２のシールド層８と、これら第１のシールド層３と第２のシールド層８との間に配置された巨大磁気抵抗効果素子部５（以下、単に「ＧＭＲ素子部５」、あるいは「積層体素子部５」と称す）と、ＧＭＲ素子部５の２つの側部およびこの側部に沿って第１のシールド層３の上面の一部を覆う絶縁膜４と、絶縁膜４を介してＧＭＲ素子部５の２つの側部に隣接する２つのバイアス磁界印加層６と、を有している。

本実施の形態における第１のシールド層３と第２のシールド層８は、いわゆる磁気シールドの役目と、一対の電極として役目を兼ね備えている。つまり、磁気シールド機能に加え、センス電流をＧＭＲ素子に対して、ＧＭＲ素子部５を構成する各層の面と交差する方向、例えば、ＧＭＲ素子部５を構成する各層の面に対して垂直な方向（積層方向）に流すための一対の電極としての機能をも有している。

なお、第１のシールド層３と第２のシールド層８とは別に、新たに、ＧＭＲ素子部５の上下に一対の電極を形成するようにしてもよい。

本発明における再生ヘッドは、ＣＰＰ構造のＧＭＲ素子部５を有している。

本発明におけるＣＰＰ構造のＧＭＲ素子部５は、その構造を大きな概念でわかやすく区分して説明すると、図１に示されるごとく、スペーサー層４０と、このスペーサー層４０を挟むようにして積層形成される磁化固定層３０（第１の強磁性層３０）およびフリー層５０（第２の強磁性層５０）を有し、フリー層５０の上側にはキャップ層２６を備えている。そして、ＧＭＲ素子部５の積層方向にセンス電流が印加されて、その素子機能を発揮するようになっている。つまり、ＣＰＰ（Current Perpendicular to Plane）構造のＧＭＲ素子である。

フリー層５０は、外部磁界、すなわち記録媒体からの信号磁界に応じて磁化の方向が変化する層であり、磁化固定層３０は、反強磁性層２２の作用によって磁化の方向が固定された層である。

（磁化固定層３０の説明）
本発明における磁化固定層３０は、第１のシールド層３の上に形成された下地層２１を介して形成されたピンニング作用を果たす反強磁性層２２の上に形成されている。

磁化固定層３０は、図面では簡略化のため１層のように記載されているが、好適には３層から構成されるいわゆるシンセティックピンド層とすることが望ましい。すなわち、反強磁性層２２側から、アウター層、非磁性中間層、およびインナー層が順次積層された構成とすることが好ましい。

アウター層およびインナー層は、例えば、ＣｏやＦｅを含む強磁性材料からなる強磁性層を有して構成される。アウター層とインナー層は、反強磁性的に結合し、互いの磁化の方向が逆方向となるように固定されている。

アウター層およびインナー層は、例えば、Ｃｏ_65-70Ｆｅ（原子％）の合金層とすることが好ましい。アウター層の厚さは、３〜７ｎｍ程度、インナー層３３の厚さは３〜１０ｎｍ程度とすることが好ましい。また、インナー層には、ホイスラー合金層を含んでいてもよい。

非磁性中間層は、例えば、Ｒｕ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｒｅ，Ｃｒ，Ｚｒ，Ｃｕのグループから選ばれた少なくとも１種を含む非磁性材料から構成される。非磁性中間層の厚さは、例えば０．３５〜１．０ｎｍ程度とされる。非磁性中間層はインナー層の磁化と、アウター層の磁化とを互いに逆方向に固定するために設けられている。「磁化が互いに逆方向」というのは、これらの２つの磁化が互いに１８０°異なる場合のみに狭く限定解釈されることなく、１８０°±２０°異なる場合をも含む広い概念である。

（フリー層５０の説明）
フリー層５０は、外部磁界、すなわち記録媒体からの信号磁界に応じて磁化の方向が変化する層であり、保磁力が小さい強磁性層（軟磁性層）により構成されている。フリー層５０の厚さは、例えば２〜１０ｎｍ程度とされる。単層のみで構成することもできるが、積層された複数の強磁性層を含んだ多層膜としてもよい。また、フリー層５０には、ホイスラー合金層を含んでいてもよい。

（キャップ層２６の説明）
フリー層５０の上には、図１に示されるごとく、キャップ層２６（保護層２６）が形成される。キャップ層２６は、主として、キャップ層よりも下方に形成された積層膜を保護するための機能と、センシング機能の要であるフリー層５０が積層された素子膜のほぼ中央に位置できるように、キャップ層２６の厚みの設定によってフリー層５０の位置を調整する機能を有する。

キャップ層２６は、Ｔａ、Ｒｕ、Ｔｉ、Ｗ、Ｃｒ、Ｒｈ、ＮｉＣｒ等のグループから選定された少なくとも１種の材料から構成される。これらの中で、特に、好ましい材料は、Ｔａ、Ｒｕ、Ｔｉ、ＮｉＣｒである。

キャップ層２６の厚さは、０．５〜２０ｎｍ程度とされる。

（スペーサー層４０の説明）
本発明におけるスペーサー層４０は、非磁性導電体層から構成され、より具体的には、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｒｕ、Ｒｈ等の材料が用いられる。

