JPH1011723A - 磁気抵抗効果型トランスデューサ、その製造方法及び磁気記録装置 - Google Patents
磁気抵抗効果型トランスデューサ、その製造方法及び磁気記録装置Info
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- JPH1011723A JPH1011723A JP8250708A JP25070896A JPH1011723A JP H1011723 A JPH1011723 A JP H1011723A JP 8250708 A JP8250708 A JP 8250708A JP 25070896 A JP25070896 A JP 25070896A JP H1011723 A JPH1011723 A JP H1011723A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】スピンバルブ磁気抵抗効果等によって磁気記録
媒体からの信号磁界の変化を電気抵抗率の変化に変換す
る磁気抵抗効果型トランスデューサに関し、耐熱性を向
上させる。 【解決手段】第１の軟磁性層１３と非磁性層１４と第２
の軟磁性層１５と反強磁性層１６とが積層された積層構
造３０ａを有する磁気抵抗効果型トランスデューサにお
いて、第１の軟磁性層１３は、非磁性層１４と接する(C
o y Fe100-y ) 10 0-x Z x 合金層（Z はCo，Fe以外の他
の元素を表し、ｘ及びｙは原子分率(at ％)を表す。）
１３ａを有し、(Co y Fe100-y ) 100-x Z x 合金層１３
ａの格子定数はCo y Fe100-y合金の格子定数よりも小さ
く、(Co y Fe100-y ) 100-x Z x 合金層１３ａの構造は
面心立方格子構造であることを特徴とする。
媒体からの信号磁界の変化を電気抵抗率の変化に変換す
る磁気抵抗効果型トランスデューサに関し、耐熱性を向
上させる。 【解決手段】第１の軟磁性層１３と非磁性層１４と第２
の軟磁性層１５と反強磁性層１６とが積層された積層構
造３０ａを有する磁気抵抗効果型トランスデューサにお
いて、第１の軟磁性層１３は、非磁性層１４と接する(C
o y Fe100-y ) 10 0-x Z x 合金層（Z はCo，Fe以外の他
の元素を表し、ｘ及びｙは原子分率(at ％)を表す。）
１３ａを有し、(Co y Fe100-y ) 100-x Z x 合金層１３
ａの格子定数はCo y Fe100-y合金の格子定数よりも小さ
く、(Co y Fe100-y ) 100-x Z x 合金層１３ａの構造は
面心立方格子構造であることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気抵抗効果型ト
ランスデューサ、その製造方法及び磁気記録装置に関
し、より詳しくは、スピンバルブ磁気抵抗効果等によっ
て磁気記録媒体からの信号磁界の変化を電気抵抗率の変
化に変換する磁気抵抗効果型トランスデューサ、その製
造方法及び磁気記録装置に関する。
ランスデューサ、その製造方法及び磁気記録装置に関
し、より詳しくは、スピンバルブ磁気抵抗効果等によっ
て磁気記録媒体からの信号磁界の変化を電気抵抗率の変
化に変換する磁気抵抗効果型トランスデューサ、その製
造方法及び磁気記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、磁気ディスク装置の高記録密度化
や小型化に対応できる薄膜磁気ヘッドが注目され、その
高性能化が要求されている。再生用ヘッド（ＭＲヘッ
ド）においては高性能なＭＲ素子の開発が進展し、磁気
記録媒体の移動速度に依存せず、かつ高い出力が得られ
るＧＭＲ層（Giant magnetoresistive film ）を備えた
素子が注目されている。その中でも、特にスピンバルブ
磁気抵抗効果膜（Spin valve magnetoresistive film）
は比較的容易に作成することができ、しかも低磁場での
電気抵抗の変化率も他のＭＲ素子に比べて大きいため最
近特に注目されている。
や小型化に対応できる薄膜磁気ヘッドが注目され、その
高性能化が要求されている。再生用ヘッド（ＭＲヘッ
ド）においては高性能なＭＲ素子の開発が進展し、磁気
記録媒体の移動速度に依存せず、かつ高い出力が得られ
るＧＭＲ層（Giant magnetoresistive film ）を備えた
素子が注目されている。その中でも、特にスピンバルブ
磁気抵抗効果膜（Spin valve magnetoresistive film）
は比較的容易に作成することができ、しかも低磁場での
電気抵抗の変化率も他のＭＲ素子に比べて大きいため最
近特に注目されている。
【０００３】スピンバルブ磁気抵抗効果を利用した磁気
トランスデューサについては、USP5,206,590や特開平6-
60336 号公報等において記載がある。図２６（ａ）は従
来例に係るスピンバルブ磁気抵抗効果型トランスデュー
サについて示す斜視図であり、図２６（ｂ）は図２６
（ａ）のＩ−Ｉ線断面図である。
トランスデューサについては、USP5,206,590や特開平6-
60336 号公報等において記載がある。図２６（ａ）は従
来例に係るスピンバルブ磁気抵抗効果型トランスデュー
サについて示す斜視図であり、図２６（ｂ）は図２６
（ａ）のＩ−Ｉ線断面図である。
【０００４】図２６（ａ），（ｂ）に示すように、アル
チック基板１上にタンタル（Ｔａ）からなる下地層２
と、ＮｉＦｅ膜３ｂ及びCo90Fe10膜３ａからなる自由磁
性層３と、Ｃｕ膜からなる非磁性金属層４と、Co90Fe10
膜（固定磁性層）５と、反強磁性層６とキャップ層７が
順に積層されている。下地層２からキャップ層７までは
長方形状にパターニングされ、最上層のキャップ層７上
にはセンス領域（ＳＡ）を挟んで両端部に引出電極８
ａ，８ｂが形成され、センス領域（ＳＡ）での磁気抵抗
の変化が電圧変化として測定される。
チック基板１上にタンタル（Ｔａ）からなる下地層２
と、ＮｉＦｅ膜３ｂ及びCo90Fe10膜３ａからなる自由磁
性層３と、Ｃｕ膜からなる非磁性金属層４と、Co90Fe10
膜（固定磁性層）５と、反強磁性層６とキャップ層７が
順に積層されている。下地層２からキャップ層７までは
長方形状にパターニングされ、最上層のキャップ層７上
にはセンス領域（ＳＡ）を挟んで両端部に引出電極８
ａ，８ｂが形成され、センス領域（ＳＡ）での磁気抵抗
の変化が電圧変化として測定される。
【０００５】固定磁性層５では、反強磁性層６との交換
結合により磁化容易軸方向（Ｘ軸方向）に交換結合磁界
Ｈuaが発生し、これにより、固定磁性層５の磁化はＸ軸
方向に固定されて信号磁界Ｈsig では変化しないように
