JP3363410B2

JP3363410B2 - 磁気変換素子および薄膜磁気ヘッド

Info

Publication number: JP3363410B2
Application number: JP25063899A
Authority: JP
Inventors: 悟荒木; 芳弘土屋; 正志佐野
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1999-08-12
Filing date: 1999-09-03
Publication date: 2003-01-08
Anticipated expiration: 2019-09-03
Also published as: JP2001118219A; US6636393B1

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気変換素子と、
それを用いた薄膜磁気ヘッドに関するものであり、より
詳細には、より良好な抵抗変化率を得ることができる磁
気変換素子および薄膜磁気ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ハードディスクなどの面記録密度
の向上に伴って、薄膜磁気ヘッドの性能向上が求められ
ている。薄膜磁気ヘッドとしては、磁気変換素子の一つ
である磁気抵抗効果素子（以下、ＭＲ（Magnetoresisti
ve）素子と記す）を有する再生ヘッドと、誘導型磁気変
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。

【０００３】ＭＲ素子としては、異方性磁気抵抗効果
（ＡＭＲ（Anisotropic Magnetoresistive）効果）を示
す磁性膜（ＡＭＲ膜）を用いたＡＭＲ素子と、巨大磁気
抵抗効果（ＧＭＲ（Giant Magnetoresistive）効果）を
示す磁性膜（ＧＭＲ膜）を用いたＧＭＲ素子などがあ
る。

【０００４】ＡＭＲ素子を用いた再生ヘッドはＡＭＲヘ
ッドと呼ばれ、ＧＭＲ素子を用いた再生ヘッドはＧＭＲ
ヘッドと呼ばれる。ＡＭＲヘッドは、面記録密度が１Ｇ
ｂｉｔ／ｉｎｃｈ²超える再生ヘッドとして利用され、
ＧＭＲヘッドは、面記録密度が３Ｇｂｉｔ／ｉｎｃｈ²
を超える再生ヘッドとして利用されている。

【０００５】ところで、ＧＭＲ膜としては、「多層型
（アンチフェロ型）」、「誘導フェリ型」、「グラニュ
ラ型」、「スピンバルブ型」等が提案されている。これ
らの中で、比較的構成が単純で、弱い磁場でも大きな抵
抗変化を示し、量産に好ましいと考えられるＧＭＲ膜
は、スピンバルブ型である。

【０００６】図２２は、一般のスピンバルブ型ＧＭＲ膜
（以下、スピンバルブ膜と記す）の構成を表すものであ
る。図中符号Ｓで示した面は磁気記録媒体と対向する面
に対応する。このスピンバルブ膜は、下地層９１の上
に、軟磁性材料からなる軟磁性層９２、非磁性材料から
なる非磁性層９３、強磁性材料からなる強磁性層９４、
反強磁性材料からなる反強磁性層９５および保護層９６
をこの順に積層して構成したものである。強磁性層９４
と反強磁性層９５の界面では交換結合が生じ、これによ
り強磁性層９４の磁化Ｍｐの向きが一定の方向に固定さ
れる。一方、軟磁性層９２の磁化Ｍｆの向きは、外部磁
場によって自由に変化する。

【０００７】強磁性層９４，非磁性層９３および軟磁性
層９２には例えばバイアス磁場Ｈｂの方向に直流電流が
流されているが、この電流は、軟磁性層９２の磁化Ｍｆ
の向きと強磁性層９４の磁化Ｍｐの向きとの相対角度に
応じた抵抗を受ける。信号磁場を受けると、軟磁性層９
２の磁化Ｍｆの向きが変化し、スピンバルブ膜の電気抵
抗が変化する。この抵抗の変化は、電圧の変化として検
出される。近年、２０Ｇｂｉｔ／ｉｎｃｈ²を越える超
高密度磁気記録を可能にするために、この抵抗の変化率
（ＭＲ変化率とも言う）をより大きくすることが望まれ
ている。

【０００８】そこで、文献"CoFe specular spin valves
with a nano oxide layer", 1999Digests of INTERMAG
99, published by May 18, 1999 では、スピンバルブ
膜の強磁性層にＮＯＬ層と呼ばれる酸化層を設けること
によって抵抗変化率を改善したとの報告がなされてい
る。

【０００９】また、米国特許第５，４０８，３７７号に
は、抵抗変化率を大きくするために軟磁性層内にルテニ
ウム（Ｒｕ）からなる結合層（AF coupling film）を設
けた構造のスピンバルブ膜が開示されている。さらに、
米国特許第５，８２８，５２９号には、強磁性層内にル
テニウムからなる結合層を設けた構造のスピンバルブ膜
も開示されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
文献"CoFe specular spin valves with a nano oxide l
ayer", 1999 Digests of INTERMAG 99, published by M
ay 18, 1999 には、ＮＯＬ層と呼ばれる酸化層の材質や
膜厚については、何も述べられていない。また、強磁性
層のどこにＮＯＬ層を形成したのかについても明らかに
されていない。

【００１１】更に、米国特許第５，４０８，３７７号お
よび米国特許第５，８２８，５２９号では、具体的にど
の程度抵抗変化率が向上したかが不明瞭であり、抵抗変
化率以外の他の特性との関係が明らかにされていない。

【００１２】本発明は、かかる問題点に鑑みて成された
もので、その目的は、抵抗変化率を大きくすることがで
き且つ他の特性についても良好な値を得ることができる
磁気変換素子および薄膜磁気ヘッドを提供することにあ
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明による第１の磁気
変換素子は、一対の対向する面を有する非磁性層と、非
磁性層の一方の面側に形成された軟磁性層と、非磁性層
の他方の面側に形成され、互いに反対向きの２つの磁化
が併存しうるよう構成された強磁性層と、強磁性層の非
磁性層とは反対の側に形成された反強磁性層とを含んで
構成された磁気変換素子であって、強磁性層は、強磁性
内側層と、強磁性外側層と、これら２つの層に挟まれた
結合層と、磁性を有する強磁性層内層とを含んで構成さ
れ、強磁性内側層と強磁性外側層とは、それらの磁化が
互いに反対向きになるように、結合層を介して互いに磁
気的に結合され、強磁性層内層は、強磁性層の他の少な
くとも一部よりも大きな電気抵抗を有しており、非磁性
層と強磁性層内層との間の距離Ｄ _K1 と、強磁性層におけ
る強磁性層内層と結合層との間の距離Ｄ _K2 との間には、
１．２≦Ｄ _K1 ／Ｄ _K2 ≦３の関係が成立するようにしたも
のである。

【００１４】本発明による第１の磁気変換素子では、強
磁性層に互いに反対向きの２つの磁化が併存するので、
強磁性層の作る磁界が軟磁性層に及ぼす影響が低減す
る。また、強磁性層内層の電気抵抗が強磁性層内の他の
少なくとも一部よりも大きいため、検出電流が磁気変換
素子中を流れる際に、この強磁性層内層が電子を少なく
とも一部を反射し電子の移動する経路を制限する。特
に、非磁性層と強磁性層内層との間の距離Ｄ _K1 と、強磁
性層内層と結合層との間の距離Ｄ _K2 とが、１．２≦Ｄ _K1
／Ｄ _K2 ≦３の関係を有するように構成されているので、
大きな抵抗変化率が得られる。さらに、強磁性層内層は
磁性を有しているので、強磁性層内層を挟んで対向する
強磁性層の２つの部分が磁気的に一体となる。

【００１５】なお、本発明による磁気変換素子では、非
磁性層と強磁性層内層との間の距離Ｄ₁は、１．５ｎｍ
以上３ｎｍ以下であることが望ましい。また、強磁性層
内層の厚さは、０．５ｎｍ以上１ｎｍ以下であることが
望ましい。

【００１６】

【００１７】加えて、強磁性層内層が第１の強磁性内側
層と第２の強磁性内側層とを有するようにし、この第１
の強磁性内側層と第２の強磁性内側層の間に強磁性層内
層を設けても良い。この場合、非磁性層側から、第１の
強磁性内側層、強磁性層内層、第２の強磁性内側層、結
合層および強磁性外側層の順で配置することが望まし
い。このように配置すれば、電子の移動経路を特に狭い
範囲に制限することができるので、抵抗変化率がさらに
大きくなる。強磁性内側層における第１の強磁性内側層
の厚さＴ_ku1と第２の強磁性内側層の厚さＴ_ku2との間
には、１．２≦Ｔ_ku1／Ｔ_ku2≦３の関係が成立するこ
とが望ましい。また、第１の強磁性内側層の厚さ
Ｔ_ku1，第２の強磁性内側層の厚さＴ_ku2および強磁性
層内層の厚さＴ_knの合計と、強磁性外側層の厚さＴ_ksと
の間には、１．２≦（Ｔ_ku1＋Ｔ_ku2＋Ｔ_kn）／Ｔ_ks≦
３の関係が成立することが望ましい。

【００１８】更にまた、軟磁性層を、軟磁性内側層と、
軟磁性外側層と、これら２つの層に挟まれた結合層とを
含んで構成し、軟磁性内側層と軟磁性外側層とが結合層
を介して互いに磁気的に結合するようにすることが望ま
しい。

【００１９】加えてまた、軟磁性層が、磁性を有する軟
磁性層内層を含み、この軟磁性層内層が軟磁性層の他の
少なくとも一部よりも大きな電気抵抗を有するようにし
てもよい。このように構成すれば、検出電流が磁気変換
素子中を流れる際に、強磁性層中の強磁性層内層と軟磁
性層中の軟磁性層内層によって電子の移動する経路がさ
らに制限され、抵抗変化率がさらに大きくなる。この場
合、軟磁性層内層の厚さは、０．５ｎｍ以上１ｎｍ以下
であることが望ましい。また、非磁性層と軟磁性層内層
との間の距離Ｄ_n1は、１．５ｎｍ以上３ｎｍであること
が望ましく、軟磁性層における結合層と軟磁性層内層と
の距離Ｄ_n2は、０．８ｎｍ以上２．０ｎｍ以下であるこ
とが望ましい。更に、非磁性層と軟磁性層内層との間の
距離Ｄ_n1と、軟磁性層における軟磁性層内層と結合層と
の間の距離Ｄ_n2との間には、１．２≦Ｄ_n1／Ｄ_n2≦３の
関係が成立することが望ましい。

【００２０】加えて、軟磁性内側層が第１の軟磁性内側
層と第２の軟磁性内側層とを有するようにし、この第１
の軟磁性内側層と第２の軟磁性内側層の間に軟磁性層内
層を設けても良い。この場合、非磁性層側から、第１の
軟磁性内側層、軟磁性層内層、第２の軟磁性内側層、結
合層および軟磁性外側層の順で配置することが望まし
い。また、第１の軟磁性層内側層の厚さＴ_nu1，第２の
軟磁性層内側層の厚さＴ_nu2および軟磁性層内層の厚さ
Ｔ_nnの合計と、軟磁性外側層の厚さをＴ_nsとの間には、
０．３５≦Ｔ_ns／（Ｔ_nu1＋Ｔ_nn＋Ｔ_nu2）≦０．７の
関係が成立することが望ましい。

【００２１】また、本発明による第２の磁気変換素子
は、一対の対向する面を有する非磁性層と、非磁性層の
一方の面側に形成され、互いに反対向きの２つの磁化が
併存しうるよう構成された軟磁性層と、非磁性層の他方
の面側に形成された強磁性層と、強磁性層の非磁性層と
は反対の側に形成された反強磁性層とを含んで構成され
た磁気変換素子であって、軟磁性層は、軟磁性内側層
と、軟磁性外側層と、これら２つの層に挟まれた結合層
と、磁性を有する軟磁性層内層とを含んで構成され、軟
磁性内側層と軟磁性外側層とは、磁化の向きが互いに反
対になるように、結合層を介して互いに磁気的に結合さ
れ、軟磁性層内層は、軟磁性層の他の少なくとも一部よ
りも大きな電気抵抗を有しており、非磁性層と軟磁性層
内層との間の距離Ｄ _n1 と、軟磁性層における軟磁性層内
層と結合層との間の距離Ｄ _n2 との間には、１．２≦Ｄ _n1
／Ｄ _n2 ≦３の関係が成立するようにしたものである。

【００２２】本発明による第２の磁気変換素子では、軟
磁性層に互いに反対向きの２つの磁化が併存するため、
軟磁性層の実効厚さが薄くなり、その結果、抵抗変化率
が大きくなる。また、軟磁性層内層の電気抵抗が軟磁性
層の他の少なくとも一部よりも大きいため、検出電流が
磁気変換素子中を流れる際に、この軟磁性層内層によっ
て電子の少なくとも一部が反射され、電子の移動する経
路が制限される。特に、非磁性層と軟磁性層内層との間
の距離Ｄ _n1 と、軟磁性層内層と結合層との間の距離Ｄ _n2
とが、１．２≦Ｄ _n1 ／Ｄ _n2 ≦３の関係を有するように構
成されているので、大きな抵抗変化率が得られる。ま
た、軟磁性層内層は磁性を有しているので、軟磁性層内
層を挟んで対向する軟磁性層の２つの部分が磁気的に一
体となり、保持力が小さくなる。

【００２３】なお、本発明による他の磁気変換素子で
は、非磁性層と軟磁性層内層との間の距離Ｄ_n1は、１．
５ｎｍ以上３ｎｍ以下であることが望ましい。また、軟
磁性層内層の厚さは、０．５ｎｍ以上１ｎｍ以下である
ことが望ましい。

【００２４】更に、軟磁性層における結合層と軟磁性層
内層との間の距離は、０．８ｎｍ以上２．０ｎｍ以下で
あることが望ましい。

【００２５】加えて、軟磁性内側層が、第１の軟磁性内
側層と第２の軟磁性内側層を有するようにし、これら第
１の軟磁性内側層と第２の軟磁性内側層の間に軟磁性層
内層を設けても良い。この場合、非磁性層側から、第１
の軟磁性内側層、軟磁性層内層、第２の軟磁性内側層、
結合層および軟磁性外側層の順で配置することが望まし
い。このように配置すれば、電子の移動経路を特に狭い
範囲に制限することができるので、抵抗変化率がさらに
大きくなる。なお、第１の軟磁性内側層の厚さＴ
_nu1と、第２の軟磁性内側層の厚さＴ_nu2との間には、
１．２≦Ｔ_nu1／Ｔ_nu2≦３の関係が成立することが望
ましく、第１の軟磁性層内側層の厚さＴ_nu1，第２の軟
磁性層内側層の厚さＴ_nu2および軟磁性層内層の厚さＴ
_nnの合計と、軟磁性層外側層の厚さＴ_nsとの間には、
０．３５≦Ｔ_ns／（Ｔ_nu1＋Ｔ_nn＋Ｔ_nu2）≦０．７の
関係が成立することが望ましい。

【００２６】更に、第１の軟磁性内側層は、非磁性層に
近い非磁性層側層と、軟磁性層内層に近い層内層側層と
を含むことが望ましい。更に、強磁性層は、磁性を有す
る強磁性内層を含むと共に、この強磁性内層が強磁性層
の他の少なくとも一部よりも大きな電気抵抗を有するこ
とが望ましい。

【００２７】更にまた、本発明による第３の磁気変換素
子は、一対の対向する面を有する非磁性層と、非磁性層
の一方の面側に形成された軟磁性層と、非磁性層の他方
の面側に形成された強磁性層と、強磁性層の非磁性層と
は反対の側に形成された反強磁性層とを含んで構成され
たものであって、強磁性層は、第１の強磁性層と、第２
の強磁性層と、第３の強磁性層と、第１の強磁性層およ
び第２の強磁性層の間に設けられた磁性中間層と、第２
強磁性層および第３の強磁性層の間に設けられた非磁性
中間層とを有し、非磁性層と磁性中間層との間の距離Ｄ
_K1 と、磁性中間層と非磁性中間層との間の距離Ｄ _K2 との
間には、１．２≦Ｄ _K1 ／Ｄ _K2 ≦３の関係が成立するよう
にしたものである。

【００２８】加えて、本発明による第４の磁気変換素子
は、一対の対向する面を有する非磁性層と、非磁性層の
一方の面側に形成された軟磁性層と、非磁性層の他方の
面側に形成された強磁性層と、強磁性層の非磁性層とは
反対の側に形成された反強磁性層とを含んで構成された
ものであって、軟磁性層は、第１の軟磁性層と、第２の
軟磁性層と、第３の軟磁性層と、第１の軟磁性層および
第２の軟磁性層の間に設けられた磁性中間層と、第２の
軟磁性層および第３の軟磁性層の間に設けられた非磁性
中間層とを有し、非磁性層と磁性中間層との間の距離Ｄ
_n1 と、磁性中間層と非磁性中間層との間の距離Ｄ _n2 との
間には、１．２≦Ｄ _n1 ／Ｄ _n2 ≦３の関係が成立するよう
にしたものである。

【００２９】本発明による薄膜磁気ヘッドは、本発明に
よる磁気変換素子を備えたものである。

【００３０】

【発明の実施の形態】［第１の実施の形態］＜ＭＲ素子および薄膜磁気ヘッドの構成＞最初に、図１
ないし図７を参照して、本発明の第１の実施の形態に係
る磁気変換素子の一具体例であるＭＲ素子およびそれを
用いた薄膜磁気ヘッドの構成について説明する。

【００３１】図１は、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッ
ド１を備えたアクチュエータアーム２の構成を表すもの
である。このアクチュエータアーム２は、例えば、図示
しないハードディスク装置などで用いられるものであ
り、薄膜磁気ヘッド１が形成されたスライダ２ａを有し
ている。このスライダ２ａは、例えば、支軸２ｂにより
回転可能に支持された腕部２ｃの先端に搭載されてい
る。この腕部２ｃは、例えば、図示しないボイスコイル
モータの駆動力により回転するようになっており、これ
によりスライダ２ａがハードディスクなどの磁気記録媒
体３の記録面（図１においては記録面の下面）に沿って
トラックラインを横切る方向ｘに移動するようになって
いる。なお、磁気記録媒体３は、例えば、スライダ２ａ
がトラックラインを横切る方向ｘに対してほぼ直交する
方向ｚに回転するようになっており、このような磁気記
録媒体３の回転およびスライダ２ａの移動により磁気記
録媒体３に情報が記録され、または記録された情報が読
み出されるようになっている。