また、スペーサー層４０は、単層に限定されることなく、第１の非磁性金属層および第２の非磁性金属層と、これらの第１および第２の非磁性金属層の間に介在された半導体酸化物層を有する３層構造とすることもできる。

スペーサー層４０の厚さは、１〜４ｎｍ程度とされる。

（反強磁性層２２の説明）
反強磁性層２２は、上述したように磁化固定層３０との交換結合により、磁化固定層３０の磁化の方向を固定するように作用している。

反強磁性層２２は、例えば、Ｐｔ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｉｒ，ＣｒおよびＦｅのグループの中から選ばれた少なくとも１種からなる元素Ｍ´と、Ｍｎとを含む反強磁性材料から構成される。Ｍｎの含有量は３５〜９５原子％とすることが好ましい。反強磁性材料の中には、（１）熱処理しなくても反強磁性を示して強磁性材料との間で交換結合磁界を誘起する非熱処理系反強磁性材料と、（２）熱処理により反強磁性を示すようになる熱処理系反強磁性材料とがある。上記（１）のタイプの反強磁性材料においても交換結合の方向をそろえるために通常、熱処理を行っている。本発明においては（１）、（２）のいずれのタイプを用いても良い。非熱処理系反強磁性材料としては、ＲｕＲｈＭｎ，ＦｅＭｎ、ＩｒＭｎ等が例示できる。熱処理系反強磁性材料としては、ＰｔＭｎ，ＮｉＭｎ，ＰｔＲｈＭｎ等が例示できる。

反強磁性層２２の厚さは、４〜１５ｎｍ程度とされる。

なお、磁化固定層３０の磁化の方向を固定するための層として、上記反強磁性層に代えてＣｏＰｔ等の硬磁性材料からなる硬磁性層を設けるようにしてもよい。

また、反磁性層２２の下に形成されている下地層２１は、その上に形成される各層の結晶性や配向性を向上させるための層であり、特に、反強磁性層２２と磁化固定層３０との交換結合を良好にするために設けられる。このような下地層２１としては、例えばＴａ層とＮｉＣｒ層との積層体や、Ｔａ層とＲｕ層の積層体が用いられる。下地層２１の厚さは、例えば２〜６ｎｍ程度とされる。

本発明におけるＧＭＲ素子部５の面積抵抗ＡＲ（ＡＲ：Area Resistivity）は、０．０５〜０．３Ω・μｍ²の範囲、好ましくは、０．０７〜０．３Ω・μｍ²の範囲、より好ましくは、０．１〜０．２８Ω・μｍ²の範囲とされる。０．０５〜０．３Ω・μｍ²の範囲を外れると、ノイズを抑制し、かつスピントルクの影響を抑制しながら大きなＭＲ比を得ることが困難となってしまう。また、このような低い抵抗の素子に本願発明の要部構造を適用させることにより、寄生抵抗を減少させることによるＭＲ変化率の向上を図ることが可能となる。

面積抵抗の測定対象となる素子の部分（ＣＰＰ−ＧＭＲ素子の部分）は、図１に示されるごとく、下地層２１、反強磁性層２２、磁化固定層３０、スペーサー層４０、フリー層５０、およびキャップ層２６の積層体である。なお、上述したように本発明においては、磁化固定層３０、スペーサー層４０、フリー層５０、およびキャップ層２６が順次積層された積層体を含む多層膜を「積層体素子部」あるいは「ＧＭＲ素子部」と称している。

さらに、図１に示される絶縁膜４を構成する材料としては、例えばアルミナが用いられる。バイアス磁界印加層６としては、例えば、硬磁性層（ハードマグネット）や、強磁性層と反強磁性層との積層体が用いられ、具体的には、ＣｏＰｔやＣｏＣｒＰｔを例示することができる。

（本発明の要部の説明）
図２および図３に示されるように、「積層体素子部」の後方には、積層体素子部の後方端面と接し、かつ後方に延びる補充絶縁層(refilled insulation layer)７が形成されている。補充絶縁層(refilled insulation layer)そのものを形成すること自体はすでに公知である。しかしながら、本発明の補充絶縁層の形成仕様は、従来技術では提案されたことのない新規な仕様であるともに、その新規な仕様に特別顕著な効果が発現することに注目されたい。
すなわち、図３に示されるように補充絶縁層７が積層体素子部５の後方端面５ａと接する最も上側の位置Ｐは、キャップ層２６の後方端面と接する位置にある。そして、図３に示されるごとくキャップ層２６の厚さをＴ１、キャップ層２６の最上部２６ａ（最上面２６ａ）から位置Ｐに至るまでの厚さ方向の距離の絶対値をＴ２とした場合に、０．２≦（Ｔ２／Ｔ１）＜１の関係を満たすようにＰ点が設定される。

Ｐ点の位置は、好ましくは、０．２≦（Ｔ２／Ｔ１）≦０．９、さらに好ましくは、０．４≦（Ｔ２／Ｔ１）≦０．９である。

（Ｔ２／Ｔ１）の値が０．２未満となると、ＭＲ変化率の顕著な向上を図ることができなくなってしまうという不都合が生じてしまう。この一方で、（Ｔ２／Ｔ１）の値が１以上となると、耐磁場性が急激に悪化するともに、ＭＲ変化率も低下するという不都合が生じてしまう。