なっている。また、自由磁性層３の磁化方向は信号磁界
がないときＹ軸方向を向いており、信号磁界により容易
に変化する。自由磁性層３の磁化方向と固定磁性層５の
磁化方向とのなす角度θの余弦（ｃｏｓθ）に比例して
磁気抵抗が変化する。
結合により磁化容易軸方向（Ｘ軸方向）に交換結合磁界
Ｈuaが発生し、これにより、固定磁性層５の磁化はＸ軸
方向に固定されて信号磁界Ｈsig では変化しないように
なっている。また、自由磁性層３の磁化方向は信号磁界
がないときＹ軸方向を向いており、信号磁界により容易
に変化する。自由磁性層３の磁化方向と固定磁性層５の
磁化方向とのなす角度θの余弦（ｃｏｓθ）に比例して
磁気抵抗が変化する。
【０００６】自由磁性層３をＮｉＦｅ膜３ｂ及びCo90Fe
10膜３ａの２層膜とすることにより、ＮｉＦｅ膜３ａの
みとするよりも２倍以上の高い磁気抵抗効果出力が得ら
れる。
10膜３ａの２層膜とすることにより、ＮｉＦｅ膜３ａの
みとするよりも２倍以上の高い磁気抵抗効果出力が得ら
れる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記ＭＲ素子を用いて
磁気ヘッドを作成する場合、層間絶縁膜としてのレジス
ト膜を硬化させるため温度２３０〜３００℃の加熱処理
が必要となる。この場合、図９に示すように、加熱処理
により電気抵抗変化率Δρが低下する。特に、自由磁性
層のＮｉＦｅ膜３ａにＣｕが混入することによりΔρの
低下が引き起こされると考えられる。
磁気ヘッドを作成する場合、層間絶縁膜としてのレジス
ト膜を硬化させるため温度２３０〜３００℃の加熱処理
が必要となる。この場合、図９に示すように、加熱処理
により電気抵抗変化率Δρが低下する。特に、自由磁性
層のＮｉＦｅ膜３ａにＣｕが混入することによりΔρの
低下が引き起こされると考えられる。
【０００８】このため、磁気ヘッドの再生出力の低下を
招くという問題がある。本発明は、上記の従来例の問題
点に鑑みて創作されたものであり、耐熱性を向上させた
磁気抵抗効果型トランスデューサ、その製造方法及び磁
気記録装置を提供するものである。
招くという問題がある。本発明は、上記の従来例の問題
点に鑑みて創作されたものであり、耐熱性を向上させた
磁気抵抗効果型トランスデューサ、その製造方法及び磁
気記録装置を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題は、第１に、第
１の軟磁性層と非磁性層と第２の軟磁性層と反強磁性層
とが積層された積層構造を有する磁気抵抗効果型トラン
スデューサにおいて、前記第１の軟磁性層は、前記非磁
性層と接する(Co y Fe100-y ) 100-x Z x 合金層（Z は
Co，Fe以外の他の元素を表し、ｘ及びｙは原子分率(at
％ )を表す。）を有し、前記(Co y Fe100-y ) 100-x Z
x 合金層の格子定数はCo y Fe100-y合金の格子定数より
も小さく、前記(Co y Fe100-y ) 100-x Z x 合金層の構
造は面心立方格子構造であることを特徴とする磁気抵抗
効果型トランスデューサによって解決され、また、前記
第２の軟磁性層は、(Co y Fe100-y ) 100-x Z x 合金層
からなる単層であるか、又は前記非磁性層と接する(Co
y Fe100-y ) 100-x Z x 合金層と、少なくともＮｉとＦ
ｅを含む合金層とが積層された多層であることを特徴と
する磁気抵抗効果型トランスデューサによって解決さ
れ、第２に、軟磁性層と非磁性層とが交互に積層された
積層を有する磁気抵抗効果型トランスデューサにおい
て、前記軟磁性層は、前記非磁性層に接する(Co y Fe
100-y ) 100-x Z x 合金層（Z はCo，Fe以外の他の元素
を表し、ｘ及びｙは原子分率(at ％ )を表す。）を有
し、前記(Co y Fe100-y ) 100-x Z x 合金層の格子定数
はCo y Fe100-y合金の格子定数よりも小さく、前記(Co
y Fe100-y ) 100-xZ x 合金層の構造は面心立方格子構
造であることを特徴とする磁気抵抗効果型トランスデュ
ーサによって解決され、更に、前記非磁性層は銅膜であ
ることを特徴とする磁気抵抗効果型トランスデューサに
よって解決され、また、前記(Co y Fe100-y ) 100-x Z
x 合金層の元素Z はボロン又は炭素であるとを特徴とす
る磁気抵抗効果型トランスデューサによって解決され、
更に、前記(Co y Fe100-y ) 100-x Z x 合金層中のボロ
ンの含有量は１０％未満であることを特徴とする磁気抵
抗効果型トランスデューサによって解決され、また、前
記(Co y Fe100-y ) 100-x Z x 合金層中のコバルトの原
子分率y は、８５〜９５ａｔ％であることを特徴とする
磁気抵抗効果型トランスデューサによって解決され、更
に、前記(Co y Fe100-y ) 100-x Z x 合金層の膜厚は３
ｎｍ以上であることを特徴とする磁気抵抗効果型トラン
スデューサによって解決され、第３に、第１の軟磁性層
と非磁性層と第２の軟磁性層と反強磁性層とが積層され
た積層構造と、磁気信号が記録された磁気記録媒体とを
有する磁気記録装置において、前記第１の軟磁性層は、
前記非磁性層と接する(Co y Fe100-y ) 100-xZ x 合金
層（Z はCo，Fe以外の他の元素を表し、ｘ及びｙは原子
分率(at ％ )を表す。）を有し、前記(Co y Fe100-y )
100-x Z x 合金層の格子定数はCo y Fe1 00-y合金の格子
定数よりも小さく、前記(Co y Fe100-y ) 100-x Z x 合
金層の構造は面心立方格子構造であることを特徴とする
磁気記録装置によって解決され、また、軟磁性層と非磁
性層とが交互に積層された積層構造と、磁気信号が記録
された磁気記録媒体とを有する磁気記録装置において、
前記軟磁性層は、少なくとも前記非磁性層に接する(Co
y Fe100-y ) 100-x Z x 合金層（Z はCo，Fe以外の他の
元素を表し、ｘ及びｙは原子分率(at ％ )を表す。）を
有し、前記(Co yFe100-y ) 100-x Z x 合金層の格子定
数はCo y Fe1-y合金の格子定数よりも小さく、前記(Co
y Fe100-y ) 100-x Z x 合金層の構造は面心立方格子構
造であることを特徴とする磁気記録装置によって解決さ
れ、第４に、基板上に下地層を形成する工程と、前記下
地層上に少なくともＮｉとＦｅを含む合金層を形成する
工程と、前記合金層上にスパッタにより(Co y F
e10 0-y ) 100-x Z x 合金層（Z はボロン（Ｂ）及び炭
素（Ｃ）のうちいずれかの元素を表し、ｘ及びｙは原子
