JP3462832B2 - 磁気抵抗センサ並びにこれを用いた磁気ヘッド及び磁気記録再生装置 - Google Patents

磁気抵抗センサ並びにこれを用いた磁気ヘッド及び磁気記録再生装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気に感応する磁
気抵抗センサ、その磁気抵抗センサを再生素子として用
いて磁気的に記録された情報を再生する磁気ヘッド、及
び磁気記録再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】磁気記録再生装置、特に磁気ディスク装
置における記録密度の向上は著しく、磁気ディスク装置
のキー・デバイスである再生ヘッドには高い再生出力が
要求されている。高記録密度において高い再生出力を得
るために、磁気ディスクと磁気ヘッドの間の間隔（ヘッ
ド浮上量）が小さくなっている。現在のヘッド浮上量は
約３０ｎｍ程度であるが、今後はさらに小さくなり、磁
気ヘッドが磁気ディスクとほとんど接触に近い状態で浮
上している疑似コンタクト状態、あるいは接触している
コンタクト状態になることが考えられる。その場合、磁
気ヘッドの媒体対向面に再生素子であるＧＭＲ効果膜が
露出していると、摩耗によるＧＭＲ効果膜の損傷が起こ
ることが考えられる。これを回避する方法として、例え
ば特開平１０−３３４４１８号公報には、媒体対向面か
ら素子高さ方向に伸びた磁束ガイドを設けた磁気ヘッド
が開示されている。この磁気ヘッドにおいては、外部磁
界に応じてその磁化方向が変化するＧＭＲ効果膜の強磁
性層（自由層）が磁束ガイドの一部分上に直接積層され
て、自由層の磁化が磁束ガイドの磁化と磁気的に強磁性
的に結合している。
【０００３】また、磁気抵抗センサ膜においても高出力
化の検討が行われている。近年では、再生ヘッドとして
磁気抵抗効果を利用した磁気抵抗効果型（ＭＲ）ヘッド
が用いられている。数Ｇｂ／ｉｎ2程度の記録密度にお
いては、異方性磁気抵抗効果（ＡＭＲ効果）を利用した
ＭＲヘッド（ＡＭＲヘッド）が用いられたが、それ以上
の記録密度においてはＡＭＲ効果では感度不足になるた
め、巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ効果）を利用したＭＲヘ
ッド（ＧＭＲヘッド）が用いられている。
【０００４】しかしながら、今後さらに記録密度を向上
させるためには、現在以上にさらに大きな再生出力が必
要となる。そのため、ＧＭＲ効果膜に代わる新しい磁気
抵抗効果膜の研究開発が盛んに行われているが、その有
力な候補の一つとして、２層の強磁性層の間にトンネル
障壁層が挟まれた強磁性トンネル磁気抵抗効果（ＴＭＲ
効果）膜が注目されている。ＴＭＲ効果膜については、
例えば、１９９５年発刊のジャーナル・オブ・マグネテ
ィズム・アンド・マグネティック・マテリアルズ、第１
３９巻、Ｌ２３１〜Ｌ２３４頁に、２層のＦｅ層の間に
Ａｌ酸化膜を挟んだ構成において、室温で約１８％の抵
抗変化率が得られたと報告されている。また、特開平３
−１５４２１７号公報には、ＴＭＲ効果膜を磁気抵抗セ
ンサ膜として用いたＭＲヘッドが開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】特開平１０−３３４４
１８号公報は、外部磁界に応じてその磁化方向が変化す
るＧＭＲ効果膜の強磁性層（自由層）を磁束ガイド膜の
一部分上に直接積層することにより、自由層の磁化が磁
束ガイドの磁化と磁気的に結合しているＧＭＲ効果ヘッ
ドを開示しているが、この場合の磁気的な結合は強磁性
的な結合である。この構造においては、媒体からの磁界
に応じて磁束ガイドの磁化が回転し、それによって、磁
束ガイドの磁化と強磁性的に結合した自由層の磁化も回
転して、外部磁界によって磁化方向が変化しないＧＭＲ
効果膜の強磁性層（固定層）の磁化との相対的な角度が
変わり抵抗変化を生ずるものである。しかし、抵抗変化
を生ずる源となる磁束ガイドと自由層が強磁性的に結合
している部分においては、実効的な磁化量が大きいため
に、磁束ガイドにおいて自由層が存在しない部分に比べ
て磁化が回転しにくくなり、その結果として感度が低下
し、再生出力を向上させることが困難であるという問題
がある。
【０００６】ところで、ＴＭＲ効果膜をＭＲヘッドに適
用するためには、解決すべき問題がある。ＡＭＲ効果及
びＧＭＲ効果を利用したＭＲヘッドの磁気抵抗センサ膜
の構成は、それぞれ例えば、横バイアス印加層／非磁性
導電層／ＡＭＲ強磁性層、自由層／非磁性導電層／固定
層／反強磁性層であり、一般的には全ての層が金属膜で
構成されている。一方、ＴＭＲ効果膜においては、基本
的な構成は自由層／トンネル障壁層／固定層であり、こ
のうちトンネル障壁層は厚さが数ｎｍ以下の金属酸化膜
である。ＴＭＲ効果は、このトンネル障壁層を介した強
磁性層の間の電子のトンネル効果により生じるものであ
るため、ヘッド作製プロセスにおいてトンネル障壁層が
短絡しないように作製する必要があり、自由層のバルク
ハウゼンノイズを抑制するための縦バイアス印加層の配
置や作製プロセスなどに、従来のＭＲヘッドとは異なる
ＴＭＲヘッド特有の技術が要求される。
【０００７】前述のジャーナル・オブ・マグネティズム
・アンド・マグネティック・マテリアルズ、第１３９
巻、Ｌ２３１〜Ｌ２３４頁及び特開平３−１５４２１７
号公報には、安定なヘッド動作に必要不可欠な縦バイア
ス印加層に関する記述はない。
【０００８】また、現在ＭＲヘッドに用いられているＡ
ＭＲ効果膜やＧＭＲ効果膜は、これらの膜の膜面内方向
にセンス電流を流して磁界を検出するのに対して、ＴＭ
Ｒ効果膜の場合は、膜面に対して垂直方向にセンス電流
を流して検出を行うため、素子サイズが小さくなるに従
って、ＴＭＲ効果素子の抵抗は増大し、これによりノイ
ズが増加するという問題がある。
【０００９】さらに、従来のＭＲヘッドのように磁気抵
抗センサ膜を媒体対向面に露出した構造にすると、媒体
対向面のラップ加工時に、トンネル障壁層の上下の２層
の強磁性層が短絡する恐れがあり、極めて精緻な加工技
術が必要となるという問題もある。
【００１０】これらの問題は、特開平１０−３３４４１
８号公報に開示されている構造をＴＭＲ効果膜に適用す
ると、素子サイズを大きくすることができるので素子抵
抗を小さくすることができ、さらに、媒体対向面には障
壁層が露出しないので短絡の心配はないので、解決でき