なお、補充絶縁層７が接する積層体素子部５の後方端面５ａは、図２や図３に示される実施形態では、なだらかな傾斜になっているが、この後方端面５ａの傾斜面は、２段の段付き形状の面であってもよい。

補充絶縁層７は、アルミナ、二酸化珪素などの絶縁材料より形成される。

上述してきた本発明の実施形態におけるＣＰＰ構造の巨大磁気抵抗効果素子（ＣＰＰ−ＧＭＲ素子）は、スパッタ法等の真空成膜法を用いて形成することができる。また、必要に応じて、成膜後の熱処理が施される。

（薄膜磁気ヘッドの全体構成の説明）
次いで、上述してきた磁気抵抗効果素子を備えてなる薄膜磁気ヘッドの全体構成について説明する。

前述したように図４および図５は本発明の好適な一実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの構成を説明するための図面であり、図４は、薄膜磁気ヘッドのＡＢＳおよび基板に垂直な断面を示している。図５は、薄膜磁気ヘッドの磁極部分のＡＢＳに平行な断面を示している。

薄膜磁気ヘッドの全体構造は、その製造工程に沿って説明することによりその構造が容易に理解できると思われる。そのため、以下、製造工程を踏まえて薄膜磁気ヘッドの全体構造を説明する。

まず、アルティック（Ａｌ₂Ｏ₃・ＴｉＣ）等のセラミック材料よりなる基板１の上に、スパッタ法等によって、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）、二酸化珪素（ＳｉＯ₂）等の絶縁材料からなる絶縁層２が形成される。厚さは、例えば０．５〜２０μｍ程度とされる。

次に、この絶縁層２の上に、磁性材料からなる再生ヘッド用の下部シールド層３が形成される。厚さは、例えば０．１〜５μｍ程度とされる。このような下部シールド層３に用いられる磁性材料としては、例えば、ＦｅＡｌＳｉ、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、ＣｏＦｅＮｉ、ＦｅＮ、ＦｅＺｒＮ、ＦｅＴａＮ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＴａ等が挙げられる。下部シールド層３は、スパッタ法またはめっき法等によって形成される。

次に、下部シールド層３の上に、再生用のＧＭＲ素子部５を備えるＣＰＰ−ＧＭＲ素子が形成される。

次に、図面では示していないが、ＧＭＲ素子部５の２つの側部および第１のシールド層３の上面を覆うように絶縁膜（図４の絶縁膜４に相当する）が形成される。絶縁膜はアルミナ等の絶縁材料より形成される。

次に、絶縁膜を介してＧＭＲ素子部５の２つの側部に隣接するように、２つのバイアス磁界印加層６が形成される。次に、ＧＭＲ素子部５およびバイアス磁界印加層６の周囲に配置されるように補充絶縁層７が形成される。補充絶縁層７の形成仕様は前述したように、本願発明の要部であって、当該補充絶縁層７は、図３に示されるように補充絶縁層７が積層体素子部５の後方端面５ａと接する最も上側の位置Ｐが、キャップ層２６の後方端面の本願発明の所定の位置となるように仕様設定される。

次に、ＣＰＰ−ＧＭＲ素子部５、バイアス磁界印加層６および補充絶縁層７の上に、磁性材料からなる再生ヘッド用の第２のシールド層８が形成される。第２のシールド層８は、例えば、めっき法やスパッタ法により形成される。

次に、上部シールド層８の上に、スパッタ法等によって、アルミナ等の絶縁材料からなる分離層１８が形成される。次に、この分離層１８の上に、例えば、めっき法やスパッタ法により、磁性材料からなる記録ヘッド用の下部磁極層１９が形成される。第２のシールド層８および下部磁極層１９に用いられる磁性材料としては、ＮｉＦｅ，ＣｏＦｅ，ＣｏＦｅＮｉ，ＦｅＮ等の軟磁性材料が挙げられる。なお、第２のシールド層８、分離層１８および下部磁極層１９の積層体の代わりに、下部電極層を兼ねた第２のシールド層を設けても良い。

次に、下部磁極層１９の上に、スパッタ法等によって、アルミナ等の非磁性材料からなる記録ギャップ層９が形成される。厚さは、５０〜３００ｎｍ程度とされる。

次に、磁路形成のために、後述する薄膜コイルの中心部において、記録ギャップ層９を部分的にエッチングしてコンタクトホール９ａが形成される。

次に、記録ギャップ層９の上に、例えば銅（Ｃｕ）からなる薄膜コイルの第１層部分１０が、例えば２〜３μｍの厚さに形成される。なお、図４において、符号１０ａは、第１層部分１０のうち、後述する薄膜コイルの第２層部分１５に接続される接続部を示している。第１層部分１０は、コンタクトホール９ａの周囲に巻回される。

次に、薄膜コイルの第１層部分１０およびその周辺の記録ギャップ層９を覆うように、フォトレジスト等の、加熱時に流動性を有する有機材料からなる絶縁層１１が所定のパターンに形成される。

