JP3837102B2 - 電磁変換素子、薄膜磁気ヘッド、磁気ヘッドアセンブリおよび磁気再生装置、ならびに電磁変換素子の製造方法 - Google Patents

電磁変換素子、薄膜磁気ヘッド、磁気ヘッドアセンブリおよび磁気再生装置、ならびに電磁変換素子の製造方法 Download PDF

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば磁気信号を電気信号に変換するために利用される電磁変換素子、この電磁変換素子を利用して磁気的に情報を再生する薄膜磁気ヘッド、磁気ヘッドアセンブリおよび磁気再生装置、ならびに電磁変換素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報の記録再生装置として、例えば、ハードディスクを利用して磁気的に情報を記録・再生するハードディスクドライブが普及している。このハードディスクドライブの開発分野では、ハードディスクの面記録密度の向上に伴い、薄膜磁気ヘッドの性能向上が求められている。この薄膜磁気ヘッドは、磁気再生処理用のデバイスとして、例えば磁気抵抗効果（ＭＲ；magneto-resistive effect）を利用して再生処理を実行するＭＲ素子を備えている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ハードディスクの開発過程における問題の１つとして、ハードディスクの面記録密度の向上に応じてＭＲ素子を小型化した場合に、そのＭＲ素子の物理的なサイズが減少することに起因して再生出力の低下を招く点が挙げられる。この再生出力の低下を誘発する要因としては、上記したＭＲ素子のサイズ減少に加えて、例えば、ＭＲ素子のうち、信号磁界の主要な検出部分として機能するフリー層中において、磁壁の不連続な移動に起因してバルクハウゼンノイズが発生するため、フリー層による信号磁界の検出感度が相対的に低下する点も挙げられる。したがって、再生出力を確保するためには、フリー層を単磁区化して磁壁を消失させる必要がある。
【０００４】
しかしながら、従来のハードディスクドライブでは、フリー層の磁区制御対策が不十分なため、ＭＲ素子を小型化した場合に十分な再生出力を得ることが困難であるという問題があった。
【０００５】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その第１の目的は、フリー層の磁区を制御し、ＭＲ素子を小型化した場合においても十分な再生出力を得ることが可能な電磁変換素子、薄膜磁気ヘッド、磁気ヘッドアセンブリおよび磁気再生装置を提供することにある。
【０００６】
また、本発明の第２の目的は、再生出力の確保に寄与可能な電磁変換素子を簡単に製造することが可能な電磁変換素子の製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の観点に係る電磁変換素子は、一対の対向面を有する第１の強磁性層と、この第１の強磁性層の一方の面側に隣接された非磁性層と、この非磁性層に隣接された第２の強磁性層と、この第２の強磁性層に隣接された反強磁性層と、第１の強磁性層の他方の面側に隣接された非磁性交換結合層と、この非磁性交換結合層に隣接され、非磁性交換結合層を介して第１の強磁性層と交換結合されると共に第１の強磁性層の磁区を制御するための第１の磁区制御層として機能する半硬磁性層とを含む積層構造をなす電磁変換積層体と、この電磁変換積層体の電流を供給するためのリード層と、電磁変換積層体のうちの少なくとも半硬磁性層側方に隣接配置され、電磁変換積層体のうちの第１の強磁性層の磁区を制御するための第２の磁区制御層として機能する硬磁性層とを備えたものである。
【０００８】
本発明の第２の観点に係る電磁変換素子は、フリー層と、このフリー層に隣接された非磁性層と、この非磁性層を挟んでフリー層と対向配置され、磁化方向が所定の方向に固定されたピンド層と、このピンド層に隣接され、ピンド層の磁化方向を固定するためのピンニング層と、フリー層のうちの非磁性層と反対側に隣接された非磁性交換結合層と、この非磁性交換結合層を挟んでフリー層と対向配置され、フリー層と交換結合することにより、そのフリー層の磁区を制御する第１の磁区制御層とを含むスピンバルブ構造をなす電磁変換積層体と、この電磁変換積層体に電流を供給するためのリード層と、電磁変換積層体のうちの少なくとも第１の磁区制御層の側方に隣接配置され、電磁変換積層体のうちのフリー層の磁区を制御する第２の磁区制御層とを備えたものである。
【０００９】
本発明の第３の観点に係る電磁変換素子は、一対の対向面を有する第１の強磁性層と、この第１の強磁性層の一方の面側に隣接され、伝導電子がトンネル可能なトンネル絶縁層と、このトンネル絶縁層に隣接された第２の強磁性層と、この第２の強磁性層に隣接された反強磁性層と、第１の強磁性層の他方の面側に隣接された非磁性交換結合層と、この非磁性交換結合層に隣接され、非磁性交換結合層を介して第１の強磁性層と交換結合されると共に第１の強磁性層の磁区を制御するための第１の磁区制御層として機能する半硬磁性層とを含む積層構造をなす電磁変換積層体と、この電磁変換積層体に電流を供給するためのリード層と、電磁変換積層体のうちの少なくとも半硬磁性層の側方に隣接配置され、電磁変換積層体のうちの第１の強磁性層の磁区を制御するための第２の磁区制御層として機能する硬磁性層とを備えたものである。
【００１１】
本発明に係る薄膜磁気ヘッドは、本発明の電磁変換素子を含み、磁気的に情報を再生するものである。
【００１２】
本発明に係る磁気ヘッドアセンブリは、本発明の薄膜磁気ヘッドが形成されたヘッドスライダと、このスライダヘッドを支持するスライダ支持機構とを備えたものである。
【００１３】
本発明に係る磁気再生装置は、本発明の磁気ヘッドアセンブリと、この磁気ヘッドアセンブリを利用して磁気的に情報が再生される記録媒体とを備えたものである。
【００１４】
本発明の第１〜第３の観点に係る電磁変換素子、薄膜磁気ヘッド、磁気ヘッドアセンブリまたは磁気再生装置では、非磁性交換結合層を介して半硬磁性層と第１の強磁性層（フリー層）とが交換結合されるため、第１の強磁性層（フリー層）が単磁区化される。
【００１５】