分率(at ％ )を表す。）を形成する工程とを有する磁気
抵抗効果型トランスデューサの製造方法によって解決さ
れ、更に、基板上に、反強磁性層と軟磁性層と非磁性層
とを順に形成する工程と、スパッタにより前記非磁性層
上に(Co y Fe100-y ) 100-x Z x 合金層（Z はボロン
（Ｂ）及び炭素（Ｃ）のうちいずれかの元素を表し、ｘ
及びｙは原子分率(at％ )を表す。）を形成する工程と
を有することを特徴とする磁気抵抗効果型トランスデュ
ーサの製造方法によって解決され、また、前記基板と前
記反強磁性層との間に下地層を形成することを特徴とす
る磁気抵抗効果型トランスデューサの製造方法によって
解決される。
１の軟磁性層と非磁性層と第２の軟磁性層と反強磁性層
とが積層された積層構造を有する磁気抵抗効果型トラン
スデューサにおいて、前記第１の軟磁性層は、前記非磁
性層と接する(Co y Fe100-y ) 100-x Z x 合金層（Z は
Co，Fe以外の他の元素を表し、ｘ及びｙは原子分率(at
％ )を表す。）を有し、前記(Co y Fe100-y ) 100-x Z
x 合金層の格子定数はCo y Fe100-y合金の格子定数より
も小さく、前記(Co y Fe100-y ) 100-x Z x 合金層の構
造は面心立方格子構造であることを特徴とする磁気抵抗
効果型トランスデューサによって解決され、また、前記
第２の軟磁性層は、(Co y Fe100-y ) 100-x Z x 合金層
からなる単層であるか、又は前記非磁性層と接する(Co
y Fe100-y ) 100-x Z x 合金層と、少なくともＮｉとＦ
ｅを含む合金層とが積層された多層であることを特徴と
する磁気抵抗効果型トランスデューサによって解決さ
れ、第２に、軟磁性層と非磁性層とが交互に積層された
積層を有する磁気抵抗効果型トランスデューサにおい
て、前記軟磁性層は、前記非磁性層に接する(Co y Fe
100-y ) 100-x Z x 合金層（Z はCo，Fe以外の他の元素
を表し、ｘ及びｙは原子分率(at ％ )を表す。）を有
し、前記(Co y Fe100-y ) 100-x Z x 合金層の格子定数
はCo y Fe100-y合金の格子定数よりも小さく、前記(Co
y Fe100-y ) 100-xZ x 合金層の構造は面心立方格子構
造であることを特徴とする磁気抵抗効果型トランスデュ
ーサによって解決され、更に、前記非磁性層は銅膜であ
ることを特徴とする磁気抵抗効果型トランスデューサに
よって解決され、また、前記(Co y Fe100-y ) 100-x Z
x 合金層の元素Z はボロン又は炭素であるとを特徴とす
る磁気抵抗効果型トランスデューサによって解決され、
更に、前記(Co y Fe100-y ) 100-x Z x 合金層中のボロ
ンの含有量は１０％未満であることを特徴とする磁気抵
抗効果型トランスデューサによって解決され、また、前
記(Co y Fe100-y ) 100-x Z x 合金層中のコバルトの原
子分率y は、８５〜９５ａｔ％であることを特徴とする
磁気抵抗効果型トランスデューサによって解決され、更
に、前記(Co y Fe100-y ) 100-x Z x 合金層の膜厚は３
ｎｍ以上であることを特徴とする磁気抵抗効果型トラン
スデューサによって解決され、第３に、第１の軟磁性層
と非磁性層と第２の軟磁性層と反強磁性層とが積層され
た積層構造と、磁気信号が記録された磁気記録媒体とを
有する磁気記録装置において、前記第１の軟磁性層は、
前記非磁性層と接する(Co y Fe100-y ) 100-xZ x 合金
層（Z はCo，Fe以外の他の元素を表し、ｘ及びｙは原子
分率(at ％ )を表す。）を有し、前記(Co y Fe100-y )
100-x Z x 合金層の格子定数はCo y Fe1 00-y合金の格子
定数よりも小さく、前記(Co y Fe100-y ) 100-x Z x 合
金層の構造は面心立方格子構造であることを特徴とする
磁気記録装置によって解決され、また、軟磁性層と非磁
性層とが交互に積層された積層構造と、磁気信号が記録
された磁気記録媒体とを有する磁気記録装置において、
前記軟磁性層は、少なくとも前記非磁性層に接する(Co
y Fe100-y ) 100-x Z x 合金層（Z はCo，Fe以外の他の
元素を表し、ｘ及びｙは原子分率(at ％ )を表す。）を
有し、前記(Co yFe100-y ) 100-x Z x 合金層の格子定
数はCo y Fe1-y合金の格子定数よりも小さく、前記(Co
y Fe100-y ) 100-x Z x 合金層の構造は面心立方格子構
造であることを特徴とする磁気記録装置によって解決さ
れ、第４に、基板上に下地層を形成する工程と、前記下
地層上に少なくともＮｉとＦｅを含む合金層を形成する
工程と、前記合金層上にスパッタにより(Co y F
e10 0-y ) 100-x Z x 合金層（Z はボロン（Ｂ）及び炭
素（Ｃ）のうちいずれかの元素を表し、ｘ及びｙは原子
分率(at ％ )を表す。）を形成する工程とを有する磁気
抵抗効果型トランスデューサの製造方法によって解決さ
れ、更に、基板上に、反強磁性層と軟磁性層と非磁性層
とを順に形成する工程と、スパッタにより前記非磁性層
上に(Co y Fe100-y ) 100-x Z x 合金層（Z はボロン
（Ｂ）及び炭素（Ｃ）のうちいずれかの元素を表し、ｘ
及びｙは原子分率(at％ )を表す。）を形成する工程と
を有することを特徴とする磁気抵抗効果型トランスデュ
ーサの製造方法によって解決され、また、前記基板と前
記反強磁性層との間に下地層を形成することを特徴とす
る磁気抵抗効果型トランスデューサの製造方法によって
解決される。
【００１０】本願発明者は図１９（ａ），（ｂ）に示す
従来のスピンバルブ素子膜を加熱処理すると電気抵抗変
化率Δρが低下する原因について調べた。図１１に加熱
処理温度とCo90Fe10合金膜の格子定数の関係を調べた結
果を示す。アルチック基板上に膜厚５ｎｍのＴａ膜と、
膜厚２０ｎｍのCo90Fe10膜と、膜厚５ｎｍのＴａ膜とを
積層した試料を用いて加熱処理した。結果によれば、加
熱処理温度が高くなるにつれて格子定数が小さくなるこ
とを見いだした。また、図８にＸ線回折によるCo90Fe10
合金膜の構造調査を行った。それによれば、成膜直後の
面心立方格子構造（ｆｃｃ）から加熱処理温度が高くな
るにつれてピーク位置が２θの高い方にづれてきてお
り、完全ではないが六方最密構造（ｈｃｐ）の方に移行
していることが判った。
従来のスピンバルブ素子膜を加熱処理すると電気抵抗変
化率Δρが低下する原因について調べた。図１１に加熱
処理温度とCo90Fe10合金膜の格子定数の関係を調べた結