次に、絶縁層１１の表面を平坦にするために所定の温度で熱処理が行われる。この熱処理により、絶縁層１１の外周および内周の各端縁部分は、丸みを帯びた斜面形状となる。
次に、絶縁層１１のうちの後述する媒体対向面２０側の斜面部分から媒体対向面２０側にかけての領域において、記録ギャップ層９および絶縁層１１の上に、記録ヘッド用の磁性材料によって、上部磁極層１２のトラック幅規定層１２ａが形成される。上部磁極層１２は、このトラック幅規定層１２ａと、後述する連結部分層１２ｂおよびヨーク部分層１２ｃとで構成される。

トラック幅規定層１２ａは、記録ギャップ層９の上に形成され、上部磁極層１２の磁極部分となる先端部と、絶縁層１１の媒体対向面２０側の斜面部分の上に形成されヨーク部分層１２ｃに接続される接続部と、を有している。先端部の幅は記録トラック幅と等しくなっている。接続部の幅は、先端部の幅よりも大きくなっている。

トラック幅規定層１２ａを形成する際には、同時にコンタクトホール９ａの上に磁性材料からなる連結部分層１２ｂを形成するとともに、接続部１０ａの上に磁性材料からなる接続層１３を形成する。連結部分層１２ｂは、上部磁極層１２のうち、上部シールド層８に磁気的に連結される部分を構成する。

次に、磁極トリミングを行なう。すなわち、トラック幅規定層１２ａの周辺領域において、トラック幅規定層１２ａをマスクとして、記録ギャップ層９および上部シールド層８の磁極部分における記録ギャップ層９側の少なくとも一部をエッチングする。これにより、図５に示されるごとく、上部磁極層１２の磁極部分、記録ギャップ層９および上部シールド層８の磁極部分の少なくとも一部の各幅が揃えられたトリム（Trim）構造が形成される。このトリム構造によれば、記録ギャップ層９の近傍における磁束の広がりによる実効的なトラック幅の増加を防止することができる。

次に、全体に、アルミナ等の無機絶縁材料からなる絶縁層１４が、例えば３〜４μｍ厚さに形成される。

次に、この絶縁層１４は、例えば化学機械研摩によって、トラック幅規定層１２ａ、連結部分層１２ｂ、接続層１３の表面に至るまで研摩され平坦化される。

次に、平坦化された絶縁層１４の上に、例えば銅（Ｃｕ）からなる薄膜コイルの第２層部分１５が、例えば２〜３μｍの厚さに形成される。なお、図４において、符号１５ａは、第２層部分１５のうち、接続層１３を介して薄膜コイルの第１層部分１０の接続部１０ａに接続される接続部を示している。第２層部分１５は、連結部分層１２ｂの周囲に巻回される。

次に、薄膜コイルの第２層部分１５およびその周辺の絶縁層１４を覆うように、フォトレジスト等の、加熱時に流動性を有する有機材料からなる絶縁層１６が所定のパターンに形成される。

次に、絶縁層１６の表面を平坦にするために所定の温度で熱処理がおこなわれる。この熱処理により、絶縁層１６の外周および内周の各端縁部分は、丸みを帯びた斜面形状となる。

次に、トラック幅規定層１２ａ、絶縁層１４、１６および連結部分層１２ｂの上にパーマロイ等の記録ヘッド用の磁性材料によって、上部磁性層１２のヨーク部分を構成するヨーク部分層１２ｃが形成される。ヨーク部分層１２ｃの媒体対向面２０側の端部は、媒体対向面２０から離れた位置に配置されている。また、ヨーク部分層１２ｃは、連結部分層１２ｂを介して下部磁極層１９に接続されている。

次に、全体を覆うように、例えばアルミナからなるオーバーコート層１７が形成される。最後に、上記各層を含むスライダの機械加工を行い、記録ヘッドおよび再生ヘッドを含む薄膜ヘッドの媒体対向面２０を形成して、薄膜磁気ヘッドが完成する。

このようにして製造される薄膜磁気ヘッドは、記録媒体に対向する媒体対向面２０と、前述した再生ヘッドと、記録ヘッド（誘導型磁気変換素子）とを備えている。

記録ヘッドは、媒体対向面２０側において互いに対向する磁極部分を含むとともに、互いに磁気的に連結された下部磁極層１９および上部磁極層１２と、この下部磁極層１９の磁極部分と上部磁極層１２の磁極部分との間に設けられた記録ギャップ層９と、少なくとも一部が下部磁極層１９および上部磁極層１２の間に、これらに対して絶縁された状態で配置された薄膜コイル１０、１５と、を有している。

このような薄膜磁気ヘッドでは、図４に示されるように、媒体対向面２０から、絶縁層１１の媒体対向面側の端部までの長さが、スロートハイト（図面上、符号ＴＨで示される）となる。なお、スロートハイトとは、媒体対向面２０から、２つの磁極層の間隔が開き始める位置までの長さ（高さ）をいう。

（薄膜磁気ヘッドの作用の説明）
次に、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの作用について説明する。薄膜磁気ヘッドは、記録ヘッドによって記録媒体に情報を記録し、再生ヘッドによって、記録媒体に記録されている情報を再生する。