【００３２】図２は、図１に示したスライダ２ａの構成
を表すものである。このスライダ２ａは、例えば、Ａｌ
₂Ｏ₃・ＴｉＣ（アルティック）よりなるブロック状の
基体２ｄを有している。この基体２ｄは、例えば、ほぼ
六面体状に形成されており、そのうちの一面が磁気記録
媒体３（図１参照）の記録面に近接して対向するように
配置されている。この磁気記録媒体３の記録面と対向す
る面はエアベアリング面（ＡＢＳ）２ｅと呼ばれ、磁気
記録媒体３が回転する際には、磁気記録媒体３の記録面
とエアベアリング面２ｅとの間に生じる空気流により、
スライダ２ａが記録面との対向方向ｙにおいて記録面か
ら離れるように微少量移動し、エアベアリング面２ｅと
磁気記録媒体３との間に一定の隙間ができるようになっ
ている。基体２ｄのエアベアリング面２ｅに対する一側
面（図２においては左側の側面）には、薄膜磁気ヘッド
１が設けられている。

【００３３】図３は、薄膜磁気ヘッド１の構成を分解し
て表すものである。また、図４は、図３に示した矢印Ｉ
Ｖ方向から見た平面構造を表し、図５は、図４に示した
Ｖ−Ｖ線に沿った矢視方向の断面構造を表し、図６は、
図４に示したＶＩ−ＶＩ線に沿った矢視方向すなわち図
５に示したＶＩ−ＶＩ線に沿った矢視方向の断面構造を
表し、図７は、図６に示した構造の一部を取り出して表
すものである。この薄膜磁気ヘッド１は、磁気記録媒体
３に記録された磁気情報を再生する再生ヘッド部１ａ
と、磁気記録媒体３のトラックラインに磁気情報を記録
する記録ヘッド部１ｂとが一体に構成されたものであ
る。

【００３４】図３および図５に示したように、再生ヘッ
ド部１ａは、例えば、基体２ｄの上に、絶縁層１１，下
部シールド層１２，下部シールドギャップ層１３，上部
シールドギャップ層１４および上部シールド層１５がエ
アベアリング面２ｅの側においてこの順に積層された構
造を有している。絶縁層１１は、例えば、積層方向の厚
さ（以下、単に厚さと記す）が２μｍ〜１０μｍであ
り、Ａｌ₂Ｏ₃（アルミナ）により構成されている。下
部シールド層１２は、例えば、厚さが１μｍ〜３μｍで
あり、ＮｉＦｅ（ニッケル鉄合金：パーマロイ）などの
磁性材料により構成されている。下部シールドギャップ
層１３および上部シールドギャップ層１４は、例えば、
厚さがそれぞれ１０ｎｍ〜１００ｎｍであり、Ａｌ₂Ｏ
₃またはＡｌＮ（チッ化アルミニウム）によりそれぞれ
構成されている。上部シールド層１５は、例えば、厚さ
が１μｍ〜４μｍであり、ＮｉＦｅなどの磁性材料によ
り構成されている。なお、この上部シールド層１５は、
記録ヘッド部１ｂの下部磁極としての機能も兼ね備えて
いる。

【００３５】また、下部シールドギャップ層１３と上部
シールドギャップ層１４との間には、スピンバルブ膜で
ある積層体２０を含むＭＲ素子１ｃが埋設されている。
この再生ヘッド部１ａは、磁気記録媒体３からの信号磁
界に応じて積層体２０における電気抵抗が変化すること
を利用して、磁気記録媒体３に記録された情報を読み出
すようになっている。

【００３６】この積層体２０は、例えば、図６および図
７に示したように、下部シールドギャップ層１３の上
に、下地層２１，軟磁性層２２，非磁性層２３，強磁性
層２４，反強磁性層２５および保護層２６がこの順に積
層された構造を有している。下地層２１は、例えば、厚
さが５ｎｍであり、Ｔａを含んでいる。

【００３７】軟磁性層２２はフリー層とも言われ、磁気
記録媒体３からの信号磁界に応じて磁界の向きが変化す
るようになっている。この軟磁性層２２は、例えば、厚
さが３ｎｍ〜８ｎｍであり、非磁性層２３に近い非磁性
層側層２２ａと、下地層２１に近い下地層側層２２ｂと
の２層により構成されている。非磁性層側層２２ａは、
例えば、厚さが０．５ｎｍ〜３ｎｍであり、Ｎｉ，Ｃｏ
およびＦｅからなる群のうちの少なくともＣｏを含む磁
性材料により構成されている。具体的には、（１１１）
面が積層方向に配向しているＣｏ_xＦｅ_yＮｉ
_100-(x+y)により構成されることが好ましい。式中、
ｘ，ｙはそれぞれ原子％で７０≦ｘ≦１００、０≦ｙ≦
２５の範囲内である。

【００３８】下地層側層２２ｂは、例えば、１ｎｍ〜８
ｎｍであり、Ｎｉ，Ｃｏ，Ｆｅ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｒｈ，Ｍ
ｏおよびＮｂからなる群のうちの少なくともＮｉを含む
磁性材料により構成されている。具体的には、［Ｎｉ_x
Ｃｏ_yＦｅ_100-(x+y)］_100-ZＭ_{I Z}により構成される
ことが好ましい。式中、Ｍ_IはＴａ，Ｃｒ，Ｒｈ，Ｍｏ
およびＮｂのうちの少なくとも１種を表し、ｘ，ｙ，ｚ
はそれぞれ原子％で７５≦ｘ≦９０、０≦ｙ≦１５、０
≦ｚ≦１５の範囲内である。

【００３９】非磁性層２３は、例えば、厚さが１．８ｎ
ｍ〜３．０ｎｍであり、Ｃｕ（銅），Ａｕ（金）および
Ａｇ（銀）からなる群のうち少なくとも１種を８０重量
％以上含む非磁性材料により構成されている。

【００４０】強磁性層２４は、ピンド層とも言われ、強
磁性層２４と反強磁性層２５との界面における交換結合
により、磁化の向きが固定されている。この強磁性層２
４は、例えば、図７に示すように、強磁性内側層２４
２、結合層２４４および強磁性外側層２４５を非磁性層
２３の側からこの順に積層した構造を有している。強磁
性内側層２４２および強磁性外側層２４５は、Ｃｏおよ
びＦｅからなる群のうちの少なくともＣｏを含む磁性材
料により構成されている。特に、この磁性材料の（１１
１）面は積層方向に配向していることが好ましい。これ
ら強磁性内側層２４２と強磁性外側層２４５とを合わせ
た厚さは、例えば、３ｎｍ〜４．５ｎｍである。

【００４１】強磁性内側層２４２と強磁性外側層２４５
との間に介在する結合層２４４は、例えば、厚さが０．
２ｎｍ〜１．２ｎｍであり、Ｒｕ（ルテニウム）、Ｒｈ
（ロジウム）、レニウム（Ｒｅ）、クロム（Ｃｒ）およ
びジルコニウム（Ｚｒ）からなる群のうちの少なくとも
１種を含む非磁性材料により構成されている。この結合
層２４４は、強磁性内側層２４２と強磁性外側層２４５
との間に反強磁性交換結合を生じさせ、強磁性内側層２
４２の磁化Ｍｐと強磁性外側層２４５の磁化Ｍｐｃとを
互いに反対向きにするためのものである。ちなみに、本
明細書において「磁化が互いに反対向き」と言うのは、
磁化の向きが１８０°異なる場合のみを言うのではな
く、２つの磁化の向きが１８０°±２０°異なる場合を
含めて言う。

【００４２】ここでは、強磁性外側層２４５の磁化Ｍｐ
ｃの向きは、強磁性外側層２４５と反強磁性層２５との
界面における交換結合により、例えばｙ方向で且つエア
ベアリング面（図７に符号Ｓで示す面）に向かう方向に
固定され、強磁性内側層２４２の磁化Ｍｐの向きは、結
合層２４４を介した強磁性内側層２４２と強磁性外側層
２４５の反強磁性交換結合により、例えばｙ方向で且つ
エアベアリング面から離れる方向に固定されている。こ
れにより、この積層体２０では、強磁性層２４の作る磁
界が軟磁性層２２に与える影響を小さくできるようにな
っている。

【００４３】また、強磁性内側層２４２は、例えば、積
層方向において非磁性層２３の側に位置する第１の強磁
性内側層２４２ａと、結合層２４４の側に位置する第２
の強磁性内側層２４２ｂとに分割されている。強磁性層
２４は、これら第１の強磁性内側層２４２ａと第２の強
磁性内側層２４２ｂとの間に、磁性を有し且つ強磁性内
側層２４２よりも電気抵抗が大きい強磁性層内層２４３
を有している。この強磁性層内層２４３は、検出電流が
積層体２０を流れる際に、電子ｅの少なくとも一部を反
射して電子ｅの移動する経路を制限することにより、積
層体２０の抵抗変化率を大きくするためのものである。

【００４４】この強磁性層内層２４３は磁性を有してい
るため、強磁性層内層２４３を挟んで対向する第１の強
磁性内側層２４２ａと第２の強磁性内側層２４２ｂとの
磁化Ｍｐは、同方向、例えば、上述のとおりｙ方向で且
つエアベアリング面から離れる方向に固定されている。
なお、強磁性層内層２４３の磁化も、第１の強磁性内側
層２４２ａおよび第２の強磁性内側層２４２ｂの磁化Ｍ
ｐと同方向に固定されている。ちなみに、本明細書にお
いて「磁化が同方向」と言うのは、磁化の向きが１°の
違いもなく同一である場合のみを言うのではなく、２つ
の磁化の向きが０°±２０°の範囲内である場合を含め
て言う。

【００４５】この強磁性層内層２４３は、例えば、強磁
性内側層２４３を構成する材料よりも大きな電気抵抗を
有する材料により構成されており、酸化物，窒化物およ
び酸化窒化物のうちの少なくとも１種を含むことが好ま
しい。磁気的に安定であり、出力変動を少なくすること
ができるからである。また、この強磁性層内層２４３
は、例えば、強磁性内側層２４２と構成元素の一部が共
通していることが好ましい。具体的には、Ｎｉ，Ｃｏ，
Ｆｅ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｒｈ，ＭｏおよびＮｂからなる群の
うちの少なくともＣｏと、Ｏ（酸素）およびＮ（窒素）
からなる群のうちの少なくとも１種とを含むことが好ま
しい。例えば、強磁性内側層２４２の一部を酸化、窒
化、あるいは酸化および窒化することにより形成するよ
うにすれば、良好な強磁性層内層２４３を容易に得るこ
とができるからである。強磁性層内層２４３の厚さＴ_kn
は、例えば、０．５ｎｍ以上１．０ｎｍ以下であること
が好ましい。厚すぎると第１の強磁性内側層２４２ａと
第２の強磁性内側層２４２ｂとの磁気的な結合が弱くな
ると共に、耐熱性も大きく低下してしまい、大きな抵抗
変化率を得ることができず、薄すぎると電子ｅの移動経
路を十分に制限することができず、大きな抵抗変化率を
得ることができないからである。

【００４６】強磁性層内層２４３の位置、例えば、強磁
性層内層２４３と結合層２４４との間の距離Ｄ_k2に対す
る非磁性層２３と強磁性層内層２４３との間の距離Ｄ_k1
の比Ｄ_k1／Ｄ_k2は、１．２≦Ｄ_k1／Ｄ_k2≦３の範囲内で
あることが望ましい。すなわち、本実施の形態では、非
磁性層２３と強磁性層内層２４３との間の距離Ｄ_k1は第
１の強磁性内側層２４２ａの厚さＴ_ku1と等しく、強磁
性層内層２４３と結合層２４４との間の距離Ｄ_k2は第２
の強磁性内側層２４２ｂの厚さＴ_ku2と等しいので、第
１の強磁性内側層２４２ａの厚さＴ_ku1と第２の強磁性
内側層２４２ｂの厚さＴ_ku2との間には、１．２≦Ｔ
_ku1／Ｔ_ku2≦３の関係が成立することが好ましく、
１．５ｎｍ以上２．５ｎｍ以下の範囲内であればより好
ましい。強磁性層内層２４３の位置を具体的な数値で表
すと、非磁性層２３と強磁性層内層２４３との間の距離
Ｄ_k1は、１．５ｎｍ以上３ｎｍ以下の範囲内であること
が好ましい。距離Ｄ_k1がこれらの範囲よりも長い場合に
は、電子ｅの移動経路を制限する効果を十分に得ること
ができず、大きな抵抗変化率が得られないからであり、
距離Ｄ_k1がこれらの範囲よりも短い場合には、電子ｅが
狭い範囲に集中し過ぎてしまい、電子ｅの受ける磁気が
散乱し抵抗変化率を十分に大きくすることができない。

【００４７】また、強磁性層内層２４３の厚さＴ_kn，第
１の強磁性内側層２４２ａの厚さＴ_ku1および第２の強
磁性内側層２４２ｂの厚さＴ_ku2の合計と、強磁性外側
層２４５の厚さＴ_ksとの間には、１．２≦（Ｔ_ku1＋Ｔ
_ku2＋Ｔ_kn）／Ｔ_ks≦３の関係が成立することが好まし
い。１．２よりも小さいと強磁性層２４の厚さが厚くな
り、抵抗変化率を十分小さくすることができず、３より
も大きいと強磁性外側層２４５と第２の強磁性内側層２
４２ｂとの磁気的な結合が弱くなり、強磁性内側層２４
２および強磁性層内層２４３の磁化Ｍｐの向きが安定し
て固定されず、大きな抵抗変化率を得られないからであ
る。

【００４８】なお、本実施の形態における第１の強磁性
内側層２４２ａは、本発明における「第１の強磁性層」
の一具体例に対応し、第２の強磁性内側層２４２ｂは、
本発明における「第２の強磁性層」の一具体例に対応
し、強磁性外側層２４５は、本発明における「第３の強
磁性層」の一具体例に対応している。また、強磁性層内
層２４３は、本発明における「磁性中間層」の一具体例
に対応し、結合層２４４は、本発明における「非磁性中
間層」の一具体例に対応している。

【００４９】反強磁性層２５は、例えば、厚さが５ｎｍ
〜３０ｎｍであり、Ｐｔ（白金），Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ
（パラジウム），Ｎｉ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｉｒ（イリ
ジウム），ＣｒおよびＦｅからなる群のうちの少なくと
も１種Ｍ_IIと、マンガン（Ｍｎ）とを含む反強磁性材料
により構成されている。このうちＭｎの含有量は４５原
子％以上９５原子％以下、その他の元素Ｍ_IIの含有量は
５原子％以上６５原子％以下であることが好ましい。こ
の反強磁性材料には、熱処理しなくても反強磁性を示
し、強磁性材料との間に交換結合磁界を誘起する非熱処
理系反強磁性材料と、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。この反強磁性層
２５は、そのどちらにより構成されていてもよい。

【００５０】なお、非熱処理系反強磁性材料にはγ相を
有するＭｎ合金などがあり、具体的には、ＲｕＲｈＭｎ
（ルテニウムロジウムマンガン合金），ＦｅＭｎ（鉄マ
ンガン合金）あるいはＩｒＭｎ（イリジウムマンガン合
金）などがある。熱処理系反強磁性材料には規則結晶構
造を有するＭｎ合金などがあり、具体的には、ＰｔＭｎ
（白金マンガン合金），ＮｉＭｎ（ニッケルマンガン合
金）およびＰｔＲｈＭｎ（白金ロジウムマンガン合金）
などがある。保護層２６は、例えば、厚さが５ｎｍであ
り、Ｔａにより構成されている。

【００５１】積層体２０の両側、すなわち積層方向に対
して垂直な方向の両側には、磁区制御膜３０ａ，３０ｂ
がそれぞれ設けられており、軟磁性層２２の磁化の向き
を揃え、単磁区化していわゆるバルクハウゼンノイズの
発生を抑えるようになっている。この磁区制御膜３０ａ
は、磁区制御用強磁性膜３１ａと、磁区制御用反強磁性
膜３２ａとを下部シールドギャップ層１３の側から順に
積層した構造とされている。磁区制御膜３０ｂも磁区制
御膜３０ａと同一の構成とされている。これら磁区制御
用強磁性膜３１ａ，３１ｂの磁化の向きは、磁区制御用
強磁性膜３１ａ，３１ｂと磁区制御用反強磁性膜３２
ａ，３２ｂとのそれぞれの界面における交換結合によっ
てそれぞれ固定されている。これにより、例えば図７に
示したように、磁区制御用強磁性膜３１ａ，３１ｂの近
傍では軟磁性層２２に対するバイアス磁界Ｈｂがｘ方向
に発生している。

【００５２】磁区制御用強磁性膜３１ａ，３１ｂは、例
えば、それぞれ厚さが１０ｎｍ〜４０ｎｍであり、軟磁
性層２２に対応してそれぞれ設けられている。また、磁
区制御用強磁性膜３１ａ，３１ｂは、例えば、ＮｉＦ
ｅ，ＮｉＦｅとＣｏＦｅの積層膜あるいはＮｉ，Ｆｅ，
Ｃｏからなる群のうちの少なくとも一種を含む磁性材料
によりそれぞれ構成されている。磁区制御用反強磁性膜
３２ａ，３２ｂは、例えば、それぞれ厚さが１０ｎｍ〜
２０ｎｍであり、反強磁性材料により構成されている。
この反強磁性材料は、非熱処理系反強磁性材料でも、熱
処理系反強磁性材料でもよいが、非熱処理系反強磁性材
料の方がより好ましい。

【００５３】なお、磁区制御膜３０ａ，３０ｂを磁区制
御用強磁性膜３１ａ，３１ｂと磁区制御用反強磁性膜３
２ａ，３２ｂで構成する代わりに、例えばＴｉＷ（チタ
ンタングステン合金）とＣｏＰｔ（コバルト白金合金）
との積層膜、あるいはＴｉＷとＣｏＣｒＰｔ（コバルト
クロム白金合金）との積層膜のような硬磁性材料（ハ─
ドマグネット）で構成しても良い。

【００５４】これら磁区制御膜３０ａ，３０ｂの上に
は、ＴａとＡｕとの積層膜、ＴｉＷとＴａ（タンタル）
の積層膜、あるいはＴｉＮ（窒化チタン）とＴａの積層
膜などよりなるリード層３３ａ，３３ｂがそれぞれ設け
られており、磁区制御膜３０ａ，３０ｂを介して積層体
２０に電流を流すことができるようになっている。

【００５５】記録ヘッド部１ｂは、例えば、図３ないし
図５に示したように、上部シールド層１５の上に、Ａｌ
₂Ｏ₃などの絶縁膜よりなる厚さ０．１μｍ〜０．５μ
ｍの記録ギャップ層４１を有している。この記録ギャッ
プ層４１は、後述する薄膜コイル４３，４５の中心部に
対応する位置に開口部４１ａを有している。この記録ギ
ャップ層４１の上には、スロートハイトを決定する厚さ
１．０μｍ〜５．０μｍのフォトレジスト層４２を介し
て、厚さ１μｍ〜３μｍの薄膜コイル４３およびこれを
覆うフォトレジスト層４４がそれぞれ形成されている。
このフォトレジスト層４４の上には、厚さ１μｍ〜３μ
ｍの薄膜コイル４５およびこれを覆うフォトレジスト層
４６がそれぞれ形成されている。なお、本実施の形態で
は薄膜コイルが２層積層された例を示したが、薄膜コイ
ルの積層数は１層または３層以上であってもよい。