果を示す。アルチック基板上に膜厚５ｎｍのＴａ膜と、
膜厚２０ｎｍのCo90Fe10膜と、膜厚５ｎｍのＴａ膜とを
積層した試料を用いて加熱処理した。結果によれば、加
熱処理温度が高くなるにつれて格子定数が小さくなるこ
とを見いだした。また、図８にＸ線回折によるCo90Fe10
合金膜の構造調査を行った。それによれば、成膜直後の
面心立方格子構造（ｆｃｃ）から加熱処理温度が高くな
るにつれてピーク位置が２θの高い方にづれてきてお
り、完全ではないが六方最密構造（ｈｃｐ）の方に移行
していることが判った。
【００１１】従って、例えばアルチック基板上に下地層
（Ｔａその他）、及び軟磁性層（ＮｉＦｅ膜その他）や
非磁性層（Ｃｕ膜その他）を積層し、その上に(Co90Fe
10)10 0-x Z x 合金膜（ＺはＣｏ，Ｆｅ以外の他の元素
を表し、ｘは元素Ｚの原子分率を表す。）を成膜してｆ
ｃｃ構造が得られるようにする。特に信号磁界により磁
化が変化する自由磁性層側の(Co90Fe10)100-x Z x 合金
膜をこの様な積層順序に従って成膜するとよい。更に、
この条件のもとに、上記を満たす磁性体合金として(Co
90Fe10)100-x Z x 合金（元素Ｚはボロン又は炭素）が
よいことを見いだした。
（Ｔａその他）、及び軟磁性層（ＮｉＦｅ膜その他）や
非磁性層（Ｃｕ膜その他）を積層し、その上に(Co90Fe
10)10 0-x Z x 合金膜（ＺはＣｏ，Ｆｅ以外の他の元素
を表し、ｘは元素Ｚの原子分率を表す。）を成膜してｆ
ｃｃ構造が得られるようにする。特に信号磁界により磁
化が変化する自由磁性層側の(Co90Fe10)100-x Z x 合金
膜をこの様な積層順序に従って成膜するとよい。更に、
この条件のもとに、上記を満たす磁性体合金として(Co
90Fe10)100-x Z x 合金（元素Ｚはボロン又は炭素）が
よいことを見いだした。
【００１２】以上の実験から、成膜直後からその格子定
数がCo90Fe10合金の格子定数よりも小さな磁性体合金で
あれば、Ｃｕに対するバリア性が向上し、耐熱性がよく
なると考えた。また、上記の条件のほか、その構造が面
心立方格子構造（ｆｃｃ）であることが必要である。従
って、例えばアルチック基板上に下地層（Ｔａその
他）、及び軟磁性層（ＮｉＦｅ膜その他）や非磁性層
（Ｃｕ膜その他）を積層し、その上に(Co90Fe10)100-x
Z x 合金膜を成膜してｆｃｃ構造が得られるようにす
る。特に信号磁界により磁化が変化する自由磁性層側の
(Co90Fe10)100-x Z x 合金膜をこの様な積層順序に従っ
て成膜するとよい。更に、この条件のもとに、上記を満
たす磁性体合金として(Co90Fe10)100-x Z x 合金（Ｚは
ボロン又は炭素）がよいことを見いだした。図８にボロ
ン含有量（原子分率）に対する(Co90Fe10) 100-x B x 合
金の格子定数の変化の様子を示し、図７にボロン含有量
に対するその構造の変化の様子をＸ線回折により調査し
た結果について示す。ボロンの添加により格子定数は小
さくなり、かつｆｃｃ構造が維持される。
数がCo90Fe10合金の格子定数よりも小さな磁性体合金で
あれば、Ｃｕに対するバリア性が向上し、耐熱性がよく
なると考えた。また、上記の条件のほか、その構造が面
心立方格子構造（ｆｃｃ）であることが必要である。従
って、例えばアルチック基板上に下地層（Ｔａその
他）、及び軟磁性層（ＮｉＦｅ膜その他）や非磁性層
（Ｃｕ膜その他）を積層し、その上に(Co90Fe10)100-x
Z x 合金膜を成膜してｆｃｃ構造が得られるようにす
る。特に信号磁界により磁化が変化する自由磁性層側の
(Co90Fe10)100-x Z x 合金膜をこの様な積層順序に従っ
て成膜するとよい。更に、この条件のもとに、上記を満
たす磁性体合金として(Co90Fe10)100-x Z x 合金（Ｚは
ボロン又は炭素）がよいことを見いだした。図８にボロ
ン含有量（原子分率）に対する(Co90Fe10) 100-x B x 合
金の格子定数の変化の様子を示し、図７にボロン含有量
に対するその構造の変化の様子をＸ線回折により調査し
た結果について示す。ボロンの添加により格子定数は小
さくなり、かつｆｃｃ構造が維持される。
【００１３】この合金を用いて加熱処理を行うと、図３
（ａ）に示すように、耐熱性が向上した。しかしなが
ら、図４に示すように、耐熱性は(Co90Fe10)100-x Z x
合金膜へのボロン含有量に依存し、ボロン含有量を増や
すと耐熱性が低下する傾向がみられる。実験よりボロン
含有量を１０％未満とすることが好ましい。一方、耐熱
性は(Co90Fe10)100-x B x 膜の膜厚（ｔ）に依存し、図
５に示すように、膜厚（ｔ）２ｎｍでは従来とあまり違
わない。即ち、膜厚が薄すぎるとＣｕに対するバリア性
が十分ではなくなると考えられる。従って、(Co90Fe10)
100- x B x 膜を用いる場合でも、３００℃以下ではその
膜厚は２ｎｍ以上、好ましくは３ｎｍ以上必要である。
（ａ）に示すように、耐熱性が向上した。しかしなが
ら、図４に示すように、耐熱性は(Co90Fe10)100-x Z x
合金膜へのボロン含有量に依存し、ボロン含有量を増や
すと耐熱性が低下する傾向がみられる。実験よりボロン
含有量を１０％未満とすることが好ましい。一方、耐熱
性は(Co90Fe10)100-x B x 膜の膜厚（ｔ）に依存し、図
５に示すように、膜厚（ｔ）２ｎｍでは従来とあまり違
わない。即ち、膜厚が薄すぎるとＣｕに対するバリア性
が十分ではなくなると考えられる。従って、(Co90Fe10)
100- x B x 膜を用いる場合でも、３００℃以下ではその
膜厚は２ｎｍ以上、好ましくは３ｎｍ以上必要である。
【００１４】また、更なる耐熱性の向上のため、望まし
くは、自由磁性層側の軟磁性層だけではなく、非磁性層
と接する固定磁性層側の軟磁性層も非磁性層と接する側
にコバルト鉄系合金層がくるようにするとよい。例え
ば、固定磁性層側の軟磁性層自体をコバルト鉄系合金層
とするか、コバルト鉄系合金層とＮｉＦｅ膜の２層膜と
する。
くは、自由磁性層側の軟磁性層だけではなく、非磁性層
と接する固定磁性層側の軟磁性層も非磁性層と接する側
にコバルト鉄系合金層がくるようにするとよい。例え
ば、固定磁性層側の軟磁性層自体をコバルト鉄系合金層
とするか、コバルト鉄系合金層とＮｉＦｅ膜の２層膜と
する。
【００１５】なお、非磁性層と接する側をコバルト鉄系
合金層とした場合にも、実験により確認したところによ
ると、図６（ａ），（ｂ）に示すように、積層構造の違
いにより耐熱性に差異が生じたので注意を要する。即
ち、コバルト鉄系合金層の膜厚が例えば３ｎｍ程度に薄
くなってくると、コバルト鉄系合金層一層とするよりも