再生ヘッドにおいて、バイアス磁界印加層６によるバイアス磁界の方向は、媒体対向面２０に垂直な方向と直交している。ＣＰＰ−ＧＭＲ素子を構成するＧＭＲ素子部５において、信号磁界がない状態では、フリー層５０の磁化の方向は、バイアス磁界の方向に揃えられている。磁化固定層３０の磁化の方向は、媒体対向面２０に垂直な方向に固定されている。

ＧＭＲ素子部５では、記録媒体からの信号磁界に応じてフリー層５０の磁化の方向が変化し、これにより、フリー層５０の磁化の方向と磁化固定層３０の磁化の方向との間の相対角度が変化し、その結果、ＧＭＲ素子部５の抵抗値が変化する。ＧＭＲ素子部５の抵抗値は、第１および第２のシールド層３，８によって、ＭＲ素子にセンス電流を流したときの２つの電極層３，８間の電位差より求めることができる。このようにして、再生ヘッドによって、記録媒体に記録されている情報を再生することができる。

（ヘッドジンバルアセンブリおよび磁気ディスク装置についての説明）
以下、本実施の形態に係るヘッドジンバルアセンブリおよび磁気ディスク装置について説明する。

まず、図６を参照して、ヘッドジンバルアセンブリに含まれるスライダ２１０について説明する。磁気ディスク装置において、スライダ２１０は、回転駆動される円盤状の記録媒体であるハードディスクに対向するように配置される。このスライダ２１０は、主に図２における基板１およびオーバーコート１７からなる基体２１１を備えている。

基体２１１は、ほぼ六面体形状をなしている。基体２１１の六面のうちの一面は、ハードディスクに対向するようになっている。この一面には、媒体対向面２０が形成されている。

ハードディスクが図６におけるｚ方向に回転すると、ハードディスクとスライダ２１０との間を通過する空気流によって、スライダ２１０に、図６におけるｙ方向の下方に揚力が生じる。スライダ２１０は、この揚力によってハードディスクの表面から浮上するようになっている。なお、図６におけるｘ方向は、ハードディスクのトラック横断方向である。
スライダ２１０の空気流出側の端部（図６における左下の端部）の近傍には、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッド１００が形成されている。

次に、図７を参照して、本実施の形態に係るヘッドジンバルアセンブリ２２０について説明する。ヘッドジンバルアセンブリ２２０は、スライダ２１０と、このスライダ２１０を弾性的に支持するサスペンション２２１とを備えている。サスペンション２２１は、例えばステンレス鋼によって形成された板ばね状のロードビーム２２２、このロードビーム２２２の一端部に設けられると共にスライダ２１０が接合され、スライダ２１０に適度な自由度を与えるフレクシャ２２３と、ロードビーム２２２の他端部に設けられたベースプレート２２４とを有している。

ベースプレート２２４は、スライダ２１０をハードディスク２６２のトラック横断方向ｘに移動させるためのアクチュエータのアーム２３０に取り付けられるようになっている。アクチュエータは、アーム２３０と、このアーム２３０を駆動するボイスコイルモータとを有している。フレクシャ２２３において、スライダ２１０が取り付けられる部分には、スライダ２１０の姿勢を一定に保つためのジンバル部が設けられている。

ヘッドジンバルアセンブリ２２０は、アクチュエータのアーム２３０に取り付けられる。１つのアーム２３０にヘッドジンバルアセンブリ２２０を取り付けたものはヘッドアームアセンブリと呼ばれる。また、複数のアームを有するキャリッジの各アームにヘッドジンバルアセンブリ２２０を取り付けたものはヘッドスタックアセンブリと呼ばれる。

図７は、ヘッドアームアセンブリの一例を示している。このヘッドアームアセンブリでは、アーム２３０の一端部にヘッドジンバルアセンブリ２２０が取り付けられている。アーム２３０の他端部には、ボイスコイルモータの一部となるコイル２３１が取り付けられている。アーム２３０の中間部には、アーム２３０を回動自在に支持するための軸２３４に取り付けられる軸受け部２３３が設けられている。

次に図８および図９を参照して、ヘッドスタックアセンブリの一例と本実施の形態に係る磁気ディスク装置について説明する。

図８は磁気ディスク装置の要部を示す説明図、図９は磁気ディスク装置の平面図である。

ヘッドスタックアセンブリ２５０は、複数のアーム２５２を有するキャリッジ２５１を有している。複数のアーム２５２には、複数のヘッドジンバルアセンブリ２２０が、互いに間隔を開けて垂直方向に並ぶように取り付けられている。キャリッジ２５１においてアーム２５２とは反対側には、ボイスコイルモータの一部となるコイル２５３が取り付けられている。ヘッドスタックアセンブリ２５０は、磁気ディスク装置に組み込まれる。

磁気ディスク装置は、スピンドルモータ２６１に取り付けられた複数枚のハードディスク２６２を有している。各ハードディスク２６２毎に、ハードディスク２６２を挟んで対向するように２つのスライダ２１０が配置される。また、ボイスコイルモータは、ヘッドスタックアセンブリ２５０のコイル２５３を挟んで対向する位置に配置された永久磁石２６３を有している。

スライダ２１０を除くヘッドスタックアセンブリ２５０およびアクチュエータは、本発明における位置決め装置に対応しスライダ２１０を支持すると共にハードディスク２６２に対して位置決めする。