【００５６】記録ギャップ層４１およびフォトレジスト
層４２，４４，４６の上には、例えば、ＮｉＦｅまたは
ＦｅＮ（窒化鉄）などの高飽和磁束密度を有する磁性材
料よりなる厚さ約３μｍの上部磁極４７が形成されてい
る。この上部磁極４７は、薄膜コイル４３，４５の中心
部に対応して設けられた記録ギャップ層４１の開口部４
１ａを介して、上部シールド層１５と接触しており、磁
気的に連結している。この上部磁極４７の上には、図３
ないし図６では図示しないが、例えば、Ａｌ₂Ｏ₃より
なる厚さ２０μｍ〜３０μｍのオーバーコート層（図１
６におけるオーバーコート層４８）が全体を覆うように
形成されている。これにより、この記録ヘッド部１ｂ
は、薄膜コイル４３，４５に流れる電流によって下部磁
極である上部シールド層１５と上部磁極４７との間に磁
束を生じ、記録ギャップ層４１の近傍に生ずる磁束によ
って磁気記録媒体３を磁化し、情報を記録するようにな
っている。

【００５７】＜ＭＲ素子および薄膜磁気ヘッドの動作＞
次に、このように構成されたＭＲ素子１ｃおよび薄膜磁
気ヘッド１による再生動作について、図６および図７を
中心に参照して説明する。

【００５８】この薄膜磁気ヘッド１では、再生ヘッド部
１ａにより磁気記録媒体３に記録された情報を読み出
す。再生ヘッド部１ａでは、積層体２０の強磁性外側層
２４５と反強磁性層２５との界面での交換結合による交
換結合磁界により、強磁性外側層２４５の磁化Ｍｐｃの
向きは例えばｙ方向でエアベアリング面（図中符号Ｓで
示す）に向かう方向に固定されている。また、結合層２
４４を介した反強磁性交換結合作用により、強磁性内側
層２４２および強磁性層内層２４３の磁化Ｍｐの向きは
例えばｙ方向でエアベアリング面から離れる方向、すな
わち強磁性外側層２４５の磁化Ｍｐｃと反対方向に固定
されている。ちなみに、強磁性内側層２４２は強磁性層
内層２４３により第１の強磁性内側層２４２ａと第２の
強磁性内側層２４２ｂとに分割されているが、強磁性層
内層２４３は磁性を有しているので、第１の強磁性内側
層２４２ａおよび第２の強磁性内側層２４２ｂの磁化Ｍ
ｐは同方向に固定されている。

【００５９】また、磁区制御膜３０ａ，３０ｂの発生す
るバイアス磁界Ｈｂにより、軟磁性層２２の磁化Ｍｆは
バイアス磁界Ｈｂの方向（ここではｘ方向）に揃えられ
る。なお、バイアス磁界Ｈｂと強磁性内側層２４２およ
び強磁性層内層２４３の磁化Ｍｐの向きとは互いにほぼ
直交している。

【００６０】情報を読み出す際には、積層体２０に、リ
ード層３３ａ，３３ｂを通じて定常電流である検出電流
（センス電流）が例えばバイアス磁界Ｈｂの方向に流さ
れる。その際、電子ｅの多くは、電気抵抗が低い軟磁性
層２２から強磁性内側層２４２の間において非磁性層２
３を中心として移動する。但し、ここでは、強磁性層内
層２４３の電気抵抗が強磁性内側層２４２よりも大きく
なっているので、強磁性内側層２４２の第１の強磁性内
側層２４２ａから強磁性層内層２４３に移動しようとす
る電子ｅの殆どは、強磁性層内層２４３の表面で反射さ
れる。すなわち、電流は、主として軟磁性層２２，非磁
性層２３および第１の強磁性内側層２４２ａを流れる。

【００６１】図８は、軟磁性層２２，強磁性内側層２４
２，強磁性層内層２４３および強磁性外側層２４５の磁
化の向きをそれぞれ表すものである。磁気記録媒体３か
らの信号磁界３ａを受けると、軟磁性層２２における磁
化Ｍｆの向きが変化する。一方、強磁性外側層２４５の
磁化Ｍｐｃの向き、強磁性内側層２４２および強磁性層
内層２４３の磁化Ｍｐの向きは反強磁性層２５によりそ
れぞれ固定されているので、磁気記録媒体３からの信号
磁界３ａを受けても変化しない。

【００６２】軟磁性層２２における磁化Ｍｆの向きが変
化すると、積層体２０を流れる電流は、軟磁性層２２の
磁化Ｍｆの向きと強磁性内側層２４２および強磁性層内
層２４３の磁化Ｍｐの向きとの相対角度に応じた抵抗を
受ける。これは、非磁性層２３と軟磁性層２２および強
磁性層２４との界面における電子の散乱の度合いが軟磁
性層２２および強磁性層２４の磁化方向に依存するとい
う「スピン依存散乱」と呼ばれる現象によるものであ
る。この積層体２０の抵抗の変化量は電圧の変化量とし
て検出され、磁気記録媒体３に記録された情報が読み出
される。

【００６３】図９は、本実施の形態における信号磁界と
積層体２０との抵抗の関係を実データではなく模式的に
表すものである。なお、抵抗の最大値をＲｍａｘとし、
最小値をＲｍｉｎとすると、抵抗変化率は（Ｒｍａｘ−
Ｒｍｉｎ）／Ｒｍｉｎ×１００で表される。また、図
中、符号ｗで示すヒステリシスの幅は、軟磁性層２２の
保磁力Ｈｃの２倍に相当する。以下の説明において、
「軟磁性層の保磁力Ｈｃ」とは、信号磁界と積層体２０
の抵抗との関係を表す曲線（いわゆるＭＲ曲線）におけ
るヒステリシスの幅ｗの１／２と定義する。

【００６４】ここで、強磁性層内層２４３が設けられて
いなければ、積層体２０における電子ｅの主要な通路は
図７において矢印Ｂで示す範囲、つまり軟磁性層２２、
非磁性層２３、強磁性内側層２４２、結合層２４４およ
び強磁性外側層２４５である。これに対し、本実施の形
態では、強磁性内側層２４２の中に強磁性層内層２４３
が設けられているので、電子ｅの主な通路は図７におい
て矢印Ａで示す範囲、つまり軟磁性層２２、非磁性層２
３および第１の強磁性内側層２４２ａに狭められる。こ
れにより、電子ｅが非磁性層２３と軟磁性層２２および
強磁性内側層２４２との界面に集中し、スピン依存散乱
に寄与する電子数が増え、抵抗変化率が大きくなる。

【００６５】また、ここでは、結合層２４４を介して強
磁性内側層２４２と強磁性外側層２４５とを備えている
ので、強磁性層２４の作る磁界が軟磁性層２２に与える
影響を小さくできるようになっている。なお、強磁性層
２４の作る磁界が軟磁性層２２に大きな影響を与える場
合には、例えば図１０に示したように、ＭＲ曲線の線形
領域が信号磁界Ｈのプラス側あるいはマイナス側に大き
く偏ってしまう。この場合、信号磁界Ｈの変化する範囲
（−Ｈａ〜＋Ｈａ）にＭＲ曲線の非線形領域（飽和領
域）があるため、ＭＲ素子１ｃにおける出力電圧Ｖのプ
ラス側の出力とマイナス側の出力の対称性が悪くなる。

【００６６】ここで、ＭＲ素子１ｃの電圧出力Ｖは、薄
膜磁気ヘッド構造を作製して所定の検出電流（センス電
流）Ｉを流した場合に得られる図１１に示したような出
力波形において、０Ｖからピーク高さまでの出力として
求められる。なお、ピーク電圧Ｖ１，Ｖ２はプラス、マ
イナスの符号を持たない値（絶対値）とする。また、Ｍ
Ｒ素子１ｃの電圧出力の非対称性を評価するための定数
であるアシンメトリーＡｓｙｍは、以下の数１式により
定義される。

【数１】Ａｓｙｍ（％）＝（Ｖ１−Ｖ２）／（Ｖ１＋Ｖ
２）×１００

【００６７】これに対し、このＭＲ素子１ｃでは、強磁
性層２４が作る磁界の軟磁性層２２に与える影響が小さ
くなっているので、例えば図９に示したように、信号磁
界Ｈが零の時の抵抗値がＭＲ曲線における線形領域の中
央部の近くに位置するようになる。従って、ＭＲ素子１
ｃにおける出力電圧Ｖのプラス側の出力とマイナス側の
出力の対称性が高くなる。図１２は、本実施の形態に係
るＭＲ素子１ｃにおける抵抗曲線の実データを表すもの
である。このように、信号磁界Ｈが零の時の抵抗値はＭ
Ｒ曲線における線形領域のほぼ中央部に位置している。
なお、図１２に示したデータは、薄膜磁気ヘッドの状態
における測定データではなく、積層体２０の状態で測定
したものである。

【００６８】＜ＭＲ素子および薄膜磁気ヘッドの製造方
法＞続いて、図１３ないし図１８を参照して、ＭＲ素子
１ｃおよび薄膜磁気ヘッド１の製造方法について説明す
る。なお、図１３，図１７および図１８は、図４におけ
るＶ−Ｖ線に沿った断面構造を表している。また、図１
４ないし図１６は、図４におけるＶＩ−ＶＩ線に沿った
断面構造を表している。

【００６９】本実施の形態に係る製造方法では、まず、
図１３に示したように、例えば、Ａｌ₂Ｏ₃・ＴｉＣよ
りなる基体２ｄの一側面上に、スパッタリング法によ
り、Ａｌ₂Ｏ₃よりなる絶縁層１１を約２μｍ〜１０μ
ｍの厚さで堆積させる。次に、この絶縁層１１の上に、
例えば、めっき法により、磁性材料よりなる下部シール
ド層１２を１μｍ〜３μｍの厚さで形成する。続いて、
この下部シールド層１２の上に、例えば、スパッタリン
グ法により、Ａｌ₂Ｏ₃またはＡｌＮよりなる下部シー
ルドギャップ層１３を１０ｎｍ〜１００ｎｍの厚さで堆
積させる。そののち、この下部シールドギャップ層１３
の上に、積層体２０を形成する。

【００７０】ここで、積層体２０の形成工程について詳
説する。ここでは、まず、図１４（Ａ）に示したよう
に、下部シールドギャップ層１３の上に、例えば、スパ
ッタリング法により、下地層２１、下地層側層２２ｂ、
非磁性層側層２２ａ、非磁性層２３、第１の強磁性内側
層２４２ａをそれぞれ構成の欄で説明した材料を用いて
順次成膜する。なお、この工程は、例えば図示しない真
空チャンバの中で到達圧力１×１０^-10Ｔｏｒｒ〜１×
１０^-8Ｔｏｒｒ、成膜圧力１×１０^-5Ｔｏｒｒ〜１×１
０^-3Ｔｏｒｒ程度の真空のもとで行われる。

【００７１】次いで、例えば、図示しない真空チャンバ
内に酸素ガスおよび窒素ガスのうちの少なくとも一方を
導入し、真空度が０．０００１Ｔｏｒｒ〜７６０Ｔｏｒ
ｒ程度となるようにする。そののち、例えば、このまま
この酸素および窒素のうちの少なくとも一方を含む雰囲
気中に第１の強磁性内側層２４２ａの表面を０．０１分
〜６０分間さらす。これにより、例えば、図１４（Ｂ）
に示したように、第１の強磁性内側層２４２ａの表面が
酸化、窒化、または酸化および窒化され、良好な強磁性
層内層２４３が容易に成膜される。なお、この酸化，窒
化あるいは酸化窒化工程においては、真空チャンバ内の
真空度を０．００１Ｔｏｒｒ〜２００Ｔｏｒｒとすれば
より好ましく、第１の強磁性内側層２４２ａの表面をさ
らす時間を０．１分〜３０分間とすればより好ましい。
膜厚の制御を容易にすることができ、良好な強磁性層内
層２４３を容易に得ることができるからである。

【００７２】強磁性層内層２４３を形成したのち、図１
４（Ｃ）に示したように、例えば、図示しない真空チャ
ンバ内を再び減圧して高真空にし、スパッタリング法に
より、強磁性層内層２３の上に第２の強磁性内側層２４
２ｂ，結合層２４４，強磁性外側層２５，反強磁性層２
５および保護層２６をそれぞれ構成の欄で説明した材料
を用いて順次成膜する。その際、反強磁性層２５を非熱
処理系反強磁性材料により構成する場合には、例えば、
ｙ方向に磁場を印加した状態で反強磁性層２５を形成す
る。これにより、強磁性外側層２４５の磁化Ｍｐｃの方
向は、反強磁性層２５との交換結合によって印加磁場の
方向ｙに固定される。また、強磁性内側層２４２および
強磁性層内層２４３の磁化Ｍｐの方向は、強磁性外側層
２４５の磁化Ｍｐｃの方向と反対の方向に固定される。

【００７３】そののち、図１５（Ａ）に示したように、
例えば、保護層２６の上に、積層体２０の形成予定領域
に対応してフォトレジスト膜４０１を選択的に形成す
る。なお、このフォトレジスト膜４０１は、後述するリ
フトオフを容易に行うことができるように、例えば、保
護層２６との界面に溝を形成し、断面形状をＴ型とする
ことが好ましい。

【００７４】フォトレジスト膜４０１を形成したのち、
図１５（Ｂ）に示したように、例えば、イオンミリング
法により、フォトレジスト膜４０１をマスクとして保護
層２６，反強磁性層２５，強磁性層２４，非磁性層２
３，軟磁性緩衝層２３，軟磁性層２２および下地層２１
を順次エッチングし、選択的に除去する。これにより、
下地層２１から保護層２６までの各層がそれぞれ成形さ
れ、積層体２０が形成される。

【００７５】積層体２０を形成したのち、図１６（Ａ）
に示したように、例えば、スパッタリング法により、積
層体２０の両側に、磁区制御用強磁性膜３１ａ，３１ｂ
および磁区制御用反強磁性膜３２ａ，３２ｂをそれぞれ
順次形成する。その際、磁区制御用反強磁性膜３２ａ，
３２ｂを非熱処理系反強磁性材料により構成する場合に
は、例えば、ｘ方向に磁場を印加した状態で磁区制御用
反強磁性膜３２ａ，３２ｂをそれぞれ形成する。これに
より、磁区制御用強磁性膜３１ａ，３１ｂの磁化の方向
は、磁区制御用反強磁性膜３２ａ，３２ｂとの交換結合
によって印加磁場の方向ｘに固定される。

【００７６】なお、磁区制御用強磁性膜３１ａ，３１ｂ
と磁区制御用反強磁性膜３２ａ，３２ｂとを形成するの
に代えて、磁区制御膜３０ａ，３０ｂを、例えばスパッ
タリング法により、ＴｉＷとＣｏＰｔとの積層膜あるい
はＴｉＷとＣｏＣｒＰｔとの積層膜により形成するよう
にしても良い。

【００７７】磁区制御用強磁性膜３１ａ，３１ｂおよび
磁区制御用反強磁性膜３２ａ，３２ｂをそれぞれ形成し
たのち、同じく図１６（Ａ）に示したように、例えば、
スパッタリング法により、磁区制御用反強磁性膜３２
ａ，３２ｂの上に、リード層３３ａ，３３ｂをそれぞれ
形成する。そののち、例えば、リフトオフ処理によっ
て、フォトレジスト膜４０１とその上に積層されている
堆積物４０２（磁区制御用強磁性膜、磁区制御用反強磁
性膜およびリード層の各材料）を除去する。

【００７８】リフトオフ処理を行ったのち、図１６
（Ｂ）および図１７（Ａ）に示したように、例えば、ス
パッタリング法により、下部シールドギャップ層１３お
よび積層体２０を覆うように、ＡｌＮ等の絶縁膜からな
る上部シールドギャップ層１４を１０ｎｍ〜１００ｎｍ
程度の厚さで形成する。これにより、積層体２０は下部
シールドギャップ層１３と上部シールドギャップ層１４
との間に埋設される。そののち、上部シールドギャップ
層１４の上に、例えば、スパッタリング法により、磁性
材料よりなる上部シールド層１５を約１μｍ〜４μｍの
厚さで形成する。

【００７９】上部シールド層１５を形成したのち、図１
７（Ｂ）に示したように、例えば、スパッタリング法に
より、上部シールド層１５の上に、絶縁膜よりなる記録
ギャップ層４１を０．１μｍ〜０．５μｍの厚さで形成
し、この記録ギャップ層４１の上に、フォトレジスト層
４２を約１．０μｍ〜２．０μｍの膜厚で所定のパター
ンに形成する。フォトレジスト層４２を形成したのち、
このフォトレジスト層４２の上に、薄膜コイル４３を１
μｍ〜３μｍの膜厚で形成し、この薄膜コイル４３を覆
うようにフォトレジスト層４４を所定のパターンに形成
する。フォトレジスト層４４を形成したのち、このフォ
トレジスト層４４の上に、薄膜コイル４５を１μｍ〜３
μｍの膜厚で形成し、この薄膜コイル４５を覆うように
フォトレジスト層４６を所定のパターンに形成する。

【００８０】フォトレジスト層４６を形成したのち、図
１８（Ａ）に示したように、例えば、薄膜コイル４３，
４５の中心部に対応する位置において、記録ギャップ層
４１を部分的にエッチングし、磁路形成のための開口部
４１ａを形成する。そののち、例えば、記録ギャップ層
４１、開口部４１ａ、フォトレジスト層４２，４４，４
６を覆うように高飽和磁束密度を有する磁性材料よりな
る上部磁極４７を約３μｍの厚さで形成する。上部磁極
４７を形成したのち、例えば、この上部磁極４７をマス
クとして、イオンミリングにより、記録ギャップ層４１
および上部シールド層１５を選択的にエッチングする。
そののち、図１８（Ｂ）に示したように、上部磁極４７
の上に、アルミナよりなるオーバーコート層４８を２０
μｍ〜３０μｍの膜厚で形成する。