コバルト鉄系合金層とＮｉＦｅ膜の２層膜とした方が耐
熱性が高くなる。
合金層とした場合にも、実験により確認したところによ
ると、図６（ａ），（ｂ）に示すように、積層構造の違
いにより耐熱性に差異が生じたので注意を要する。即
ち、コバルト鉄系合金層の膜厚が例えば３ｎｍ程度に薄
くなってくると、コバルト鉄系合金層一層とするよりも
コバルト鉄系合金層とＮｉＦｅ膜の２層膜とした方が耐
熱性が高くなる。
【００１６】この合金層をスピンバルブ膜や人工格子膜
に適用すると、耐熱性の良い磁気抵抗効果型トランスデ
ューサや磁気記録装置が得られる。
に適用すると、耐熱性の良い磁気抵抗効果型トランスデ
ューサや磁気記録装置が得られる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて図面を参照しながら説明する。 （１）本発明の実施の形態に係る(Co90Fe10)100-x B x
合金膜の構造及び耐熱性の調査 ボロン（Ｂ）を所定量含ませた(Co90Fe10)100-x B x 合
金膜（ｘは原子分率である。）の構造及び耐熱性を調査
した結果について説明する。また、それぞれの調査につ
いて比較試料の調査も行った。調査結果を以下に示す。
いて図面を参照しながら説明する。 （１）本発明の実施の形態に係る(Co90Fe10)100-x B x
合金膜の構造及び耐熱性の調査 ボロン（Ｂ）を所定量含ませた(Co90Fe10)100-x B x 合
金膜（ｘは原子分率である。）の構造及び耐熱性を調査
した結果について説明する。また、それぞれの調査につ
いて比較試料の調査も行った。調査結果を以下に示す。
【００１８】（耐熱性の調査） （Ａ）耐熱調査試料として図１（ａ），（ｂ）に示すも
のを用いた。アルチック基板１１上に、膜厚５ｎｍのＴ
ａ膜からなる下地層１２と、膜厚３．５ｎｍのＮｉＦｅ
膜１３ｂ及び膜厚ｔの(Co90Fe10)100-x B x 膜１３ａの
２層膜からなる自由磁性層１３と、膜厚３．２ｎｍのＣ
ｕ膜からなる非磁性金属層１４と、固定磁性層１５と、
膜厚１０ｎｍのＦｅＭｎ膜からなる反強磁性層１６と、
膜厚１０ｎｍのＴａ膜からなるキャップ層１７とが順に
積層されている。ここで、(Co9 0Fe10)100-x B x で表さ
れるコバルト鉄系磁性体はコバルト（Ｃｏ）の原子分率
が９０ａｔ％、鉄（Ｆｅ）の原子分率が１０ａｔ％のと
き最も優れた軟磁気特性を有するため、ＣｏとＦｅの原
子分率をそのようにしている。しかし、実際に成膜する
上でその原子分率がばらつくのは止むを得ないが、高い
電気抵抗変化率Δρを得るため、Ｃｏの原子分率が８５
〜９５ａｔ％の範囲、Ｆｅの原子分率が１５〜５ａｔ％
の範囲が好ましい。
のを用いた。アルチック基板１１上に、膜厚５ｎｍのＴ
ａ膜からなる下地層１２と、膜厚３．５ｎｍのＮｉＦｅ
膜１３ｂ及び膜厚ｔの(Co90Fe10)100-x B x 膜１３ａの
２層膜からなる自由磁性層１３と、膜厚３．２ｎｍのＣ
ｕ膜からなる非磁性金属層１４と、固定磁性層１５と、
膜厚１０ｎｍのＦｅＭｎ膜からなる反強磁性層１６と、
膜厚１０ｎｍのＴａ膜からなるキャップ層１７とが順に
積層されている。ここで、(Co9 0Fe10)100-x B x で表さ
れるコバルト鉄系磁性体はコバルト（Ｃｏ）の原子分率
が９０ａｔ％、鉄（Ｆｅ）の原子分率が１０ａｔ％のと
き最も優れた軟磁気特性を有するため、ＣｏとＦｅの原
子分率をそのようにしている。しかし、実際に成膜する
上でその原子分率がばらつくのは止むを得ないが、高い
電気抵抗変化率Δρを得るため、Ｃｏの原子分率が８５
〜９５ａｔ％の範囲、Ｆｅの原子分率が１５〜５ａｔ％
の範囲が好ましい。
【００１９】上記において、固定磁性層１５として膜厚
ｔが４ｎｍの(Co90Fe10)100-x B x膜を用い、自由磁性
層１３及び固定磁性層１５の(Co90Fe10)100-x B x 膜中
のボロン（Ｂ）の原子分率が２及び９ａｔ％のもの２種
類を作成した。一方、比較試料として、図１９（ａ），
（ｂ）に示すもの、即ち、ＮｉＦｅ膜及びCo90Fe10膜の
２層膜からなる自由磁性層１３と、Co90Fe10膜からなる
固定磁性層１５を用いた。他の膜の積層構造と各膜の膜
厚は図１（ａ），（ｂ）と同じとした。
ｔが４ｎｍの(Co90Fe10)100-x B x膜を用い、自由磁性
層１３及び固定磁性層１５の(Co90Fe10)100-x B x 膜中
のボロン（Ｂ）の原子分率が２及び９ａｔ％のもの２種
類を作成した。一方、比較試料として、図１９（ａ），
（ｂ）に示すもの、即ち、ＮｉＦｅ膜及びCo90Fe10膜の
２層膜からなる自由磁性層１３と、Co90Fe10膜からなる
固定磁性層１５を用いた。他の膜の積層構造と各膜の膜
厚は図１（ａ），（ｂ）と同じとした。
【００２０】図３（ａ）は熱処理温度に対する電気抵抗
変化率Δρの変化の様子を示す特性図である。また、図
５は(Co90Fe10)100-x B x 膜の膜厚ｔを２ｎｍと薄くし
た場合の熱処理温度に対する電気抵抗変化率Δρの変化
の様子を示す特性図である。縦軸は線形目盛りで表した
電気抵抗変化率Δρ（μΩｃｍ）を示し、横軸は線形目
盛りで表した熱処理温度（℃）を示す。熱処理は、各熱
処理温度において、真空中、2500Oeの磁場を印加して３
時間行った。
変化率Δρの変化の様子を示す特性図である。また、図
５は(Co90Fe10)100-x B x 膜の膜厚ｔを２ｎｍと薄くし
た場合の熱処理温度に対する電気抵抗変化率Δρの変化
の様子を示す特性図である。縦軸は線形目盛りで表した
電気抵抗変化率Δρ（μΩｃｍ）を示し、横軸は線形目
盛りで表した熱処理温度（℃）を示す。熱処理は、各熱
処理温度において、真空中、2500Oeの磁場を印加して３
時間行った。
【００２１】調査結果によれば、図３（ａ）に示すよう
に、(Co90Fe10)100-x B x 膜の膜厚ｔが４ｎｍの場合、
本願発明に係るＢを含有したCo90Fe10B 膜は、図９に示
すＢを含有しないCo90Fe10膜と比べて、電気抵抗率Δρ
の変動が少ない。Ｂを２％含有した膜では２５０℃まで
電気抵抗率Δρの低下はない。また、Ｂを９％添加した
膜では２５０℃まで電気抵抗率Δρは増加し、３００℃
まで成膜直後の値より下がることはなかった。また、図
３（ｂ）に示すように、温度２３０℃，３時間で、繰り
返し３回以内の熱処理ではΔρに変化がなかった。
に、(Co90Fe10)100-x B x 膜の膜厚ｔが４ｎｍの場合、
本願発明に係るＢを含有したCo90Fe10B 膜は、図９に示
すＢを含有しないCo90Fe10膜と比べて、電気抵抗率Δρ
の変動が少ない。Ｂを２％含有した膜では２５０℃まで
電気抵抗率Δρの低下はない。また、Ｂを９％添加した
膜では２５０℃まで電気抵抗率Δρは増加し、３００℃