本実施の形態に係る磁気ディスク装置では、アクチュエータによって、スライダ２１０をハードディスク２６２のトラック横断方向に移動させて、スライダ２１０をハードディスク２６２に対して位置決めする。スライダ２１０に含まれる薄膜磁気ヘッドは、記録ヘッドによって、ハードディスク２６２に情報を記録し、再生ヘッドによって、ハードディスク２６２に記録されている情報を再生する。

本実施の形態に係るヘッドジンバルアセンブリおよび磁気ディスク装置は、前述の本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドと同様の効果を奏する。

また、実施の形態では、基板側に再生ヘッドを形成し、その上に、記録ヘッドを積層した構造の薄膜磁気ヘッドについて説明したが、この積層順序を逆にしてもよい。また、読み取り専用として用いる場合には、薄膜磁気ヘッドを、再生ヘッドだけを備えた構成としてもよい。

また、本発明の要部は磁気ヘッドに限らず、いわゆる磁界を検知するための薄膜磁界センサーとして応用することができる。

上述してきたＣＰＰ構造の磁気抵抗効果素子の発明を、以下に示す具体的実験例によりさらに詳細に説明する。

〔実験例Ｉ−１〕
下記表１に示されるような積層構造からなる積層体素子部（ＧＭＲ素子部）をスパッタ法にて成膜して実験用サンプルを作成した。

上記積層体素子部の面積抵抗ＡＲ（ＡＲ：Area Resistivity）は、０．０７Ω・μｍ²であった。測定手法は、直流４端子法とした。

図３に示される補充絶縁層７の膜厚を変えて、Ｐ点の位置を変化させ、図３に示されるＰ点の位置が、
Ｔ２／Ｔ１＝０、
Ｔ２／Ｔ１＝０．２、
Ｔ２／Ｔ１＝０．４、
Ｔ２／Ｔ１＝０．６、
Ｔ２／Ｔ１＝０．９、
Ｔ２／Ｔ１＝１．０、および
Ｔ２／Ｔ１＝１．２となるサンプルを、それぞれ作製した。

なお、成膜にはＩＢＤ(Ion Beam Deposition)装置を用いた。成膜角度は、Targetと基板とが平行に対向する状態を０度とした場合、４０度となる状態で成膜した。なお、ＩＢＤ装置を用いることで、図３における補充絶縁層７のＰ点の位置調整が、補充絶縁層７の膜厚のみの調整で可能となることが予め実験で確認できている。

得られた各サンプルについて、下記の要領で、（１）ＭＲ ratio、および（２）磁場耐性の評価を行った。なお、これらの評価は、サンプル数１６０個の素子での平均値として求めた。

（１）ＭＲ ratio（ＭＲ変化率）
複数の素子が形成されたウエハを研磨加工しBar状態とした。このBar状態で、ＨＦ-ＱＳＴ(High Field-Quasi Static Test)から算出したＭＲ比を評価した。評価は、ＢＨＶ(Bias Head Voltage)＝２５ｍＶ、外部磁場Ｈ＝−５ｋＯｅ〜＋５ｋＯｅで行い、ＭＲ ratioは、［（ＭＲRmax-ＭＲRmin）／ＭＲRmin］×１００で定義した。

（２）磁場耐性
Transverse方向(磁場がＡＢＳから入る方向)のストレス磁界に対する出力の安定性を評価する方法である。
<Test方法>
以下のステップ１〜５に従って行った。
（Step１）： ハードマグネット層（バイアス磁界印加層６）の着磁を、外部磁場Ｈ＝８ｋＯｅ(トラック幅方向)で行なう。
（Step２）： Bar-QSTの出力を、外部磁場Ｈ＝−６００Ｏｅ〜＋６００Ｏｅ(ABS方向)で測定する。
（Step３）： ストレス磁界として、１５００ ＯｅをＡＢＳから入る方向に印加する。
（Step４）： Bar-QSTの出力を外部磁場Ｈ＝−６００Ｏｅ〜＋６００Ｏｅ(ABS方向)で測定する。
（Step５）： 上記Step２と上記Step４の出力の変動が±１０％以上となってしまった素子をNG品としてRejectする。NG品となる理由は、Free層とShieldの距離が近づいた時に生じる静磁結合によるものと考えられる。
結果を下記表２に示した。

〔実験例Ｉ−２〕
上記実験例Ｉ−１で用いた積層体素子部の構成の中で、キャップ層をＲｕからＴａ（タンタル）に変えた。それ以外は、上記実験例Ｉ−１の場合と同様の手法で、実験例Ｉ−２のサンプルを作製し、同様な評価を行った。

なお、積層体素子部（ＭＲ素子部）の面積抵抗ＡＲ（ＡＲ：Area Resistivity）は、０．０８Ω・μｍ²であった。
結果を下記表３に示した。

〔実験例Ｉ−３〕
上記実験例Ｉ−１で用いた積層体素子部の構成の中で、キャップ層をＲｕからＴｉ（チタン）に変えた。それ以外は、上記実験例Ｉ−１の場合と同様の手法で実験例Ｉ−３のサンプルを作製し、同様な評価を行った。