ると考えられるが、前述のように感度が低下するという
問題がある。
【００１１】本発明の目的は、ＧＭＲ効果膜及びＴＭＲ
効果膜などの磁気抵抗センサ膜を媒体対向面に露出させ
ずに磁束ガイドを用いる構造において、感度の向上を図
り、かつ、磁束ガイド及び磁気抵抗センサ膜の自由層の
両方に縦バイアス磁界を印加することにより、高い感度
と高い安定性を有する磁気抵抗センサを提供することに
ある。本発明の他の目的は、高い感度と高い安定性を有
する磁気抵抗センサを再生素子として用いた高感度磁気
ヘッド及びその磁気ヘッドを搭載した高記録密度の磁気
記録再生装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では次のような磁気抵抗センサの構造を採用
する。まず、高い感度を得るために、磁気抵抗センサ膜
に磁気記録媒体からの漏洩磁束を導くための磁束ガイド
と、磁気抵抗センサ膜を構成する複数の磁性層のうちで
印加される磁界の大きさに応じて磁化の方向が回転する
第１の強磁性層（自由層または自由層が積層構造の場合
は中間層と接している層）とを、非磁性中間層を介して
反強磁性的に結合させる構造を採用した。また、高い安
定性を実現するために、磁束ガイドにバルクハウゼンノ
イズを抑制するための縦バイアス印加層を設ける構造を
採用した。磁束ガイドと磁気抵抗センサ膜の第１の強磁
性層が反強磁性的に結合していると、磁束ガイドに印加
された縦バイアス磁界を、非磁性中間層を介して、その
まま磁気抵抗センサの第１の強磁性層に印加することが
できる。
【００１３】すなわち、本発明による磁気抵抗センサ
は、印加される磁界の大きさに応じて磁化の方向が回転
する強磁性層を備える磁気抵抗センサ膜と、磁気抵抗セ
ンサ膜に信号検出電流を流すための一対の電極と、磁気
抵抗センサ膜に磁気記録媒体からの漏洩磁束を導くため
の磁束ガイドとを備える磁気抵抗センサにおいて、磁気
抵抗センサ膜の印加される磁界の大きさに応じて磁化の
方向が回転する強磁性層は、磁束ガイドと反強磁性的に
結合していることを特徴とする。
【００１４】磁気抵抗センサ膜は媒体対向面に露出する
ことなく素子内部に配置されており、磁束ガイドは端面
が媒体対向面に露出し素子高さ方向に磁気抵抗センサ膜
の位置を越えて延在している。
【００１５】本発明による磁気抵抗センサは、また、印
加される磁界の大きさに応じて磁化の方向が回転する強
磁性層を備える磁気抵抗センサ膜と、磁気抵抗センサ膜
に信号検出電流を流すための一対の電極と、磁気抵抗セ
ンサ膜に磁気記録媒体からの漏洩磁束を導くための磁束
ガイドとを備える磁気抵抗センサにおいて、磁気抵抗セ
ンサ膜の印加される磁界の大きさに応じて磁化の方向が
回転する強磁性層は、Ｒｕ，Ｃｒ，Ｒｈ，Ｉｒあるいは
それらの合金からなる非磁性中間層を介して、磁束ガイ
ドと反強磁性的に結合していることを特徴とする。
【００１６】磁束ガイド部は１枚の磁性膜で構成するこ
とができる。また、磁束ガイドは、第１の磁束ガイド部
と第２の磁束ガイド部とから構成することもできる。そ
の場合、第１及び第２の磁束ガイド部は、媒体対向面か
ら素子高さ方向に連続させ、磁気抵抗センサ膜よりも素
子高さ方向に媒体対向面から離れた位置において磁気的
に接続する。
【００１７】磁束ガイドにバルクハウゼンノイズを抑制
するための縦バイアス印加層を設けることが好ましい。
磁束ガイドにバルクハウゼンノイズを抑制するための縦
バイアス印加層を設けることにより、磁束ガイドと磁気
的に反強磁性的に結合している強磁性層にも縦バイアス
磁界が実効的に印加される。
【００１８】縦バイアス印加層は、印加される磁界の大
きさに応じて磁化の方向が回転する強磁性層が非磁性中
間層を介して磁束ガイドと接している領域を含むもしく
は略同一の領域において磁束ガイドと積層して設けるこ
とができる。また、縦バイアス印加層は、磁束ガイドの
トラック幅方向の両端に設けることができる。磁束ガイ
ドが前記第１の磁束ガイド部と第２の磁束ガイド部とか
らなっている場合には、第１の磁束ガイド部と第２の磁
束ガイド部の間に設けてもよい。
【００１９】磁気抵抗センサ膜は、トンネル障壁層を介
して積層された第１の強磁性層と第２の強磁性層とを備
え、第１の強磁性層は印加される磁界に応じて磁化の方
向が回転し、第１の強磁性層の磁化の方向と前記第２の
強磁性層の磁化の方向の相対的な角度が変わることによ
って電気抵抗が変化するタイプの磁気抵抗センサ膜とす
ることができる。第１の強磁性層は印加される磁界に応
じてその磁化の方向が回転し、印加される磁界がゼロの
ときに第１の強磁性層の磁化の方向が第２の強磁性層の
磁化の方向とある角度をなし、第１の強磁性層の磁化の
方向と第２の強磁性層の磁化の方向の相対的な角度が変
わることによって電気抵抗が変化する。
【００２０】磁気抵抗センサ膜は、少なくとも２層の強
磁性層が非磁性導電層を介して少なくとも一回以上積層
されており、非磁性導電層を介して隣接する強磁性層の
磁化の方向の相対的な角度が変わることによって電気抵
抗が変化するタイプの磁気抵抗センサ膜としてもよい。
【００２１】また、磁気抵抗センサ膜は、非磁性導電層
を介して第１の強磁性層と第２の強磁性層が積層されて
おり、第１の強磁性層は印加される磁界に応じて磁化の
方向が回転し、第２の強磁性層の磁化の方向は略素子高
さ方向に拘束されており、印加される磁界がゼロのとき
に第１の強磁性層の磁化の方向が第２の強磁性層の磁化
の方向とある角度をなし、第１の強磁性層の磁化の方向
と第２の強磁性層の磁化の方向の相対的な角度が変わる
ことによって電気抵抗が変化するタイプの磁気抵抗セン
サ膜とすることもできる。
【００２２】本発明による磁気ヘッドは、印加される磁
界の大きさに応じて磁化の方向が回転する強磁性層を有
する磁気抵抗センサ膜と、前記磁気抵抗センサ膜に信号
検出電流を流すための一対の電極と、前記磁気抵抗セン
サ膜の印加される磁界の大きさに応じて磁化の方向が回
転する強磁性層と反強磁性的に結合していて前記磁気抵
抗センサ膜に磁気記録媒体からの漏洩磁束を導くための
磁束ガイドとを備える再生ヘッドを含むことを特徴とす
る。
【００２３】本発明による磁気ヘッドは、また、トンネ
ル障壁層を介して積層された第１の強磁性層と第２の強
磁性層とを備え、第１の強磁性層は印加される磁界に応
じて磁化の方向が回転する磁気抵抗センサ膜と、磁気抵
抗センサ膜に信号検出電流を流すための一対の電極と、