まで成膜直後の値より下がることはなかった。また、図
３（ｂ）に示すように、温度２３０℃，３時間で、繰り
返し３回以内の熱処理ではΔρに変化がなかった。
【００２２】また、耐熱性は(Co90Fe10)100-x B x 膜の
膜厚（ｔ）に依存し、図５に示すように、膜厚（ｔ）２
ｎｍでは効果がない。従って、(Co90Fe10)100-x B x 膜
の膜厚は４ｎｍ以上必要である。これは、Ｃｕに対する
バリア性が(Co90Fe10)100-xB x 膜の膜厚（ｔ）に依存
することを示している。また、更なる耐熱性の向上のた
め、望ましくは、自由磁性層１３だけではなく、非磁性
金属層１４と接する固定磁性層１５も非磁性金属層１４
と接する側にコバルト鉄系合金層がくるようにするとよ
い。固定磁性層１５自体をコバルト鉄系合金層とする例
については上記で説明した。更に、コバルト鉄系合金層
とＮｉＦｅ膜の２層膜とする場合も考えられる。
膜厚（ｔ）に依存し、図５に示すように、膜厚（ｔ）２
ｎｍでは効果がない。従って、(Co90Fe10)100-x B x 膜
の膜厚は４ｎｍ以上必要である。これは、Ｃｕに対する
バリア性が(Co90Fe10)100-xB x 膜の膜厚（ｔ）に依存
することを示している。また、更なる耐熱性の向上のた
め、望ましくは、自由磁性層１３だけではなく、非磁性
金属層１４と接する固定磁性層１５も非磁性金属層１４
と接する側にコバルト鉄系合金層がくるようにするとよ
い。固定磁性層１５自体をコバルト鉄系合金層とする例
については上記で説明した。更に、コバルト鉄系合金層
とＮｉＦｅ膜の２層膜とする場合も考えられる。
【００２３】ところで、実験により確認したところによ
ると、非磁性金属層１４と接する側をコバルト鉄系合金
層とした場合にも、図６（ａ），（ｂ）に示すように、
積層構造の違いにより耐熱性に差異が生じるので注意を
要する。即ち、固定磁性層１５のコバルト鉄系合金層の
膜厚が例えば３ｎｍ程度に薄くなってくると、コバルト
鉄系合金層一層とするよりもコバルト鉄系合金層とＮｉ
Ｆｅ膜の２層膜とした方が耐熱性が高くなる。以下にそ
の調査結果を示す。
ると、非磁性金属層１４と接する側をコバルト鉄系合金
層とした場合にも、図６（ａ），（ｂ）に示すように、
積層構造の違いにより耐熱性に差異が生じるので注意を
要する。即ち、固定磁性層１５のコバルト鉄系合金層の
膜厚が例えば３ｎｍ程度に薄くなってくると、コバルト
鉄系合金層一層とするよりもコバルト鉄系合金層とＮｉ
Ｆｅ膜の２層膜とした方が耐熱性が高くなる。以下にそ
の調査結果を示す。
【００２４】図６（ａ）は固定磁性層１５の積層構造が
異なるスピンバルブ膜において熱処理温度に対する電気
抵抗変化率Δρの変化の様子を示す特性図である。固定
磁性層１５が(Co90Fe10)100-x B x 膜一層の場合（白丸
印）と、(Co90Fe10)100-x B x 膜と膜厚１ｎｍのＮｉＦ
ｅ膜の２層膜の場合（黒丸印）とを比較した。自由磁性
層１３側の(Co90Fe10)100-x B x 膜の膜厚ｔをともに４
ｎｍとし、固定磁性層１５側の(Co90Fe10)100-x B x 膜
の膜厚をともに３ｎｍとした。また、(Co90Fe1 0)100-x
B x 膜のＢの添加量（原子分率）をともに８ａｔ％とし
た。
異なるスピンバルブ膜において熱処理温度に対する電気
抵抗変化率Δρの変化の様子を示す特性図である。固定
磁性層１５が(Co90Fe10)100-x B x 膜一層の場合（白丸
印）と、(Co90Fe10)100-x B x 膜と膜厚１ｎｍのＮｉＦ
ｅ膜の２層膜の場合（黒丸印）とを比較した。自由磁性
層１３側の(Co90Fe10)100-x B x 膜の膜厚ｔをともに４
ｎｍとし、固定磁性層１５側の(Co90Fe10)100-x B x 膜
の膜厚をともに３ｎｍとした。また、(Co90Fe1 0)100-x
B x 膜のＢの添加量（原子分率）をともに８ａｔ％とし
た。
【００２５】熱処理条件は調査温度範囲を２００℃〜３
００℃とし、一つの熱処理時間を３時間とした。その結
果によれば、固定磁性層１５が(Co90Fe10)100-x B x 膜
と膜厚１ｎｍのＮｉＦｅ膜の２層膜の場合（黒丸印）、
調査温度範囲ではΔρが初期値（約１．９μΩｃｍ）よ
り低下することはなかった。これに対して、(Co90Fe10)
100-x B x 膜一層の場合（白丸印）、温度２３０℃から
Δρが低下しはじめ、温度２５０℃あたりで初期値より
小さくなり、温度３００℃のとき０．６μΩｃｍとなっ
た。
００℃とし、一つの熱処理時間を３時間とした。その結
果によれば、固定磁性層１５が(Co90Fe10)100-x B x 膜
と膜厚１ｎｍのＮｉＦｅ膜の２層膜の場合（黒丸印）、
調査温度範囲ではΔρが初期値（約１．９μΩｃｍ）よ
り低下することはなかった。これに対して、(Co90Fe10)
100-x B x 膜一層の場合（白丸印）、温度２３０℃から
Δρが低下しはじめ、温度２５０℃あたりで初期値より
小さくなり、温度３００℃のとき０．６μΩｃｍとなっ
た。
【００２６】また、図６（ｂ）は自由磁性層１３側の(C
o90Fe10)100-x B x 膜の膜厚ｔをともに３ｎｍと、薄く
した場合で、図６（ａ）と同じ調査をしたときの結果を
示す。その結果によれば、図６（ａ）とほぼ同じ結果が
得られた。このように、固定磁性層１５をコバルト鉄系
合金層一層とした場合とコバルト鉄系合金層とＮｉＦｅ
膜の２層膜とした場合で差異が生じる理由は現状では不
明である。
o90Fe10)100-x B x 膜の膜厚ｔをともに３ｎｍと、薄く
した場合で、図６（ａ）と同じ調査をしたときの結果を
示す。その結果によれば、図６（ａ）とほぼ同じ結果が
得られた。このように、固定磁性層１５をコバルト鉄系
合金層一層とした場合とコバルト鉄系合金層とＮｉＦｅ
膜の２層膜とした場合で差異が生じる理由は現状では不
明である。
【００２７】（Ｂ）耐熱性の調査試料として以下の４つ
の試料ａ〜ｄを作成した。ａ，ｃの試料は図１３（ｂ）
に示すものを用い、ｂ，ｄの試料は図１３（ａ）に示す
ものを用いた。ともに自由磁性層１３の上の積層構造は
図１２（ａ）の構造と同じである。４つの試料ａ〜ｄと
もに、アルチック基板１１上にアルミナ膜１２ａを形成
し、その上に、膜厚５０ｎｍのＮｉＯ膜からなる反強磁
性層１６ａと、固定磁性層１５と、膜厚３．２ｎｍのＣ
ｕ膜からなる非磁性金属層１４と、膜厚４ｎｍの(Co90F
e10)100-x B x 膜１３ａ及び膜厚３．５ｎｍのＮｉＦｅ
膜１３ｂの２層膜からなる自由磁性層１３と、膜厚１０
ｎｍのＴａ膜からなるキャップ層１７とが順に積層され
ている。ここで、(Co90Fe10)100-x B x で表されるコバ
ルトと鉄を含む磁性体においては、コバルト（Ｃｏ）の