なお、積層体素子部（ＭＲ素子部）の面積抵抗ＡＲ（ＡＲ：Area Resistivity）は０．０７であった。
結果を下記表４に示した。

〔実験例ＩＩ−１〕
上記実験例Ｉ−１で用いた積層体素子部（ＭＲ素子部）の面積抵抗ＡＲ（ＡＲ：Area Resistivity）を０．０７Ω・μｍ²から０．１５Ω・μｍ²に変更した。
面積抵抗ＡＲを変えるために、積層体素子部の構造を下記表５のように変更した。特に、スペーサ層の構成およびその製法を変えた。

スペーサ層の構成およびその製造方法は、以下のとおりとした。
（１）ＣｏＦｅからなるインナー層の上に、導電層（下部導電層）としてＣｕ層を２ｎｍに成膜した。
（２）次いで、このＣｕ層の上に、アルミニウムからなる被着層を積層した。被着層の膜厚は、０．５ｎｍとした。０．５ｎｍという被着層の厚さは、成膜レートから求められた質量膜厚であり、実際には、被着層は完全な連続膜ではなく、被着層を構成する材料からなる島が点在しているかのように見える、いわゆる島状の形態をなしている。従って、Ｃｕ層からなる導電層（下部導電層）は、アルミニウムからなる被着層に部分的に覆われている部分と、Ｃｕ層がそのまま露出している部分とが混在している形態をなしている。
（３）次いで、アルミニウムからなる被着層の一部を酸化させた。酸化手法としては酸素暴露やプラズマ酸化を用いることができるが、ここではプラズマ酸化手法を用いた。

このようにして作製した実験例ＩＩ−１のサンプルについて、上記実験例Ｉ−１の場合と同様な評価を行った。
結果を下記表６に示した。

〔実験例ＩＩ−２〕
上記実験例ＩＩ−１で用いた積層体素子部の構成の中で、キャップ層をＲｕからＴａ（タンタル）に変えた。それ以外は、上記実験例ＩＩ−１の場合と同様の手法で実験例ＩＩ−２のサンプルを作製し、同様な評価を行った。

なお、積層体素子部（ＭＲ素子部）の面積抵抗ＡＲ（ＡＲ：Area Resistivity）は、スペーサ層の酸化プロセスの条件を調整して０．１５Ω・μｍ²とした。
結果を下記表７に示した。

〔実験例ＩＩ−３〕
上記実験例ＩＩ−１で用いた積層体素子部の構成の中で、キャップ層をＲｕからＴi
（チタン）に変えた。それ以外は、上記実験例ＩＩ−１の場合と同様の手法で実験例ＩＩ−３のサンプルを作製し、同様な評価を行った。

なお、積層体素子部（ＭＲ素子部）の面積抵抗ＡＲ（ＡＲ：Area Resistivity）は、スペーサ層の酸化プロセスの条件を調整して０．１５Ω・μｍ²とした。
結果を下記表８に示した。

〔実験例III−１〕
上記実験例ＩＩ−１で用いた積層体素子部（ＭＲ素子部）の面積抵抗ＡＲ（ＡＲ：Area Resistivity）を、スペーサ層の酸化プロセスの条件を調整して、０．１５Ω・μｍ²から０．２５Ω・μｍ²に変更した。それ以外は、上記実験例ＩＩ−１の場合と同様の手法で実験例III−１のサンプルを作製し、同様な評価を行った。
結果を下記表９に示した。

〔実験例III−２〕
上記実験例III−１で用いた積層体素子部の構成の中で、キャップ層をＲｕからＴａ（タンタル）に変えた。それ以外は、上記実験例III−１の場合と同様の手法で実験例III−２のサンプルを作製し、同様な評価を行った。

なお、積層体素子部（ＭＲ素子部）の面積抵抗ＡＲ（ＡＲ：Area Resistivity）は、スペーサ層の酸化プロセスの条件を調整して０．２５Ω・μｍ²とした。
結果を下記表１０に示した。

〔実験例III−３〕
上記実験例III−１で用いた積層体素子部の構成の中で、キャップ層をＲｕからＴｉ（チタン）に変えた。それ以外は、上記実験例III−１の場合と同様の手法で実験例III−３のサンプルを作製し、同様な評価を行った。

なお、積層体素子部（ＭＲ素子部）の面積抵抗ＡＲ（ＡＲ：Area Resistivity）は、スペーサ層の酸化プロセスの条件を調整して０．２５Ω・μｍ²とした。
結果を下記表１１に示した。

以上の実験結果より、本発明の効果は明らかである。すなわち、本発明は、磁化固定層、スペーサー層、フリー層、およびキャップ層が順次積層された積層体を含む積層体素子部を有し、この積層体素子部の積層方向にセンス電流が印加されてなるＣＰＰ（Current Perpendicular to Plane）構造の磁気抵抗効果素子であって、前記積層体素子部の後方には、積層体素子部の後方端面と接し、かつ後方に延びる補充絶縁層(refilled insulation layer)が形成されており、前記補充絶縁層が積層体素子部の後方端面と接する最も上側の位置Ｐは、キャップ層の後方端面と接する位置にあるとともに、キャップ層の厚さをＴ１、キャップ層の最上部から位置Ｐに至るまでの厚さ方向の距離の絶対値をＴ２とした場合に、０．２≦（Ｔ２／Ｔ１）＜１の関係を満たすように構成されているので、４００Ｇｂｐｓｉを超えるような次世代ヘッドの実用化に向けて、低い面積抵抗ＡＲ領域でさらなるＭＲ変化率の向上を図ることができ、しかも耐磁場性が良好で信頼性に極めて優れるＣＰＰ構造の磁気抵抗効果素子を得ることができる。

本発明の産業上の利用可能性として、本発明は、磁気記録媒体等の磁界強度を信号として読み取るための磁気抵抗効果素子を備える磁気ディスク装置の産業に利用できる。

図１は、本発明の実施の形態における主として再生ヘッドの媒体対向面に平行な断面を示す断面図である。 図２は、図１のＡ−Ａ断面矢視図であり、本発明の実施の形態における主として再生ヘッドの媒体対向面に対して垂直な断面を示す断面図である。 図３は、実質的に図２と同じ図面であり、特に本発明の要部を説明するための断面図である。 図４は、本発明の好適な一実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの構成について説明するための図面であり、薄膜磁気ヘッドの媒体対向面および基板に垂直な断面を示す断面図である。 図５は、本発明の好適な一実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの構成について説明するための図面で、薄膜磁気ヘッドの磁極部分の媒体対向面に平行な断面を示す断面図である。 図６は、本発明の一実施の形態におけるヘッドジンバルアセンブリに含まれるスライダを示す斜視図である。 図７は、本発明の一実施の形態におけるヘッドジンバルアセンブリを含むヘッドアームアセンブリを示す斜視図である。 図８は、本発明の一実施の形態における磁気ディスク装置の要部を示す説明図である。 図９は、本発明の一実施の形態における磁気ディスク装置の平面図である。

符号の説明

５…巨大磁気抵抗効果素子部（積層体素子部）
５ａ…積層体素子部の後方端面
６…バイアス磁界印加層
２０…媒体対向面（ＡＢＳ）
２１…下地層
２２…反強磁性層
２６…キャップ層
２６ａ…キャップ層の最上部
３０…磁化固定層（第１の強磁性層）
４０…スペーサー層
５０…フリー層（第２の強磁性層）

Claims (9)

1. 第１の強磁性層、スペーサー層、第２の強磁性層、およびキャップ層が順次積層された積層体を含む積層体素子部を有し、この積層体素子部の積層方向にセンス電流が印加されてなるＣＰＰ（Current Perpendicular to Plane）構造の磁気抵抗効果素子であって、
   前記積層体素子部の後方には、積層体素子部の後方端面と接し、かつ後方に延びる補充絶縁層(refilled insulation layer)が形成されており、
   前記補充絶縁層が積層体素子部の後方端面と接する最も上側の位置Ｐは、キャップ層の後方端面であり、キャップ層の厚さをＴ１、キャップ層の最上部から位置Ｐに至るまでの厚さ方向の距離の絶対値をＴ２とした場合に、０．２≦（Ｔ２／Ｔ１）＜１の関係を満たすように設定されてなることを特徴とするＣＰＰ構造の磁気抵抗効果素子。
2. 前記補充絶縁層が積層体素子部の後方端面と接する最も上側の位置Ｐは、０．２≦（Ｔ２／Ｔ１）≦０．９の関係を満たすように設定されてなる請求項１に記載のＣＰＰ構造の磁気抵抗効果素子。
3. 前記補充絶縁層が積層体素子部の後方端面と接する最も上側の位置Ｐは、０．４≦（Ｔ２／Ｔ１）≦０．９の関係を満たすように設定されてなる請求項１または請求項２に記載のＣＰＰ構造の磁気抵抗効果素子。
4. 前記キャップ層が、Ｔａ、Ｒｕ、Ｔｉ、Ｗ、Ｃｒ、Ｒｈ、ＮｉＣｒのグループから選択された少なくとも１種から構成される請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のＣＰＰ構造の磁気抵抗効果素子。
5. 前記積層体素子部の面積抵抗が、０．０５〜０．３Ω・μｍ²である請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のＣＰＰ構造の磁気抵抗効果素子。
6. 前記第２の強磁性層はフリー層であり、外部磁界に応じて磁化の方向が変化するように機能しており、前記第１の強磁性層は磁化固定層であり、磁化の方向が固定された層である請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のＣＰＰ構造の磁気抵抗効果素子。
7. 記録媒体に対向する媒体対向面と、
   前記記録媒体からの信号磁界を検出するために前記媒体対向面の近傍に配置された請求項１ないし請求項６のいずれかに記載されたＣＰＰ構造の磁気抵抗効果素子と、
   前記磁気抵抗効果素子の積層方向に電流を流すための一対の電極と、
   を有してなることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
8. 請求項７に記載された薄膜磁気ヘッドを含み、記録媒体に対向するように配置されるスライダと、
   前記スライダを弾性的に支持するサスペンションと、
   を備えてなることを特徴とするヘッドジンバルアセンブリ。
9. 請求項７に記載された薄膜磁気ヘッドを含み、記録媒体に対向するように配置されるスライダと、
   前記スライダを支持するとともに前記記録媒体に対して位置決めする位置決め装置と、
   を備えてなることを特徴とする磁気ディスク装置。

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