Ｒｕ，Ｃｒ，Ｒｈ，Ｉｒあるいはそれらの合金からなる
非磁性中間層を介して磁気抵抗センサ膜の第１の強磁性
層と反強磁性的に結合し磁気抵抗センサ膜に磁気記録媒
体からの漏洩磁束を導くための磁束ガイドとを備える再
生ヘッドを含むことを特徴とする。
【００２４】本発明による磁気ヘッドは、また、非磁性
導電層を介して積層された第１の強磁性層と第２の強磁
性層とを備え、第１の強磁性層は印加される磁界に応じ
て磁化の方向が回転し、第１の強磁性層の磁化の方向と
第２の強磁性層の磁化の方向の相対的な角度が変わるこ
とによって電気抵抗が変化する磁気抵抗センサ膜と、磁
気抵抗センサ膜に信号検出電流を流すための一対の電極
と、Ｒｕ，Ｃｒ，Ｒｈ，Ｉｒあるいはそれらの合金から
なる非磁性中間層を介して磁気抵抗センサ膜の第１の強
磁性層と反強磁性的に結合し磁気抵抗センサ膜に磁気記
録媒体からの漏洩磁束を導くための磁束ガイドとを備え
る再生ヘッドを含むことを特徴とする。
【００２５】磁束ガイドにバルクハウゼンノイズを抑制
するための縦バイアス印加層を設けるのが好ましい。前
記磁気ヘッドは、また記録ヘッドとして誘導型薄膜記録
ヘッドを備えるのが好ましい。
【００２６】本発明による磁気記録再生装置は、磁気記
録媒体と、記録部と再生部とを備える磁気ヘッドと、磁
気ヘッドを磁気記録媒体に対して相対運動させる駆動手
段と、記録再生信号処理手段とを含む磁気記憶装置にお
いて、磁気ヘッドの再生部は、印加される磁界の大きさ
に応じて磁化の方向が回転する強磁性層を含む磁気抵抗
センサ膜と、磁気抵抗センサ膜に信号検出電流を流すた
めの一対の電極と、磁気抵抗センサ膜の印加される磁界
の大きさに応じて磁化の方向が回転する強磁性層と反強
磁性的に結合し磁気記録媒体からの漏洩磁束を前記磁気
抵抗センサ膜に導くための磁束ガイドとを備えることを
特徴とする。
【００２７】本発明による磁気抵抗センサは、また、第
１の強磁性層、非磁性層、第２の強磁性層及び反強磁性
層が順に形成された磁気抵抗センサ膜と、磁気抵抗セン
サ膜に信号検出電流を流すための一対の電極と、磁気抵
抗センサ膜に磁気記録媒体からの漏洩磁束を導くための
磁束ガイドとを備える磁気抵抗センサにおいて、第１の
強磁性層と磁束ガイドは、Ｒｕ，Ｃｒ，Ｒｈ，Ｉｒある
いはそれらの合金からなる非磁性中間層を介して形成さ
れていることを特徴とする。非磁性層はトンネル障壁層
とすることができる。
【００２８】本発明による磁気ヘッドは、また、第１の
強磁性層、非磁性層、第２の強磁性層及び反強磁性層が
順に形成された磁気抵抗センサ膜と、磁気抵抗センサ膜
に信号検出電流を流すための一対の電極と、磁気抵抗セ
ンサ膜に磁気記録媒体からの漏洩磁束を導くための磁束
ガイドと、当該磁束ガイドと前記第１の強磁性層との間
に形成されたＲｕ，Ｃｒ，Ｒｈ，Ｉｒあるいはそれらの
合金からなる非磁性中間層とを備えることを特徴とす
る。非磁性層はトンネル障壁層とすることができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】まず、磁束ガイドと第１の磁性層
が強磁性的に結合している場合と反強磁性的に結合して
いる場合の違いをモデル計算によって検討した。計算の
モデルは、図１の上段に模式図を示してあるように、簡
単のために磁気シールドがない場合に、媒体対向面１か
ら磁束ガイド１０に媒体からの磁束が侵入し、磁束ガイ
ド１０と非磁性中間層２１を介して（Ａ）強磁性結合、
（Ｂ）反強磁性結合している磁気抵抗センサ膜の第１の
強磁性層２２の磁化を回転させるというものである。２
層の強磁性層としてＣｏＦｅを用い、膜厚は磁束ガイド
１０を５．６ｎｍ、第１の強磁性層２２を３．３ｎｍと
した。非磁性中間層２１は、強磁性結合の場合Ｒｕ：
１．４ｎｍ、反強磁性結合の場合Ｒｕ：０．８ｎｍとし
た。ただし、具体的な膜材料、膜厚によらず、２層の強
磁性層が強磁性結合と反強磁性結合していれば同じ結果
が得られ、図１に示した計算結果が得られる条件は上記
具体例の場合に限定されるものではない。
【００３０】図１の中段と下段は、それぞれ、侵入した
磁束が作用する強磁性体の実効的な磁化量と、第１の強
磁性層２２の磁化の回転角を定性的に表したものであ
る。ここで、実効的な磁化量は、第１の強磁性層２２が
ない部分では磁束ガイド１０の飽和磁束密度Ｂｓと膜厚
ｔの積Ｂｓ・ｔであるが、第１の強磁性層２２が結合し
ている部分では、（Ａ）強磁性結合している場合には、
磁束ガイド１０のＢｓ・ｔと第１の強磁性層２２のそれ
との和になり、（Ｂ）反強磁性結合している場合には、
これらの差になる。
【００３１】従って、（Ｂ）反強磁性結合している場合
には、（Ａ）強磁性結合している場合に比べて、第１の
強磁性層２２が結合している部分の実効的磁化量が小さ
くなるため、侵入してきた磁束によって回転する磁化の
角度が大きくなる。このことは、固定層を設けてＧＭＲ
効果或いはＴＭＲ効果として観測した場合には、固定層
の磁化との相対的な角度が大きくなるため、大きな出力
が得られることを示している。
【００３２】次に、本発明の実施の形態について、図面
を用いて説明する。 ［実施の形態１］図２に、本発明の一実施の形態である
磁気抵抗センサの断面模式図を示す。図において、１は
媒体対向面、１００は素子高さ方向、１０１はトラック
幅方向である。
【００３３】基板上（不図示）に、例えばＮｉ81Ｆｅ19
膜からなる上部シールド層１１、下部シールド層１２の
間に、例えば膜厚１０ｎｍのＮｉ81Ｆｅ19膜からなる磁
束ガイド１０を配置した。磁束ガイド１０は、媒体対向
面１から素子高さ方向１００に伸びており、媒体対向面
から離れた位置で、例えば膜厚０．８ｎｍのＲｕからな
る非磁性中間層２１を介して、ＧＭＲ効果磁気抵抗セン
サ膜の自由層である第１の強磁性層２２と反強磁性的に
結合している。さらに、第１の強磁性層２２は、非磁性
導電層２３１を介して、反強磁性層２５との交換結合に
よりその磁化の方向が拘束されている第２の強磁性層２
４と積層されている。これらの第１の強磁性層２２、非
磁性導電層２３１、第２の強磁性層２４、反強磁性層２
５とによりＧＭＲ効果磁気抵抗センサ膜が構成されてい
る。
【００３４】なお、図中には、反強磁性層２５の下に下
地層２６を設けてあるが、第２の強磁性層２４と反強磁
性層２５との間の交換結合が安定なヘッド動作を行うの
に十分であるならば、特に下地層２６を設ける必要はな
い。また、磁束ガイド１０及びＧＭＲ効果磁気抵抗セン
サ膜と、上部シールド層１１、下部シールド層１２の間
には、例えば酸化アルミニウムと酸化シリコンの混合膜
などの絶縁膜が形成されている。
【００３５】第１の強磁性層２２及び第２の強磁性層２
４には、Ｎｉ−Ｆｅ，Ｃｏ，Ｃｏ−Ｆｅ，Ｎｉ−Ｆｅ−
Ｃｏ及びこれらの積層膜を用いることができるが、非磁
性導電層２３１との界面には、Ｃｏ含有量が多い材料を
用いることが望ましい。非磁性導電層２３１には、Ａ
ｇ，Ａｕ，Ｃｕ及びこれらの合金を、また、反強磁性層
２５には、Ｉｒ−Ｍｎ，Ｍｎ−Ｐｔ，Ｍｎ−Ｐｄ−Ｐ
ｔ，Ｎｉ−Ｍｎを用いることができる。
【００３６】非磁性中間層２１の材料としては、Ｒｕ以
外にもＣｒ，Ｒｈ，Ｉｒ及びそれらの合金を用いること
ができ、これらの材料において反強磁性結合が生じる膜
厚は材料により異なるが、概ね０．４ｎｍから５ｎｍの
範囲である。これらの材料を中間層に用いると、その上
下の２層の強磁性層の間の結合は、中間層膜厚に対して
強磁性結合→反強磁性結合→強磁性結合→反強磁性結合
→・・・ と振動することが知られている。その原因に
ついては、明確ではないが、Ruderman-Kittel-Kasuya-Y
oshida相互作用（ＲＫＫＹ相互作用）であるとも言われ
ている。
【００３７】ＧＭＲ効果磁気抵抗センサ膜と磁束ガイド
１０のトラック幅方向１０１の両端に、Ｃｒ下地膜上に
ＣｏＣｒＰｔ膜を形成した縦バイアス印加層（図８，９
参照）と、さらにその上にＴａＷを介してＴａからなる
電極を設け、安定に動作するＧＭＲ効果磁気抵抗センサ
が得られる。
【００３８】このように磁束ガイド１０のトラック幅方
向に電極を設けると、センス電流が磁束ガイド膜にも分
流して出力が低下するので、磁束ガイド１０に磁性体と
酸化物の不連続多層膜、例えばＣｏ90Ｆｅ10：１．５ｎ
ｍと酸化シリコン：１．０ｎｍの多層膜を用いてもよ
い。この磁性体と酸化物の不連続多層膜は、スパッタリ
ング法で、磁性体ターゲットと酸化物ターゲットを準備
し、基板に交互に成膜することで得られる。薄膜では、
膜厚が厚いと連続膜になるが、薄いと島状構造と呼ばれ
る不連続膜になるため、これを利用して不連続多層膜を
作成することができる。
【００３９】なお、自由層である第１の強磁性層２２、
固定層である第２の強磁性層２４の磁化の方向は、再生
素子の成膜工程が完了した後（上部シールド層１１を形
成した後）に次のような熱処理を施して制御した。ま
ず、反強磁性層２５と第２の強磁性層２４との間に交換
結合が生じる温度Ｔ１（Ｔ１は反強磁性材料により異な
る）以上の温度から、素子高さ方向に例えば最大１５ｋ
Ｏｅの磁界を印加しながら磁界中冷却した後、Ｔ１以下
の温度まで昇温し、トラック幅方向に例えば１ｋＯｅの
磁界を印加しながら冷却する。これにより、第１の強磁
性層２２の磁化の方向を略トラック幅方向に、第２の強
磁性層２４の磁化の方向を略素子高さ方向に向けること
ができる。
【００４０】以上のような磁気抵抗センサの上に、記録
ギャップを介して積層された一対の磁気コアからなる記
録素子を作製すると、磁気記録再生装置に用いる磁気ヘ
ッドが得られる。作製した磁気ヘッドについて、再生特
性の評価を行った。比較のため、磁気抵抗センサ膜が媒
体対向面１に露出している比較例１の磁気ヘッド（磁束
ガイド１０がない構造）、及び磁束ガイド１０と第１の
強磁性層２２とが強磁性的に結合している比較例２の磁
気ヘッド（非磁性中間層２１の膜厚をＲｕ：１．４ｎｍ
にして、磁束ガイド１０と第１の強磁性層２２とを強磁
性結合させた以外は、実施の形態１の磁気ヘッドと同様
のヘッド）も作製し、同様の評価を行った。なお、磁束
ガイド１０のＢｓ・ｔは１０ｎｍ・Ｔ、第１の強磁性層
２２のＢｓ・ｔは６ｎｍ・Ｔとした。
【００４１】表１に、本発明の磁気ヘッド、比較例１の
磁気ヘッド、比較例２の磁気ヘッドそれぞれ３０個につ
いてヘッド出力を測定した結果を示す。再生特性の評価
は、保磁力Ｈｃが４０００Ｏｅ、磁化量Ｍｒ・ｔが０．
４Ｔ・ｎｍの特性を有するＣｏＣｒＰｔ系磁気記録媒体
に、約６．７Ｇｂ／ｉｎ2（０．０１０Ｇｂ／ｍｍ2）の
記録密度で記録したパターンを、作成したヘッドを用い
て、磁気的浮上量１８ｎｍで再生波形の測定を行った。
ここで、Ｍｒは媒体材料の残留磁化、ｔは膜厚であり、
磁気的浮上量とは媒体のＣｏＣｒＰｔ層表面と再生ヘッ
ドの媒体対向面の磁気抵抗センサ膜先端との間隔のこと
である。
【００４２】
【表１】
【００４３】測定した磁気ヘッドの再生出力の平均値を
比較すると、本発明の磁気ヘッドは、磁気抵抗センサ膜
が媒体対向面に露出している磁気ヘッドとほぼ同等の出
力が得られ、磁束ガイド１０と第１の強磁性層２２が強
磁性的に結合している比較用の磁気ヘッドは、本発明の
磁気ヘッドの約３０％の出力しか得られなかった。ま
た、再生出力のばらつきについて、本発明の磁気ヘッド
と磁気抵抗センサ膜が媒体対向面に露出している比較用
の磁気ヘッドとを比較すると、前者は±４．８％である
のに対し、後者は±１０．６％とばらつきが大きい。後
者においてばらつきが大きくなるのは、磁気抵抗センサ
膜が媒体対向面に露出していると、媒体対向面の加工の
ばらつきにより素子高さがばらつき、それにより（１）
素子抵抗が変化してしまうこと、（２）自由層に作用す
る３つの磁界（固定層からの静磁界、固定層と自由層の
層間結合磁界、センス電流が作る磁界）のバランスが崩
れて、適正なバイアス状態ではなくなること、が原因で
ある。一方、本発明の磁気ヘッドでは、媒体対向面の加
工がばらついても、磁束ガイド１０の磁気抵抗センサ膜
よりも媒体対向面側の長さが変わるが、磁気抵抗センサ
膜の素子高さは変化しないので、素子抵抗やバイアス状
態はほとんど変化することがない。従って、本発明によ
り、磁気抵抗センサ膜が媒体対向面に露出している磁気
ヘッドと同等の再生出力で、かつ特性ばらつきの小さい
磁気ヘッドを作製することができる。
【００４４】［実施の形態２］実施の形態１において
は、磁束ガイドが磁束ガイド１０のみで構成されている
が、図３に示すように、第１の磁束ガイド部１１０と第
２の磁束ガイド部１１１の２つの部分で磁束ガイドを構
成してもよい。ＧＭＲ効果磁気抵抗センサ膜の第１の強
磁性層（自由層）２２とは、第１の磁束ガイド部１１０
の一部で非磁性中間層２１を介して反強磁性的に結合し
ている。第１の磁束ガイド部１１０と第２の磁束ガイド
部１１１は、ＧＭＲ効果磁気抵抗センサ膜が配置されて
いる位置よりも、より素子高さ方向に奥まった位置で接
しており、これらの磁束ガイド部１１０，１１１は磁気
回路を形成しており、媒体から侵入した磁界が磁気回路
に沿って通り抜ける。
【００４５】このような構成にすると、実施の形態１の
磁気抵抗センサによって再生した波形を微分したような
波形が得られるので、垂直記録の再生に好適である。図
１７に、記録密度が低い孤立波を実施の形態１の磁気抵
抗センサによって再生した時の再生波形と図３に構造を
示した本実施の形態の磁気抵抗センサによって再生した
時の再生波形を示す。垂直記録された媒体を、図２のよ
うに１枚の磁束ガイド１０を有する磁気ヘッドで再生す
ると、図１７（ｂ）のように正負にピークがある再生波
形（双峰性波形）が得られる。現在の磁気ディスク装置
の信号処理系はピークが一つしか現れない単峰性波形を
処理するように設計されているので、この再生信号を処
理するには別途微分回路を設ける必要がある。しかし、
図３のように２枚の磁束ガイド部１１０，１１１を有す
る磁気ヘッドで再生すると、図１７（ａ）のような単峰
性波形が得られるので、新たに信号処理系を設計／作製
する必要がないため、垂直記録に好適である。
【００４６】また、図４のように、第１の磁束ガイド部
１１０と第２の磁束ガイド部１１１が形成する磁気回路
の内部にＧＭＲ効果磁気抵抗センサ膜を配置してもよ
い。図３に示した上部シールド層１１とＧＭＲ効果磁気
抵抗センサ膜の間に第１の磁束ガイド部１１０と第２の
磁束ガイド部１１１を形成する構造は、図４に示した第
１の磁束ガイド部１１０と第２の磁束ガイド部１１１が
形成する磁気回路の内部にＧＭＲ効果磁気抵抗センサ膜
を配置する構造に比べると作製が容易ではあるが、上部
シールド層１１と下部シールド層１２の間の間隔を狭く
することができないため、高記録密度用ヘッドを作製す
るのは難しくなる。一方、図４に示した構造は、作製は
困難であるが、磁束ガイドの中にＧＭＲ効果磁気抵抗セ
ンサ膜が配置されている分だけ、（ＧＭＲ効果磁気抵抗
センサ膜＋磁束ガイド）の厚さを薄くできるので、上部
シールド層１１と下部シールド層１２の間の間隔を狭く
することができるという利点がある。
【００４７】ここで、ＧＭＲ効果磁気抵抗センサの場合
には膜面内にセンス電流を流すので、これと接している
第１及び第２の磁束ガイド部１１０，１１１にもセンス
電流が分流し出力が低下する。そのため、これらを電気
抵抗の高い軟磁性膜、例えば、前述のような磁性体と酸
化物の不連続多層膜で形成することが望ましい。
【００４８】［実施の形態３］図５は、本発明の他の実
施の形態である磁気抵抗センサの基本的な構成を表す図
である。本実施の形態では、磁気抵抗センサ膜としてＴ
ＭＲ効果膜を用いている。実施の形態１と同様に、上部
シールド層１１、下部シールド層１２の間に、磁束ガイ
ド１０が配置されており、磁束ガイド１０は、媒体対向
面１から素子高さ方向１００の、ＴＭＲ効果磁気抵抗セ
ンサ膜が設けられている位置よりも奥まで設ける。ＴＭ
Ｒ磁気抵抗センサ膜の自由層である第１の強磁性層２２
の磁化は、非磁性中間層２１を介して磁束ガイド１０の
磁化と反強磁性的に結合している。さらに、第１の強磁
性層２２は、トンネル障壁層２３２を介して、反強磁性
層２５との交換結合によりその磁化の方向が拘束されて
いる第２の強磁性層２４と積層されている。ＴＭＲ効果
磁気抵抗センサ膜は、これらの第１の強磁性層２２、ト
ンネル障壁層２３２、第２の強磁性層２４、反強磁性層
２５とにより構成されている。
【００４９】反強磁性層２５の下には、下地層２６を設
けてあるが、第２の強磁性層２４と反強磁性層２５との
間の交換結合が安定なヘッド動作を行うのに十分である
ならば、下地層２６は特に設ける必要がない。但し、下
地層２６には、ＴＭＲ効果磁気抵抗センサ膜の膜厚方向
にセンス電流を流すために、下部電極３２が接続されて
いる。従って、下地層２６は電極の一部としての役割も
有し、さらに下地層２６と下部電極３２の合計の厚さで
上部シールド層１１と下部シールド層１２との間隔を調
整する役割もある。さらに、下部電極３２は下部シール
ド層１２に接続し、下部シールド層１２を下部電極の一
部として用いている。一方、上部電極３１は、磁束ガイ
ド１０の一部に接続されている。
【００５０】第１の強磁性層２２及び第２の強磁性層２
４には、実施の形態１と同様に、Ｎｉ−Ｆｅ，Ｃｏ，Ｃ
ｏ−Ｆｅ，Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｏ及びこれらの積層膜を用い
ることができるが、トンネル障壁層２３２との界面には
スピン分極率の大きい材料を用いることが望ましい。反
強磁性層２５には、Ｉｒ−Ｍｎ，Ｍｎ−Ｐｔ，Ｍｎ−Ｐ
ｄ−Ｐｔ，Ｎｉ−Ｍｎを用いることができる。また、非
磁性中間層２１の材料としては、Ｒｕ，Ｃｒ，Ｒｈ，Ｉ
ｒ及びそれらの合金を用いることができ、その膜厚は概
ね０．４ｎｍから５ｎｍの範囲である。トンネル障壁層
２３２には、Ａｌ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｚｒ，Ｎ
ｂ，Ｈｆ，Ｔａのグループから選ばれる金属の酸化物及
びそれらの混合物を用いることができ、厚さは０．５ｎ
ｍから３．０ｎｍである。
【００５１】なお、磁束ガイド１０、ＴＭＲ効果磁気抵
抗センサ膜や上部電極３１と、上部シールド層１１、下
部シールド層１２、下部電極３２の間には、例えば酸化
アルミニウムと酸化シリコンの混合膜などの絶縁膜が形
成されている。下部シールド層１２は必ずしも電極を兼
用する必要はなく、また、上部電極３１を上部シールド
層１１に接続して上部シールド層１２を電極の一部とし
て用いることもできる。
【００５２】上述の構造では、ＴＭＲ効果磁気抵抗セン
サ膜と下部シールド層１２との間に下部電極３２が配置
されているが、図６に示すように、下部シールド層１２
上のＴＭＲ効果磁気抵抗センサ膜の近傍に下部電極３２
を配置してもよく、さらには特に下部電極を設けず、下
部シールド層１２を電極と兼用してもよい。
【００５３】ＴＭＲ効果磁気抵抗センサ膜を用いる磁気
抵抗センサを、図５，６に示すように、ＴＭＲ効果磁気
抵抗センサ膜の自由層である第１の強磁性層２２の磁化
を非磁性中間層２１を介して磁束ガイド１０の磁化と反
強磁性的に結合させ、ＴＭＲ効果磁気抵抗センサ膜をセ
ンサ内部に配置した構造を採用することにより、ＴＭＲ
効果磁気抵抗センサ膜が媒体対向面に露出させた磁気抵
抗センサに比べて、次のようなメリットがある。すなわ
ち、ＴＭＲ効果磁気抵抗センサ膜の場合には、トンネル
障壁層２３２の上下に位置する第１の強磁性層２２及び
第２の強磁性層２４が媒体対向面１のラップ加工の際に
短絡してしまうと出力が出なくなるが、図５あるいは図
６に示す構造では、ラップ加工の際には磁束ガイド１０
が削られ、ＴＭＲ効果磁気抵抗センサ膜は全く削られる
ことがないので、加工に伴う不良をかなり減らすことが
できる。
【００５４】次に、図７〜図９を用いて縦バイアス磁界
を印加するための構造について説明する。これらは、図
５あるいは図６が基本になっており、それに縦バイアス
磁界を印加するための構造を設けたものである。なお、
図において、非磁性中間層２１までは俯瞰図で、それよ
りも上側については部分断面図になっている。
【００５５】磁束ガイドを設けた磁気抵抗センサにおい
ては、磁気抵抗センサ膜の自由層のバルクハウゼンノイ
ズを抑制することは当然であるが、その他にも、磁束ガ
イド膜で発生したノイズを自由層がそのまま信号として
拾ってしまうので、磁束ガイドにも縦バイアス磁界を印
加する必要がある。本発明においては、自由層である第
１の磁性層２２と磁束ガイド１０が反強磁性的に結合し
ているため、いずれか一方に縦バイアス磁界を印加する
ための構造を設けることにより、両方に縦バイアス磁界
が印加されることになる。
【００５６】図７は、磁束ガイド１０上に縦バイアス印
加層３３を積層した構造であり、図８及び図９は、縦バ
イアス印加層３３を磁束ガイド１０の両端及び両脇に設
けた構造である。いずれの構造においても、磁束ガイド
１０と第１の強磁性層２２の両方のバルクハウゼンノイ
ズを抑制することができる。
【００５７】縦バイアス印加層３３としては、永久磁石
材料を用いることができる。代表的には、Ｃｒ下地上に
ＣｏＣｒＰｔ膜を形成したものとすることができる。そ
の他、ＣｏＣｒＴａ，ＣｏＰｔ，ＣｏＣｒＰｔＴａや、
これらにＺｒＯ2，Ａｌ2Ｏ3，Ｔａ2Ｏ5などを添加した
材料を用いてもよい。縦バイアス印加層３３の膜厚は、
自由層の膜厚、永久磁石材料の残留磁束密度の値などに
応じて８〜１２０ｎｍの範囲とすることができるが、典
型的には３０〜４０ｎｍである。磁気特性は代表的に
は、保磁力Ｈｃ：２０００Ｏｅ、残留磁束密度Ｂｒ：
０．８Ｔ、角型比Ｂｒ／Ｂｓ：０．８５であるが、これ
に限定されるものではない。磁化の方向は、トラック幅
方向である。
【００５８】なお、ここでは磁気抵抗センサ膜としてＴ
ＭＲ効果膜を用いた磁気抵抗センサの磁束ガイドに縦バ
イアス印加層３３を設けた場合について説明したが、図
２に示したＧＭＲ効果磁気抵抗センサ膜を用いた磁気抵
抗センサの磁束ガイドにも図７〜図９と全く同様にして
縦バイアス印加層を設けることができ、それによって磁
束ガイド１０とＧＭＲ効果磁気抵抗センサ膜の第１の自
由層２２の両方のバルクハウゼンノイズを抑制すること
ができる。
【００５９】［実施の形態４］実施の形態３では、磁束
ガイドは１枚の磁束ガイド１０で構成されているが、図
１０に示すように、第１の磁束ガイド部１１０と第２の
磁束ガイド部１１１の２つの部分で磁束ガイドを構成し
てもよい。ＴＭＲ効果磁気抵抗センサ膜の第１の強磁性
層２２とは、第１の磁束ガイド部１１０の一部で非磁性
中間層２１を介して反強磁性的に結合している。第１の
磁束ガイド部１１０と第２の磁束ガイド部１１１は、Ｔ
ＭＲ効果磁気抵抗センサ膜が配置されている位置より
も、より素子高さ方向に奥まった位置で接しており、こ
れらの磁束ガイド部１１０，１１１は磁気回路を形成し
ており、媒体から侵入した磁界が磁気回路に沿って通り
抜ける。このような構成は垂直記録の再生に好適であ
る。なお、上部電極３１及び下部電極３２の配置は、Ｔ
ＭＲ効果磁気抵抗センサ膜の膜厚方向にセンス電流が供
給できれば、必ずしも本図の限りではない。
【００６０】第１の磁束ガイド部１１０と第２の磁束ガ
イド部１１１の２つの部分から構成される磁束ガイドに
縦バイアス印加層を設けた構造を図１１〜図１３に示
す。図１１では、第１の磁束ガイド部１１０と第２の磁
束ガイド部１１１に挟まれた部分に縦バイアス印加層を
設けてあり、これにより、２つの磁束ガイド部とＴＭＲ
効果磁気抵抗センサ膜の自由層である第１の強磁性層２
２のバルクハウゼンノイズを抑制することが可能であ
る。図１２では、２つの磁束ガイド部１１０と１１１で
挟まれた部分に非磁性ギャップ層３５を設け、２つの磁
束ガイド部１１０と１１１と非磁性ギャップ層３５の両
脇に一対の縦バイアス印加層３３を配置したものであ
る。また、図１３は、２つの磁束ガイド部１１０と１１
１のそれぞれの両脇に縦バイアス印加層３３０と３３１
を各一対配置したものである。いずれの構造において
も、第１の磁束ガイド部１１０と第２の磁束ガイド部１
１１と第１の自由層２２のバルクハウゼンノイズを抑制
することができる。
【００６１】図１１の構造のメリットは、磁束ガイド１
１０と縦バイアス印加層３３と磁束ガイド１１１を成膜
した後に、一度でパターン形成できることである。ただ
し、磁束ガイド１１０を構成する材料が一般的には面心
立方（ＦＣＣ）構造であるため、その上に永久磁石膜
（縦バイアス印加層）を形成したときに大きな保磁力が
得られにくいというデメリットがある。この難点を解消
するのが図１２あるいは図１３に示した構造である。図
１３の構造は、図１２の構造に比べるとプロセスが複雑
になる欠点はあるが、図１２の構造では縦バイアス印加
層３３の膜厚が厚くなり必要以上に大きな縦バイアス磁
界が発生する恐れがあるので、そのような場合には図１
３のように２つの磁束ガイド１１０と１１１にそれぞれ
別個に縦バイアス印加層３３０，３３１を設ければよ
い。
【００６２】また、図１４に示すように、第１の磁束ガ
イド部１１０と第２の磁束ガイド部１１１が形成する磁
気回路の内部にＴＭＲ効果磁気抵抗センサ膜を配置する
こともできる。但し、この場合には、上部電極３１から
第２の磁束ガイド部１１１を通って下部電極３２にセン
ス電流が短絡しないように、第２の磁束ガイド部を電気
抵抗の高い軟磁性膜、例えば、磁性体と酸化物の不連続
多層膜で形成する必要がある。この構造における縦バイ
アス印加層については、図１３のように、２つの磁束ガ
イド部それぞれに縦バイアス印加層を配置するのが好ま
しい。また、図１４に示す構造を採用すると、図３と図
４の関係のように、上部シールド層１１と下部シールド
層１２の間隔を狭くすることができる。
【００６３】なお、本実施の形態では磁気抵抗センサ膜
としてＴＭＲ効果膜を用いた磁気抵抗センサの磁束ガイ
ドに縦バイアス印加層を設けた場合について説明した
が、図３あるいは図４に示したＧＭＲ効果磁気抵抗セン
サ膜を用いた磁気抵抗センサの磁束ガイドにも図１１〜
図１３と全く同様にして縦バイアス印加層を設けること
ができ、それによって磁束ガイド１０とＧＭＲ効果磁気
抵抗センサ膜の第１の強磁性層２２の両方のバルクハウ
ゼンノイズを抑制することができる。
【００６４】［実施の形態５］図１５は、本発明による
磁気ヘッドの構造を示す部分断面斜視図である。図１５
に示すように、上記実施の形態に示した磁気抵抗センサ
膜を用いた磁気抵抗センサを再生素子２として用い、そ
の上に、下部磁極１４及び上部磁極１３の一対の磁気コ
アと、その磁気コアと鎖交するコイル１６からなる記録
素子３を設けると、より高い記録密度に対応した磁気ヘ
ッドを提供することができる。
【００６５】また、このような磁気ヘッドを用いると、
高い記録密度を有する磁気記録再生装置を提供すること
ができる。図１６は、その一実施の形態の概略図であ
る。磁気記録再生装置は、情報を磁気的に記録する磁気
記録媒体２０１と、これを回転させるモーター２０２
と、磁気記録媒体２０１への情報の書き込みと読み出し
を行う磁気ヘッド２０３と、これを支えるサスペンショ
ン２０４と、磁気ヘッドの位置決めを行うアクチュエー
ター２０５と、情報（記録再生信号）を処理するリード
／ライト回路２０６などを有している。磁気ヘッド２０
３として、図１５に示す磁気ヘッドを用いると、高記録
密度の磁気記録再生装置を実現することができる。
【００６６】また、上記磁気記録再生装置を複数台組み
合わせることで、ディスクアレイ装置を組むことができ
る。この場合、複数の磁気記録再生装置を同時に扱うた
め、情報の処理能力を速くでき、また装置の信頼性を高
めることができる。
【００６７】以上の実施の形態では、磁気抵抗センサ膜
の上に磁束ガイドを設けているが、磁束ガイド上に非磁
性中間層を介して自由層である第１の強磁性層、非磁性
導電層あるいはトンネル障壁層、第２の強磁性層、反強
磁性層を積層する構造にしても、本発明の効果は変わる
ものではない。また、記録素子を形成した後にその上に
再生素子を設けても同様である。
【００６８】
【発明の効果】本発明によれば、ＧＭＲ効果膜及びＴＭ
Ｒ効果膜などの磁気抵抗センサ膜を媒体対向面に露出さ
せずに磁束ガイドを用いる構造において、磁束ガイドと
自由層を反強磁性的に結合させることにより感度の向上
を図り、かつ、磁束ガイド膜及び磁気抵抗センサ膜の自
由層の両方に縦バイアス磁界を印加することにより高い
安定性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術と本発明の違いを示すモデル計算の結
果を示す図。
【図２】本発明による磁気抵抗センサの一例の断面模式
図。
【図３】本発明による磁気抵抗センサの他の例の断面模
式図。
【図４】本発明による磁気抵抗センサの他の例の断面模
式図。
【図５】本発明による磁気抵抗センサの他の例の断面模
式図。
【図６】本発明による磁気抵抗センサの他の例の断面模
式図。
【図７】本発明による磁気抵抗センサの他の例の断面模
式図。
【図８】本発明による磁気抵抗センサの他の例の断面模
式図。
【図９】本発明による磁気抵抗センサの他の例の断面模
式図。
【図１０】本発明による磁気抵抗センサの他の例の断面
模式図。
【図１１】本発明による磁気抵抗センサの他の例の断面
模式図。
【図１２】本発明による磁気抵抗センサの他の例の断面
模式図。
【図１３】本発明による磁気抵抗センサの他の例の断面
模式図。
【図１４】本発明の実施の形態４の磁気抵抗センサにお
ける他の断面構造を示す図。
【図１５】本発明の磁気ヘッドの構造を示す俯瞰及び部
分断面図。
【図１６】本発明の磁気記録再生装置の概略図。
【図１７】孤立波の再生波形の説明図。
【符号の説明】
１：媒体対向面、２：再生素子、３：記録素子、１０：
磁束ガイド膜、１１０：第１の磁束ガイド部、１１１：
第２の磁束ガイド部、１１：上部シールド層、１２：下
部シールド層、１３：上部磁極、１４：下部磁極、１
５：磁気抵抗センサ膜、１６：コイル、２１：非磁性中
間層、２２：第１の強磁性層、２３１：非磁性導電層、
２３２：トンネル障壁層、２４：第２の強磁性層、２
５：反強磁性層、２６：下地層、３１：上部電極、３
２：下部電極、３３：縦バイアス印加層、３３０：第１
の縦バイアス印加層、３３１：第２の縦バイアス印加
層、３５：非磁性ギャップ層、１００：素子高さ方向、
１０１：トラック幅方向
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−167118（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G11B 5/39 G01R 33/09 H01F 10/14 H01F 10/16 H01L 43/08

Claims (14)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 印加される磁界の大きさに応じて磁化の
    方向が回転する強磁性層を備える磁気抵抗センサ膜と、
    前記磁気抵抗センサ膜に信号検出電流を流すための一対
    の電極と、前記磁気抵抗センサ膜に磁気記録媒体からの
    漏洩磁束を導くための磁束ガイドとを備える磁気抵抗セ
    ンサにおいて、 前記磁気抵抗センサ膜の印加される磁界の大きさに応じ
    て磁化の方向が回転する強磁性層は、前記磁束ガイドと
    反強磁性的に結合していることを特徴とする磁気抵抗セ
    ンサ。
  2. 【請求項２】 印加される磁界の大きさに応じて磁化の
    方向が回転する強磁性層を備える磁気抵抗センサ膜と、
    前記磁気抵抗センサ膜に信号検出電流を流すための一対
    の電極と、前記磁気抵抗センサ膜に磁気記録媒体からの
    漏洩磁束を導くための磁束ガイドとを備える磁気抵抗セ
    ンサにおいて、 前記磁気抵抗センサ膜の印加される磁界の大きさに応じ
    て磁化の方向が回転する強磁性層は、Ｒｕ，Ｃｒ，Ｒ
    ｈ，Ｉｒあるいはそれらの合金からなる非磁性中間層を
    介して、前記磁束ガイドと反強磁性的に結合しているこ
    とを特徴とする磁気抵抗センサ。
  3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の磁気抵抗センサに
    おいて、前記磁束ガイドは第１の磁束ガイド部と第２の
    磁束ガイド部とからなり、前記第１及び第２の磁束ガイ
    ド部は、前記媒体対向面から素子高さ方向に連続してお
    り、前記磁気抵抗センサ膜よりも素子高さ方向に前記媒
    体対向面から離れた位置において磁気的に接続している
    ことを特徴とする磁気抵抗センサ。
  4. 【請求項４】 請求項１，２又は３記載の磁気抵抗セン
    サにおいて、前記磁束ガイドにバルクハウゼンノイズを
    抑制するための縦バイアス印加層が設けられていること
    を特徴とする磁気抵抗センサ。
  5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか１項記載の磁気
    抵抗センサにおいて、前記磁気抵抗センサ膜は、トンネ
    ル障壁層を介して積層された第１の強磁性層と第２の強
    磁性層とを備え、前記第１の強磁性層は印加される磁界
    に応じて磁化の方向が回転し、前記第１の強磁性層の磁
    化の方向と前記第２の強磁性層の磁化の方向の相対的な
    角度が変わることによって電気抵抗が変化することを特
    徴とする磁気抵抗センサ。
  6. 【請求項６】 印加される磁界の大きさに応じて磁化の
    方向が回転する強磁性層を有する磁気抵抗センサ膜と、
    前記磁気抵抗センサ膜に信号検出電流を流すための一対
    の電極と、前記磁気抵抗センサ膜の印加される磁界の大
    きさに応じて磁化の方向が回転する強磁性層と反強磁性
    的に結合していて前記磁気抵抗センサ膜に磁気記録媒体
    からの漏洩磁束を導くための磁束ガイドとを備える再生
    ヘッドを含むことを特徴とする磁気ヘッド。
  7. 【請求項７】 トンネル障壁層を介して積層された第１
    の強磁性層と第２の強磁性層とを備え、前記第１の強磁
    性層は印加される磁界に応じて磁化の方向が回転する磁
    気抵抗センサ膜と、前記磁気抵抗センサ膜に信号検出電
    流を流すための一対の電極と、Ｒｕ，Ｃｒ，Ｒｈ，Ｉｒ
    あるいはそれらの合金からなる非磁性中間層を介して前
    記磁気抵抗センサ膜の前記第１の強磁性層と反強磁性的
    に結合し前記磁気抵抗センサ膜に磁気記録媒体からの漏
    洩磁束を導くための磁束ガイドとを備える再生ヘッドを
    含むことを特徴とする磁気ヘッド。
  8. 【請求項８】 非磁性導電層を介して積層された第１の
    強磁性層と第２の強磁性層とを備え、前記第１の強磁性
    層は印加される磁界に応じて磁化の方向が回転し、前記
    第１の強磁性層の磁化の方向と第２の強磁性層の磁化の
    方向の相対的な角度が変わることによって電気抵抗が変
    化する磁気抵抗センサ膜と、前記磁気抵抗センサ膜に信
    号検出電流を流すための一対の電極と、Ｒｕ，Ｃｒ，Ｒ
    ｈ，Ｉｒあるいはそれらの合金からなる非磁性中間層を
    介して前記磁気抵抗センサ膜の前記第１の強磁性層と反
    強磁性的に結合し前記磁気抵抗センサ膜に磁気記録媒体
    からの漏洩磁束を導くための磁束ガイドとを備える再生
    ヘッドを含むことを特徴とする磁気ヘッド。
  9. 【請求項９】 請求項６，７又は８記載の磁気ヘッドに
    おいて、前記磁束ガイドにバルクハウゼンノイズを抑制
    するための縦バイアス印加層が設けられていることを特
    徴とする磁気ヘッド。
  10. 【請求項１０】 磁気記録媒体と、記録部と再生部とを
    備える磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドを前記磁気記録媒
    体に対して相対運動させる駆動手段と、記録再生信号処
    理手段とを含む磁気記憶装置において、 前記磁気ヘッドの再生部は、印加される磁界の大きさに
    応じて磁化の方向が回転する強磁性層を含む磁気抵抗セ
    ンサ膜と、前記磁気抵抗センサ膜に信号検出電流を流す
    ための一対の電極と、前記磁気抵抗センサ膜の印加され
    る磁界の大きさに応じて磁化の方向が回転する強磁性層
    と反強磁性的に結合し前記磁気記録媒体からの漏洩磁束
    を前記磁気抵抗センサ膜に導くための磁束ガイドとを備
    えることを特徴とする磁気記録再生装置。
  11. 【請求項１１】 第１の強磁性層、非磁性層、第２の強
    磁性層及び反強磁性層が順に形成された磁気抵抗センサ
    膜と、前記磁気抵抗センサ膜に信号検出電流を流すため
    の一対の電極と、前記磁気抵抗センサ膜に磁気記録媒体
    からの漏洩磁束を導くための磁束ガイドとを備える磁気
    抵抗センサにおいて、 前記第１の強磁性層と前記磁束ガイドは、Ｒｕ，Ｃｒ，
    Ｒｈ，Ｉｒあるいはそれらの合金からなる非磁性中間層
    を介して反強磁性的に結合していることを特徴とする磁
    気抵抗センサ。
  12. 【請求項１２】 請求項１１記載の磁気抵抗センサにお
    いて、前記非磁性層はトンネル障壁層であることを特徴
    とする磁気抵抗センサ。
  13. 【請求項１３】 第１の強磁性層、非磁性層、第２の強
    磁性層及び反強磁性層が順に形成された磁気抵抗センサ
    膜と、前記磁気抵抗センサ膜に信号検出電流を流すため
    の一対の電極と、前記磁気抵抗センサ膜に磁気記録媒体
    からの漏洩磁束を導くための磁束ガイドと、当該磁束ガ
    イドと前記第１の強磁性層との間に形成されたＲｕ，Ｃ
    ｒ，Ｒｈ，Ｉｒあるいはそれらの合金からなる非磁性中
    間層とを備え、前記磁束ガイドと前記第１の強磁性層と
    は前記非磁性中間層を介して反強磁性的に結合している
    ことを特徴とする磁気ヘッド。
  14. 【請求項１４】 請求項１３記載の磁気ヘッドにおい
    て、前記非磁性層はトンネル障壁層であることを特徴と
    する磁気ヘッド。
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