【００８１】オーバーコート層４８を形成したのち、例
えば、積層体２０の強磁性層２４および磁区制御用強磁
性膜３１ａ，３１ｂを熱処理系反強磁性材料によりそれ
ぞれ構成する場合には、それらの磁界の方向を固定する
ための反強磁性化処理を行う。具体的には、反強磁性層
２５と強磁性層２４とのブロッキング温度（界面で交換
結合が生じうる温度）が磁区制御用反強磁性膜３２ａ，
３２ｂと磁区制御用強磁性膜３１ａ，３１ｂとのブロッ
キング温度よりも高い場合には、磁界発生装置等を利用
して例えばｙ方向に磁場を印加した状態で、薄膜磁気ヘ
ッド１を反強磁性層２５と強磁性層２４とのブロッキン
グ温度まで加熱する。これにより、強磁性層２４の磁化
の方向は、反強磁性層２５との交換結合によって印加磁
場の方向ｙに固定される。続いて、薄膜磁気ヘッド１を
磁区制御用反強磁性膜３２ａ，３２ｂと磁区制御用強磁
性膜３１ａ，３１ｂとのブロッキング温度まで冷却し、
例えばｘ方向に磁場を印加する。これにより、磁区制御
用強磁性膜３１ａ，３１ｂの磁化の方向は、磁区制御用
反強磁性膜３２ａ，３２ｂとの交換結合によって印加磁
場の方向ｘにそれぞれ固定される。

【００８２】なお、反強磁性層２５と強磁性層２４との
ブロッキング温度が磁区制御用反強磁性膜３２ａ，３２
ｂと磁区制御用強磁性膜３１ａ，３１ｂとのブロッキン
グ温度よりも低い場合には、上の作業順序は逆になる。
また、反強磁性層２５および磁区制御用反強磁性膜３２
ａ，３２ｂを非熱処理系反強磁性材料により構成する場
合には、この熱処理を行う必要がない。更に、ここでは
オーバーコート層４８を形成したのちに反強磁性化のた
めの熱処理を行うようにしたが、強磁性層２４および反
強磁性層２５を成膜したのちオーバーコート層４８を形
成する前に行うようにしてもよく、また磁区制御膜３０
ａ，３０ｂを成膜したのちオーバーコート層４８を形成
する前に行うようにしてもよい。ちなみに、反強磁性層
２５と磁区制御用反強磁性層３２ａ，３２ｂとの反強磁
性材料の組み合わせは、熱処理系および非熱処理系のう
ちの組み合わせのいずれでもよい。

【００８３】最後に、例えば、スライダの機械加工によ
り、エアベアリング面を形成し、図３ないし図７に示し
た薄膜磁気ヘッド１が完成する。

【００８４】＜第１の実施の形態による効果＞このよう
に本実施の形態によれば、磁性を有し且つ強磁性内側層
２４２よりも大きな抵抗を有する強磁性層内層２４３を
強磁性層２４に含むようにしたので、電子ｅの通路を狭
い範囲に制限することができ、電子ｅを非磁性層２３と
軟磁性層２２および強磁性内側層２４２との界面に集中
させることができる。よって、スピン依存散乱に寄与す
る電子数が増え、抵抗変化率を大きくすることができ
る。従って、小さな信号磁界であっても検出が可能とな
り、例えば２０Ｇｂｉｔ／ｉｎｃｈ²を越える高密度磁
気記録への対応が可能となる。また、熱安定性も高く、
製造工程中に熱処理工程が含まれていても特性の劣化が
少なく、大きな抵抗変化率を得ることができる。

【００８５】また、結合層２４４を介して強磁性内側層
２４２と強磁性外側層２４５とを設けるとにより、強磁
性内側層２４２と強磁性外側層２４５との間に反強磁性
交換結合を生じさせ、強磁性内側層２４２の磁化Ｍｐと
強磁性外側層２４５の磁化Ｍｐｃとが互いに反対向きに
なるようにしたので、強磁性層２４の作る磁界が軟磁性
層２２に与える影響を小さくすることができる。よっ
て、出力電圧波形の非対称性を改善することができ、更
に、非対称性を０％に調整することが容易になる。

【００８６】更に、強磁性層内層２４３の厚さＴ_knを
０．５ｎｍ以上１．０ｎｍ以下とするようにすれば、第
１の強磁性内側層２４２ａと第２の強磁性内側層２４２
ｂとの磁気的な結合を弱めることなく、かつ耐熱性を低
下させることなく、電子の移動経路を効果的に制限する
ことができ、大きな抵抗変化率を得ることができる。

【００８７】加えて、非磁性層２３と強磁性層内層２４
３との間の距離Ｄ_k1を１．５ｎｍ以上３ｎｍ以下となる
ようにすれば、また、強磁性層内層２４３と結合層２４
４との間の距離Ｄ_k2に対する非磁性層２３と強磁性層内
層２４３との間の距離Ｄ_k1の比Ｄ_k1／Ｄ_k2、すなわち第
２の強磁性内側層２４２ｂの厚さＴ_ku2に対する第１の
強磁性内側層２４２ａの厚さＴ_ku1の比Ｔ_ku1／Ｔ_ku2
を１．２以上３以下となるようにすれば、電子ｅを狭い
範囲に集中させ過ぎることなく、効果的に電子ｅの移動
経路を制限することができ、より大きな抵抗変化率を得
ることができる。

【００８８】更にまた、強磁性層内層２４３が酸化物，
窒化物および酸化窒化物のうちの少なくとも１種を含む
ようにすれば、磁気的に安定させることができ、出力変
動を少なくすることができる。よって、安定した特性を
得ることができる。

【００８９】加えてまた、強磁性層内層２４３を、強磁
性内側層２４２と構成元素の一部が共通するように構成
すれば、例えば、強磁性内側層２４２の一部を酸化、窒
化あるいは酸化および窒化することにより、容易に良好
な強磁性層内層２４３を得ることができる。

【００９０】更にまた、第１の強磁性内側層２４２ａの
厚さＴ_ku1，第２の強磁性内側層２４２ｂの厚さＴ_ku2
および強磁性層内層２４３の厚さＴ_knの合計と、強磁性
外側層２４５の厚さＴ_ksとの間に１．２≦（Ｔ_ku1＋Ｔ
_ku2＋Ｔ_kn）／Ｔ_ks≦３の関係が成立するようにすれ
ば、強磁性外側層２４５と第２の強磁性内側層２４２ｂ
との磁気的な結合を弱めることなく、積層体２０の抵抗
変化率を大きくすることができる。

【００９１】更にまた、第１の強磁性内側層２４２ａ、
強磁性層内層２４３、第２の強磁性内側層２４２ｂ、結
合層２４４および強磁性外側層２４５が、非磁性層２３
の側からこの順で配置されているので、電子の移動経路
を効果的に制限することができ、従って抵抗変化率をさ
らに大きくすることができる。

【００９２】［第１の実施の形態の変形例］図１９を参
照して、第１の実施の形態に関する変形例について説明
する。この変形例は、積層体５０の軟磁性層５２に互い
に反対向きの２つの磁化が併存するように構成したこと
を除き、第１の実施の形態と同一の構成を有している。
よって、ここでは、同一の構成要素には同一の符号を付
し、その詳細な説明を省略する。

【００９３】図１９は、変形例における積層体５０の構
成を表すものである。この積層体５０の軟磁性層５２
は、軟磁性内側層５２２、結合層５２４および軟磁性外
側層５２５が非磁性層２３の側からこの順に配置された
構造を有している。軟磁性内側層５２２は、非磁性層２
３の側に位置する非磁性層側層５２２ａと、結合層５２
４の側に位置する結合層側層５２２ｂとの２層から構成
されている。これら非磁性層側層５２２ａと結合層側層
５２２ｂとは、構成する材料または組成が互いに異なっ
ている。このうち非磁性層側層５２２ａは、第１の実施
の形態における非磁性層側層２２ａに対応しており、非
磁性層側層２２ａと同一の構成を有している。結合層側
層５２２ｂは、軟磁性外側層５２５と共に、第１の実施
の形態における下地層側層２２ｂに対応しており、下地
層側層２２ｂと同一の材料により構成され、結合層側層
５２２ｂと軟磁性外側層５２５とを合わせた厚さが下地
層側層２２ｂの厚さと同一になっている。

【００９４】結合層５２４は、軟磁性内側層５２２と軟
磁性外側層５２５との間に反強磁性交換結合を生じさ
せ、軟磁性内側層５２２の磁化Ｍｆと軟磁性外側層５２
５の磁化Ｍｆｃとを互いに反対向きにするためのもので
あり、強磁性層２４の結合層２４４と同一の構成を有し
ている。この変形例では、このように軟磁性内側層５２
２の磁化Ｍｆと軟磁性外側層５２５の磁化Ｍｆｃとを互
いに反対向きにすることにより、軟磁性層５２の実効厚
を薄くして、積層体５０の抵抗変化率を大きくすること
ができるようになっている。

【００９５】なお、軟磁性内側層５２２の厚さＴ_nu、す
なわち非磁性層側層５２２ａの厚さＴ_nuaと結合層側層
５２２ｂの厚さＴ_nubとの合計と、軟磁性外側層５２５
の厚さＴ_nsとの間には、０．４≦Ｔ_ns／Ｔ_nu≦０．８の
関係が成立することが好ましい。０．４よりも小さいと
軟磁性層５２の実効厚を十分に薄くすることができず、
大きな抵抗変化率を得ることができないからであり、
０．８よりも大きいと軟磁性層５２の厚さが厚くなり、
抵抗変化率を十分に大きくすることができないからであ
る。

【００９６】この変形例では、磁気記録媒体３からの信
号磁界を受けると、軟磁性内側層５２２の磁化Ｍｆの向
きおよび軟磁性外側層５２５の磁化Ｍｆｃの向きが一体
的に変化し、積層体５０を流れる電流は軟磁性内側層５
２２の磁化Ｍｆの向きと強磁性内側層２４２および強磁
性層内層２４３の磁化Ｍｐの向きとの相対角度に応じた
抵抗を受けることを除き、第１の実施の形態と同様に動
作する。また、この変形例は、第１の実施の形態と同様
にして製造することができる。

【００９７】このようにこの変形例によれば、第１の実
施の形態において説明した効果に加えて、軟磁性層５２
に互いに反対向きの２つの磁化が併存するようにしたの
で、軟磁性層５２の実効厚を薄くすることができ、抵抗
変化率をより大きくすることができる。

【００９８】［第２の実施の形態］更に、本発明の第２
の実施の形態について図面を参照して説明する。本実施
の形態は、積層体６０の構成が異なることを除き、第１
の実施の形態と同一の構成を有している。よって、ここ
では、同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細
な説明を省略する。

【００９９】図２０は、本実施の形態における積層体６
０の構成を表すものである。この積層体６０は、軟磁性
層６２および強磁性層６４の構成がそれぞれ異なること
を除き、第１の実施の形態の積層体２０と同一の構成を
有している。軟磁性層６２は、非磁性層側層６２２ａ，
層内層側層６２２ｂ，軟磁性層内層６２３，第２の軟磁
性内側層６２２ｃ，結合層６２４および軟磁性外側層６
２５が非磁性層２３の側からこの順に配置された構造を
有している。このうち非磁性層側層６２２ａおよび層内
層側層６２２ｂは第１の軟磁性内側層を構成し、第２の
軟磁性内側層６２２ｃと共に、軟磁性内側層６２２を構
成している。すなわち、この軟磁性層６２は、軟磁性内
側層６２２と、軟磁性外側層６２５と、これらに挟まれ
た結合層６２４とを有すると共に、軟磁性内側層６２２
は、軟磁性層内層６２３により、非磁性層２３の側に位
置する第１の軟磁性内側層と、結合層６２４の側に位置
する第２の軟磁性内側層６２２ｃとに分割されている。

【０１００】なお、本実施の形態における第１の軟磁性
内側層（非磁性層側層６２２ａおよび層内層側層６２２
ｂ）は、本発明における「第１の軟磁性層」の一具体例
に対応し、第２の軟磁性内側層６２２ｃは、本発明にお
ける「第２の軟磁性層」の一具体例に対応し、軟磁性外
側層６２５は、本発明における「第３の軟磁性層」の一
具体例に対応している。また、軟磁性層内層６２３は、
本発明における「磁性中間層」の一具体例に対応し、結
合層６２４は、本発明における「非磁性中間層」の一具
体例に対応している。

【０１０１】非磁性層側層６２２ａは、第１の実施の形
態における非磁性層側層２２ａに対応するものであり、
第１の実施の形態における非磁性層側層２２ａと同一の
構成を有している。層内層側層６２２ｂ，第２の軟磁性
内側層６２２ｃおよび軟磁性外側層６２５は、第１の実
施の形態における下地層側層２２ｂに対応するものであ
り、第１の実施の形態における下地層側層２２ｂと同一
の材料によりそれぞれ構成され、それらを合わせた厚さ
が下地層側層２２ｂの厚さと同一になっている。

【０１０２】軟磁性層内層６２３は、第１の実施の形態
における強磁性層内層２４３と同様に、検出電流が積層
体６０を流れる際に、電子ｅの少なくとも一部を反射し
て電子ｅの移動する経路を制限することにより、積層体
６０の抵抗変化率を大きくするためのものである。この
軟磁性層内層６２３は、磁性を有し且つ軟磁性内側層６
２２よりも大きな電気抵抗を有するように構成されてい
る。このように軟磁性層内層６２３が磁気を有すること
により、非磁性層側層６２２ａ，層内層側層６２２ｂお
よび第２の軟磁性内側層６２２ｃは磁気的に互いに結合
されている。

【０１０３】この軟磁性層内層６２３は、また、軟磁性
内側層６２２を構成する材料よりも大きな電気抵抗を有
する材料により構成されており、例えば、第１の実施の
形態における強磁性層内層２４３と同様に、酸化物，窒
化物および酸化窒化物のうちの少なくとも１種を含むこ
とが好ましい。また、この軟磁性層内層６２３は、例え
ば、第２の軟磁性内側層６２２ｃと構成元素の一部が共
通していることが好ましく、具体的には、Ｎｉ，Ｃｏ，
Ｆｅ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｒｈ，ＭｏおよびＮｂからなる群の
うちの少なくともＮｉと、ＯおよびＮからなる群のうち
の少なくとも１種とを含むことが好ましい。例えば、第
２の軟磁性内側層６２２ｃの一部を酸化、窒化あるいは
酸化窒化することにより、良好な軟磁性層内層６２３を
容易に得ることができるからである。

【０１０４】軟磁性層内層６２３の厚さＴ_nnは、例え
ば、第１の実施の形態における強磁性層内層２４３と同
様に、０．５ｎｍ以上１．０ｎｍ以下であることが好ま
しい。厚すぎると非磁性層側層６２２ａおよび層内層側
層６２２ｂと第２の軟磁性内側層６２２ｃとの磁気的な
結合が弱くなると共に、耐熱性も大きく低下してしま
い、大きな抵抗変化率を得ることができず、薄すぎると
電子ｅの移動経路を十分に制限することができず、大き
な抵抗変化率を得ることができないからである。

【０１０５】軟磁性層内層６２３の位置、例えば、軟磁
性層内層６２３と結合層６２４との間の距離Ｄ_n2に対す
る非磁性層２３と軟磁性層内層６２３との間の距離Ｄ_n1
の比Ｄ_n1／Ｄ_n2は、１．２≦Ｄ_n1／Ｄ_n2≦３の範囲内で
あることが好ましい。すなわち、本実施の形態では、非
磁性層２３と軟磁性層内層６２３との間の距離Ｄ_n1は非
磁性層側層６２２ａの厚さＴ_nuaと層内層側層６２２ｂ
の厚さＴ_nubとを加算した第１の軟磁性内側層の厚さＴ
_nu1と等しく、軟磁性層内層６２３と結合層６２４との
間の距離Ｄ_n2は第２の軟磁性内側層６２２ｃの厚さＴ
_nu2と等しいので、第１の強磁性内側層の厚さＴ_nu1と
第２の軟磁性内側層６２２ｃの厚さＴ_nu2との間には、
１．２≦Ｔ_nu1／Ｔ_nu2≦３の関係が成立することが好
ましい。軟磁性層内層６２３の位置を具体的な数値で表
すと、非磁性層２３と軟磁性層内層６２３との間の距離
Ｄ_n1は、１．５ｎｍ以上３．０ｎｍ以下の範囲内である
ことが好ましい。距離Ｄ_n1がこれらの範囲よりも長い場
合には、電子ｅの移動経路を制限する効果を十分に得る
ことができず、大きな抵抗変化率を得られないからであ
り、距離Ｄ_n1がこれらの範囲よりも短い場合には、電子
ｅが狭い範囲に集中し過ぎてしまい、電子ｅの受ける磁
気が散乱し抵抗変化率が低下してしまうからである。

【０１０６】また、軟磁性層内層６２３と結合層６２４
との間の距離Ｄ_n2は、０．８ｎｍ以上２．０ｎｍ以下の
範囲内であることが好ましい。距離Ｄ_n2がこれらの範囲
よりも短い場合には、第１の軟磁性内側層と第２の軟磁
性内側層６２２ｃとの磁気的な結合および後述する第２
の軟磁性内側層６２２ｃと軟磁性外側層６２５の磁気的
な結合が弱くなると共に、耐熱性も大きく低下してしま
い、大きな抵抗変化率を得ることができないからであ
り、また、距離Ｄ_n2がこれらの範囲よりも長い場合にも
大きな抵抗変化率を得ることができないからである。

【０１０７】結合層６２４は、軟磁性内側層６２２と軟
磁性外側層６２５との間に反強磁性交換結合を生じさ
せ、軟磁性内側層６２２および軟磁性層内層６２３の磁
化Ｍｆと軟磁性外側層６２５の磁化Ｍｆｃとを互いに反
対向きにするためのものであり、第１の実施の形態にお
いて説明した強磁性層２４の結合層２４４と同一の構成
を有している。本実施例では、このように軟磁性内側層
６２２および軟磁性層内層６２３の磁化Ｍｆと軟磁性外
側層６２５の磁化Ｍｆｃとを互いに反対向きにすること
により、軟磁性層６２の実効厚を薄くして、積層体６０
の抵抗変化率を大きくすることができるようになってい
る。

【０１０８】なお、第１の軟磁性内側層の厚さＴ
_nu1（すなわち非磁性層側層６２２ａの厚さＴ_nuaと層
内層側層６２２ｂの厚さＴ_nubとを加算したもの）と、
軟磁性層内層６２３の厚さＴ_nnと、第２の軟磁性内側層
６２２ｃの厚さＴ_nu2との合計と、軟磁性外側層６２５
の厚さＴ_nsとの間には、０．３５≦Ｔ_ns／（Ｔ_nu1＋Ｔ
_nu＋Ｔ_nu2）≦０．７０の関係が成立することが好まし
い。０．３５よりも小さいと軟磁性層６２の実効厚を十
分に薄くすることができず、大きな抵抗変化率を得るこ
とができないからであり、０．７０よりも大きいと軟磁
性層６２の厚さが厚くなり、抵抗変化率を十分に大きく
することができないからである。

【０１０９】強磁性層６４は、第１の実施の形態におけ
る強磁性層内層２４３が削除され、強磁性内側層６４２
が分割されていないことを除き、第１の実施の形態にお
ける強磁性層２４と同一の構成を有している。強磁性内
側層６４２の厚さＴ_kuと、強磁性外側層２４５の厚さＴ
_ksとの間には、１．２≦Ｔ_ku／Ｔ_ks≦３の関係が成立す
ることが好ましい。１．２よりも小さいと強磁性層６４
の厚さが厚くなり、抵抗変化率を十分に大きくすること
ができず、３よりも大きいと強磁性外側層２４５と強磁
性内側層６４２との磁気的な結合が弱くなり、強磁性内
側層６４２の磁化Ｍｐの向きが安定して固定されず、大
きな抵抗変化率を得られないからである。

【０１１０】この積層体６０は、第１の実施の形態と同
様にして製造することができる。その際、例えば、第１
の実施の形態における強磁性層内層２４３と同様にして
軟磁性層内層６２３を成膜する。すなわち、第２の軟磁
性内側層６２２ｃを成膜したのち、図示しない真空チャ
ンバ内に酸素ガスおよび窒素ガスの少なくとも一方を導
入して、酸素および窒素のうちの少なくとも一方を含む
雰囲気中に第２の軟磁性内側層６２２ｃの表面をさら
し、第２の軟磁性内側層６２２ｃの表面を酸化あるいは
窒化あるいは酸化および窒化することにより軟磁性層内
層６２３を成膜する。

【０１１１】また、本実施の形態では、第１の実施の形
態と同様にして、磁気記録媒体に記録された情報を読み
出す。但し、ここでは、軟磁性内側層６２２の中にこの
軟磁性内側層６２２よりも大きな電気抵抗を有する軟磁
性層内層６２３が設けられているので、検出電流が積層
体６０を流れる際に、軟磁性内側層６２２から軟磁性層
内層６２３に移動しようとする電子ｅの少なくとも一部
は、軟磁性層内層６２３の表面で反射される。これによ
り、電子ｅの通路が狭められ、第１の実施の形態と同様
に、積層体６０の抵抗変化率が大きくなる。ここでは、
また、結合層６２４を介して軟磁性内側層６２２と軟磁
性外側層６２５とを備えているので、軟磁性層６２の実
効厚が薄くなり、抵抗変化率が大きくなる。

【０１１２】このように本実施の形態によれば、磁性を
有し且つ軟磁性内側層６２２よりも大きな電気抵抗を有
する軟磁性層内層６２３を軟磁性層６２に含むようにし
たので、電子ｅの通路を狭い範囲に制限することがで
き、抵抗変化率を大きくすることができる。また、熱安
定性も高く、製造工程中に熱処理工程が含まれていても
特性の劣化が少なく、大きな抵抗変化率を得ることがで
きる。

【０１１３】また、結合層６２４を介して軟磁性内側層
６２２と軟磁性外側層６２５とを設けるとにより、軟磁
性内側層６２２と軟磁性外側層６２５との間に反強磁性
交換結合を生じさせ、軟磁性内側層６２２の磁化Ｍｐと
軟磁性外側層６２５の磁化Ｍｐｃとが互いに反対向きに
なるようにしたので、軟磁性層６２の実効厚を薄くする
ことができ、抵抗変化率をより大きくすることができ
る。

【０１１４】更に、軟磁性層内層６２３の厚さＴ_nnを
０．５ｎｍ以上１．０ｎｍ以下とするようにすれば、第
１の軟磁性内側層と第２の軟磁性内側層６２２ｃとの磁
気的な結合を弱めることなく、かつ耐熱性を低下させる
ことなく、電子の移動経路を効果的に制限することがで
き、大きな抵抗変化率を得ることができる。

【０１１５】加えて、非磁性層２３と軟磁性層内層６２
３との間の距離Ｄ_n1を１．５ｎｍ以上３ｎｍ以下となる
ようにすれば、また、軟磁性層内層６２３と結合層６２
４との間の距離Ｄ_n2に対する非磁性層２３と軟磁性層内
層６２３との間の距離Ｄ_n1の比Ｄ_n1／Ｄ_n2、すなわち第
２の軟磁性内側層６２２ｃの厚さＴ_nu2に対する第１の
強磁性内側層の厚さＴ_nu1の比Ｔ_nu1／Ｔ_nu2を１．２
以上３以下となるようにすれば、電子ｅを狭い範囲に集
中させ過ぎることなく、効果的に電子ｅの移動経路を制
限することができ、より大きな抵抗変化率を得ることが
できる。

【０１１６】更にまた、軟磁性層内層６２３と結合層６
２４との間の距離Ｄ_n2を０．８ｎｍ以上２．０ｎｍ以下
とするようにすれば、第１の軟磁性内側層と第２の軟磁
性内側層６２２ｃとの磁気的な結合および第２の軟磁性
内側層６２２ｃと軟磁性外側層６２５の磁気的な結合を
弱くすることなく、かつ耐熱性を低下させることなく、
大きな抵抗変化率を得ることができる。

【０１１７】加えてまた、軟磁性層内層６２３が酸化
物，窒化物および酸化窒化物のうちの少なくとも１種を
含むようにすれば、磁気的に安定させることができ、出
力変動を少なくすることができる。よって、安定した特
性を得ることができる。

【０１１８】更にまた、軟磁性層内層６２３について軟
磁性内側層６２２と構成元素の一部が共通するように構
成すれば、例えば、軟磁性内側層６２２の一部を酸化、
窒化あるいは酸化および窒化することにより、容易に良
好な軟磁性層内層６２３を得ることができる。

【０１１９】加えてまた、第１の軟磁性内側層の厚さＴ
_nu1，軟磁性層内層６２３の厚さＴ_nnおよび第２の軟磁
性内側層６２２ｃの厚さＴ_nu2の合計と、軟磁性外側層
６２５の厚さＴ_nsとの間に０．３５≦Ｔ_ns／（Ｔ_nu1＋
Ｔ_nu＋Ｔ_nu2）≦０．７０の関係が成立するようにすれ
ば、軟磁性層６２の実効厚を効果的に薄くすることがで
き、より大きな抵抗変化率を得ることができる。

【０１２０】更にまた、結合層２４４を介して強磁性内
側層６４２と強磁性外側層２４５とを設けるとにより、
強磁性内側層６４２と強磁性外側層２４５との間に反強
磁性交換結合を生じさせ、強磁性内側層６４２の磁化Ｍ
ｐと強磁性外側層２４５の磁化Ｍｐｃとが互いに反対向
きになるようにしたので、第１の実施の形態と同様に、
強磁性層６４の作る磁界が軟磁性層６２に与える影響を
小さくすることができる。よって、出力電圧波形の非対
称性を改善することができ、零点調節が容易となる。

【０１２１】加えてまた、強磁性内側層６４２の厚さＴ
_kuと、強磁性外側層２４５の厚さＴ_ksとの間に１．２≦
Ｔ_ku／Ｔ_ks≦３の関係が成立するようにすれば、強磁性
外側層２４５と強磁性内側層６４２との磁気的な結合を
弱めることなく、抵抗変化率を大きくすることができ
る。

【０１２２】更にまた、第１の軟磁性内側層、軟磁性層
内層６２３、第２の軟磁性内側層６２２ｃ、結合層２４
４および軟磁性外側層６２５を、非磁性層２３の側から
この順で配置するようにすれば、電子の移動経路を特に
狭い範囲に制限することができ、従って抵抗変化率をさ
らに大きくすることができる。

【０１２３】［第３の実施の形態］加えて、本発明の第
３の実施の形態について図面を参照して説明する。本実
施の形態は、積層体７０の構成が異なることを除き、第
１の実施の形態と同一の構成を有している。よって、こ
こでは、同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳
細な説明を省略する。

【０１２４】図２１は、本実施の形態における積層体７
０の構成を表すものである。この積層体７０は、軟磁性
層７２の構成が異なることを除き、第１の実施の形態に
おける積層体２０と同一の構成を有している。なお、こ
の軟磁性層７２は、第２の実施の形態における軟磁性層
６２と同一の構成を有するものである。すなわち、本実
施の形態では、検出電流が積層体７０を流れる際に、電
子ｅの経路が軟磁性層内層７２３と強磁性層内層２４３
とによりそれぞれ狭められることにより、積層体７０の
抵抗変化率が大きくなるようになっている。また、結合
層２４４を介して強磁性内側層２４２と強磁性外側層２
４５とが設けられることにより、強磁性層２４の作る磁
界が軟磁性層７２に与える影響を小さくできるようにな
っている。更に、結合層７２４を介して軟磁性内側層７
２２と軟磁性外側層７２５とが設けられることにより、
軟磁性層７２の実効厚を薄くし、抵抗変化率を大きくで
きるようになっている。

【０１２５】このように本実施の形態によれば、軟磁性
層７２に軟磁性層内層７２３を含むようにすると共に、
強磁性層２４に強磁性層内層２４３を含むようにしたの
で、第１の実施の形態および第２の実施の形態よりも、
更に大きな抵抗変化率を得ることができる。

【０１２６】

【実施例】また、本発明の具体的な実施例について詳細
に説明する。

【０１２７】［実施例１−１〜１−９］実施例１−１〜
１−９として、絶縁性基板の上に、図７に示したよう
に、下地層２１，下地層側層２２ｂ，非磁性層側層２２
ａ，非磁性層２３，第１の強磁性内側層２４２ａ，強磁
性層内層２４３，第２の強磁性内側層２４２ｂ，結合層
２４４，強磁性外側層２４５，反強磁性層２５および保
護層２６を順次積層した積層体２０をそれぞれ作製し
た。その際、強磁性層内層２４３以外の各層の成膜はス
パッタリング法によりそれぞれ行い、強磁性層内層２４
３の成膜は第１の強磁性内側層２４２ａの表面を酸化す
ることによりそれぞれ行った。

【０１２８】また、下地層２１の成膜にはＴａをそれぞ
れ用い、厚さはそれぞれ３ｎｍとした。下地層側層２２
ｂの成膜にはそれぞれＮｉＦｅを用い、厚さはそれぞれ
２ｎｍとした。非磁性層側層２２ａの成膜にはそれぞれ
ＣｏＦｅを用い、厚さはそれぞれ２ｎｍとした。非磁性
層２３の成膜にはそれぞれＣｕを用い、厚さはそれぞれ
２．４ｎｍとした。第１の強磁性内側層２４２ａの成膜
には表１に示した材料をそれぞれ用い、表面を酸化して
強磁性層内層２４３を成膜したあとの厚さＴ_ku1がそれ
ぞれ１．７ｎｍとなるようにした。強磁性層内層２４３
の厚さＴ_knはそれぞれ表１に示したように変化させた。
第２の強磁性内側層２４２ｂの成膜には表１に示した材
料をそれぞれ用い、厚さＴ_ku2はそれぞれ９ｎｍとし
た。結合層２４４の成膜にはそれぞれＲｕを用い、厚さ
Ｔ_kkはそれぞれ表１に示したように変化させた。反強磁
性層２５の成膜にはＲｕＲｈＭｎをそれぞれ用い、厚さ
は１１ｎｍとした。なお、反強磁性層２５の形成には非
熱処理系反強磁性材料を用いるようにしたので、磁場を
印加しながらそれぞれ成膜するようにした。保護層２６
の成膜にはＴａをそれぞれ用い、厚さはそれぞれ３ｎｍ
とした。

【０１２９】

【表１】

【０１３０】すなわち、実施例１−１〜１−９は、強磁
性層内層２４３の厚さＴ_knあるいは結合層２４４の厚さ
Ｔ_kkを変え、または第１の強磁性内側層２４２ａ，第２
の強磁性内側層２４２ｂおよび強磁性外側層２４５の材
料を変えたものである。ちなみに、実施例１−１〜１−
９における強磁性外側層２４５の厚さＴ_ksに対する第１
の強磁性内側層２４２ａの厚さＴ_ku1と強磁性層内層２
４３の厚さＴ_knと第２の強磁性内側層２４２ｂの厚さＴ
_ku2とを加算した値の比（Ｔ_ku1＋Ｔ_kn＋Ｔ_ku2）／Ｔ
_ks、および結合層２４４と強磁性層内層２４３との間の
距離Ｄ_k2に対する非磁性層２３と強磁性層内層２４３と
の間の距離Ｄ_k1の比Ｄ_k1／Ｄ_k2（すなわち第２の強磁性
内側層２４２ｂの厚さＴ_ku2に対する第１の強磁性内側
層２４２ａの厚さＴ_ku1の比Ｔ_ku1／Ｔ_ku2）はそれぞ
れ表１に示した通りである。

【０１３１】積層体２０を作製したのち、強磁性層２４
の磁化方向を安定させるために２５０℃における熱処理
を１時間それぞれ行った。１時間の熱処理を行ったの
ち、積層体２０に電流を流しつつ磁界を与えてその特性
をそれぞれ調べた。それらの結果を表２にそれぞれ示
す。そののち、更に２５０℃における熱処理を５時間そ
れぞれ行い、５時間の熱処理後の特性についても同様に
してそれぞれ調べた。それらの結果も表２にそれぞれ示
す。また、その磁化の相対性から強磁性層内層２４３の
厚さＴ_knを算出したところ、ほぼ表１に示した通りであ
ることがそれぞれ確認された。更に、透過型電子顕微鏡
（ＴＥＭ；Transmission Electron Microscope）により
強磁性層内層２４３の厚さＴ_knを観察したところ、同様
にほぼ表１に示した通りであることがそれぞれ確認され
た。

【０１３２】

【表２】

【０１３３】本実施例に対する比較例１−１として、強
磁性層内層および結合層をそれぞれ形成しないことを除
き、実施例１−１〜１−７と同一の条件で積層体を作製
した。また、比較例１−２として、強磁性層内層を形成
せず、結合層の厚さを０．８ｎｍとしたことを除き、実
施例１−１〜１−７と同一の条件で積層体を作製した。
これらの比較例１−１，１−２についても、本実施例と
同様にしてその特性をそれぞれ調べた。それらの結果も
表２にそれぞれ合わせて示す。

【０１３４】表２から分かるように、本実施例によれ
ば、１時間の熱処理後も更に５時間の熱処理後も共に、
比較例よりも大きな抵抗変化率および抵抗変化量ΔＲを
それぞれ得ることができた。また、本実施例の中でも、
強磁性層内層２４３の厚さＴ_knを０．５ｎｍ以上１．０
ｎｍ以下とした実施例１−２〜１−６，１−８および１
−９については、１時間の熱処理後で１０％を超える大
きな抵抗変化率がそれぞれ得られ、更に５時間の熱処理
後で１１％を超える大きな抵抗変化率がそれぞれ得られ
た。更に、抵抗変化量についても、５時間の熱処理後で
０．３２Ωを超える大きな値がそれぞれ得られた。ちな
みに、比較例１−１では５時間の熱処理後で０．２０
Ω、比較例１−２でも０．２２Ωしか得られていない。
結合層２４４の厚さＴ_kkが同一の実施例１−３と比較例
１−２とを比較すると、実施例１−３の方が５時間の熱
処理後の抵抗変化率で５５％、抵抗変化量ΔＲで４５％
も特性が向上していた。

【０１３５】すなわち、強磁性層２４に強磁性層内層２
４３を設けるようにすれば、抵抗変化率および抵抗変化
量ΔＲを大きくできることが分かった。特に、強磁性層
内層２４３の厚さＴ_knを０．５ｎｍ以上１．０ｎｍ以下
とすれば、より大きな抵抗変化率および抵抗変化量ΔＲ
をそれぞれ得られることが分かった。

【０１３６】［実施例２−１〜２−１１］実施例２−１
〜２−１１として、強磁性層内層２４３の厚さＴ_knを
０．６ｎｍ、結合層２４４の厚さＴ_kkを０．８ｎｍとす
ると共に、第１の強磁性内側層２４２ａの厚さＴ_ku1，
第２の強磁性内側層２４２ｂの厚さＴ_ku2および強磁性
外側層２４５の厚さＴ_ksを表３に示したようにそれぞれ
変化させ、反強磁性層２５の厚さを１０ｎｍとしたこと
を除き、実施例１−６と同一の条件で積層体２０をそれ
ぞれ作製した。すなわち、実施例２−１〜２−１１は、
強磁性層内層２４３および結合層２４４の位置をそれぞ
れ変化させたものである。作製した積層体２０における
強磁性外側層２４５の厚さＴ_ksに対する第１の強磁性内
側層２４２ａの厚さＴ_ku1と強磁性層内層２４３の厚さ
Ｔ_knと第２の強磁性内側層２４２ｂの厚さＴ_ku2とを加
算した値の比（Ｔ_ku1＋Ｔ_kn＋Ｔ_ku2）／Ｔ_ks、および
結合層２４４と強磁性層内層２４３との間の距離Ｄ_k2に
対する非磁性層２３と強磁性層内層２４３との間の距離
Ｄ_k1の比Ｄ_k1／Ｄ_k2（すなわちＴ_ku1／Ｔ_ku2）は、そ
れぞれ表３に示した通りである。これらの積層体２０に
ついても、実施例１−６と同様にしてその特性をそれぞ
れ調べた。それらの結果を表４にそれぞれ示す。

【０１３７】

【表３】

【０１３８】

【表４】

【０１３９】表４から分かるように、本実施例によれ
ば、１時間の熱処理後も更に５時間の熱処理後も共に、
表１および表２に示した比較例１−１，１−２よりも大
きな抵抗変化率および抵抗変化量ΔＲをそれぞれ得るこ
とができた。特に、（Ｔ_ku1＋Ｔ_kn＋Ｔ_ku2）／Ｔ_ksが
１．２以上３．０以下の実施例２−１〜２−７について
は、（Ｔ_ku1＋Ｔ_kn＋Ｔ_ku2）／Ｔ_ksが１．２未満の実
施例２−８および３よりも大きい実施例２−９に比べて
大きな抵抗変化率および抵抗変化量ΔＲをそれぞれ得る
ことができた。また、第１の強磁性内側層２４２ａの厚
さＴ_ku1（すなわち、非磁性層２３と強磁性層内層２４
３との間の距離Ｄ_k1）が１．５ｎｍ以上である実施例２
−１〜２−７については、Ｔ_ku1（Ｄ_k1）が１．５ｎｍ
未満である実施例２−９に比べて大きな抵抗変化率およ
び抵抗変化量ΔＲをそれぞれ得ることができた。更に、
Ｄ_k1／Ｄ_k2が１．２以上３．０以下の実施例２−１〜２
−７については、Ｄ_k1／Ｄ_k2が１．２未満の実施例２−
１０および３よりも大きい実施例２−１１に比べて大き
な抵抗変化率および抵抗変化量ΔＲをそれぞれ得ること
ができた。

【０１４０】（すなわち、（Ｔ_ku1＋Ｔ_kn＋Ｔ_ku2）／
Ｔ_ksが１．２以上３．０以下となるように結合層２４４
の位置を調節すれば、より大きな抵抗変化率および抵抗
変化量ΔＲが得られることが分かった。また、Ｄ_k1／Ｄ
_k2（すなわちＴ_ku1／Ｔ_ku2）が１．２以上３．０以下
となるように強磁性層内層２４３の位置を調節すれば、
より大きな抵抗変化率および抵抗変化量ΔＲが得られる
ことが分かった。更に、非磁性層２３と強磁性層内層２
４３との間の距離Ｄ_k1を１．５ｎｍ以上とすれば、より
大きな抵抗変化率および抵抗変化量ΔＲが得られること
が分かった。

【０１４１】［実施例３−１〜３−８］実施例３−１〜
３−８として、絶縁性基板の上に、図２０に示したよう
に、下地層２１，軟磁性外側層６２５，結合層６２４，
第２の軟磁性内側層６２２ｃ，軟磁性層内層６２３，層
内層側層６２２ｂ，非磁性層側層６２２ａ，非磁性層２
３，強磁性内側層２４２，結合層２４４，強磁性外側層
２４５，反強磁性層２５および保護層２６を順次積層し
た積層体６０をそれぞれ作製した。その際、軟磁性層内
層６２３以外の各層の成膜はスパッタリング法によりそ
れぞれ行い、軟磁性層内層６２３の成膜は第２の軟磁性
内側層６２２ｃの表面を酸化することによりそれぞれ行
った。

【０１４２】また、下地層２１の成膜にはＴａをそれぞ
れ用い、厚さはそれぞれ３ｎｍとした。軟磁性外側層６
２５の成膜にはＮｉＦｅをそれぞれ用い、厚さＴ_nsは表
５に示したようにそれぞれ変化させた。結合層６２４の
成膜にはＲｕをそれぞれ用い、厚さＴ_nkはそれぞれ０．
８ｎｍとした。第２の軟磁性内側層６２２ｃの成膜には
ＮｉＦｅをそれぞれ用い、表面を酸化して軟磁性層内層
６２３を成膜したあとの厚さＴ_nu2がそれぞれ表５に示
したようになるように変化させた。軟磁性層内層６２３
の厚さＴ_nnはそれぞれ０．６ｎｍとした。層内層側層６
２２ｂの成膜にはＮｉＦｅをそれぞれ用い、厚さＴ_nub
は表５に示したようにそれぞれ変化させた。非磁性層側
層６２２ａの成膜にはＣｏをそれぞれ用い、厚さＴ_nua
は表５に示したようにそれぞれ変化させた。非磁性層２
３の成膜にはそれぞれＣｕを用い、厚さはそれぞれ２．
４ｎｍとした。強磁性内側層６４２の成膜にはＣｏをそ
れぞれ用い、厚さＴ_kuはそれぞれ２ｎｍとした。結合層
２４４の成膜にはそれぞれＲｕを用い、厚さＴ_kkはそれ
ぞれ０．８ｎｍとした。強磁性外側層２４５の成膜には
Ｃｏをそれぞれ用い、厚さＴ_ksはそれぞれ１ｎｍとし
た。反強磁性層２５の成膜にはＰｔＭｎをそれぞれ用
い、厚さは２０ｎｍとした。保護層２６の成膜にはＴａ
をそれぞれ用い、厚さはそれぞれ３ｎｍとした。

【０１４３】

【表５】

【０１４４】すなわち、実施例３−１〜３−８は、軟磁
性層内層６２３および結合層６２４の位置をそれぞれ変
更させたものである。作製した積層体６０における第２
の軟磁性内側層６２２ｃの厚さＴ_nu2と軟磁性層内層６
２３の厚さＴ_nnと層内層側層６２２ｂの厚さＴ_nubと非
磁性層側層６２２ａの厚さＴ_nuaとを加算した値に対す
る軟磁性外側層６２５の厚さＴ_nsの比Ｔ_ns／（Ｔ_nu2＋
Ｔ_nn＋Ｔ_nub＋Ｔ_nua）、すなわち第２の軟磁性内側層
６２２ｃの厚さＴ_nu2と軟磁性層内層６２３の厚さＴ_nn
と第１の軟磁性内側層の厚さＴ_nu1とを加算した値に対
する軟磁性外側層６２５の厚さＴ_nsの比Ｔ_ns／（Ｔ_nu2
＋Ｔ_nn＋Ｔ_nu1）は、それぞれ表６に示した通りであ
る。また、結合層６２４と軟磁性層内層６２３との間の
距離Ｄ_n2に対する非磁性層２３と軟磁性層内層６２３と
の間の距離Ｄ_n1の比Ｄ_n1／Ｄ_n2、すなわち第２の軟磁性
内側層６２２ｃの厚さＴ_nu2に対する第１の軟磁性内側
層の厚さＴ_nu1（層内層側層６２２ｂの厚さＴ_nubと非
磁性層側層６２２ａの厚さＴ_nuaとを加算した値）の比
（Ｔ_nsb＋Ｔ_nua）／Ｔ_nu2は、それぞれ表６に示した
通りである。

【０１４５】積層体６０を作製したのち、反強磁性層２
５を反強磁性化するために２５０℃における熱処理を３
時間それぞれ行った。そののち、積層体６０に電流を流
しつつ磁界を与えてその特性をそれぞれ調べた。それら
の結果を表６にそれぞれ示す。

【０１４６】

【表６】

【０１４７】本実施例に対する比較例３−１，３−２と
して、結合層および軟磁性層内層をそれぞれ形成せず、
第２の軟磁性内側層および層内層側層に対応する下地層
側層の厚さと、非磁性層側層の厚さとをそれぞれ表５に
示したように変化させたことを除き、実施例３−１〜３
−８と同一の条件で積層体を作製した。また、比較例３
−３，３−４として、軟磁性層内層を形成せず、軟磁性
外側層，第２の軟磁性内側層および第１の軟磁性内側層
の厚さをそれぞれ表５に示したように変化させたことを
除き、実施例３−１〜３−８と同一の条件で積層体を作
製した。これらの比較例についても、本実施例と同様に
してその特性をそれぞれ調べた。それらの結果も表６に
それぞれ合わせて示す。

【０１４８】表６から分かるように、本実施例によれ
ば、比較例よりも大きな抵抗変化率および抵抗変化量Δ
Ｒがそれぞれ得られた。例えば、比較例３−４と、これ
に軟磁性層内層６２３を挿入した実施例３−４とを比較
すると、実施例３−４の方が比較例３−４よりも抵抗変
化率で６４％、抵抗変化量ΔＲで６５％も特性が向上し
ていた。

【０１４９】また、軟磁性層６２の保磁力Ｈｃも、スピ
ンバルブ型のＭＲ素子において許容限界とされる３（Ｏ
ｅ）よりも十分に小さく抑えることができた。更に、本
実施例の中でも、第２の軟磁性内側層６２２ｃの厚さＴ
_nu2（すなわち結合層６２４と軟磁性層内層６２３との
間の距離Ｄ_n2）を０．８ｎｍ以上２．０ｎｍ以下とした
実施例３−１〜３−７については、Ｔ_nu2を０．８ｎｍ
未満とした実施例３−８と比べて大きな抵抗変化率およ
び抵抗変化量ΔＲを得ることができた。

【０１５０】すなわち、軟磁性層６２に軟磁性層内層６
２３を設けるようにすれば、抵抗変化率および抵抗変化
量ΔＲをそれぞれ大きくできることが分かった。特に、
第２の軟磁性内側層６２２ｃの厚さＴ_nu2（すなわち結
合層６２４と軟磁性層内層６２３との間の距離Ｄ_n2）を
０．８ｎｍ以上２．０ｎｍ以下とすれば、より大きな抵
抗変化率および抵抗変化量ΔＲが得られることが分かっ
た。また、Ｔ_ns／（Ｔ_nu2＋Ｔ_nn＋Ｔ_nub＋Ｔ_nua）、
すなわちＴ_ns／（Ｔ_nu2＋Ｔ_nn＋Ｔ_nu1）が０．３５以
上０．７０以下となるように結合層６２４の位置を調節
すれば、大きな抵抗変化率および抵抗変化量ΔＲが得ら
れることも分かった。

【０１５１】［実施例４−１〜４−７］実施例４−１〜
４−７として、軟磁性外側層６２５の厚さＴ_nsを２ｎ
ｍ、第２の軟磁性内側層６２２ｃの厚さＴ_nu2，層内層
側層６２２ｂの厚さＴ_nubおよび非磁性層側層６２２ａ
の厚さＴ_nuaをそれぞれ１ｎｍとし、強磁性内側層６４
２の厚さＴ_kuおよび強磁性外側層２４５の厚さＴ_ksをそ
れぞれ表７に示したように変化させたことを除き、実施
例３−１〜３−８と同一の条件で積層体６０をそれぞれ
作製した。すなわち、実施例４−１〜４−７は、結合層
２４４の位置をそれぞれ変化させたものである。作製し
た積層体６０における強磁性外側層２４５の厚さＴ_ksに
対する強磁性内側層６４２の厚さＴ_kuの比Ｔ_ku／Ｔ_ksは
それぞれ表７に示した通りである。これらの積層体６０
についても、実施例３−１〜３−８と同様にしてその特
性をそれぞれ調べた。それらの結果を同じく表７にそれ
ぞれ示す。

【０１５２】

【表７】

【０１５３】表７から分かるように、本実施例によれ
ば、表５および表６に示した比較例３−１〜３−４より
も大きな抵抗変化率および抵抗変化量ΔＲをそれぞれ得
ることができた。特に、Ｔ_ku／Ｔ_ksが１．２以上の実施
例４−３〜４−７については、Ｔ_ku／Ｔ_ksが１．２未満
の実施例４−１，４−２に比べて大きな抵抗変化率およ
び抵抗変化量ΔＲをそれぞれ得ることができた。すなわ
ち、強磁性外側層２４５の厚さＴ_ksに対する強磁性内側
層２４２の厚さＴ_kuの比Ｔ_ku／Ｔ_ksが１．２以上となる
ように結合層２４４の位置を調節すれば、より大きな抵
抗変化率および抵抗変化量ΔＲが得られることが分かっ
た。

【０１５４】［実施例５−１〜５−９］実施例５−１〜
５−９として、絶縁性基板の上に、図２１に示したよう
に、下地層２１，軟磁性外側層７２５，結合層７２４，
第２の軟磁性内側層７２２ｃ，軟磁性層内層７２３，層
内層側層７２２ｂ，非磁性層側層７２２ａ，非磁性層２
３，第１の強磁性内側層２４２ａ，強磁性層内層２４
３，第２の強磁性内側層２４２ｂ，結合層２４４，強磁
性外側層２４５，反強磁性層２５および保護層２６を順
次積層した積層体７０をそれぞれ作製した。その際、軟
磁性層内層７２３および強磁性層内層２４３以外の各層
の成膜はスパッタリング法によりそれぞれ行い、軟磁性
層内層７２３の成膜は第２の軟磁性内側層７２２ｃの表
面を酸化することにより、強磁性層内層２４３の成膜は
第１の強磁性内側層２４２ａの表面を酸化することによ
りそれぞれ行った。

【０１５５】また、下地層２１の成膜にはＴａをそれぞ
れ用い、厚さはそれぞれ３ｎｍとした。軟磁性外側層７
２５の成膜にはＮｉＦｅをそれぞれ用い、厚さＴ_nsは表
８に示したようにそれぞれ変化させた。結合層７２４の
成膜にはＲｕをそれぞれ用い、厚さＴ_nkはそれぞれ０．
８ｎｍとした。第２の軟磁性内側層７２２ｃの成膜には
ＮｉＦｅをそれぞれ用い、表面を酸化して軟磁性層内層
７２３を成膜したあとの厚さＴ_nu2がそれぞれ表８に示
したようになるように変化させた。軟磁性層内層７２３
の厚さＴ_nnはそれぞれ０．６ｎｍとした。層内層側層７
２２ｂの成膜にはＮｉＦｅをそれぞれ用い、厚さＴ_nub
は表８に示したようにそれぞれ変化させた。非磁性層側
層７２２ａの成膜にはＣｏＦｅをそれぞれ用い、厚さＴ
_nuaは表８に示したようにそれぞれ変化させた。非磁性
層２３の成膜にはそれぞれＣｕを用い、厚さはそれぞれ
２．４ｎｍとした。

【０１５６】第１の強磁性内側層２４２ａの成膜にはＣ
ｏＦｅをそれぞれ用い、表面を酸化して強磁性層内層２
４３を成膜したあとの厚さＴ_ku1がそれぞれ表８に示し
たようになるように変化させた。強磁性層内層２４３の
厚さＴ_knはそれぞれ０．６ｎｍとした。第２の強磁性内
側層２４２ｂの成膜にはＣｏＦｅをそれぞれ用い、厚さ
Ｔ_Ku2は表８に示したようにそれぞれ変化させた。結合
層２４４の成膜にはそれぞれＲｕを用い、厚さＴ_kkはそ
れぞれ０．８ｎｍとした。強磁性外側層２４５の成膜に
はＣｏＦｅをそれぞれ用い、厚さＴ_ksは表８に示したよ
うにそれぞれ変化させた。反強磁性層２５の成膜にはＰ
ｔＭｎをそれぞれ用い、厚さはそれぞれ１５ｎｍとし
た。保護層２６の成膜にはＴａをそれぞれ用い、厚さは
それぞれ３ｎｍとした。

【０１５７】

【表８】

【０１５８】作製した積層体７０における第２の軟磁性
内側層７２２ｃの厚さＴ_nu2と軟磁性層内層７２３の厚
さＴ_nnと層内層側層７２２ｂの厚さＴ_nubと非磁性層側
層７２２ａの厚さＴ_nuaとを加算した値に対する軟磁性
外側層７２５の厚さＴ_nsの比Ｔ_ns／（Ｔ_nu2＋Ｔ_nn＋Ｔ
_nub＋Ｔ_nua）、すなわちＴ_ns／（Ｔ_nu2＋Ｔ_nn＋Ｔ
_nu1）は、それぞれ表９に示した通りである。また、強
磁性外側層２４５の厚さＴ_ksに対する第１の強磁性内側
層２４２ａの厚さＴ_ku1と強磁性層内層２４３の厚さＴ
_knと第２の強磁性内側層２４２ｂの厚さＴ_ku2とを加算
した値の比（Ｔ_ku ₁＋Ｔ_kn＋Ｔ_ku2）／Ｔ_ks、および結
合層２４４と強磁性層内層２４３との間の距離Ｄ_k2に対
する非磁性層２３と強磁性層内層２４３との間の距離Ｄ
_k1の比Ｄ_k1／Ｄ_k2（すなわちＴ_ku1／Ｔ_ku2）は、それ
ぞれ表９に示した通りである。

【０１５９】

【表９】

【０１６０】積層体７０を作製したのち、反強磁性層２
５を反強磁性化するために２５０℃における熱処理を３
時間それぞれ行った。そののち、積層体７０に電流を流
しつつ磁界を与えてその特性をそれぞれ調べた。それら
の結果を表９にそれぞれ示す。

【０１６１】表９から分かるように、Ｔ_ns／（Ｔ_nu2＋
Ｔ_nn＋Ｔ_nub＋Ｔ_nua）、すなわちＴ_ns／（Ｔ_nu2＋Ｔ
_nn＋Ｔ_nu1）が０．３５以上０．７０以下の範囲内であ
り、（Ｔ_ku1＋Ｔ_kn＋Ｔ_ku2）／Ｔ_ksが１．２以上３以
下の範囲内であり、Ｄ_k1／Ｄ_k2（Ｔ_ku1／Ｔ_ku2）が
１．２以上３以下の範囲内である実施例５−１〜５−７
については、より大きな抵抗変化率および抵抗変化量Δ
Ｒがそれぞれ得られた。また、これら実施例５−１〜５
−７については、実施例１−１〜１−９，２−１〜２−
１１，３−１〜３−８，４−１〜４−７に比べてより大
きな抵抗変化率および抵抗変化量ΔＲがそれぞれ得ら
れ、保磁力Ｈｃも小さく抑えらることができた。

【０１６２】すなわち、軟磁性層内層７２３および強磁
性層内層２４３を共に設けるようにすれば、それらの一
方を設けた場合に比べて、より大きな抵抗変化率および
抵抗変化量ΔＲを得られることが分かった。また、この
場合も、Ｔ_ns／（Ｔ_nu2＋Ｔ_nn＋Ｔ_nub＋Ｔ_nua）、す
なわちＴ_ns／（Ｔ_nu2＋Ｔ_nn＋Ｔ_nu1）を０．３５以上
０．７０以下とすれば、また（Ｔ_ku1＋Ｔ_kn＋Ｔ_ku2）
／Ｔ_ksを１．２以上３以下とすれば、またＤ_k1／Ｄ
_k2（Ｔ_ku1／Ｔ_ku2）を１．２以上３以下とすれば、よ
り大きな抵抗変化率および抵抗変化量ΔＲを得られるこ
とが分かった。

【０１６３】また、上述した実施例のうち実施例２−
４，３−２，５−４について、上記実施の形態で説明し
たような薄膜ヘッドを作製し、その特性をそれぞれ測定
した。ちなみに、実施例２−４は強磁性層内層を設けた
ものであり、実施例３−２は軟磁性層内層を設けたもの
であり、実施例５−４はその両方を設けたものである。
それらの結果を表１０にそれぞれ示す。なお、作製した
薄膜ヘッドにおける積層体２０，６０，７０のトラック
幅、抵抗およびＭＲ高さはそれぞれ表１０に示した通り
である。また、薄膜ヘッドの特性としては、ヘッド出
力，規格化出力，非対称性および出力変動値（ＣＯＶ：
Ｃｏｖａｒｉｅｎｔ）をそれぞれ求めた。このうち規格
化出力はトラック幅の単位長さにおけるヘッド出力であ
る。また、非対称性は上記実施の形態において示した数
１によりそれぞれ求めた。更に、出力変動値は記録と再
生を１００回繰り返し、その時のヘッド出力値のばらつ
きの標準偏差の（シグマ）をヘッド出力の平均値で割る
ことによりそれぞれ求めた。

【０１６４】

【表１０】

【０１６５】また、比較例１−１，１−２についても同
様にして薄膜ヘッドを作製し、その特性を調べた。ちな
みに、比較例１−１は軟磁性層内層および強磁性層内層
を備えず、かつ軟磁性層の結合層および強磁性層の結合
層も備えないものであり、比較例１−２は軟磁性層内層
および強磁性層内層を備えず、軟磁性層の結合層は備え
ないが強磁性層の結合層は備えるものである。それらの
結果も表１０にそれぞれ示す。なお、作製した薄膜ヘッ
ドにおける積層体のトラック幅、抵抗およびＭＲ高さは
それぞれ表１０に示した通りである。