原子分率を９０ａｔ％、鉄（Ｆｅ）の原子分率を１０ａ
ｔ％としている。このときに(Co90Fe10)100-x B x で表
されるコバルトと鉄を含む磁性体は最も優れた軟磁気特
性を有する。しかし、実際に成膜する上でその原子分率
がばらつくのは止むを得ないが、十分に高い電気抵抗変
化率Δρを得るためには、Ｃｏの原子分率が８５〜９５
ａｔ％の範囲であり、かつＦｅの原子分率が１５〜５ａ
ｔ％の範囲が好ましい。
の試料ａ〜ｄを作成した。ａ，ｃの試料は図１３（ｂ）
に示すものを用い、ｂ，ｄの試料は図１３（ａ）に示す
ものを用いた。ともに自由磁性層１３の上の積層構造は
図１２（ａ）の構造と同じである。４つの試料ａ〜ｄと
もに、アルチック基板１１上にアルミナ膜１２ａを形成
し、その上に、膜厚５０ｎｍのＮｉＯ膜からなる反強磁
性層１６ａと、固定磁性層１５と、膜厚３．２ｎｍのＣ
ｕ膜からなる非磁性金属層１４と、膜厚４ｎｍの(Co90F
e10)100-x B x 膜１３ａ及び膜厚３．５ｎｍのＮｉＦｅ
膜１３ｂの２層膜からなる自由磁性層１３と、膜厚１０
ｎｍのＴａ膜からなるキャップ層１７とが順に積層され
ている。ここで、(Co90Fe10)100-x B x で表されるコバ
ルトと鉄を含む磁性体においては、コバルト（Ｃｏ）の
原子分率を９０ａｔ％、鉄（Ｆｅ）の原子分率を１０ａ
ｔ％としている。このときに(Co90Fe10)100-x B x で表
されるコバルトと鉄を含む磁性体は最も優れた軟磁気特
性を有する。しかし、実際に成膜する上でその原子分率
がばらつくのは止むを得ないが、十分に高い電気抵抗変
化率Δρを得るためには、Ｃｏの原子分率が８５〜９５
ａｔ％の範囲であり、かつＦｅの原子分率が１５〜５ａ
ｔ％の範囲が好ましい。
【００２８】上記において、ａ，ｃの試料は固定磁性層
１５が２層構造となっており、膜厚２ｎｍのＮｉＦｅ膜
１５ｂ、及び非磁性金属層１４と接する膜厚２ｎｍの(C
o90Fe10)100-x B x 膜１５ａの２層膜からなる。また、
Ｂの含有量をａの試料で５％とし、ｃの試料で１０％と
した。ｂ，ｄの試料は固定磁性層１５が単層構造となっ
ており、膜厚４ｎｍの(Co90Fe10)100-x B x 膜１５ａか
らなる。また、Ｂの含有量をｂの試料で５％とし、ｄの
試料で１０％とした。
１５が２層構造となっており、膜厚２ｎｍのＮｉＦｅ膜
１５ｂ、及び非磁性金属層１４と接する膜厚２ｎｍの(C
o90Fe10)100-x B x 膜１５ａの２層膜からなる。また、
Ｂの含有量をａの試料で５％とし、ｃの試料で１０％と
した。ｂ，ｄの試料は固定磁性層１５が単層構造となっ
ており、膜厚４ｎｍの(Co90Fe10)100-x B x 膜１５ａか
らなる。また、Ｂの含有量をｂの試料で５％とし、ｄの
試料で１０％とした。
【００２９】図４は熱処理温度に対する電気抵抗変化率
Δρの変化の様子を示す特性図である。縦軸は線形目盛
りで表した電気抵抗変化率Δρ（μΩｃｍ）を示し、横
軸は線形目盛りで表した熱処理温度（℃）を示す。更
に、熱処理は、各熱処理温度において、真空中、2500Oe
の磁場を印加して３時間行った。
Δρの変化の様子を示す特性図である。縦軸は線形目盛
りで表した電気抵抗変化率Δρ（μΩｃｍ）を示し、横
軸は線形目盛りで表した熱処理温度（℃）を示す。更
に、熱処理は、各熱処理温度において、真空中、2500Oe
の磁場を印加して３時間行った。
【００３０】調査結果によれば、図４に示すように、(C
o90Fe10)100-x B x 膜のＢ含有量が５％であるａ及びｂ
の試料はともに２８０℃程度までΔρは低下しない。固
定磁性層１５が単層構造であるか２層構造であるかによ
り耐熱性に差はない。一方、(Co90Fe10)100-x B x 膜の
Ｂ含有量が１０％であるｃ及びｄの試料はともに低い温
度でΔρが低下し、耐熱性が低い。固定磁性層１５が単
層構造であるか２層構造であるかにより耐熱性に差があ
り、単層構造では２００℃でΔρが０となるのに対し、
２層構造ではΔρは２００℃で低下せず、２３０℃で０
となる。
o90Fe10)100-x B x 膜のＢ含有量が５％であるａ及びｂ
の試料はともに２８０℃程度までΔρは低下しない。固
定磁性層１５が単層構造であるか２層構造であるかによ
り耐熱性に差はない。一方、(Co90Fe10)100-x B x 膜の
Ｂ含有量が１０％であるｃ及びｄの試料はともに低い温
度でΔρが低下し、耐熱性が低い。固定磁性層１５が単
層構造であるか２層構造であるかにより耐熱性に差があ
り、単層構造では２００℃でΔρが０となるのに対し、
２層構造ではΔρは２００℃で低下せず、２３０℃で０
となる。
【００３１】（構造の調査）図７はＸ線回折により調査
した(Co90Fe10)100-x B x 合金膜の構造を示す。縦軸は
任意単位で表した回折ピーク強度を示し、横軸は線形目
盛りで表したＸ線の入射角の倍角２θ（°）を示す。横
軸の入射角の倍角は結晶面と対応し、縦軸の回折ピーク
の高さは特定の結晶面に揃ったものが合金中にどれくら
い存在しているかの程度を示す。
した(Co90Fe10)100-x B x 合金膜の構造を示す。縦軸は
任意単位で表した回折ピーク強度を示し、横軸は線形目
盛りで表したＸ線の入射角の倍角２θ（°）を示す。横
軸の入射角の倍角は結晶面と対応し、縦軸の回折ピーク
の高さは特定の結晶面に揃ったものが合金中にどれくら
い存在しているかの程度を示す。
【００３２】調査試料として、膜厚１０ｎｍのＳｉ膜
と、膜厚１０ｎｍのＴａ膜と、膜厚４．５ｎｍのＮｉＦ
ｅ膜と、膜厚２０ｎｍのCo90Fe10B 膜と、膜厚１０ｎｍ
のＴａ膜とが順に積層されたものを用いた。図７では、
回折ピークは入射角の倍角２θが凡そ４４．３°のとこ
ろに生じている。これはＸ線が結晶の（１１１）面で回
折していることを示している。Ｂを含まないものが最も
ピークが高く、Ｂ含有量を増加していくと、ピークの高
さが低下していく。一方、回折ピークの生じるＸ線の入
射角は変化しない。即ち、Ｂ含有量を増やすにしたがっ
て、（１１１）面は少なくなっていくが、ｆｃｃ（face
centered cubic ）構造は保持される。
と、膜厚１０ｎｍのＴａ膜と、膜厚４．５ｎｍのＮｉＦ
ｅ膜と、膜厚２０ｎｍのCo90Fe10B 膜と、膜厚１０ｎｍ
のＴａ膜とが順に積層されたものを用いた。図７では、
回折ピークは入射角の倍角２θが凡そ４４．３°のとこ
ろに生じている。これはＸ線が結晶の（１１１）面で回
折していることを示している。Ｂを含まないものが最も
ピークが高く、Ｂ含有量を増加していくと、ピークの高
さが低下していく。一方、回折ピークの生じるＸ線の入
射角は変化しない。即ち、Ｂ含有量を増やすにしたがっ
て、（１１１）面は少なくなっていくが、ｆｃｃ（face
centered cubic ）構造は保持される。
【００３３】図８はＢ含有量に対する格子定数の変化の
様子を示す特性図である。縦軸は線形目盛りで表した格
子定数（Å）を示し、横軸は線形目盛りで表したＢ含有
量（原子分率）（ａｔ％）を示す。調査試料として、膜
厚１０ｎｍのＴａ膜と、膜厚４．５ｎｍのＮｉＦｅ膜
と、膜厚２０ｎｍのCo90Fe10B 膜と、膜厚１０ｎｍのＴ
ａ膜とが順に積層されたものを用いた。
様子を示す特性図である。縦軸は線形目盛りで表した格
子定数（Å）を示し、横軸は線形目盛りで表したＢ含有
量（原子分率）（ａｔ％）を示す。調査試料として、膜
厚１０ｎｍのＴａ膜と、膜厚４．５ｎｍのＮｉＦｅ膜
と、膜厚２０ｎｍのCo90Fe10B 膜と、膜厚１０ｎｍのＴ
ａ膜とが順に積層されたものを用いた。
【００３４】調査結果によれば、Ｂを添加すると、2.04
2 Å以上のものが2.040 Å以下に格子定数が小さくなっ
た。以上の構造及び耐熱性の調査結果より、ボロンを添
加することによりｆｃｃ構造のCo90Fe10B 合金膜の格子
定数が小さくなること、及び格子定数が小さくなるとＣ
ｕに対するバリア性が向上し、耐熱性が向上することが
分かった。
2 Å以上のものが2.040 Å以下に格子定数が小さくなっ
た。以上の構造及び耐熱性の調査結果より、ボロンを添
加することによりｆｃｃ構造のCo90Fe10B 合金膜の格子
定数が小さくなること、及び格子定数が小さくなるとＣ
ｕに対するバリア性が向上し、耐熱性が向上することが
分かった。
【００３５】なお、Co90Fe10膜に炭素（Ｃ）を添加した
膜を用いても、同様にＣｕに対するバリア性のよい合金
膜が得られた。 （２）第１乃至第３の実施の形態 （第１の実施の形態）図１（ａ）は本発明の第１の実施
の形態に係る磁気抵抗効果（ＭＲ効果）型トランスデュ
ーサの斜視図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のII−II
線断面図である。
膜を用いても、同様にＣｕに対するバリア性のよい合金
膜が得られた。 （２）第１乃至第３の実施の形態 （第１の実施の形態）図１（ａ）は本発明の第１の実施
の形態に係る磁気抵抗効果（ＭＲ効果）型トランスデュ
ーサの斜視図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のII−II
線断面図である。
【００３６】図１（ａ）に示すように、ＴｉＣ基体の表
面にアルミナ膜が形成されてなるアルチック基板１１上
に、膜厚５ｎｍのＴａ膜からなる下地層１２が形成され
ている。さらに、その上に、膜厚３．５ｎｍのＮｉＦｅ
膜（第１の軟磁性層）１３ａ及び膜厚４ｎｍの(Co90Fe
10)100-x Z x 膜（コバルト鉄系合金層）１３ｂの２層
膜からなる自由磁性層１３と、膜厚３．２ｎｍのＣｕ膜
からなる非磁性金属層１４と、膜厚４ｎｍの(Co90Fe10)
100-x Z x 膜（コバルト鉄系合金層）からなる固定磁性
層（第２の軟磁性層）１５とが積層されている。さら
に、固定磁性層１５上には膜厚１０ｎｍのＦｅＭｎ膜か
らなる反強磁性層１６と、膜厚１０ｎｍのＴａ膜からな
るキャップ層１７とが順に積層されている。ここで、自
由磁性層１３及び固定磁性層１５を構成する(Co90Fe10)
100-x Z x 膜の中には、符号Ｚで表されるボロン（Ｂ）
又は炭素（Ｃ）が原子分率（ｘ）に従って所定の含有量
で含まれる。
面にアルミナ膜が形成されてなるアルチック基板１１上
に、膜厚５ｎｍのＴａ膜からなる下地層１２が形成され
ている。さらに、その上に、膜厚３．５ｎｍのＮｉＦｅ
膜（第１の軟磁性層）１３ａ及び膜厚４ｎｍの(Co90Fe
10)100-x Z x 膜（コバルト鉄系合金層）１３ｂの２層
膜からなる自由磁性層１３と、膜厚３．２ｎｍのＣｕ膜
からなる非磁性金属層１４と、膜厚４ｎｍの(Co90Fe10)
100-x Z x 膜（コバルト鉄系合金層）からなる固定磁性
層（第２の軟磁性層）１５とが積層されている。さら
に、固定磁性層１５上には膜厚１０ｎｍのＦｅＭｎ膜か
らなる反強磁性層１６と、膜厚１０ｎｍのＴａ膜からな
るキャップ層１７とが順に積層されている。ここで、自
由磁性層１３及び固定磁性層１５を構成する(Co90Fe10)
100-x Z x 膜の中には、符号Ｚで表されるボロン（Ｂ）
又は炭素（Ｃ）が原子分率（ｘ）に従って所定の含有量
で含まれる。
【００３７】また、キャップ層１７上にはセンス領域
（ＳＡ）を挟んでその両端部にＡｕ膜からなる引出し電
極１８ａ，１８ｂが形成され、一方の引出し電極１８ａ
又は１８ｂからセンス領域にセンス電流を導き入れ、他
方の引出し電極１８ｂ又は１８ａからセンス電流を導き
出す。なお、固定磁性層１５は、非磁性金属層１４側の
ＣｏＦｅ系合金層と、ＮｉＦｅ系合金層との２層膜であ
ってもよい。
（ＳＡ）を挟んでその両端部にＡｕ膜からなる引出し電
極１８ａ，１８ｂが形成され、一方の引出し電極１８ａ
又は１８ｂからセンス領域にセンス電流を導き入れ、他
方の引出し電極１８ｂ又は１８ａからセンス電流を導き
出す。なお、固定磁性層１５は、非磁性金属層１４側の
ＣｏＦｅ系合金層と、ＮｉＦｅ系合金層との２層膜であ
ってもよい。
【００３８】また、自由磁性層１３或いは固定磁性層１
５を構成するＮｉＦｅ膜の代わりにＮｉＦｅＣｒ膜，Ｎ
ｉＦｅＮｂ膜，ＮｉＦｅＲｈ膜，ＮｉＦｅＴａ膜など、
ＮｉＦｅに他の元素を加えたＮｉＦｅ系合金層を用いて
もよい。そのようなＮｉＦｅ系合金はＮｉＦｅに比べて
スピンバルブ磁気抵抗効果の雑音となる異方性磁気抵抗
（ＡＭＲ）効果が非常に小さくなるという長所を有す
る。
５を構成するＮｉＦｅ膜の代わりにＮｉＦｅＣｒ膜，Ｎ
ｉＦｅＮｂ膜，ＮｉＦｅＲｈ膜，ＮｉＦｅＴａ膜など、
ＮｉＦｅに他の元素を加えたＮｉＦｅ系合金層を用いて
もよい。そのようなＮｉＦｅ系合金はＮｉＦｅに比べて
スピンバルブ磁気抵抗効果の雑音となる異方性磁気抵抗
（ＡＭＲ）効果が非常に小さくなるという長所を有す
る。
【００３９】更に、反強磁性層１６としてＮｉＯ膜，α
Ｆｅ2 ０3 膜、ＮｉＭｎ膜，ＰｔＭｎ膜，ＰｄＭｎ膜，
ＰｄＰｔＭｎ膜，ＣｒＭｎ膜又はＩｒＭｎ膜を用いても
よい。但し、図２に示すように、ＮｉＯ膜又はαＦｅ2
０3 膜１６ａを用いた場合、ＮｉＯ膜又はαＦｅ2 ０3
膜１６ａは絶縁性であるため、ＳＡ領域のみに形成し、
キャップ層１７はＮｉＯ膜又はαＦｅ2 ０3 膜１６ａの
上に形成しないようにする。このため、引出し電極１８
ａ，１８ｂは固定磁性層１５の上に直接形成される。
Ｆｅ2 ０3 膜、ＮｉＭｎ膜，ＰｔＭｎ膜，ＰｄＭｎ膜，
ＰｄＰｔＭｎ膜，ＣｒＭｎ膜又はＩｒＭｎ膜を用いても
よい。但し、図２に示すように、ＮｉＯ膜又はαＦｅ2
０3 膜１６ａを用いた場合、ＮｉＯ膜又はαