JP6163038B2 - 磁気抵抗効果素子、磁気ヘッドおよび磁気記録再生装置 - Google Patents

磁気抵抗効果素子、磁気ヘッドおよび磁気記録再生装置 Download PDF

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Description

本発明の実施形態は、磁気抵抗効果素子、磁気ヘッドおよび磁気記録再生装置に関する。
磁気記録再生装置の記録密度は、垂直磁気記録方式の発展、ＣＰＰ−ＧＭＲ（Current Perpendicular to Plane−Giant Magneto Resistance）素子、またはＴＭＲ（Tunneling Magneto Resistance）素子を用いる磁気ヘッド技術により、将来的にＴｂｉｔｓ／ｉｎｃｈ２のオーダの記録密度が実現されると予想されている。しかし、これらの磁気ヘッド技術を用いるには、再生素子である磁気抵抗効果素子は、反強磁性層、固定層、非磁性層、自由層など多くの層から構成されるため、シールド間のギャップを狭めることが困難であり、このような高い記録密度の実現は容易ではないと考えられる。
シールド間のギャップを狭める方法として、スピン蓄積効果を用いた再生ヘッドが提案されている。スピン蓄積効果を用いた再生ヘッドは、固定層、反強磁性層をディスク対向面（以下、ＡＢＳ（Air Bearing Surface）ともいう）から後退させ、上記固定層にセンス電流を流し、非磁性層を介してＡＢＳに位置する自由層までスピン偏極した電子を注入し、上記自由層において、電流が流れない非局所電圧測定を行う。固定層、反強磁性層をＡＢＳから後退させることでシールド間ギャップを狭めて磁気抵抗効果を得ることができる。
このスピン蓄積効果を用いた再生ヘッドを実現させるためには、出力電圧を増大させる必要がある。しかし、一般的には電流密度は１×１０７Ａ／ｃｍ２程度が限界であると言われており、センス電流を増加させるには非磁性層の膜厚の確保が必要となる。一方、高記録密度化にはシールド間のギャップをより狭くする必要があり、出力電圧を下げずにシールド間ギャップを狭くするための構造が重要になる。
特開２００９−１４６５１２号公報 特開２０１２−２３４６０２号公報
本実施形態は、出力電圧を増大することができるとともにシールド間のギャップを狭めることができる磁気抵抗効果素子、磁気ヘッドおよび磁気記録再生装置を提供することである。
本実施形態の磁気抵抗効果素子は、非磁性導電層と、前記非磁性導電層が延在する方向における前記非磁性導電層の対向する一対の端面のうちの一方の端面の近傍に接合する第１磁性層と、前記非磁性導電層が延在する方向に沿って前記第１磁性層から離れて設けられ前記非磁性導電層に接合する第２磁性層と、前記非磁性導電層が延在する方向に沿って前記第１磁性層から離れて設けられ前記非磁性導電層に接合する第３磁性層と、前記第１磁性層に接続する第１磁性電極と、前記第２磁性層に接続する第２磁性電極と、前記第３磁性層に接続し、かつ前記第３磁性層、前記非磁性導電層、および前記第１磁性層を介して前記第１磁性電極との間で電圧が印加可能であるとともに前記第３磁性層、前記非磁性導電層、および前記第２磁性層を介して前記第２磁性電極との間で電流を流すこと可能な第３磁性電極と、を備え、前記非磁性導電層は、前記一方の端面に向かって体積が減少する形状を有する。
第１実施形態による磁気ヘッドを示す断面図。 第２実施形態による磁気ヘッドを示す断面図。 第３実施形態による磁気ヘッドを示す断面図。 図４（ａ）乃至４（ｆ）は、第１乃至第３実施形態に用いられる非磁性導電層の具体例を示す断面図。 図５（ａ）乃至５（ｄ）は、第４実施形態による磁気ヘッドの製造方法を示す図。 図６（ａ）乃至６（ｄ）は、第４実施形態による磁気ヘッドの製造方法を示す図。 図７（ａ）乃至７（ｄ）は、第４実施形態による磁気ヘッドの製造方法を示す図。 図８（ａ）乃至８（ｄ）は、第４実施形態による磁気ヘッドの製造方法を示す図。 図９（ａ）乃至９（ｄ）は、第４実施形態による磁気ヘッドの製造方法を示す図。 図１０（ａ）乃至１０（ｄ）は、第４実施形態による磁気ヘッドの製造方法を示す図。 図１１（ａ）乃至１１（ｄ）は、第４実施形態による磁気ヘッドの製造方法を示す図。 図１２（ａ）乃至１２（ｄ）は、第４実施形態による磁気ヘッドの製造方法を示す図。 図１３（ａ）乃至１３（ｄ）は、第４実施形態による磁気ヘッドの製造方法を示す図。 図１４（ａ）乃至１４（ｄ）は、第４実施形態による磁気ヘッドの製造方法を示す図。 図１５（ａ）乃至１５（ｃ）は、非磁性導電層のＡＢＳ近傍の形状の製造方法を説明する断面図。 第５実施形態による磁気記録再生装置の構成を示す斜視図。 ヘッドスタックアッセンブリを示す斜視図。 ヘッドスタックアッセンブリを示す分解斜視図。 電流密度を固定した場合のＡＢＳにおける非磁性導電層の膜厚と出力の関係を示す図。 電流密度を固定した場合のＡＢＳにおける非磁性導電層の膜厚と分解能の関係を示す図。
以下、図面を参照して実施形態を詳細に説明する。
（第１実施形態）
第１実施形態による磁気ヘッドを図１に示す。図１は、第１実施形態の磁気ヘッド１をＡＢＳ（Air Bearing Surface）に直交するとともに磁気ヘッドの進行方向に直交する断面で切断した断面図である。この第１実施形態の磁気ヘッド１は、再生素子となる磁気抵抗効果素子１０と、磁気シールド４０、４２と、磁気シールド４３ａ、４３ｂとを備えている。
磁気抵抗効果素子１０は、非磁性導電層１１と、磁化方向が可変の磁性層１２と、磁化方向が固定された磁性膜を有する磁性層１３ａ、１３ｂと、を備えている。非磁性導電層１１は、ＡＢＳに向かうに連れて体積が減少する形状を有している。すなわち、非磁性導電層１１はＡＢＳに向かって膜厚が減少する形状か、またはＡＢＳから後退する形状を有している。
磁性層１２は、非磁性導電層１１のＡＢＳ近傍に設けられて非磁性導電層１１に接合し、外部磁界、例えば磁気記録媒体からの磁界に応じて磁化方向が変化する。磁性層１３ａ、１３ｂは、非磁性導電層１１の磁性層１２が設けられた側と反対側に磁性層１２から離れて設けられ非磁性導電層１１に接合する。また、磁性層１３ａ、１３ｂは、互いに離間して設けられる。なお、磁性層１３ａは、磁性層１３ｂに比べて磁性層１２から遠い位置に設けられる。磁性層１３ａは磁化方向が固定された磁性膜１３ａ１と、磁性膜１３ａ１の磁化方向を一方向に固定する反強磁性膜１３ａ２とが積層された積層構造を有している。磁性膜１３ａ１は非磁性導電層１１と反強磁性膜１３ａ２との間に設けられ、非磁性導電層１１に電気的に接続される。磁性層１３ｂは磁化方向が固定された磁性膜１３ｂ１と、磁性膜１３ｂ１の磁化方向を一方向に固定する反強磁性膜１３ｂ２とが積層された積層構造を有している。磁性膜１３ａ１の磁化方向と磁性膜１３ｂ１との磁化方向は互いに反平行（互いに逆方向）となっている。磁性膜１３ｂ１は非磁性導電層１１と反強磁性膜１３ｂ２との間に設けられ、非磁性導電層１１に接合される。本実施形態においては、磁性膜１３ａ１、１３ｂ１は非磁性導電層１１に接しているが、非磁性導電層１１との間に図示しない非磁性導電膜またはトンネル絶縁膜をそれぞれ設けてもよい。
磁気シールド４０は、非磁性導電層１１との間に磁性層２を挟むように非磁性導電層１１に対向して設けられる。磁気シールド４２は、磁気シールド４０との間に磁性層２および非磁性導電層１１を挟むように、磁気シールド４０に対向して設けられる。ＡＢＳ近傍の非磁性導電層１１の形状に合わせて、この磁気シールド４２はＡＢＳ近傍において、磁気シールド４０側に張り出す形状を有している。これにより、磁気シールド４０と磁気シールド４２との間のＡＢＳにおける間隔、すなわち磁気ギャップを狭くすることが可能となり、分解能を高くすることができる。
磁気シールド４３ａは、磁性層１３ａに接合する。すなわち、本実施形態においては、反強磁性膜１３ａ２に接する。また、磁気シールド４３ｂは、磁性層１３ｂに接合する。本実施形態においては、磁気シールド４０、磁性層１２、磁気シールド４２、および磁気シールド４３ａ、４３ｂは磁気回路を形成する。
次に、第１実施形態の磁気ヘッドの作用について説明する。なお、本実施形態においては、磁気シールド４３ｂは接地されている。まず、磁気シールド４３ａから、磁性層１３ａ、非磁性導電層１１、磁性層１３ｂを介して磁気シールド４３ｂに電流を流す。すると、電子は磁気シールド４３ｂを介して磁性層１３ｂに流れる。磁性層１３ｂを通過した電子はスピン偏極され、このスピン偏極された電子は、非磁性導電層１１を介して磁性層１３ａに流れる。磁性層１３ａの磁性膜１３ａ１の磁化方向と同じ方向にスピン偏極された電子は磁性層１３ａを通過し、磁性層１３ａの磁性膜１３ａ１の磁化方向と逆方向（反平行）にスピン偏極された電子は磁性膜１３ａ１と非磁性導電層１１との界面で反射され、非磁性導電層１１に蓄積される。非磁性導電層に電流を流したときにスピン拡散長の範囲でスピン偏極された電子が蓄積され、非磁性導電層１１は強磁性的の振る舞いをする。この現象をスピン蓄積効果と呼ばれる。
このように、スピン偏極された電子が非磁性導電層１１に蓄積された状態における、磁気シールド４０と磁気シールド４３ｂとの間の電圧は、非磁性導電層１１にスピン偏極された電子が蓄積されない場合に比べて高くなる。そして、スピン偏極された電子が非磁性導電層１１に蓄積された状態における磁気シールド４０と磁気シールド４３ｂとの間の電圧は、磁性層１２の磁化方向と磁性膜１３ｂの磁化方向とのなす角度、すなわち、磁性層１２の磁化方向に依存して変化する。磁性層１２の磁化方向は、磁気ヘッド１のＡＢＳに対向して配置される磁気記録媒体からの磁界、すなわち磁気記録媒体に記録された磁化方向に応じて変化する。そして、磁気シールド４０と磁気シールド４３ｂとの間の電圧が磁気ヘッド１の出力となるから、磁気記録媒体に記録された情報に応じて磁気ヘッド１の出力が変化し、この出力は、非磁性導電層に蓄積されたスピン偏極された電子により増大する。
なお、非磁性導電層１１にスピン偏極された電子を注入する磁性層１３ｂと、電圧を検出するための磁性層１２との間の非磁性導電層１１における距離がスピン拡散長以内であることが好ましい。このように構成することにより、スピン偏極された電子が、磁性層１３ｂと磁性層１２との間の非磁性導電層１１に蓄積され、磁気シールド４０と磁気シールド４３ｂとの間の電圧を高くすることができる。
また、第１実施形態の磁気ヘッドにおいては、磁気シールド４０と、磁気シールド４３ａ、４３ｂがそれぞれ磁性層を介した端子となる３端子構造、すなわち、全ての端子が磁性体で構成された３端子構造を有している。磁性体中のスピン拡散長は非磁性体中のスピン拡散長に比べると非常に短い。このため、本実施形態においては全ての端子が磁性体であるので、磁気ヘッドのサイズを極めて小さくすることが可能となる。また、非磁性端子がないため、スピン蓄積効果を小さな非磁性導電層１１中に集中させることが可能となり、非磁性端子からのスピンの流出を極力抑えることが可能となり、大きな出力を得ることができる。
以上説明したように、第１実施形態によれば、出力電圧を増大することができるとともにシールド間のギャップを狭めることができる磁気抵抗効果素子および磁気ヘッドを提供することができる。
（第２実施形態）
第２実施形態による磁気ヘッドを図２に示す。図２は、第２実施形態の磁気ヘッド１ＡをＡＢＳに直交するとともに磁気ヘッドの進行方向に直交する断面で切断した断面図である。この第２実施形態の磁気ヘッド１Ａは、再生素子となる磁気抵抗効果素子１０Ａと、磁気シールド４０ａと、磁気シールド４２ａ、磁気シールド４３とを備えている。
磁気抵抗効果素子１０Ａは、非磁性導電層１１と、磁化方向が可変の磁性層１２と、磁化方向が固定された磁性膜を有する磁性層１３と、を備えている。第１実施形態と同様に非磁性導電層１１は、ＡＢＳに向かうに連れて体積が減少する形状を有している。すなわち、非磁性導電層１１はＡＢＳに向かって膜厚が減少する形状か、またはＡＢＳから後退する形状を有している。
磁性層１２は、第１実施形態と同様に、非磁性導電層１１のＡＢＳ近傍に非磁性導電層１１に接合するように設けられ、外部磁界、例えば磁気記録媒体からの磁界に応じて磁化方向が変化する。磁性層１３は、非磁性導電層１１の磁性層１２が設けられた側と同じ側に磁性層１２から離れて設けられ非磁性導電層１１に接合する。磁性層１３は磁化方向が固定された磁性膜１３１と、磁性膜１３１の磁化方向を一方向に固定する反強磁性膜１３２とが積層された積層構造を有している。磁性膜１３１は非磁性導電層１１と反強磁性膜１３２との間に設けられ、非磁性導電層１１に接合する。本実施形態においては、磁性膜１３１は非磁性導電層１１に接しているが、非磁性導電層１１との間に図示しない非磁性導電膜またはトンネル絶縁膜を設けてもよい。
磁気シールド４０ａは、非磁性導電層１１との間に磁性層２を挟むように非磁性導電層１１に対向して設けられる。磁気シールド４２ａは、磁気シールド４０ａとの間に磁性層２および非磁性導電層１１を挟むように、磁気シールド４０ａに対向して設けられる。ＡＢＳ近傍の非磁性導電層１１の形状に合わせて、この磁気シールド４２ａはＡＢＳ近傍において、磁気シールド４０ａ側に張り出す形状を有している。これにより、磁気シールド４０ａと磁気シールド４２ａとの間のＡＢＳにおける隙間、すなわち磁気ギャップを狭くすることが可能となり、分解能を高くすることができる。また、磁気シールド４２ａはＡＢＳと反対側の端部において非磁性導電層１１に接続する形状を有している。
磁気シールド４３は、磁性層１３に接合する、すなわち電気的に接続する。しかし磁気シールド４０ａと電気的に絶縁される。本実施形態においては、磁気シールド４０ａ、磁性層１２、磁気シールド４２ａ、磁性層１３、および磁気シールド４３は磁気回路を形成する。
次に、第２実施形態の磁気ヘッドの作用について説明する。なお、本実施形態においては、磁気シールド４２ａは接地されている。まず、磁気シールド４３から、磁性層１３、非磁性導電層１１を介して磁気シールド４２ａに電流を流す。すると、電子は磁気シールド４２ａから磁性層１３に流れる。磁気シールド４２ａを通過した電子は、非磁性導電層１１を介して磁性層１３に流れる。磁性層１３の磁性膜１３１の磁化方向と同じ方向のスピンを有する電子は磁性層１３を通過し、磁性層１３の磁性膜１３１の磁化方向と反平行のスピンを有する電子は磁性膜１３１と非磁性導電層１１との界面で反射され、非磁性導電層１１に蓄積される。すなわち、非磁性導電層１１にスピン偏極された電子が蓄積され、非磁性導電層１１は強磁性的な振る舞いをする（スピン蓄積効果）。
このように、スピン偏極された電子が非磁性導電層１１に蓄積された状態における、磁気シールド４０ａと磁気シールド４２ａとの間の電圧は、第１実施形態で説明したように、非磁性導電層１１にスピン偏極された電子が蓄積されない場合に比べて高くなる。そして、第１実施形態の場合と同様に、磁気記録媒体に記録された情報に応じて磁気ヘッド１Ａの出力が変化し、この出力は、非磁性導電層に蓄積されたスピン偏極された電子により増大する。
なお、非磁性導電層１１にスピン偏極された電子を注入する磁性層１３と、電圧を検出するための磁性層１２との間の非磁性導電層１１における距離がスピン拡散長以内であることが好ましい。このように構成することにより、スピン偏極された電子が磁性層１３と磁性層１２との間の非磁性導電層１１に蓄積され、磁気シールド４０ａと磁気シールド４２ａとの間の電圧を高くすることができる。
また、第２施形態の磁気ヘッドにおいては、磁気シールド４０ａと、磁気シールド４３がそれぞれ磁性層を介した端子となり、磁気シールド４２ａは非磁性導電層を介した端子となる３端子構造、すなわち、全ての端子が磁性体で構成されていない３端子構造を有している。このため、第１実施形態の場合と比較すると、非磁性層を介した端子からのスピンの流出が発生し、出力電圧は減少するが、非磁性導電層１１がＡＢＳに向かって体積を減少させない場合と比較すると、出力電圧を落とさずに、第１実施形態の場合と同様にシールド間のギャップを狭めることができる。
以上説明したように、第２実施形態によれば、出力電圧を落とさずにシールド間のギャップを狭めることができる磁気抵抗効果素子および磁気ヘッドを提供することができる。
（第３実施形態）
第３実施形態による磁気ヘッドを図３に示す。図３は、第３実施形態の磁気ヘッド１ＢをＡＢＳに直交するとともに磁気ヘッドの進行方向に直交する断面で切断した断面図である。この第３実施形態の磁気ヘッド１Ｂは、再生素子となる磁気抵抗効果素子１０Ｂと、磁気シールド４０ｂと、磁気シールド４２ｂと、磁気シールド４３ｃと、磁気シールド４４とを備えている。
磁気抵抗効果素子１０Ｂは、非磁性導電層１１と、磁化方向が可変の磁性層１２と、磁化方向が固定された磁性膜を有する磁性層１３と、を備えている。第１実施形態と同様に非磁性導電層１１は、ＡＢＳに向かうに連れて体積が減少する形状を有している。すなわち、非磁性導電層１１はＡＢＳに向かって膜厚が減少する形状か、またはＡＢＳから後退する形状を有している。
磁性層１２は、第１実施形態と同様に、非磁性導電層１１のＡＢＳ近傍に設けられて非磁性導電層１１に接合し、外部磁界、例えば磁気記録媒体からの磁界に応じて磁化方向が変化する。磁性層１３は、非磁性導電層１１の磁性層１２が設けられた側と同じ側に磁性層１２から離れて設けられ、非磁性導電層１１に接合する。磁性層１３は磁化方向が固定された磁性膜１３１と、磁性膜１３１の磁化方向を一方向に固定する反強磁性膜１３２とが積層された積層構造を有している。磁性膜１３１は非磁性導電層１１と反強磁性膜１３２との間に設けられ、非磁性導電層１１に接合される。本実施形態においては、磁性膜１３１は非磁性導電層１１に接しているが、非磁性導電層１１との間に図示しない非磁性導電膜または図示しないトンネル絶縁膜を設けてもよい。
磁気シールド４０ｂは、非磁性導電層１１との間に磁性層２を挟むように非磁性導電層１１に対向して設けられる。また、磁気シールド４０ｂはＡＢＳと反対側の端部において磁性層１３に接合する、すなわち反強磁性膜１３２に接続する。磁気シールド４３ｃは磁気シールド４０ｂと磁性層１２との間に設けられ、磁気シールド４０ｂと電気的に絶縁される。磁気シールド４２ｂは、磁気シールド４３との間に磁性層２および非磁性導電層１１を挟むように、磁気シールド４０ｂに対向して設けられる。磁気シールド４４は、非磁性導電層１１に対して磁気シールド４２ｂと同じ側に設けられ、非磁性導電層１１に接続する。ＡＢＳ近傍の非磁性導電層１１の形状に合わせて、この磁気シールド４２ｂはＡＢＳ近傍において、磁気シールド４３ｃ側に張り出す形状を有している。これにより、磁気シールド４０ｂと磁気シールド４２ｂとの間のＡＢＳにおける間隔、すなわち磁気ギャップを狭くすることが可能となり、分解能を高くすることができる。
本実施形態においては、磁気シールド４０ｂ、磁気シールド４３ｃ、磁性層１２、磁気シールド４２ｂ、磁気シールド４４、および磁性層１３は磁気回路を形成する。
次に、第３実施形態の磁気ヘッドの作用について説明する。なお、本実施形態においては、非磁性導電層１１は接地されている。まず、磁気シールド４０ｂから、磁性層１３を介して磁気シールド４４に電流を流す。すると、電子は磁気シールド４４から磁性層１３に流れる。磁性層１３の磁性膜１３１の磁化方向と同じ方向のスピンを有する電子は磁性層１３を通過し、磁性層１３の磁性膜１３１の磁化方向と逆方向（反平行）のスピンを有する電子は磁性膜１３１と非磁性導電層１１との界面で反射され、非磁性導電層１１に蓄積される。すなわち、スピン偏極された電子が非磁性導電層１１に蓄積され、非磁性導電層１１は強磁性的な振る舞いをする（スピン蓄積効果）。
このように、スピン偏極された電子が非磁性導電層１１に蓄積された状態における、磁気シールド４３ｃと磁気シールド４２ｂとの間の電圧は、第１実施形態で説明したように、非磁性導電層１１にスピン偏極された電子が蓄積されない場合に比べて高くなる。そして、第１実施形態の場合と同様に、磁気記録媒体に記録された情報に応じて磁気ヘッド１Ａの出力が変化し、この出力は、非磁性導電層に蓄積されたスピン偏極された電子により増大する。
なお、非磁性導電層１１にスピン偏極された電子を注入する磁性層１３と、電圧を検出するための磁性層１２との間の非磁性導電層１１における距離がスピン拡散長以内であることが好ましい。このように構成することにより、スピン偏極された電子が、磁性層１３と磁性層１２との間の非磁性導電層１１に蓄積され、磁気シールド４３と磁気シールド４２ｂとの間の電圧を高くすることができる。すなわち、出力電圧を増大することができる。
また、第３施形態の磁気ヘッドにおいては、磁性層を介した磁気シールド４０ｂと、磁気シールド４３ｃ、および非磁性導電層１１を介した磁気シールド４２ｂと、磁気シールド４４がそれぞれ端子となる４端子構造を有している。
以上説明したように、第３実施形態によれば、第１実施形態の場合と比較すると、非磁性層を介した端子からのスピンの流出が発生し、出力電圧は減少し、４端子となる分、シールド間ギャップが大きくなるが、非磁性導電層１１がＡＢＳに向かって体積を減少させない場合と比較すると、出力電圧を落とさずに、シールド間のギャップを狭めることができる磁気抵抗効果素子および磁気ヘッドを提供することができる。
以上より、いずれの構成においてもＡＢＳに向かって非磁性導電層１１の体積を減少させることで、出力電圧を落とさずに、シールド間ギャップを狭めることができるが、より好ましくは全ての端子が磁性体で構成された３端子構造とすることで出力電圧を増大することができる。
また、いずれの構成においても前記磁性層１２、１３は前記非磁性導電層１１と接していれば良く、前記非磁性導電層１１に対して同じ側でも反対側でも、同様の効果が得られる。
次に、上記第１乃至第３実施形態の磁気ヘッドに用いられる非磁性導電層１１について説明する。
非磁性導電層１１としては、例えば、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｒｕ、Ｉｒからなる群から選択された少なくとも１つの元素を含む非磁性金属を用いることができる。また、上述したように、磁気シールド間の距離を狭めるために、非磁性導電層１１は、ＡＢＳに向かうに連れて体積が減少する形状を有している。すなわち、非磁性導電層１１はＡＢＳに向かって膜厚が減少する形状か、またはＡＢＳから後退する形状を有している。
この非磁性導電層１１のＡＢＳ近傍の形状の具体例を図４（ａ）乃至４（ｆ）を参照して説明する。この非磁性導電層１１は、磁性層１３の、ＡＢＳに対向する第１面１２ａと、この第１面１２ａおよびＡＢＳと異なる第２面１２ｂのうちの少なくとも一方の面に接し、かつＡＢＳに向かうに連れて体積が減少する形状を有している。
図４（ａ）に示す例においては、非磁性導電層１１は、磁性層１２の第２面１２ｂに接し、かつＡＢＳに向かって膜厚が減少する形状を有している。
図４（ｂ）に示す例においては、非磁性導電層１１の一部が、磁性層１２の第２面１２ｂに接し、かつＡＢＳから後退した形状を有している。
図４（ｃ）に示す例においては、非磁性導電層１１は、磁性層１２の第１面１２ａに接し、第１面１２ａからＡＢＳに向かって体積が「０」となる形状を有している。すなわち非磁性導電層１１はＡＢＳから後退し、かつＡＢＳに向かって体積が減少する（非増加となる）形状を有している。
図４（ｄ）に示す例においては、非磁性導電層１１は、磁性層１２の第１面１２ａに接し、かつＡＢＳに向かって膜厚が減少する形状を有している。この例においては、磁性層１２の第１面１２ａは、ＡＢＳに対して傾斜している。
図４（ｅ）に示す例においては、非磁性導電層１１は、磁性層１２の第１面１２ａに接するとともに第２面１２ｂに接し、かつ第１面１２ａからＡＢＳに向かって体積が一定（膜厚が一定）となる形状を有している。第２面１２ｂに接する領域における非磁性導電層１１の膜厚は上記領域以外の領域における非磁性導電層１１の膜厚に比べて薄い。すなわちＡＢＳに向かって体積が減少する（非増加となる）形状を有している。
図４（ｆ）に示す例においては、非磁性導電層１１は、磁性層１２の第１面１２ａに接するとともに第２面１２ｂに接し、かつ第１面１２ａからＡＢＳに向かって体積が減少する（膜厚が減少する）形状を有している。この図４（ｆ）に示す例においては、非磁性導電層１１は磁性層１２に接する部分の形状は隆起し、ＡＢＳに向かって膜厚が減少する形状となっている。
なお、図４（ａ）乃至４（ｆ）に示す例においては、磁気ヘッドの出力電圧を大きくするために、非磁性導電層１１と磁性層１２とのコンタクト部分の面積は少ない方がより好ましい。しかし、磁気シールド間の距離を狭めるという点では、いずれの構成においても効果を得ることができる。
また、上記実施形態の磁気ヘッドに用いられる、磁性層２、磁性膜１３１、１３ａ１、１３ａ２としては、例えばＣｏ、Ｎｉ、Ｆｅからなる群から選択された少なくとも１つの元素を含む金属、あるいは合金であることが好ましい。例えば、ＣｏＦｅ、ＣｏＮｉＦｅ、ＮｉＦｅ、ＣｏＺｒＮｂ、ＦｅＮ、ＦｅＳｉ、ＦｅＡｌＳｉ等の、比較的飽和磁束密度が大きく、膜面内方向に磁気異方性を有する軟磁性層、あるいはＣｏＦｅＭｎＳｉ、ＣｏＦｅＭｎＧｅ、ＣｏＦｅＳｉ、ＣｏＦｅＧｅ、ＣｏＭｎＳｉ、ＣｏＭｎＧｅ、ＣｏＭｎＡｌの群からなる１つのホイスラー合金、膜面内方向に磁化が配向したＣｏＣｒ系の磁性合金を適宜用いることができる。
また、磁性層１２は、下地層または保護層を含んでもよい。この下地層または保護層として、例えば、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｒｕ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｈｆなどの電気抵抗が低い非磁性金属材料を用いることができる。また、下地層として、ＭｇＯなどに代表されるトンネル障壁層を用いることもできる。
反強磁性層１３２、１３ａ２、１３ｂ２としてはＩｒＭｎ、ＰｔＭｎ、ＲｈＭｎ等を用いることができる。
また、磁気シールド４０、４０ａ、４０ｂ、４２、４２ａ、４２ｂ、４３、４３ａ、４３ｂ、４３ｃとして、例えば軟磁性材料が用いられる。
（第４実施形態）
次に、第４実施形態による磁気ヘッドの製造方法について、図５（ａ）乃至図１５を参照して説明する。この第４実施形態の製造方法は、図１に示す第１実施形態の磁気ヘッド１を製造する。図５（ａ）、図６（ａ）、図７（ａ）、図８（ａ）、図９（ａ）、図１０（ａ）、図１１（ａ）、図１２（ａ）、図１３（ａ）、図１４（ａ）は、各製造工程における磁気ヘッド１の上面図、図５（ｂ）、図６（ｂ）、図７（ｂ）、図８（ｂ）、図９（ｂ）、図１０（ｂ）、図１１（ｂ）、図１２（ｂ）、図１３（ｂ）、図１４（ｂ）は、各製造工程における磁気ヘッド１のＡ−Ａ断面図、図５（ｃ）、図６（ｃ）、図７（ｃ）、図８（ｃ）、図９（ｃ）、図１０（ｃ）、図１１（ｃ）、図１２（ｃ）、図１３（ｃ）、図１４（ｃ）は、各製造工程における磁気ヘッド１のＢ−Ｂ断面図、図５（ｄ）、図６（ｄ）、図７（ｄ）、図８（ｄ）、図９（ｄ）、図１０（ｄ）、図１１（ｄ）、図１２（ｄ）、図１３（ｄ）、図１４（ｄ）は、各製造工程における磁気ヘッド１のＣ−Ｃ断面図である。
各工程のＡ−Ａ断面、Ｂ−Ｂ断面、Ｃ−Ｃ断面はそれぞれ、対応する工程の上面図に示す切断線Ａ−Ａ、Ｂ−Ｂ、Ｃ−Ｃによって切断した断面である。
図５（ａ）乃至５（ｄ）に示すように、基板（図示せず）上に電極となる磁気シールド４０としてＮｉＦｅ層をめっき法によって形成する。その後、ＣＭＰ(Chemical Mechanical Polishing)法を用いてＮｉＦｅ層の上面の平坦化を行い、磁気シールド４０を形成する。続いて、磁気シールド４０上に磁性層１２となる磁性材料層１２Ａを、スパッタ法を用いて成膜し積層膜を形成する。その後、磁性材料層１２Ａをパターニングするためのレジストパターン６０を磁性材料層１２Ａ上に形成する。レジストパターン６０はステッパーを用いて形成することができるが、電子線による描画やナノインプリントにより形成してもよい。また、レジストパターン６０は加工のアスペクト比を稼ぐため、ハードマスクに転写しても良い。
次に、図６（ａ）乃至６（ｄ）に示すように、ＩＢＥ(Ion Beam Etching)法を用いて、レジストパターン６０をマスクとして磁性材料層１２Ａをパターニングし、磁性層１２を形成する。パターニングする際のイオンビームの角度は、積層膜の上面に垂直な方向を０度として、０度から７０度の間に傾けることでテーパ角度を調整することができる。一般に、０度方向に傾けることで再付着物量が増加し、９０度方向に傾けることでサイドエッチングが進行する。したがって、マスク通りのサイズを得るには、テーパ角度が５０度となるエッチングを用いることがより好ましい。
次に、図７（ａ）乃至７（ｄ）に示すように、スパッタ法を用いて、絶縁層２０、非磁性導電層１１、磁性材料層１３Ａ、および反強磁性層１３Ｂを順次積層する。その後、リフトオフ法によって磁性層１２上の、絶縁層２０、非磁性導電層１１、磁性材料層１３Ａ、および反強磁性材料層１３Ｂをレジストパターン６０と一緒に剥離する。ここで、図１５（ａ）乃至１５（ｃ）に示すように、レジスト６０ａおよびレジスト６０ｂからなる２層レジストを用いてレジストパターン６０を磁性層１２上に形成することにより、磁性層１２上に空間を作る。その後、スパッタ法、ＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition)法またはＡＬＤ(Atomic Layer Deposition)法を用いて上記空間に非磁性導電層１１を堆積させてもよい。ここで、２層レジストとして、一方のレジスト６０ａに例えばポジレジストを用い、ステッパー等を用いてパタンの露光を行い、もう一方のレジスト６０ｂに現像液に溶解可能なレジストを用いることにより、レジストパターン６０としてアンダーカットを有する構造のレジストパターンを得ることができる。非磁性導電層１１の堆積にスパッタ法またはＣＶＤ法を用いる際は、成膜角度を積層面方向に傾けることで、その堆積量を調整することができる。また、アンダーカットの量とＡＢＳの位置を調整することで、図２（ａ）乃至２（ｆ）に示した種々の形状を得ることができる。このようにして、ＡＢＳから非磁性導電層１１の体積がＡＢＳに向かって減少する構造を得ることができる。
次に、図８（ａ）乃至８（ｄ）に示すように、図１に示す磁性層１３ａ、１３ｂを形成するためのレジストパターン６２ａ、６２ｂを形成する。
続いて、図９（ａ）乃至９（ｄ）に示すように、ＩＢＥ法を用いて、レジストパターン６２ａ、６２ｂをマスクとして反強磁性材料層１３Ｂ、磁性材料層１３Ａのパターニングを行い、磁性層１３ａ、１３ｂを形成する。磁性層１３ａは磁性膜１３ａ１および反強磁性膜１３ａ２からなり、磁性層１３ｂは磁性膜１３ｂ１および反強磁性膜１３ｂ２からなっている。
次に、図１０（ａ）乃至１０（ｄ）に示すように、層間絶縁膜６４、磁気シールド材料層６６を成膜し、その後、リフトオフ法によって、レジストパターン６２ａ、６２ｂ上の層間絶縁膜６４、磁気シールド材料層６６、および層間絶縁膜６８を除去する。
次に、図１１（ａ）乃至１１（ｄ）に示すように、非磁性導電層１１をパターニングするマスク７０を作製する。続いて、図１２（ａ）乃至１２（ｄ）に示すように、マスク７０を用いて、層間絶縁膜６８、磁気シールド材料層６６、層間絶縁膜６４、非磁性導電層１１、絶縁膜２０をＩＢＥ法によってパターニングし、磁気シールド４０の上面を露出させる。これにより、磁気シールド４２、４３が形成される。
次に、図１３（ａ）乃至１３（ｄ）に示すように、層間絶縁膜７２、ハードバイアス膜７４、および層間絶縁膜７４を順次成膜し、マスク７０上の層間絶縁膜７２、ハードバイアス膜７４、および層間絶縁膜７４をリフトオフ法によって除去する。ここで、ハードバイアス膜７４は、磁性層１２の磁化状態を安定化させるため、長手方向のバイアス磁界を安定に印加させることが好ましい。ハードバイアス膜７４として、面内方向において高い保磁力を有するＣｏＰｔまたはそれを含む合金を用いることができる。
最後に、図１４（ａ）乃至１４（ｄ）示すように、それぞれの磁気シールド４０、４３ａ、４３ｂにコンタクト用の配線を施し、電流源８０と電圧計８２を接続する。配線のための磁気シールド４０とのコンタクトホールパターンは、ステッパーを用いてレジストマスクを形成し、ＩＢＥ法を用いてエッチングすることで得ることができる。
（第５実施形態）
第５実施形態による磁気記録再生装置について説明する。
上述した第１乃至第３実施形態のいずれかに記載の磁気ヘッドは、例えば、記録再生一体型の磁気ヘッドアセンブリに組み込まれ、磁気記録再生装置（ＨＤＤ）に搭載することができる。なお、本実施形態による磁気記録再生装置は、再生機能を有することもできるし、記録機能と再生機能の両方を有することもできる。
図１６は第５実施形態による磁気記録再生装置の構成を示す斜視図である。図１６に示すように、磁気記録再生装置は、筐体１１０を備えている。筐体１１０は、上面の開口した矩形箱状のベース１１２と、複数のねじ１１１によりベース１１２にねじ止めされてベース１１２の上端開口を閉塞したトップカバー１１４と、を有している。ベース１１２は、矩形状の底壁１１２ａと、底壁１１２ａの周縁に沿って立設された側壁１１２ｂとを有している。
筐体１１０内には、記録媒体としての１枚の磁気ディスク１１６、およびこの磁気ディスク１１６を支持および回転させる駆動部としてのスピンドルモータ１１８が設けられている。スピンドルモータ１１８は、底壁１１２ａ上に配設されている。なお、筐体１１０は、複数枚、例えば、２枚の磁気ディスクを収容可能な大きさに形成され、スピンドルモータ１１８は、２枚の磁気ディスクを支持および駆動可能に形成されている。
筐体１１０内には、磁気ディスク１１６に対して情報の記録、再生を行なう複数の磁気ヘッド１１７と、これらの磁気ヘッド１１７を磁気ディスク１１６に対して移動自在に支持したヘッドスタックアッセンブリ（以下ＨＳＡともいう）１２２と、ＨＳＡ１２２を回動および位置決めするボイスコイルモータ（以下ＶＣＭともいう）１２４と、磁気ヘッド１１７が磁気ディスク１１６の最外周に移動した際、磁気ヘッドを磁気ディスク１１６から離間した退避位置に保持するランプロード機構１２５と、ＨＤＤに衝撃などが作用した際、ＨＳＡ１２２を退避位置に保持するラッチ機構１２６と、プリアンプなどを有する基板ユニット１２１と、が収納されている。ベース１１２の底壁１１２ａ外面には、図示しないプリント回路基板がねじ止めされている。プリント回路基板は、基板ユニット１２１を介してスピンドルモータ１１８、ＶＣＭ１２４、および磁気ヘッド１１７の動作を制御する。ベース１１２の側壁には、可動部の稼動によって筐体内に発生した塵埃を捕獲する循環フィルタ１２３が設けられ、磁気ディスク１１６の外側に位置している。
磁気ディスク１１６は、例えば、直径６５ｍｍ（２．５インチ）に形成され、上面および下面に磁気記録層を有している。磁気ディスク１１６は、スピンドルモータ１１８の図示しないハブに互いに同軸的に嵌合されているとともにクランプばね１２７によりクランプされ、ハブに固定されている。これにより、磁気ディスク１１６は、ベース１１２の底壁１１２ａと平行に位置した状態に支持されている。そして、磁気ディスク１１６は、スピンドルモータ１１８により所定の速度、例えば、５４００ｒｐｍあるいは７２００ｒｐｍの速度で回転される。
図１７は、本実施形態の磁気記録再生装置のヘッドスタックアッセンブリ（ＨＳＡ）１２２を示す斜視図、図１８はＨＳＡ１２２を示す分解斜視図である。図１７、図１８に示すように、ＨＳＡ１２２は、回転自在な軸受部１２８と、軸受部から延出した２本のヘッドジンバルアッセンブリ（以下、ＨＧＡと称する）１３０と、ＨＧＡ１３０間に積層配置されたスペーサリング１４４と、ダミースペーサ１５０とを備えている。
軸受部１２８は、ベース１１２の長手方向に沿って磁気ディスク１１６の回転中心から離間して位置しているとともに、磁気ディスク１１６の外周縁近傍に配置されている。軸受部１２８は、ベース１１２の底壁１１２ａに立設される枢軸１３２と、枢軸に軸受１３４を介して回転自在にかつ枢軸と同軸的に支持された円筒形状のスリーブ１３６とを有している。スリーブ１３６の上端には環状のフランジ１３７が形成され、下端部外周には、ねじ部１３８が形成されている。軸受部１２８のスリーブ１３６は、最大本数として、例えば４本のＨＧＡと、隣り合う２つのＨＧＡ１４０間に位置するスペーサとを積層状態で取付け可能な大きさ、ここでは取付け可能な軸方向長さを有して形成されている。
本実施形態において、磁気ディスク１１６は１枚に設定されていることから、取付け可能な最大本数である４本よりも少ない２本のＨＧＡ１３０が軸受部１２８に設けられている。各ＨＧＡ１３０は、軸受部１２８から延出したアーム１４０、アームから延出したサスペンション１４２、およびサスペンションの延出端にジンバル部を介して支持された磁気ヘッド１１７を有している。
アーム１４０は、例えば、ステンレス、アルミニウム、ステンレスを積層して薄い平板状に形成され、その一端、つまり、基端には円形の透孔１４１が形成されている。サスペンション１４２は、細長い板ばねにより構成され、その基端がスポット溶接あるいは接着によりアーム１４０の先端に固定され、アームから延出している。なお、サスペンション１４２およびアーム１４０は、同一材料で一体に形成してもよい。
磁気ヘッド１１７は、第１乃至第３実施形態のいずれか１つ磁気ヘッドであって、図示しないほぼ矩形状のスライダとこのスライダに形成された記録ヘッドを備えている。この磁気ヘッド１１７は、サスペンション１４２の先端部に形成されたジンバル部に固定されている。また、磁気ヘッド１１７は、図示しない４つの電極を有している。アーム１４０およびサスペンション１４２上には図示しない中継フレキシブルプリント回路基板（以下、中継ＦＰＣと称する）が設置され、磁気ヘッド１１７は、この中継ＦＰＣを介してメインＦＰＣ１２１ｂに電気的に接続される。
スペーサリング１４４は、アルミニウムなどにより所定の厚さおよび所定の外径に形成されている。このスペーサリング１４４には、合成樹脂からなる支持フレーム１４６が一体的に成形され、スペーサリングから外方に延出している。支持フレーム１４６には、ＶＣＭ１２４のボイスコイル１４７が固定されている。
ダミースペーサ１５０は、環状のスペーサ本体１５２と、スペーサ本体から延出したバランス調整部１５４とを有し、例えば、ステンレスなどの金属に一体的に形成されている。スペーサ本体１５２の外径は、スペーサリング１４４の外径と等しく形成されている。すなわち、スペーサ本体１５２のアームと接触する部分の外径は、スペーサリング１４４がアームに接触する部分の外径と同一に形成されている。また、スペーサ本体１５２の厚さは、ＨＧＡの最大本数よりも少ない本数分、ここでは、２本のＨＧＡにおけるアームの厚さ、つまり、２本のアーム分の厚さと、これらアーム間に配設されるスペーサリングの厚さとを合計した厚さに形成されている。
ダミースペーサ１５０、２本のＨＧＡ１３０、スペーサリング１４４は、スペーサ本体１５２の内孔、アーム１４０の透孔１４１、スペーサリングの内孔に軸受部１２８のスリーブ１３６が挿通された状態でスリーブの外周に嵌合され、スリーブの軸方向に沿ってフランジ１３７上に積層配置されている。ダミースペーサ１５０のスペーサ本体１５２は、フランジ１３７と一方のアーム１４０との間、およびスペーサリング１４４は、２本のアーム１４０間にそれぞれ挟まれた状態でスリーブ１３６の外周に嵌合されている。更に、スリーブ１３６の下端部外周には、環状のワッシャ１５６が嵌合されている。
スリーブ１３６の外周に嵌合されたダミースペーサ１５０、２本のアーム１４０、スペーサリング１４４、ワッシャ１５６は、スリーブ１３６のねじ部１３８に螺合されたナット１５８とフランジ１３７との間に挟持され、スリーブの外周上に固定保持されている。
２本のアーム１４０は、スリーブ１３６の円周方向に対して互いに所定位置に位置決めされ、スリーブから同一の方向へ延出している。これにより、２本のＨＧＡは、スリーブ１３６と一体的に回動可能となっているとともに、磁気ディスク１１６の表面と平行に、かつ、互いに所定の間隔を置いて向かい合っている。また、スペーサリング１４４と一体の支持フレーム１４６は、軸受部１２８からアーム１４０と反対の方向へ延出している。支持フレーム１４６からはピン状の２本の端子１６０が突出し、これらの端子は、支持フレーム１４６内に埋め込まれた図示しない配線を介してボイスコイル１４７に電気的に接続されている。
サスペンション１４２は信号の書き込み及び読み取り用のリード線（図示しない）を有し、このリード線とスライダに組み込まれた磁気ヘッドの各電極とが電気的に接続されている。また、図示しない電極パッドが、磁気ヘッドアセンブリ１３０に設けられる。
そして、磁気ヘッドを用いて磁気記録媒体への信号の書き込みと読み出しを行う、図示しない信号処理部が設けられる。この信号処理部は、例えば、図１６に示した磁気記録再生装置の図面中の背面側に設けられる。上記信号処理部の入出力線は、電極パッドに接続され、磁気ヘッドと電気的に結合される。
このように、本実施形態に係る磁気記録再生装置は、磁気記録媒体と、第１乃至第３実施形態のいずれかによる磁気ヘッドと、磁気記録媒体と磁気ヘッドとを離間させ、または、接触させた状態で対峙させながら相対的に移動可能とした可動部（移動制御部）と、磁気ヘッドを磁気記録媒体の所定記録位置に位置合せする位置制御部と、磁気ヘッドを用いて磁気記録媒体への信号の書き込みと読み出しを行う信号処理部と、を備える。すなわち、上記の磁気記録媒体として、記録用媒体ディスク１１６が用いられる。上記の可動部は、スライダを含むことができる。また、上記の位置制御部は、ＨＳＡ１２２を含むことができる。
磁気ディスク１１６を回転させ、ボイスコイルモータ１２４にアクチュエータアーム１４０を回転させてスライダを磁気ディスク１１６上にロードすると、磁気ヘッドに搭載したスライダの媒体対向面（ＡＢＳ）が磁気ディスク１１６の表面から所定の浮上量をもって保持される。この状態で、上述したような原理に基づいて、磁気ディスク１１６に記録された情報を読み出すことができる。
この第５実施形態の磁気記録再生装置は、第１乃至第３実施形態のいずれかの磁気ヘッドを用いているので、出力電圧を増大することができるとともにシールド間のギャップを狭めることができる。
以下に、実施例について説明する。
（実施例）
実施例として、図４（ａ）に示すように膜厚がＡＢＳに向かって減少している非磁性導電層１１を備えた第１実施形態の磁気ヘッド１を第４実施形態の製造方法を用いて作製する。ここで、磁性層１３ａ、１３ｂ側での非磁性導電層１１の膜厚を１５ｎｍと固定し、ＡＢＳにおける非磁性導電層１１の膜厚を１５ｎｍから０ｎｍまで変化させた。また、センス電流量を調整しながら、電流密度を５×１０７Ａ／ｃｍ２と固定させて、作製したスピン蓄積機能を有する磁気抵抗効果素子１０を用いて非局所での電圧測定を行ったところ、磁性層１２と磁性層１３ｂの相対的な磁化の向きに依存した電位差ΔＶが得られる。この電位差ΔＶを出力電圧と呼び、図１９に出力電圧ΔＶの非磁性導電層１１の膜厚依存性を示す。図１９より、ＡＢＳでの非磁性導電層１１の膜厚によらず、常に５０ｍＶ以上の出力電圧が得られる。また、図２０にスピンスタンドを用いて１３２０ｋＦＣＩの条件で分解能（ＨＦの出力／ＬＦの出力）を測定した結果を示す。ＡＢＳにおける非磁性導電層１１の膜厚が１５ｎｍのままの場合の分解能は６４％であったのに対し、ＡＢＳにおける非磁性導電層の膜厚を０ｎｍにすることで分解能は８０％と、１６％の利得が得られたことを確認できる。
（比較例）
実施例の比較例として、非磁性導電層１１の膜厚が一定であること以外は、実施例と同様の方法で磁気ヘッドを作製した。ここで、実施例と同様に非磁性導電層１１の膜厚を１５ｎｍから０ｎｍまで変化させたものを作製し、センス電流量を調整しながら、電流密度を５×１０７Ａ／ｃｍ２と固定させて、作製したスピン蓄積効果を有する磁気抵抗効果素子を用いて非局所での電圧測定を行う。得られた出力電圧の結果を図１９に示す。図１９より、非磁性導電層の膜厚を減少させると、出力が減少することがわかる。
以上より、非磁性導電層１１の膜厚をＡＢＳに向かって減少させることで、出力電圧を下げずにシールド間ギャップを狭めることのできるスピン蓄積効果を用いた磁気ヘッドが得られることを確認できる。
また、同じ出力で比較した場合、非磁性導電層１１の体積をＡＢＳに向かって減少させることで、分解能の利得を得られることが確認できる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
１、１Ａ、１Ｂ 磁気ヘッド
１０、１０Ａ、１０Ｂ 磁気抵抗効果素子
１１ 非磁性導電層
１２ 磁性層
１３ 磁性層
１３１ 磁性膜
１３２ 反強磁性膜
１３ａ、１３ｂ 磁性層
１３ａ１ 磁性膜
１３ｂ１ 磁性膜
１３ａ２ 反強磁性膜
１３ｂ２ 反強磁性膜
４０、４０ａ、４０ｂ 磁気シールド
４２、４２ａ、４２ｂ 磁気シールド
４３、４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４４ 磁気シールド

Claims (9)

  1. 非磁性導電層と、
    前記非磁性導電層が延在する方向における前記非磁性導電層の対向する一対の端面のうちの一方の端面の近傍に接合する第１磁性層と、
    前記非磁性導電層が延在する方向に沿って前記第１磁性層から離れて設けられ前記非磁性導電層に接合する第２磁性層と、
    前記非磁性導電層が延在する方向に沿って前記第１磁性層から離れて設けられ前記非磁性導電層に接合する第３磁性層と、
    前記第１磁性層に接続する第１磁性電極と、
    前記第２磁性層に接続する第２磁性電極と、
    前記第３磁性層に接続し、かつ前記第３磁性層、前記非磁性導電層、および前記第１磁性層を介して前記第１磁性電極との間で電圧が印加可能であるとともに前記第３磁性層、前記非磁性導電層、および前記第２磁性層を介して前記第２磁性電極との間で電流を流すことが可能な第３磁性電極と、
    を備え、
    前記第１磁性電極、前記第２磁性電極、前記第３磁性電極はそれぞれ磁性体を含み、前記非磁性導電層は、前記一方の端面に向かって体積が減少する形状を有する磁気抵抗効果素子。
  2. 前記第１磁性層と前記第２磁性層は前記非磁性導電層を挟んで互いに反対側に設けられ、前記第３磁性層は前記非磁性導電層に対して前記第２磁性層と同じ側に設けられる請求項１記載の磁気抵抗効果素子。
  3. 前記第１磁性層は、第１面、前記第１面に対向する第２面、前記第１および第２面と異なる第３面を有し、
    前記非磁性導電層は、前記第１磁性層の前記第２面および前記第３面のうちの少なくとも一方の面に接続する請求項１または２記載の磁気抵抗効果素子。
  4. 前記非磁性導電層は前記第１磁性層の前記第３面に接続しかつ、前記第２面から前記第１面に向かうにつれて厚さが薄くなるか、または前記一方の端面が前記第１面から前記第２面方向に向かって後退した位置にある請求項３記載の磁気抵抗効果素子。
  5. 前記非磁性導電層の前記一方の端面が前記第１磁性層の前記第２面に接続する請求項３記載の磁気抵抗効果素子。
  6. 前記第１磁性層の前記第２面は前記第１面に対して傾斜している請求項５記載の磁気抵抗効果素子。
  7. 前記非磁性導電層は、前記第１磁性層の前記第２面および前記第３面に接続する請求項３記載の磁気抵抗効果素子。
  8. 請求項１乃至７のいずれかに記載の磁気抵抗効果素子と、
    前記非磁性導電層に対して前記第１磁性層と反対側に、前記非磁性導電層の延在する方向に沿って設けられ、前記非磁性導電層の前記一方の端面の近傍において前記非磁性導電層側に張り出した形状を有する磁気シールドと、
    を備えた磁気ヘッド。
  9. 磁気記録媒体と、
    請求項８記載の磁気ヘッドと、
    前記磁気記録媒体と前記磁気ヘッドとが浮上または接触の状態で対峙しながら相対的に移動するように制御する移動制御部と、
    前記磁気ヘッドを前記磁気記録媒体の所定記録位置に位置するように制御する位置制御部と、
    前記磁気ヘッドを用いて前記磁気記録媒体への書き込み信号および前記磁気記録媒体からの読み出し信号を処理する信号処理部と、
    を備えている磁気記録再生装置。
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