本発明に係る電磁変換素子の製造方法は、一対の対向面を有する第１の強磁性層と、この第１の強磁性層の一方の面側に隣接された非磁性層と、この非磁性層に隣接された第２の強磁性層と、この第２の強磁性層に隣接された反強磁性層と、第１の強磁性層の他方の面側に隣接された非磁性交換結合層と、この非磁性交換結合層に隣接され、非磁性交換結合層を介して第１の強磁性層と交換結合されると共に第１の強磁性層の磁区を制御するための第１の磁区制御層として機能する半硬磁性層とを含む積層構造をなすように電磁変換積層体を形成する工程と、この電磁変換積層体に電流を供給するためのリード層を形成する工程と、電磁変換積層体のうちの少なくとも半硬磁性層の側方に隣接配置され、電磁変換積層体のうちの第１の強磁性層の磁区を制御するための第２の磁区制御層として機能するように硬磁性層を形成する工程とを含むようにしたものである。
【００１６】
本発明に係る電磁変換素子の製造方法では、第１の強磁性層の一面に隣接するように非磁性交換結合層が形成されたのち、この非磁性交換結合層に隣接するように半硬磁性層が形成される。これにより、非磁性交換結合層を介して半硬磁性層と第１の強磁性層とが交換結合される。
【００１８】
また、本発明の第１の観点に係る電磁変換素子では、半硬磁性層の再生トラック幅方向の幅が、第１の強磁性層の再生トラック幅方向の幅以上であるのが好ましい。
【００１９】
また、本発明の第１の観点に係る電磁変換素子では、第２の強磁性層が、互いに反対向きの２つの磁化が併存する積層構造をなしていてもよい。
【００２０】
また、本発明の第１の観点に係る電磁変換素子では、非磁性交換結合層が、伝導電子を反射させるための反射層を含んで構成されていてもよい。
【００２１】
また、本発明の第１の観点に係る電磁変換素子では、非磁性交換結合層が、第１の強磁性層よりも高い導電性を有する導電層を含んで構成されていてもよい。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２４】
まず、図１および図２を参照して、本発明の一実施の形態に係る磁気再生装置としてのハードディスクドライブの構成について説明する。図１はハードディスクドライブの要部の外観構成を表し、図２は図１に示したヘッドスライダの外観構成を拡大して表している。
【００２５】
このハードディスクドライブは、例えば、記録・再生の双方の処理を実行可能なものであり、図１に示しように、筐体１００の内部に、磁気的に情報が記録される複数のハードディスク１０１と、各ハードディスク１０１に対応して配設され、先端にヘッドスライダ２００が取り付けられた複数のアーム１０２とを備えている。ハードディスク１０１は、スピンドルモータ１０３を軸として回転可能になっている。アーム１０２は、固定軸１０５にベアリング１０６を介して挿通された状態において、動力源としての駆動部１０４により支持されており、固定軸１０５を中心として旋回可能になっている。なお、図１では、例えば、複数のアーム１０２が一体として旋回可能なモデルを示している。図１に示したハードディスクドライブの構成要素のうち、ヘッドスライダ２００がアーム１０２に支持されてなるユニットは、いわゆるＨＧＡ（head gimbals assembly ）と呼ばれるものであり、このユニットが本発明の「磁気ヘッドアセンブリ」の一例に該当する。
【００２６】
ヘッドスライダ２００は、図２に示したように、アーム１０２の旋回時に生じる空気抵抗を減少させるための溝部を含む略直方体状の基体２０１のうち、ハードディスク１０１に対向する面（エアベアリング面）２０１Ｍと直交する一側面（図２中、手前側の面）に、記録・再生処理を実行する薄膜磁気ヘッド２０２が形成された構成をなしている。情報の記録・再生時においてハードディスク１０１が回転すると、そのハードディスク１０１の記録面（ヘッドスライダ２００と対向する面）とエアベアリング面２０１Ｍとの間に空気流が生じ、この空気流を利用してヘッドスライダ２００がハードディスク１０１から極僅かに浮上するようになっている。なお、図２では、エアベアリング面２０１Ｍ側の基体２０１の構造を見やすくするために、図１に示した状態とはヘッドスライダ２００の上下を反転させた状態を示している。
【００２７】
次に、図１〜図５を参照して、薄膜磁気ヘッド２０２の詳細な構成について説明する。図３〜図５は薄膜磁気ヘッド２０２の構成を拡大して表しており、図３は分解構成、図４は図３に示した矢印ＩＶ方向から見た平面構成、図５は図４に示したＶ−Ｖ線に沿った矢視方向の断面構成をそれぞれ示している。
【００２８】
この薄膜磁気ヘッド２０２は、例えば、磁気再生処理を担う再生ヘッド部１０と、磁気記録処理を担う記録ヘッド部２０とが一体化された複合型ヘッドである。この再生ヘッド部１０が本発明の「電磁変換素子」の一例に該当し、この再生ヘッド部１０を含む薄膜磁気ヘッド２０２が本発明の「薄膜磁気ヘッド」の一例に該当する。
【００２９】
再生ヘッド部１０は、例えば、基体２０１上に形成されており、絶縁層１１と、下部シールド層１２と、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、上部シールド層１５とがこの順に積層され、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、一端面がエアベアリング面２０１Ｍに露出するようにＭＲ素子３０が埋設された構成をなしている。
【００３０】
絶縁層１１は、再生ヘッド部１０を基体２０１から電気的に分離するためのものであり、例えば酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ；以下、「アルミナ」という）などの絶縁性材料により構成されている。下部シールド層１２および上部シールド層１５は、ＭＲ素子３０を磁気的に遮蔽するものであり、例えばニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ；以下、「パーマロイ（商品名）」という）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、ＭＲ素子３０を周囲から磁気的かつ電気的に分離するためのものであり、例えばアルミナや窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などの非磁性非導電性材料により構成されている。ＭＲ素子３０は、磁気抵抗効果を利用してハードディスク１０１の信号磁界を検出し、そのハードディスク１０１に記録されている情報を磁気的に再生するものであり、信号磁界の検出部分としての積層体３１と、この積層体３１に電流を供給するるためのリード層３２Ｒ，３２Ｌとを含んで構成されている。
【００３１】
記録ヘッド部２０は、例えば、再生ヘッド部１０上に非磁性層１６を介して形成されており、非磁性層１６に隣接した下部磁極１７と、記録ギャップ層２１と、絶縁層２２，２３，２４（図３では図示せず）に埋設された２段重ねの薄膜コイル２５，２６と、上部磁極２７とがこの順に積層された構成をなしている。なお、非磁性層１６は、再生ヘッド部１０と記録ヘッド部２０との間を磁気的に分離するためのものであり、例えばアルミナなどにより構成されている。
【００３２】
下部磁極１７は、上部磁極２７と共に磁路を構成するものであり、例えばパーマロイなどの高飽和磁束密度材料により構成されている。記録ギャップ層２１は、下部磁極１７と上部磁極２７との間にギャップを形成するものであり、例えばアルミナなどの絶縁性材料により構成されている。絶縁層２２，２３，２４は、薄膜コイル２５，２６を周囲から電気的に分離するためのものであり、例えばフォトレジストなどの絶縁性材料により構成されている。薄膜コイル２５，２６は、磁束を発生させるためのスパイラル構造をなすものであり、例えば銅（Ｃｕ）などの高導電性材料により構成されている。これらの薄膜コイル２５，２６の一端は互いに連結されており、他端にはそれぞれ通電用のパッドが設けられている。上部磁極２７は、主に、薄膜コイル２５，２６において磁束を収容し、その磁束を利用して記録ギャップ層２１近傍に記録用の磁界を発生させるものであり、例えばパーマロイや窒化鉄（ＦｅＮ）などの高飽和磁束密度材料により構成されている。この上部磁極２７は、記録ギャップ層２１に設けられた開口部２１Ｋを通じて下部磁極１７と磁気的に連結されている。なお、上部磁極２７上には、さらに、記録ヘッド部２０を周囲から電気的に分離するためのオーバーコート層（図示せず）が形成されている。
【００３３】
次に、図３〜図６を参照して、ＭＲ素子３０の詳細な構成について説明する。図６は、図４および図５に示したＶＩ−ＶＩ線に沿った矢視方向におけるＭＲ素子３０の断面構成を拡大して表している。
【００３４】
ＭＲ素子３０は、図６に示したように、積層体３１の両側に、２つのリード層３２Ｒ，３２Ｌが連結された構成をなしている。この積層体３１は、下地層４１と、半硬磁性層４２と、非磁性交換結合層４３と、第１の強磁性層４４と、非磁性層４５と、第２の強磁性層４６と、反強磁性層４７と、保護層４８とがこの順に積層されており、第１の強磁性層４４が下地層４１に近い側に位置し、かつ第２の強磁性層４６が下地層４１から遠い側に位置するトップ型構造をなしている。この積層体３１のうち、第１の強磁性層４４、非磁性層４５、第２の強磁性層４６および反強磁性層４７よりなる積層構造は、一般にスピンバルブ構造と呼ばれている。
【００３５】
以下では、積層体３１に関して、半硬磁性層４２および非磁性交換結合層４３を除く構成要素について説明したのち、本実施の形態に係るＭＲ素子３０の特徴部分である半硬磁性層４２および非磁性交換結合層４３について説明する。
【００３６】
下地層４１は、その上に設けられた半硬磁性層４２の磁気特性を安定させるものである。この下地層４１は、例えばタンタル（Ｔａ）、ニッケル鉄クロム合金（ＮｉＦｅＣｒ）またはニッケルクロム合金（ＮｉＣｒ）などにより構成されており、その厚みは約５．０ｎｍである。
【００３７】
第１の強磁性層４４は、いわゆる「フリー層」と呼ばれる感磁層であり、ハードディスク１０１の信号磁界に応じて磁化方向４４Ｊが回転可能になっている。この第１の強磁性層４４は、例えばパーマロイやコバルト鉄合金（ＣｏＦｅ）などの強磁性材料により構成されており、その厚みは約３．０ｎｍである。第１の強磁性層４４は、特に、非磁性交換結合層４３を介して半硬磁性層４２と交換結合されており、外部磁界がゼロの状態において単磁区化され、磁化方向４４Ｊが縦方向になっている。
【００３８】
非磁性層４５は、例えば銅、銀、金またはルテニウム（Ｒｕ）などの非磁性材料により構成されており、その厚みは約２．０ｎｍである。
【００３９】
第２の強磁性層４６は、いわゆる「ピンド層」であり、反強磁性層４７と交換結合されることにより、その磁化方向４６Ｊが横方向に固定されている。この第２の強磁性層４６は、例えば、互いに反対向きの２つの磁化が併存した積層構造をなすシンセティックピンド層であり、非磁性層を挟んで２つの強磁性層が積層された構成をなしている。この第２の強磁性層４６の具体的な構成は、例えば、コバルト鉄合金層（約２．０ｎｍ厚）／ルテニウム層（約１．０ｎｍ）／コバルト鉄合金層（約２．０ｎｍ厚）である。なお、第２の強磁性層４６は必ずしも積層構造（シンセティックピンド層）をなす必要はなく、単層構造をなすようにしてもよい。
【００４０】
反強磁性層４７は、いわゆる「ピンニング層」であり、第２の強磁性層４６の磁化方向４６Ｊを固定させるためのものである。この反強磁性層４７は、例えば白金マンガン合金（ＰｔＭｎ）、イリジウムマンガン合金（ＩｒＭｎ）、ルテニウムロジウムマンガン合金（ＲｕＲｈＭｎ）などの合金や酸化ニッケルなどの金属酸化物により構成されており、その厚みは約１０．０ｎｍである。
【００４１】
保護層４８は、積層体３１の要部を物理的かつ化学的ダメージから保護するためのものである。この保護層４８は、例えばタンタル、ロジウム（Ｒｈ）またはニッケルクロム合金などにより構成されており、その厚みは約２．０ｎｍである。
【００４２】
積層体３１の特徴部分である半硬磁性層４２は、ＲＫＫＹ相互作用による交換結合を利用して第１の強磁性層４４の磁区を制御するために、その第１の強磁性層４４に均一な縦方向の磁気バイアスを印加するためのものである。「ＲＫＫＹ相互作用」とは、伝導電子のスピン編極を媒介とした間接的交換相互作用をいい、伝導電子を媒介とした核スピン間の交換相互作用を提唱したRuderman，Kittelおよびこの問題を希土類および遷移金属に拡張したKasuya，Yoshida の４人の名前の頭文字に基づいて名付けられている。この半硬磁性層４２は、軟磁性材料と硬磁性材料との中間の適度な保持力を有する半硬磁性材料、例えばニッケル（Ｎｉ）、ニッケルコバルト合金（ＮｉＣｏ）またはニッケルコバルト鉄クロムロジウム合金（ＮｉＣｏＦｅＣｒＲｈ）などにより構成されており、その厚みは約５．０ｎｍである。特に、半硬磁性層４２を構成する半硬磁性材料としては、例えば、第１の強磁性層４４の磁区を制御可能な程度に異方性磁界Ｈｋが適度に大きく、かつ、半硬磁性層４２の磁化方向４２Ｊを安定的に縦方向とするために磁歪係数λ＜０であるのが好ましい。半硬磁性層４２に関して異方性磁界Ｈｋが適度に大きいことを要するのは、主に、異方性磁界Ｈｋが小さすぎると、ハードディスク１０１の信号磁界に応じて容易に磁化方向４２Ｊが回転するため、信号磁界が第１の強磁性層４４に十分に伝わらなくなり、一方、異方性磁界Ｈｋが大きすぎると、交換結合が必要以上に強固となるため、第１の強磁性層４４の磁化方向４４Ｊが回転しづらくなり、いずれの場合においても再生出力の低下を招くこととなるからである。半硬磁性層４２の幅は、例えば、積層体３１のうちの第１の強磁性層４４を含む上層部分の幅以上であり、具体的には、その第１の強磁性層４４を含む上層部分の幅よりも大きくなっている。ここで、半硬磁性層４２が本発明の特許請求の範囲に記載した「第１の磁区制御層」の一例に該当する。
【００４３】
非磁性交換結合層４３は、例えば銅、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）またはビスマス（Ｂｉ）などの金属、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化ニッケル（ＮｉＯ）、酸化銅（ＣｕＯ）または酸化コバルト（ＣｏＯ）などの金属酸化物、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、砒素化ガリウム（ＧａＡｓ）または珪素（Ｓｉ）などの半導体等の非磁性材料により構成されており、その厚みは約１．５ｎｍ〜２．０ｎｍ、好ましくは約２．０ｎｍである。なお、非磁性交換結合層４３を構成する非磁性材料としては、例えば、第１の強磁性層４４の結晶構造や格子定数と類似する特性を有するものが好ましい。
【００４４】
次に、図１〜図６を参照して、ハードディスクドライブの動作について説明する。
【００４５】
このハードディスクドライブでは、情報の記録・再生時において、固定軸１０５を中心としてアーム１０２が旋回し、このアーム１０２の先端に取り付けられたヘッドスライダ２００がハードディスク１０１の記録面と対向することにより、ヘッドスライダ２００に形成された薄膜磁気ヘッド２０２からハードディスク１０１に対して記録・再生処理が施される。
【００４６】
具体的には、情報の記録時において、図示しない外部回路を通じて記録ヘッド部２０の薄膜コイル２５，２６に電流が流れると、薄膜コイル２５，２６において磁束が発生する。このとき発生した磁束が主に上部磁極２７に収容されたのち、エアベアリング面２０１Ｍから放出されることにより、記録ギャップ層２１近傍に記録用の磁界が発生する。この記録用の磁界に基づいて記録面が磁化されることにより、ハードディスク１０１に磁気的に情報が記録される。
【００４７】
一方、情報の再生時においては、再生ヘッド部１０のＭＲ素子３０により磁気再生処理が実行される。すなわち、ＭＲ素子３０では、情報の再生前において、第２の強磁性層４６と反強磁性層４７との交換結合に基づいて、第２の強磁性層４６の磁化方向４６Ｊが横方向に固定されていると共に、半硬磁性層４２と第１の強磁性層４４との交換結合に基づいて、第１の強磁性層４４の磁化方向４４Ｊが縦方向に配向している。情報の再生時において、リード層３２Ｒ，３２Ｌを通じて積層体３１に検出電流（センス電流）が供給されると、そのセンス電流は、主に、積層体３１のうちの第１の強磁性層４４を流れる。第１の強磁性層４４がハードディスク１０１の信号磁界を検知し、その磁化方向４４Ｊが回転すると、積層体３１を流れる伝導電子が、第１の強磁性層４４の磁化方向４４Ｊと第２の強磁性層４６の磁化方向４６Ｊとの間の相対角度に対応した抵抗を受ける。このときの積層体３１の抵抗は、信号磁界の大きさに応じて変化する（磁気抵抗効果）。この磁気抵抗効果を利用して、積層体３１の抵抗変化が電圧変化として検出されることにより、ハードディスク１０１に記録されていた情報が磁気的に再生される。
【００４８】
次に、ＭＲ素子３０に関する特徴的な作用について説明する。
【００４９】
本実施の形態のＭＲ素子３０では、積層体３１中に半硬磁性層４２を設け、非磁性交換結合層４３を介して半硬磁性層４２と第１の強磁性層４４とを交換結合させるようにしたので、以下の理由により、第１の強磁性層４４の磁区を制御し、ＭＲ素子３０を小型化した場合においても十分な再生出力を得ることができる。
【００５０】
すなわち、第１の強磁性層４４の磁区を制御する構成としては、例えば、図７に示した比較例としてのＭＲ素子１３０のように、半硬磁性層４２および非磁性交換結合層４３を設ける代わりに、第１の強磁性層４４の磁区制御手段として２つの硬磁性層１５０Ｒ，１５０Ｌを積層体３１に対して縦方向に隣接させる構成が一般的である。このＭＲ素子１３０の構成は、一般に「隣接接合（abutted junction）構造」と呼ばれるものである。この隣接接合型のＭＲ素子１３０では、硬磁性層１５０Ｒ，１５０Ｌから第１の強磁性層４４に縦方向の磁気バイアスが供給され、この磁気バイアスに基づいて第１の強磁性層４４の磁化方向４４Ｊが縦方向に配向するため、本実施の形態のＭＲ素子３０と同様の動作機構により磁気再生処理を実行可能となる。
【００５１】
しかしながら、隣接接合型のＭＲ素子１３０では、硬磁性層１５０Ｒ，１５０Ｌから第１の強磁性層４４に印加される磁気バイアスの分布が不均一になるため、第１の強磁性層４４を単磁区化することが困難になる。すなわち、ＭＲ素子１３０では、高保持力を有する硬磁性材料よりなる２つの硬磁性層１５０Ｒ，１５０Ｌが第１の強磁性層４４の両端に局在しているため、第１の強磁性層４４のうち、硬磁性層１５０Ｒ，１５０Ｌとの隣接界面の近傍部（以下、「隣接界面近傍部」という）４４Ｐに磁気バイアスが集中する。これにより、第１の強磁性層４４では、隣接界面近傍部４４Ｐを除いた部分において磁化方向４４Ｊが信号磁界に応じて回転可能となるのに対して、隣接界面近傍部４４Ｐにおいて磁化方向４４Ｊが固定されて回転不能となる。この隣接界面近傍部４４Ｐは、実質的に信号磁界を検知し得ない不感領域となる。したがって、ＭＲ素子１３０では、不感領域の存在に起因して十分な磁気抵抗変化率が得られないため、十分な再生出力を得ることが困難になる。この再生出力に関する問題は、特に、ハードディスクの面記録密度の向上に応じてＭＲ素子１３０を小型化した場合に顕著になる。
【００５２】
これに対して、本実施の形態のＭＲ素子３０では、積層体３１中に半硬磁性層４２が設けられているため、半硬磁性層４２から第１の強磁性層４４に印加される磁気バイアスの分布が均一化され、第１の強磁性層４４が全体に渡って単磁区化される。すなわち、ＭＲ素子３０では、第１の強磁性層４４の両側に硬磁性層１５０Ｒ，１５０Ｌが局在するＭＲ素子１３０とは異なり、半硬磁性層４２が非磁性交換結合層４３を介して第１の強磁性層４４と対向しているため、半硬磁性層４２から第１の強磁性層４４に対して全体に渡ってほぼ均等に磁気バイアスが印加される。この場合には、第１の強磁性層４４の磁化方向４４Ｊが全体に渡って回転可能となるため、不感領域が生じなくなる。しかも、半硬磁性層４２は、軟磁性と硬磁性との中間の適度な保持力を有するため、この半硬磁性層４２を第１の強磁性層４４に対して極薄の非磁性交換結合層４３を挟んで近接配置させたとしても、第１の強磁性層４４の磁化方向４４Ｊが固定されない。これにより、第１の強磁性層４４の磁化方向４４Ｊは、信号磁界がゼロのときに縦方向となり、かつ必要時に信号磁界に応じて回転可能となる。したがって、本実施の形態では、第１の強磁性層４４の磁化方向４４Ｊが容易に回転可能となり、これにより磁気抵抗変化率が確保されるため、ＭＲ素子３０を小型化した場合においても十分な再生出力を得ることが可能となるのである。
【００５３】
特に、本実施の形態では、磁区制御手段として半硬磁性層４２を用いているため、第１の強磁性層４４に関する微視的な磁区制御の観点においても再生出力の確保を実現することができる。すなわち、磁区制御手段として硬磁性層１５０Ｒ，１５０Ｌを用いた場合には、第１の強磁性層４４の微視的な磁区状態が均一になるとはいえない。なぜなら、硬磁性層１５０Ｒ，１５０Ｌでは、粒界や多種類の材料がモザイク状に配列された不均一な構造中において磁壁が固定されることにより高保持力が維持されており、微視的に見ると磁化が不均一なため、交換結合にばらつきが生じ得るからである。これに対して、硬磁性層１５０Ｒ，１５０Ｌよりも保持力が低い半硬磁性層４２では、微視的な磁化がほぼ均一となり、これにより交換結合がほぼ均一化されるため、再生出力が確保されるのである。
【００５４】
また、本実施の形態では、半硬磁性層４２の幅を第１の強磁性層４４の幅以上としたので、第１の強磁性層４４が全体に渡って半硬磁性層４２と対向することとなり、この半硬磁性層４２から第１の強磁性層４４に対して全体に渡って磁気バイアスが印加される。したがって、半硬磁性層４２の幅が第１の強磁性層４４の幅よりも小さく、第１の強磁性層４４の両端近傍部が半硬磁性層４２と対向しない場合とは異なり、第１の強磁性層４４において磁気バイアスが供給されにくい部分が生じないため、第１の強磁性層４４のバイアス分布を均一化することができる。
【００５５】
なお、本実施の形態では、上記したように半硬磁性層４２と第１の強磁性層４４との交換結合を利用して十分な再生出力を得ることが可能な限り、以下に例示するように、ＭＲ素子３０の構成は自由に変更可能である。
【００５６】
≪変形例１≫
具体的には、例えば、上記実施の形態では、第１の強磁性層４４が下地層４１に近い側に位置し、かつ第２の強磁性層４６が下地層４１から遠い側に位置するトップ型構造をなすようにＭＲ素子３０を構成したが、必ずしもこれに限られるものではなく、図８に示したように、第１の強磁性層４４が下地層４１から遠い側に位置し、かつ第２の強磁性層４６が下地層４１に近い側に位置するボトム型構造をなすようにＭＲ素子３０を構成してもよい。ボトム型のＭＲ素子３０における積層体３１の具体的な構成は、下地層４１上に、反強磁性層４７と、第２の強磁性層４６と、非磁性層４５と、第１の強磁性層４４と、非磁性交換結合層４３と、半硬磁性層４２とがこの順に積層され、例えば、積層体３１のうちの下地層４１から非磁性交換結合層４３までの積層部分にリード層３２Ｒ，３２Ｌが連結された構成となる。
【００５７】
≪変形例２≫
また、例えば、図９に示したように、ＭＲ素子３０に隣接接合構造を導入し、積層体３１のうち、例えば下地層４１および半硬磁性層４２よりなる積層部分に対して縦方向に隣接するように硬磁性層５０Ｒ，５０Ｌを設けてもよい。下地層４１および半硬磁性４２よりなる積層部分のみに硬磁性層５０Ｒ，５０Ｌを隣接させるのは、図７に示した隣接接合型のＭＲ素子１３０に特有な弊害、すなわち硬磁性層１５０Ｒ，１５０Ｌによる磁気バイアスの影響が第１の強磁性層４４に対して不均一に及び、第１の強磁性層４４に不感領域が生じることを回避するためである。
【００５８】
図９に示した隣接接合型のＭＲ素子３０では、特に、第１の強磁性層４４の磁気配向特性が全体に渡って一様になるため、再生出力を安定化させることができる。その理由は、以下の通りである。
【００５９】
図１０および図１１は第１の強磁性層４４に関するバイアス分布と磁気配向特性との相関を説明するためのものであり、図１０は硬磁性層５０Ｒ，５０Ｌを備えていない構造（図６参照），図１１は硬磁性層５０Ｒ，５０Ｌを備えた変形例としての構造（図９参照）についてそれぞれ示している。なお、両図中において、（Ａ）は磁気バイアス量，（Ｂ）は交換結合磁界の強さＨｅｘをそれぞれ示していると共に、ＰＲ，ＰＬは、図６および図９に示した第１の強磁性層４４の一端（右端）位置ＰＲ，他端（左端）位置ＰＬにそれぞれ対応している。
【００６０】
図６に示した構成のＭＲ素子３０では、例えば、図１０（Ａ）に示したように、半硬磁性層４２から第１の強磁性層４４に対して、一端位置ＰＲから他端位置ＰＬに渡って一様な強度の磁気バイアスが供給され、第１の強磁性層４４におけるバイアス分布が均一化されたとしても、図１０（Ｂ）に示したように、第１の強磁性層４４のうち、一端位置ＰＲ，他端位置ＰＬの近傍部（以下、「両端近傍部」という）４４Ｅでは交換結合磁界が不足し、十分な磁気配向特性が得られない場合がある。
【００６１】
これに対して、図９に示した隣接接合型のＭＲ素子３０では、半硬磁性層４２から第１の強磁性層４４に対して一様な強度の磁気バイアスが供給された上、さらに硬磁性層５０Ｒ，５０Ｌから第１の強磁性層４４の両端近傍部４４Ｅに対して弱い磁気バイアスが選択的に追加供給される。これにより、図１１（Ａ）に示したように、第１の強磁性層４４の一端位置ＰＲ，他端位置ＰＬ近傍において磁気バイアス量が部分的に増加し、両端近傍部４４Ｅにおいて磁気バイアスの影響を強く受けるようにバイアス分布が意図的に不均一化されるため、図１１（Ｂ）に示したように、両端近傍部４４Ｅの交換結合磁界が部分的に増加し、第１の強磁性層４４の磁気配向特性が一端位置ＰＲから他端位置ＰＬに渡って一様になる。したがって、隣接接合型のＭＲ素子３０では、再生出力が安定化するのである。
【００６２】
なお、ＭＲ素子３０に隣接接合構造を導入する場合には、必ずしも下地層４１および半硬磁性層４２よりなる積層部分に硬磁性層５０Ｒ，５０Ｌを隣接させなければならないわけではなく、不感領域を発生させない限り、積層体３１に対する硬磁性層５０Ｒ，５０Ｌの隣接範囲は自由に変更可能である。具体的には、例えば、図１２に示したように、積層体３１のうち、下地層４１から第１の強磁性層４４の途中までの積層部分に対して硬磁性層５０Ｒ，５０Ｌを隣接させるようにしてもよい。
【００６３】
≪変形例３≫
また、例えば、図１３に示したように、リード層３２Ｒ，３２Ｌのそれぞれの一端が保護層４８と部分的にオーバーラップするようにＭＲ素子３０を構成してもよい。このＭＲ素子３０の構成は、一般に「リードオーバーレイ（lead over lay ）構造」と呼ばれるものである。このリードオーバーレイ型のＭＲ素子３０では、積層体３１とリード層３２Ｒ，３２Ｌとの接触面積が増加し、これにより積層体３１を流れるセンス電流の電流効率が向上するため、この電流効率の観点から再生出力を向上させることができる。
【００６４】
≪変形例４≫
また、例えば、図１４に示したように、反射層４３Ｒと結合層４３Ｃとがこの順に積層された２層構成の非磁性交換結合層４３を含むようにＭＲ素子３０を構成してもよい。このＭＲ素子３０の構成は、一般に「スペキュラースピンバルブ構造（specular spin valve ）」と呼ばれるものである。反射層４３Ｒは、主に、積層体３１中を流れる伝導電子を鏡面反射させるものであり、例えば酸化銅などの高反射性材料により構成されている。なお、反射層４３Ｒは、結合層４３Ｃと同様に、半硬磁性層４２と第１の強磁性層４４とを交換結合させる機能を兼ねる場合もある。このスペキュラースピンバルブ型のＭＲ素子３０では、反射層４３Ｒにおいて伝導電子が鏡面反射されることにより、積層体３１中を流れるセンス電流の電流効率が向上するため、再生出力を向上させることができる。
【００６５】
≪変形例５≫
また、例えば、図１４に示したＭＲ素子３０のうちの反射層４３Ｒを、第１の強磁性層４４よりも高い導電性を有する導電層４３Ｄにを置きかえるようにしてもよい。この導電層４３Ｄを備えたＭＲ素子３０の構成は、一般に「スピンフィルタースピンバルブ構造（spin filter spin valve）」と呼ばれるものである。導電層４３Ｄは、主に、積層体３１中を流れる伝導電子を選択的に散乱させるものであり、例えば銅などの高導電性材料により構成されている。このスピンフィルタースピンバルブ型のＭＲ素子３０では、導電層４３Ｄにおいて伝導電子が選択散乱されることにより、積層体３１中を流れるセンス電流の電流効率が向上するため、再生出力を向上させることができる。
【００６６】
≪変形例６≫
また、例えば、図１５に示したように、積層体３１のうち、下地層４１および保護層４８のそれぞれに対して上下方向に隣接するように２つの電極６０Ｄ，６０Ｕを設けると共に、積層体３１の側方を絶縁層６１Ｒ，６１Ｌで埋設するようにＭＲ素子３０を構成してもよい。このＭＲ素子３０の構成は、一般に「トンネル接合構造（magnetic tunnel junction）」と呼ばれるものである。このトンネル接合型のＭＲ素子３０を構成する積層体３１は、非磁性層４５に代えて、例えばアルミナなどの非磁性の絶縁材料よりなる極薄のトンネル絶縁層６３を含んでいる。このトンネル接合型のＭＲ素子３０では、電極６０Ｄ，６０Ｕを利用して積層体３１に電圧が印加されると、第１の強磁性層４４と第２の強磁性層４６との間で伝導電子がトンネル絶縁層６３を量子力学的にトンネルすることにより、トンネル磁気抵抗効果が生じる。このトンネル接合構造によれば、スピンバルブ構造よりも大きな磁気抵抗変化率を得られることが知られていることから、このトンネル接合型のＭＲ素子３０では、上記した一連のスピンバルブ型のＭＲ素子３０よりも大きな再生出力を得ることができる。
【００６７】
次に、本実施の形態に係る電磁変換素子の製造方法が適用されるＭＲ素子３０の製造方法について説明する。図１６〜図２１は、ＭＲ素子３０の製造工程を説明するためのものである。なお、以下では、図９に示した隣接接合型のＭＲ素子３０を製造する場合について説明し、その際、各構成要素の形成材料、形成位置および構造的特徴等については既に詳述したので、それらの説明を随時省略するものとする。
【００６８】
ＭＲ素子３０は、主に、めっき処理やスパッタリングなどを使用したリフトオフによるパターン成膜技術、フォトリソグラフィ技術などのパターニング技術、ならびにイオンミリングなどのエッチング技術等を含む薄膜プロセスを利用して、各構成要素を順次形成して積層させることにより製造される。
【００６９】
すなわち、まず、図１６に示したように、下地層４１上に、半硬磁性層４２を積層する。続いて、半硬磁性層４２上にフォトレジストを塗布してフォトレジスト膜（図示せず）を形成したのち、このフォトレジスト膜を露光・現像してパターニングすることにより、２つの開口部７１ＫＲ，７１ＫＬが設けられたマスク層７１を形成する。このマスク層７１を形成する際には、例えば、後工程のリフトオフ時においてマスク層７１を容易に剥離可能とするために、半硬磁性層４２との界面近傍にアンダーカット部を設けておくのが好ましい。このマスク層７１にアンダーカットを設ける点は、後述するマスク層７２，７３についても同様とする。
【００７０】
続いて、マスク層７１を用いて、全体にエッチング処理を施す。このエッチング処理により、下地層４１および半硬磁性層４２よりなる積層構造のうち、マスク層７１の開口部７１ＫＲ，７１ＫＬに対応する部分が選択的に除去され、図１７に示したように、積層構造に２つの開口部４２ＫＲ，４２ＫＬが形成される。
【００７１】
続いて、開口部４２ＫＲ，４２ＫＬを埋め込むように、全体に硬磁性層５０を形成する。これにより、図１７に示したように、開口部４２ＫＲに硬磁性層５０Ｒが形成されると共に、開口部４２ＫＬに硬磁性層５０Ｌが形成される。こののち、使用済みのマスク層７１を剥離することにより、マスク層７１と共にその上に堆積した余分な硬磁性層５０を除去する（リフトオフ）。
【００７２】
続いて、図１８に示したように、下地層４１および半硬磁性層４２よりなる積層構造上に、非磁性交換結合層４３と、第１の強磁性層４４と、非磁性層４５と、第２の強磁性層４６と、反強磁性層４７と、保護層４８とをこの順に積層したのち、保護層４８上に、２つの開口部７２ＫＲ，７２ＫＬが設けられたマスク層７２を形成する。このマスク層７２を形成する際には、例えば、開口部７２ＫＲ，７２ＫＬ間に位置する部分の幅が、先工程において形成したマスク層７１のうちの同箇所部分の幅よりも狭くなるようにする。
【００７３】
続いて、マスク層７２を用いて全体にエッチング処理を施すことにより、図１９に示したように、非磁性交換結合層４３から保護層４８までの積層構造に、２つの開口部４８ＫＲ，４８ＫＬを選択的に形成する。
【００７４】
続いて、図１９に示したように、開口部４８ＫＲ，４８ＫＬを埋め込むように全体にリード層３２を形成することにより、開口部４８ＫＲにリード層３２Ｒを形成すると共に、開口部４８ＫＬにリード層３２Ｌを形成する。こののち、使用済みのマスク層７２をリフトオフする。
【００７５】
続いて、図２０に示したように、非磁性交換結合層４３から保護層４８までの積層構造のうち、幅方向においてリード層３２Ｒからリード層３２Ｌに至る領域を覆うように、マスク層７３を選択的に形成する。
【００７６】
最後に、マスク層７３を用いて全体にエッチング処理を施し、下地層４１から保護層４８までの積層構造の不要部分を除去することにより、図２１に示したように、下地層４１から保護層４８までが積層された積層体３１を含む隣接接合型のＭＲ素子３０が完成する。
【００７７】
次に、ＭＲ素子３０の製造方法に関する特徴的な作用について説明する。
【００７８】
本実施の形態に係るＭＲ素子３０の製造方法では、半硬磁性層４２と第１の強磁性層４４とが非磁性交換結合層４３を介して互いに交換結合された積層体３１を含む素子構造の形成手法として、リフトオフ法を含む既存の薄膜プロセスしか用いないため、交換結合を利用して第１の強磁性層４４の磁区が制御されたＭＲ素子３０を簡単に製造することができる。
【００７９】
以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態では、本発明を記録・再生両用の薄膜磁気ヘッドに適用す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適用することも可能である。また、例えば、記録再生両用の薄膜磁気ヘッドについては、再生ヘッド部および記録ヘッド部の積層順序を逆にしてもよいし、あるいは再生ヘッド部および記録ヘッド部よりなる２層構成に限らず、複数の再生ヘッド部や記録ヘッド部を含む３層以上の構成であってもよい。
【００８０】
また、例えば、上記実施の形態では、本発明を磁気再生用の薄膜磁気ヘッドに適用する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、磁界を検知するセンサ（例えば加速度センサ）や磁気信号を記憶するメモリなどに適用することも可能である。
【００８１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１ないし請求項５のいずれか１項、請求項６、あるいは請求項７に記載の電磁変換素子、請求項８に記載の薄膜磁気ヘッド、請求項９に記載の磁気ヘッドアセンブリ、請求項１０に記載の磁気再生装置によれば、非磁性交換結合層を挟んで半硬磁性層および第１の強磁性層が積層され、この非磁性交換結合層を介して半硬磁性層と第１の強磁性層とが互いに交換結合されるようにしたので、第１の強磁性層におけるバイアス分布が均一化され、第１の強磁性層が単磁区化される。したがって、第１の強磁性層の磁化方向が容易に回転可能となり、これにより磁気抵抗変化率が確保されるため、電磁変換積層体を小型化した場合においても十分な再生出力を得ることができる。
【００８２】
また、請求項１１記載の電磁変換素子の製造方法によれば、半硬磁性層と第１の強磁性層とが非磁性交換結合層を介して互いに交換結合された積層構造の形成手法として、リフトオフ法を含む既存の薄膜プロセスしか用いないため、交換結合を利用して再生出力の確保に寄与可能な本発明の電磁変換素子を簡単に製造することができる。
【００８３】
また、上記の他、請求項２に記載の電磁変換積層体によれば、半硬磁性層の再生トラック幅方向の幅を第１の強磁性層の再生トラック幅方向の幅以上としたので、半硬磁性層の再生トラック幅方向の幅が第１の強磁性層の再生トラック幅方向の幅よりも小さい場合とは異なり、第１の強磁性層のバイアス分布を均一化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るハードディスクドライブの要部の概観構成を表す斜視図である。
【図２】ヘッドスライダの概観構成を拡大して表す斜視図である。
【図３】薄膜磁気ヘッドの概観構成を分解して表す斜視図である。
【図４】図３に示した矢印ＩＶ方向から見た薄膜磁気ヘッドの平面構成を表す平面図である。
【図５】図４に示したＶ−Ｖ線に沿った矢視方向における薄膜磁気ヘッドの断面構成を表す断面図である。
【図６】図４に示したＶＩ−ＶＩ線に沿った矢視方向におけるＭＲ素子の断面構成を表す断面図である。
【図７】本発明の一実施の形態に係るハードディスクドライブを構成するＭＲ素子に対する比較例としてのＭＲ素子の断面構成を表す断面図である。
【図８】本発明の一実施の形態に係るＭＲ素子の構成に関する第１の変形例（ボトム型構造）を表す断面図である。
【図９】本発明の一実施の形態に係るＭＲ素子の構成に関する第２の変形例（隣接接合型構造）を表す断面図である。
【図１０】硬磁性層を備えていないＭＲ素子のうちの第１の強磁性層に関するバイアス分布と磁気配向特性との相関を説明するための図である。
【図１１】硬磁性層を備えたＭＲ素子のうちの第１の強磁性層に関するバイアス分布と磁気配向特性との相関を説明するための図である。
【図１２】図９に示したＭＲ素子の構成に関する他の変形例を表す断面図である。
【図１３】本発明の一実施の形態に係るＭＲ素子の構成に関する第３の変形例（リードオーバーレイ型構造）を表す断面図である。
【図１４】 本発明の一実施の形態に係るＭＲ素子の構成に関する第４および第５の変形例（スペキュラースピンバルブ型構造またはスピンフィルタースピンバルブ構造）を表す断面図である。
【図１５】本発明の一実施の形態に係るＭＲ素子の構成に関する第６の変形例（トンネル接合型構造）を表す断面図である。
【図１６】本発明の一実施の形態に係るＭＲ素子の製造工程における一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】図１８に続く工程を説明するための断面図である。
【図２０】図１９に続く工程を説明するための断面図である。
【図２１】図２０に続く工程を説明するための断面図である。
【符号の説明】
１０…再生ヘッド部、１１，２２，２３，２４，６１Ｒ，６１Ｌ…絶縁層、１２…下部シールド層、１３…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、１６，４５…非磁性層、１７…下部磁極、２０…記録ヘッド部、２１…記録ギャップ層、２５．２６…薄膜コイル、２７…上部磁極、３０…ＭＲ素子、３１…積層体、３２（３２Ｒ，３２Ｌ）…リード層、４１…下地層、４２…半硬磁性層、４２Ｊ，４４Ｊ，４６Ｊ…磁化方向、４３…非磁性交換結合層、４３Ｃ…結合層、４３Ｄ…導電層、４３Ｒ…反射層、４４…第１の強磁性層、４６…第２の強磁性層、４７…反強磁性層、４８…保護層、５０（５０Ｒ，５０Ｌ）…硬磁性層、６０Ｄ，６０Ｕ…電極、６３…トンネル絶縁層、７１，７２，７３…マスク層、１００…筐体、１０１…ハードディスク、１０２…アーム、１０３…スピンドルモータ、１０４…駆動部、１０５…固定軸、１０６…ベアリング、２００…ヘッドスライダ、２０１…基体、２０１Ｍ…エアベアリング面、２０２…薄膜磁気ヘッド。

Claims (11)

  1. 一対の対向面を有する第１の強磁性層と、この第１の強磁性層の一方の面側に隣接された非磁性層と、この非磁性層に隣接された第２の強磁性層と、この第２の強磁性層に隣接された反強磁性層と、前記第１の強磁性層の他方の面側に隣接された非磁性交換結合層と、この非磁性交換結合層に隣接され、前記非磁性交換結合層を介して前記第１の強磁性層と交換結合されると共に前記第１の強磁性層の磁区を制御するための第１の磁区制御層として機能する半硬磁性層とを含む積層構造をなす電磁変換積層体と、
    この電磁変換積層体に電流を供給するためのリード層と、
    前記電磁変換積層体のうちの少なくとも半硬磁性層の側方に隣接配置され、前記電磁変換積層体のうちの第１の強磁性層の磁区を制御するための第２の磁区制御層として機能する硬磁性層と
    を備えたことを特徴とする電磁変換素子。
  2. 前記半硬磁性層の再生トラック幅方向の幅は、前記第１の強磁性層の再生トラック幅方向の幅以上である
    ことを特徴とする請求項１記載の電磁変換素子。
  3. 前記第２の強磁性層は、互いに反対向きの２つの磁化が併存する積層構造をなしている
    ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電磁変換素子。
  4. 前記非磁性交換結合層は、伝導電子を反射させるための反射層を含んで構成されている
    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項に記載の電磁変換素子。
  5. 前記非磁性交換結合層は、前記第１の強磁性層よりも高い導電性を有する導電層を含んで構成されている
    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項に記載の電磁変換素子。
  6. フリー層と、このフリー層に隣接された非磁性層と、この非磁性層を挟んで前記フリー層と対向配置され、磁化方向が所定の方向に固定されたピンド層と、このピンド層に隣接され、前記ピンド層の磁化方向を固定するためのピンニング層と、前記フリー層のうちの前記非磁性層と反対側に隣接された非磁性交換結合層と、この非磁性交換結合層を挟んで前記フリー層と対向配置され、前記フリー層と交換結合することにより、そのフリー層の磁区を制御する第１の磁区制御層とを含むスピンバルブ構造をなす電磁変換積層体と、
    この電磁変換積層体に電流を供給するためのリード層と、
    前記電磁変換積層体のうちの少なくとも第１の磁区制御層の側方に隣接配置され、前記電磁変換積層体のうちのフリー層の磁区を制御する第２の磁区制御層と
    を備えたことを特徴とする電磁変換素子。
  7. 一対の対向面を有する第１の強磁性層と、この第１の強磁性層の一方の面側に隣接され、伝導電子がトンネル可能なトンネル絶縁層と、このトンネル絶縁層に隣接された第２の強磁性層と、この第２の強磁性層に隣接された反強磁性層と、前記第１の強磁性層の他方の面側に隣接された非磁性交換結合層と、この非磁性交換結合層に隣接され、前記非磁性交換結合層を介して前記第１の強磁性層と交換結合されると共に前記第１の強磁性層の磁区を制御するための第１の磁区制御層として機能する半硬磁性層とを含む積層構造をなす電磁変換積層体と、
    この電磁変換積層体に電流を供給するためのリード層と、
    前記電磁変換積層体のうちの少なくとも半硬磁性層の側方に隣接配置され、前記電磁変換積層体のうちの第１の強磁性層の磁区を制御するための第２の磁区制御層として機能する硬磁性層と
    を備えたことを特徴とする電磁変換素子。
  8. 請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の電磁変換素子を含み、磁気的に情報を再生する
    ことを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
  9. 請求項８記載の薄膜磁気ヘッドが形成されたヘッドスライダと、
    このスライダヘッドを支持するスライダ支持機構と
    を備えたことを特徴とする磁気ヘッドアセンブリ。
  10. 請求項９記載の磁気ヘッドアセンブリと、
    この磁気ヘッドアセンブリを利用して磁気的に情報が再生される記録媒体と
    を備えたことを特徴とする磁気再生装置。
  11. 一対の対向面を有する第１の強磁性層と、この第１の強磁性層の一方の面側に隣接された非磁性層と、この非磁性層に隣接された第２の強磁性層と、この第２の強磁性層に隣接された反強磁性層と、前記第１の強磁性層の他方の面側に隣接された非磁性交換結合層と、この非磁性交換結合層に隣接され、前記非磁性交換結合層を介して前記第１の強磁性層と交換結合されると共に前記第１の強磁性層の磁区を制御するための第１の磁区制御層として機能する半硬磁性層とを含む積層構造をなすように電磁変換積層体を形成する工程と、
    この電磁変換積層体に電流を供給するためのリード層を形成する工程と、
    前記電磁変換積層体のうちの少なくとも半硬磁性層の側方に隣接配置され、前記電磁変換積層体のうちの第１の強磁性層の磁区を制御するための第２の磁区制御層として機能するように硬磁性層を形成する工程と
    を含むことを特徴とする電磁変換素子の製造方法。
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