【０１６６】表１０から分かるように、本実施例によれ
ば２０００μＶを越える規格化ヘッド出力を得ることが
できた。また、非対称性も０により近く、出力変動値も
１．０を下回る小さな値を得ることができた。すなわ
ち、本実施例によれば、大きな出力が得られると共に、
ノイズの少ない安定した波形を得ることができることが
分かった。

【０１６７】なお、上記実施例では、軟磁性層内層６２
３，７２３および強磁性層内層２４３が酸化物を含むよ
うにそれぞれ構成した場合について説明したが、窒化物
あるいは酸化窒化物を含むようにそれぞれ構成しても同
様の結果を得ることができる。

【０１６８】また、上記実施例では、下地層２１、下地
層側層２２ｂ、軟磁性外側層６２５，７２５、結合層６
２４，７２４、第２の軟磁性内側層６２２ｃ，７２２
ｃ、層内層側層６２２ｂ，７２２ｂ、非磁性層側層６２
２ａ，７２２ａ、非磁性層２３、強磁性内側層２４２、
第１の強磁性内側層２４２ａ、第２の強磁性内側層２４
２ｂ、結合層２４４、強磁性外側層２４５、反強磁性層
２５および保護層２６の材料および厚さについて具体的
な例を挙げて説明したが、上記実施の形態において説明
した他の材料を用いるようにしても、また上記実施の形
態において説明した他の厚さとしても、上記実施例と同
様の結果を得ることができる。

【０１６９】以上、いくつかの実施の形態および実施例
を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施の
形態および実施例に限定されるものではなく、種々の変
形が可能である。例えば、上記実施の形態および実施例
では、軟磁性層、非磁性層、強磁性層および反強磁性層
を下から順に積層した場合について説明したが、逆に反
強磁性層の方から順に積層するようにしてもよい。すな
わち、本発明は、一対の対向する面を有する非磁性層
と、この非磁性層の一方の面側に形成された軟磁性層
と、非磁性層の他方の面側に形成された強磁性層と、こ
の強磁性層の非磁性層とは反対の側に形成された反強磁
性層とを有する場合において広く適用することができ
る。

【０１７０】更に、第１の実施の形態では、軟磁性層が
材料又は組成の異なる非磁性層側層と下地層側層の２層
構造を有する場合について説明したが、軟磁性層は単層
構造とされていてもよく、また、材料又は組成の異なる
３層以上の積層構造であっても良い。同様に、第１の実
施の形態の変形例では、軟磁性内側層が材料又は組成の
異なる非磁性層側層と結合層側層の２層構造を有する場
合について説明したが、軟磁性内側層は単層構造とされ
ていてもよく、また、材料又は組成の異なる３層以上の
積層構造であっても良い。

【０１７１】第２の実施の形態では、強磁性層が結合層
と強磁性層内層の両方を有している場合について説明し
たが、本発明は、結合層を有さない場合も含む。更に、
第３の実施の形態では、軟磁性層と強磁性層の両方が結
合層を有している場合について説明したが、本発明は、
軟磁性層と強磁性層の一方が結合層を有さない場合も含
む。

【０１７２】更にまた、上記各実施の形態では、強磁性
層内層が強磁性内側層の中に設けられている場合につい
て説明したが、強磁性外側層に設けるようにしても良
い。また、第２および第３実施の形態では、軟磁性層内
層が軟磁性内側層の中に設けられている場合について説
明したが、軟磁性外側層の中に設けるようにしても良
い。

【０１７３】加えて、上記各実施の形態では、非磁性層
側から順に、強磁性内側層、結合層および強磁性外側層
が配置された場合について説明したが、本発明は、非磁
性層側から順に、強磁性外側層、結合層および強磁性内
側層が配置された場合も含む。また、第２および第３実
施の形態では、非磁性層側から順に、軟磁性内側層、結
合層および軟磁性外側層が配置された場合について説明
したが、本発明は、非磁性層側から順に、軟磁性外側
層、結合層および軟磁性内側層が配置された場合も含
む。

【０１７４】また、上記の各実施の形態では、磁区制御
膜として、強磁性膜と反強磁性膜とを積層して用いてい
るが、これらの代わりに硬磁性材料（ハ─ドマグネッ
ト）を用いても良い。

【０１７５】更に、上記実施の形態では、本発明の磁気
変換素子を記録再生両用の薄膜磁気ヘッドに用いる場合
について説明したが、再生専用の薄膜磁気ヘッドに用い
ることも可能である。また、記録ヘッド部と再生ヘッド
部の積層順序を逆にしてもまた３層以上の積層構造であ
っても良い。

【０１７６】加えて、本発明の磁気変換素子の構成は、
トンネル接合型磁気抵抗効果膜（ＴＭＲ膜）に適用して
も良い。

【０１７７】更にまた、本発明の磁気変換素子は、上記
実施の形態で説明した薄膜磁気ヘッドのほかに、例え
ば、磁気信号を検知するセンサ（例えば加速度センサ）
や、磁気信号を記憶するメモリ等に適用することも可能
である。

【０１７８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１ないし請
求項３０のいずれか１に記載の磁気変換素子または請求
項５３に記載の薄膜磁気ヘッドによれば、強磁性層が、
結合層と強磁性層内層とを含み、非磁性層と強磁性層内
層との間の距離Ｄ _K1 と、強磁性層内層と結合層との間の
距離Ｄ _K2 とが１．２≦Ｄ _K1 ／Ｄ _K2 ≦３の関係を有するよ
うにしたので、電子を狭い範囲に集中させすぎることな
く、効果的に電子の移動経路を制限して抵抗変化率を大
きくすることができる。よって、小さな信号磁界であっ
ても検出が可能となり、高密度磁気記録への対応が可能
になる。また、熱安定性も高く、製造工程中に熱処理工
程が含まれていても特性の劣化が少なく大きな抵抗変化
率を得ることができる。さらに、強磁性層に互いに反対
向きの磁化が併存するようにしたので、強磁性層の磁界
が軟磁性層に及ぼする影響が小さくなり、その結果、磁
気変換素子の出力の対称性を向上することができるとい
う効果を奏する。

【０１７９】請求項１７ないし請求項３０のいずれか１
に記載の磁気変換素子または請求項５３に記載の薄膜磁
気ヘッドによれば、軟磁性層が、磁性を有する軟磁性層
内層を含み、この軟磁性層内層が軟磁性層の他の少なく
とも一部よりも大きな電気抵抗を有するようにしたた
め、電子の移動経路を制限して抵抗変化率を大きくする
ことができる。よって、小さな信号磁界であっても検出
が可能となり、高密度磁気記録への対応が可能になると
いう効果を奏する。また、熱安定性も高く、製造工程中
に熱処理工程が含まれていても特性の劣化が少なく大き
な抵抗変化率を得ることができる。

【０１８０】更に、請求項３１ないし請求項５０のいず
れか１に記載の磁気変換素子または請求項５３に記載の
薄膜磁気ヘッドによれば、軟磁性層が、結合層と軟磁性
層内層とを含み、非磁性層と軟磁性層内層との間の距離
Ｄ _n1 と、軟磁性層内層と結合層との間の距離Ｄ _n2 とが、
１．２≦Ｄ _n1 ／Ｄ _n2 ≦３の関係を有するようにしたの
で、電子を狭い範囲に集中させすぎることなく、効果的
に電子の移動経路を制限して抵抗変化率を大きくするこ
とができる。よって、小さな信号磁界であっても検出が
可能となり、高密度磁気記録への対応が可能になるとい
う効果を奏する。また、熱安定性も高く、製造工程中に
熱処理工程が含まれていても特性の劣化が少なく大きな
抵抗変化率を得ることができる。さらに、軟磁性層に互
いに反対向きの磁化が併存するようにしたため、軟磁性
層の実効厚が薄くなり、従って抵抗変化率を更に大きく
することができるという効果を奏する。

【０１８１】特に、請求項２ないし請求項３０のいずれ
か１に記載の磁気変換素子または請求項５３に記載の薄
膜磁気ヘッドによれば、非磁性層と強磁性層間層との間
の距離を１．５ｎｍ以上３ｎｍ以下とするようにしたの
で、また、請求項７ないし請求項３０のいずれか１に記
載の磁気変換素子または請求項５３に記載の薄膜磁気ヘ
ッドによれば、第１の強磁性内側層の厚さＴ_ku1と第２
の強磁性内側層の厚さＴ_ku2との間に１．２≦Ｔ_ku1／
Ｔ_ku2≦３の関係が成立するようにしたので、電子を狭
い範囲に集中させすぎることなく、効果的に電子の移動
経路を制限することができ、より大きな抵抗変化率を得
ることができるという効果を奏する。

【０１８２】同様に、請求項３２ないし請求項５０のい
ずれか１に記載の磁気変換素子または請求項５３に記載
の薄膜磁気ヘッドによれば、非磁性層と軟磁性層間層と
の間の距離を１．５ｎｍ以上３ｎｍ未満とするようにし
たので、また、請求項３８ないし請求項５０のいずれか
１に記載の磁気変換素子または請求項５３に記載の薄膜
磁気ヘッドによれば、第１の軟磁性内側層の厚さＴ_nu1
と第２の軟磁性内側層の厚さＴ_nu2との間に１．２≦Ｔ
_nu1／Ｔ_nu2≦３の関係が成立するようにしたので、電
子を狭い範囲に集中させすぎることなく、効果的に電子
の移動経路を制限することができ、より大きな抵抗変化
率を得ることができるという効果を奏する。

【０１８３】更に、請求項３ないし請求項３０のいずれ
か１に記載の磁気変換素子または請求項５３に記載の薄
膜磁気ヘッドによれば、強磁性層内層の厚さを０．５以
上１ｎｍ以下としたので、また、請求項３３ないし請求
項５０のいずれか１に記載の磁気変換素子または請求項
５３に記載の薄膜磁気ヘッドによれば、軟磁性層内層の
厚さを０．５以上１ｎｍ以下としたので、耐熱性を低下
させることなく電子の移動経路を効果的に制限すること
ができ、大きな抵抗変化率を得ることができるという効
果を奏する。

【０１８４】

【０１８５】

【０１８６】更にまた、請求項５ないし請求項３０のい
ずれか１に記載の磁気変換素子または請求項５３に記載
の薄膜磁気ヘッドによれば、第１の強磁性内側層、強磁
性層内層、第２の強磁性内側層、結合層および強磁性外
側層を、非磁性層側からこの順に配置したので、電子の
移動経路を特に狭い範囲に制限することができ、従って
抵抗変化率をさらに大きくすることができるという効果
を奏する。

【０１８７】同様に、請求項３６ないし請求項５０のい
ずれか１に記載の磁気変換素子または請求項５３に記載
の薄膜磁気ヘッドによれば、第１の軟磁性内側層、軟磁
性層内層、第２の軟磁性内側層、結合層および軟磁性外
側層を、非磁性層側からこの順に配置したので、電子の
移動経路を特に狭い範囲に制限することができ、従って
抵抗変化率をさらに大きくすることができるという効果
を奏する。

【０１８８】加えてまた、請求項８ないし請求項３０の
いずれか１に記載の磁気変換素子または請求項５３に記
載の薄膜磁気ヘッドによれば、第１の強磁性内側層の厚
さＴ_ku1、第２の強磁性内側層の厚さＴ_ku2、強磁性層
内層の厚さＴ_knおよび強磁性外側層の厚さＴ_ksの間に
１．２≦（Ｔ_ku1＋Ｔ_ku2＋Ｔ_kn）／Ｔ_ks≦３の関係が
成立するようにしたので、強磁性外側層と第２の強磁性
内側層との磁気的な結合を弱めることなく、抵抗変化率
を大きくすることができるという効果を奏する。

【０１８９】同様に、請求項３９ないし請求項５０のい
ずれか１に記載の磁気変換素子または請求項５３に記載
の薄膜磁気ヘッドによれば、第１の軟磁性内側層の厚さ
Ｔ_nu1、第２の軟磁性内側層の厚さＴ_nu2、軟磁性層内
層の厚さＴ_nnおよび軟磁性外側層の厚さＴ_nsの間に０．
３５≦（Ｔ_nu1＋Ｔ_nu2＋Ｔ_nn）／Ｔ_ns≦０．７の関係
が成立するようにしたので、第１の軟磁性内側層と第２
の軟磁性内側層の磁気的な結合を弱めることなく、軟磁
性層の実効厚を薄くして抵抗変化率を大きくすることが
できるという効果を奏する。

【０１９０】更に、請求項１１ないし請求項３０のいず
れか１に記載の磁気変換素子または請求項５３に記載の
薄膜磁気ヘッドによれば、強磁性層内層と強磁性内側層
の構成元素の一部が共通しているようにしたので、強磁
性内側層を酸化、窒化あるいは酸化および窒化すること
により、容易に強磁性層内層を得ることができる。同様
に、請求項４３ないし請求項５０のいずれか１に記載の
磁気変換素子または請求項５３に記載の薄膜磁気ヘッド
によれば、軟磁性層内層と難磁性内側層の互いの構成元
素の一部が共通しているようにしたので、軟磁性層内層
を酸化、窒化あるいは酸化および窒化することにより、
容易に軟磁性層内層を得ることができるという効果を奏
する。

【０１９１】加えて、請求項１２ないし請求項３０のい
ずれか１に記載の磁気変換素子または請求項５３に記載
の薄膜磁気ヘッドによれば、強磁性層内層が酸化物、窒
化物および酸化窒化物の少なくとも一種を含むようにし
たので、また、請求項４４ないし請求項５０のいずれか
１に記載の磁気変換素子または請求項５３に記載の薄膜
磁気ヘッドによれば、軟磁性層内層が酸化物、窒化物お
よび酸化窒化物の少なくとも一種を含むようにしたの
で、強磁性層内層および軟磁性層内層を磁気的に安定さ
せることができ、出力変動を少なくすることができると
いう効果を奏する。

【０１９２】加えて、請求項３４ないし請求項５０のい
ずれか１に記載の磁気変換素子または請求項５３に記載
の薄膜磁気ヘッドによれば、軟磁性層における結合層と
軟磁性層内層との結合層との間の距離を０．８ｎｍ以上
２．０ｎｍ以下としたので結合層の両側の層の磁気的結
合力を弱くすることなく、且つ軟磁性層の両側の層の磁
気的結合力を弱くすることなく、さらに耐熱性を低下さ
せることなく大きな抵抗変化率を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係るＭＲ素子を含
む薄膜磁気ヘッドを備えたアクチュエータアームの構成
を表す斜視図である。

【図２】図１に示したアクチュエータアームにおけるス
ライダの構成を表す斜視図である。

【図３】第１の実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの構成
を表す分解斜視図である。

【図４】図３に示した薄膜磁気ヘッドのＩＶ矢視方向か
ら見た構造を表す平面図である。

【図５】図３に示した薄膜磁気ヘッドの図４におけるＶ
−Ｖ線に沿った矢視方向の構造を表す断面図である。

【図６】図３に示した薄膜磁気ヘッドの図４におけるＶ
Ｉ−ＶＩ線に沿った矢視方向の構造、すなわち図５にお
けるＶＩ−ＶＩ線に沿った矢視方向の構造を表す断面図
である。

【図７】図６に示したＭＲ素子における積層体の構成を
表す斜視図である。

【図８】図７に示した積層体における磁化の向きを表す
図である。

【図９】図７に示した積層体における外部磁界と電気抵
抗の関係の例を表す図である。

【図１０】一般的な積層体における外部磁界と電気抵抗
の関係を表す図である。

【図１１】ＭＲ素子の電圧出力波形の例を表す図であ
る。

【図１２】第１の実施の形態に係る積層体における外部
磁界と電気抵抗の関係を表す図である。

【図１３】図３に示した薄膜磁気ヘッドの製造方法にお
ける一工程を説明するための断面図である。

【図１４】図１３に続く工程を説明するための断面図で
ある。

【図１５】図１４に続く工程を説明するための断面図で
ある。

【図１６】図１５に続く工程を説明するための断面図で
ある。

【図１７】図１６に続く工程を説明するための断面図で
ある。

【図１８】図１７に続く工程を説明するための断面図で
ある。

【図１９】第１の実施の形態に係るＭＲ素子における積
層体の変形例を表す斜視図である。

【図２０】本発明の第２の実施の形態に係るＭＲ素子に
おける積層体の構成を表す斜視図である。

【図２１】本発明の第３の実施の形態に係るＭＲ素子に
おける積層体の構成を表す斜視図である。

【図２２】従来のＭＲ素子における積層体の構成を表す
斜視図である。

【符号の説明】

１…薄膜磁気ヘッド、１ａ…再生ヘッド部、１ｂ…記録
ヘッド部、１ｃ…ＭＲ素子（磁気変換素子）、２…アク
チュエータアーム、２ａ…スライダ、２ｂ…支軸、２ｃ
…腕部、２ｄ…基体、２ｅ…エアベアリング面、３…磁
気記録媒体、１１…絶縁層、１２…下部シールド層、１
３…下部シールドギャップ層、１４…上部シールドギャ
ップ層、１５…上部シールド層、２０，５０，６０，７
０…積層体、２１…下地層、２２，５２，６２，７２…
軟磁性層、２２ａ…非磁性層側層、２２ｂ…下地層側
層、２２２、５２２，６２２，７２２…軟磁性内側層、
５２２ａ，６２２ａ，７２２ａ…非磁性層側層、５２２
ｂ…結合層側層，６２２ｂ，７２２ｂ…層内層側層、６
２２ｃ，７２２ｃ…第２の軟磁性内側層、５２４，６２
４，７２４…結合層、２２５、５２５，６２５，７２５
…軟磁性外側層、２３…非磁性層、２４，６４，７４…
強磁性層、２４２，６４２…強磁性内側層、２４２ａ…
第１の強磁性内側層、２４２ｂ…第２の強磁性内側層、
２４４…結合層、２４５…強磁性外側層、２５…反強磁
性層、２６…保護層、３０ａ，３０ｂ…磁区制御膜、３
１ａ，３１ｂ…磁区制御用強磁性膜、３２ａ，３２ｂ…
磁区制御用反強磁性膜、３３ａ，３３ｂ…リード層、４
１…記録ギャップ層、４２，４４，４６…フォトレジス
ト層、４３，４５…薄膜コイル、４７…上部磁極、４８
…オーバーコート層。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平11−7614（ＪＰ，Ａ) 米国特許5828529（ＵＳ，Ａ) 米国特許5408377（ＵＳ，Ａ) ＣｏＦｅｓｐｅｃｕｌａｒｓｐｉｎｖａｌｂｖｅｓｗｉｔｈａｎａｎｏｏｘｉｄｅｌａｙｅｒ，1999 ＤｉｇｅｓｔｓｏｆＩＮＴＥＲＭＡＧ 99，1999年５月18 日 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 5/39 H01F 10/32

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】一対の対向する面を有する非磁性層と、前記非磁性層の一方の面側に形成された軟磁性層と、前記非磁性層の他方の面側に形成されると共に、互いに
反対向きの２つの磁化が併存しうるよう構成された強磁
性層と、前記強磁性層の前記非磁性層とは反対の側に形成された
反強磁性層とを含んで構成された磁気変換素子であっ
て、前記強磁性層は、強磁性内側層と、強磁性外側層と、こ
れら２つの層に挟まれた結合層と、磁性を有する強磁性
層内層とを含んで構成され、前記強磁性内側層と前記強磁性外側層とは、それらの磁
化が互いに反対向きになるように、前記結合層を介して
互いに磁気的に結合され、前記強磁性層内層は、前記強磁性層の他の少なくとも一
部よりも大きな電気抵抗を有しており、前記非磁性層と前記強磁性層内層との間の距離Ｄ _K1 と、
前記強磁性層における強磁性層内層と結合層との間の距
離Ｄ _K2 との間には、１．２≦Ｄ _K1 ／Ｄ _K2 ≦３の関係が成立することを特徴とする気変換素子。
【請求項２】前記非磁性層と前記強磁性層内層との間
の距離Ｄ_K1は、１．５ｎｍ以上３ｎｍ以下であることを
特徴とする請求項１記載の磁気変換素子。
【請求項３】前記強磁性層内層の厚さは、０．５ｎｍ
以上１ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１または
請求項２に記載の磁気変換素子。
【請求項４】前記強磁性内側層は、第１の強磁性内側
層および第２の強磁性内側層を有し、前記強磁性層内層は、第１の強磁性内側層と第２の強磁
性内側層との間に設けられたことを特徴とする請求項１
ないし請求項３のいずれか１に記載の磁気変換素子。
【請求項５】前記第１の強磁性内側層、前記強磁性層
内層、前記第２の強磁性内側層、前記結合層および前記
強磁性外側層は、前記非磁性層の側からこの順で配置さ
れていることを特徴とする請求項４記載の磁気変換素
子。
【請求項６】前記第１の強磁性内側層と第２の強磁性
内側層とは、同方向の磁化を有することを特徴とする請
求項４または請求項５に記載の磁気変換素子。
【請求項７】前記強磁性内側層における前記第１の強
磁性内側層の厚さＴ_ku1と前記第２の強磁性内側層の厚
さＴ_ku2との間には、１．２≦Ｔ_ku1／Ｔ_ku2≦３の関係が成立することを特徴とする請求項４ないし請求
項６のいずれか１に記載の磁気変換素子。
【請求項８】前記第１の強磁性内側層の厚さＴ_ku1，
前記第２の強磁性内側層の厚さＴ_ku2および前記強磁性
層内層の厚さＴ_knの合計と、前記強磁性外側層の厚さＴ
_ksとの間には、１．２≦（Ｔ_ku1＋Ｔ_ku2＋Ｔ_kn）／Ｔ_ks≦３の関係が成立することを特徴とする請求項４ないし請求
項７のいずれか１に記載の磁気変換素子。
【請求項９】前記強磁性内側層および前記強磁性外側
層は、ニッケル（Ｎｉ），コバルト（Ｃｏ）および鉄
（Ｆｅ）からなる群のうちの少なくとも１種をそれぞれ
含むことを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれ
か１に記載の磁気変換素子。
【請求項１０】前記強磁性層の結合層は、ルテニウム
（Ｒｕ），ロジウム（Ｒｈ），レニウム（Ｒｅ），クロ
ム（Ｃｒ）およびジルコニウム（Ｚｒ）からなる群のう
ちの少なくとも１種を含み、その厚さは、０．２ｎｍ以上１．２ｎｍ以下であること
を特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか１に記
載の磁気変換素子。
【請求項１１】前記強磁性層内層は、前記強磁性内側
層と構成元素の一部が共通していることを特徴とする請
求項１ないし請求項１０のいずれか１に記載の磁気変換
素子。
【請求項１２】前記強磁性層内層は、酸化物，窒化物
および酸化窒化物のうちの少なくとも１種を含むことを
特徴とする請求項１ないし請求項１１のいずれか１に記
載の磁気変換素子。
【請求項１３】前記反強磁性層は、ルテニウム，ロジ
ウム，白金（Ｐｔ），パラジウム（Ｐｄ），鉄，ニッケ
ル，コバルト，クロム，イリジウム（Ｉｒ），レニウム
および酸素（Ｏ）からなる群のうちの少なくとも１種
と、マンガン（Ｍｎ）とを含むことを特徴とする請求項
１ないし請求項１２のいずれか１に記載の磁気変換素
子。
【請求項１４】前記非磁性層は、金（Ａｕ），銀（Ａ
ｇ）および銅（Ｃｕ）からなる群のうちの少なくとも１
種を含むことを特徴とする請求項１ないし請求項１３の
いずれか１に記載の磁気変換素子。
【請求項１５】前記軟磁性層は、軟磁性内側層と、軟
磁性外側層と、これら２つの層に挟まれた結合層とを含
んで構成されており、前記軟磁性内側層と前記軟磁性外
側層とは、それらの磁化が互いに反対向きになるよう
に、前記結合層を介して互いに磁気的に結合されたこと
を特徴とする請求項１ないし請求項１４のいずれか１に
記載の磁気変換素子。
【請求項１６】前記軟磁性内側層は、材料または組成
の異なる２以上の層を有することを特徴とする請求項１
５記載の磁気変換素子。
【請求項１７】前記軟磁性層は磁性を有する軟磁性層
内層を含むと共に、この軟磁性層内層は、前記軟磁性層
の他の少なくとも一部よりも大きな電気抵抗を有するこ
とを特徴とする請求項１ないし請求項１６のいずれか１
に記載の磁気変換素子。
【請求項１８】前記非磁性層と前記軟磁性層内層との
間の距離Ｄ_n1は、１．５ｎｍ以上３ｎｍ以下であること
を特徴とする請求項１７記載の磁気変換素子。
【請求項１９】前記軟磁性層内層の厚さは、０．５ｎ
ｍ以上１ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１７ま
たは請求項１８に記載の磁気変換素子。
【請求項２０】前記軟磁性層は、軟磁性内側層と、軟
磁性外側層と、これら２つの層に挟まれた結合層とを含
んで構成され、前記軟磁性内側層と前記軟磁性外側層とは、それらの磁
化の向きが互いに反対になるよう前記結合層を介して互
いに磁気的に結合されたことを特徴とする請求項１７な
いし請求項１９のいずれか１に記載の磁気変換素子。
【請求項２１】前記軟磁性層における結合層と軟磁性
層内層との間の距離Ｄ_n2は、０．８ｎｍ以上２．０ｎｍ
以下であることを特徴とする請求項２０記載の磁気変換
素子。
【請求項２２】前記非磁性層と前記軟磁性層内層との
間の距離Ｄ_n1と、前記軟磁性層における軟磁性層内層と
結合層との間の距離Ｄ_n2との間には、１．２≦Ｄ_n1／Ｄ_n2≦３の関係が成立することを特徴とする請求項２０または請
求項２１に記載の磁気変換素子。
【請求項２３】前記軟磁性内側層は、第１の軟磁性内
側層と第２の軟磁性内側層とを有し、前記軟磁性層内層は、これら第１の軟磁性内側層と第２
の軟磁性内側層との間に設けられていることを特徴とす
る請求項２０ないし２２のいずれか１に記載の磁気変換
素子。
【請求項２４】前記第１の軟磁性内側層、前記軟磁性
層内層、前記第２の軟磁性内側層、前記結合層および前
記軟磁性外側層は、前記非磁性層の側からこの順で配置
されていることを特徴とする請求項２３記載の磁気変換
素子。
【請求項２５】前記第１の軟磁性内側層の厚さ
Ｔ_nu1，前記第２の軟磁性内側層の厚さＴ_nu2および前
記軟磁性層内層の厚さＴ_nnの合計と、前記軟磁性外側層
の厚さをＴ_nsとの間には、０．３５≦Ｔ_ns／（Ｔ_nu1＋Ｔ_nn＋Ｔ_nu2）≦０．７０の関係が成立することを特徴とする請求項２３または請
求項２４に記載の磁気変換素子。
【請求項２６】前記第１の軟磁性内側層は、前記非磁
性層に近い非磁性層側層と、前記軟磁性層内層に近い層
内層側層とを含むことを特徴とする請求項２３ないし請
求項２５のいずれか１に記載の磁気変換素子。
【請求項２７】前記非磁性層側層は、ニッケル，コバ
ルトおよび鉄からなる群のうちの少なくともコバルトを
含み、前記層内層側層、前記第２の軟磁性層内側層および前記
軟磁性外側層は、ニッケル，コバルト，鉄，タンタル，
クロム，ロジウム，モリブデンおよびニオブからなる群
のうちの少なくともニッケルを含むことを特徴とする請
求項２６記載の磁気変換素子。
【請求項２８】前記軟磁性層に含まれる結合層は、ル
テニウム，ロジウム，レニウム，クロムおよびジルコニ
ウムからなる群のうちの少なくとも１種を含み、その厚さは０．２ｎｍ以上１．２ｎｍ以下であることを
特徴とする請求項２０ないし請求項２７のいずれか１に
記載の磁気変換素子。
【請求項２９】前記軟磁性層内層は、前記軟磁性内側
層と構成元素の一部が共通していることを特徴とする請
求項２０ないし請求項２８のいずれか１に記載の磁気変
換素子。
【請求項３０】前記軟磁性層内層は、酸化物，窒化物
および酸化窒化物のうちの少なくとも１種を含むことを
特徴とする請求項１７ないし請求項２９のいずれか１に
記載の磁気変換素子。
【請求項３１】一対の対向する面を有する非磁性層
と、前記非磁性層の一方の面側に形成され、互いに反対向き
の２つの磁化が併存しうるよう構成された軟磁性層と、前記非磁性層の他方の面側に形成された強磁性層と、前記強磁性層の前記非磁性層とは反対の側に形成された
反強磁性層とを含んで構成された磁気変換素子であっ
て、前記軟磁性層は、軟磁性内側層と、軟磁性外側層と、こ
れら２つの層に挟まれた結合層と、磁性を有する軟磁性
層内層とを含んで構成され、前記軟磁性内側層と前記軟磁性外側層とは、磁化の向き
が互いに反対になるように、前記結合層を介して互いに
磁気的に結合され、前記軟磁性層内層は、前記軟磁性層の他の少なくとも一
部よりも大きな電気抵抗を有しており、前記非磁性層と前記軟磁性層内層との間の距離Ｄ _n1 と、
前記軟磁性層における軟磁性層内層と結合層との間の距
離Ｄ _n2 との間には、１．２≦Ｄ _n1 ／Ｄ _n2 ≦３の関係が成立することを特徴とする磁気変換素子。
【請求項３２】前記非磁性層と前記軟磁性層内層との
間の距離Ｄ_n1は、１．５ｎｍ以上３ｎｍ以下であること
を特徴とする請求項３１記載の磁気変換素子。
【請求項３３】前記軟磁性層内層の厚さは、０．５ｎ
ｍ以上１ｎｍ以下であることを特徴とする請求項３１ま
たは請求項３２に記載の磁気変換素子。
【請求項３４】前記軟磁性層における結合層と軟磁性
層内層との間の距離Ｄ_n2は、０．８ｎｍ以上２．０ｎｍ
以下であることを特徴とする請求項３１ないし請求項３
３のいずれか１に記載の磁気変換素子。
【請求項３５】前記軟磁性内側層は、第１の軟磁性内
側層と第２の軟磁性内側層とを有し、前記軟磁性層内層は、これら第１の軟磁性内側層と第２
の軟磁性内側層との間に設けられていることを特徴とす
る請求項３１ないし請求項３４のいずれか１に記載の磁
気変換素子。
【請求項３６】前記第１の軟磁性内側層、前記軟磁性
層内層、前記第２の軟磁性内側層、前記結合層および前
記軟磁性外側層は、前記非磁性層の側からこの順で配置
されていることを特徴とする請求項３５に記載の磁気変
換素子。
【請求項３７】前記第１の軟磁性内側層と前記第２の
軟磁性内側層とは、同方向の磁化を有することを特徴と
する請求項３５または請求項３６に記載の磁気変換素
子。
【請求項３８】前記第１の軟磁性内側層の厚さＴ_nu1
と、前記第２の軟磁性内側層の厚さＴ_nu2との間には、１．２≦Ｔ_nu1／Ｔ_nu2≦３の関係が成立することを特徴とする請求項３５ないし請
求項３７のいずれか１に記載の磁気変換素子。
【請求項３９】前記第１の軟磁性内側層の厚さ
Ｔ_nu1，前記第２の軟磁性内側層の厚さＴ_nu2および前
記軟磁性層内層の厚さＴ_nnの合計と、前記軟磁性層外側
層の厚さＴ_nsとの間には、０．３５≦Ｔ_ns／（Ｔ_nu1＋Ｔ_nn＋Ｔ_nu2）≦０．７０の関係が成立することを特徴とする請求項３５ないし請
求項３８のいずれか１に記載の磁気変換素子。
【請求項４０】前記第１の軟磁性内側層は、前記非磁
性層に近い非磁性層側層と、前記軟磁性層内層に近い層
内層側層とを含むことを特徴とする請求項３５ないし請
求項３９のいずれか１に記載の磁気変換素子。
【請求項４１】前記非磁性層側層は、ニッケル（Ｎ
ｉ），コバルト（Ｃｏ）および鉄（Ｆｅ）からなる群の
うちの少なくともコバルトを含み、前記層内層側層、前記第２の軟磁性内側層および前記軟
磁性外側層は、ニッケル，コバルト，鉄，タンタル（Ｔ
ａ），クロム（Ｃｒ），ロジウム（Ｒｈ），モリブデン
（Ｍｏ）およびニオブ（Ｎｂ）からなる群のうちの少な
くともニッケルを含むことを特徴とする請求項４０記載
の磁気変換素子。
【請求項４２】前記軟磁性層に含まれる結合層は、ル
テニウム（Ｒｕ），ロジウム，レニウム（Ｒｅ），クロ
ムおよびジルコニウム（Ｚｒ）からなる群のうちの少な
くとも１種を含み、その厚さは０．２ｎｍ以上１．２ｎｍ以下であることを
特徴とする請求項３１ないし請求項４１のいずれか１に
記載の磁気変換素子。
【請求項４３】前記軟磁性層内層は、前記軟磁性内側
層と構成元素の一部が共通していることを特徴とする請
求項３１ないし請求項４２のいずれか１に記載の磁気変
換素子。
【請求項４４】前記軟磁性層内層は、酸化物，窒化物
および酸化窒化物のうちの少なくとも１種を含むことを
特徴とする請求項３１ないし請求項４３のいずれか１に
記載の磁気変換素子。
【請求項４５】前記強磁性層は、強磁性内側層と、強
磁性外側層と、これら２つの層に挟まれた結合層とを含
んで構成され、前記強磁性内側層と前記強磁性外側層は、それらの磁化
が互いに反対向きになるように、前記結合層を介して互
いに磁気的に結合されたことを特徴とする請求項３１な
いし請求項４４のいずれか１記載の磁気変換素子。
【請求項４６】前記強磁性内側層の厚さをＴ_kuとし、
強磁性外側層の厚さをＴ_ksとすると、１．２≦Ｔ_ku／Ｔ_ks≦３の関係が成立することを特徴とする請求項４５記載の磁
気変換素子。
【請求項４７】前記強磁性内側層および前記強磁性外
側層は、ニッケル，コバルトおよび鉄からなる群のうち
の少なくとも１種をそれぞれ含むことを特徴とする請求
項４５または請求項４６に記載の磁気変換素子。
【請求項４８】前記強磁性層は磁性を有する強磁性層
内層を含むと共に、この強磁性内層が強磁性層の他の少
なくとも一部よりも大きな電気抵抗を有することを特徴
とする請求項３１ないし請求項４４のいずれか１記載の
磁気変換素子。
【請求項４９】前記反強磁性層は、ルテニウム，ロジ
ウム，白金（Ｐｔ），パラジウム（Ｐｄ），ニッケル，
コバルト，クロム，イリジウム（Ｉｒ），レニウムおよ
び酸素（Ｏ）からなる群のうちの少なくとも１種と、マ
ンガン（Ｍｎ）とを含むことを特徴とする請求項３１な
いし請求項４８のいずれか１に記載の磁気変換素子。
【請求項５０】前記非磁性層は、金（Ａｕ），銀（Ａ
ｇ）および銅（Ｃｕ）からなる群のうちの少なくとも１
種を含むことを特徴とする請求項３１ないし請求項４９
のいずれか１に記載の磁気変換素子。
【請求項５１】一対の対向する面を有する非磁性層
と、前記非磁性層の一方の面側に形成された軟磁性層と、前記非磁性層の他方の面側に形成された強磁性層と、前記強磁性層の前記非磁性層とは反対の側に形成された
反強磁性層とを含んで構成された磁気変換素子であっ
て、前記強磁性層は、第１の強磁性層と、第２の強磁性層
と、第３の強磁性層と、第１の強磁性層および第２の強
磁性層の間に介在する磁性中間層と、第２強磁性層およ
び第３の強磁性層の間に介在する非磁性中間層とを有
し、前記非磁性層と前記磁性中間層との間の距離Ｄ _K1 と、前
記磁性中間層と前記非磁性中間層との間の距離Ｄ _K2 との
間には、１．２≦Ｄ _K1 ／Ｄ _K2 ≦３の関係が成立することを特徴とする磁気変換素子。
【請求項５２】一対の対向する面を有する非磁性層
と、前記非磁性層の一方の面側に形成された軟磁性層と、前記非磁性層の他方の面側に形成された強磁性層と、前記強磁性層の前記非磁性層とは反対の側に形成された
反強磁性層とを含んで構成された磁気変換素子であっ
て、前記軟磁性層は、第１の軟磁性層と、第２の軟磁性層
と、第３の軟磁性層と、第１の軟磁性層および第２の軟
磁性層の間に介在する磁性中間層と、第２の軟磁性層お
よび第３の軟磁性層の間に介在する非磁性中間層とを有
し、前記非磁性層と前記磁性中間層との間の距離Ｄ _n1 と、前
記磁性中間層と前記非磁性中間層との間の距離Ｄ _n2 との
間には、１．２≦Ｄ _n1 ／Ｄ _n2 ≦３の関係が成立することを特徴とする磁気変換素子。
【請求項５３】請求項１ないし請求項５２のいずれか
１に記載の磁気変換素子を有することを特徴とする薄膜
磁気ヘッド。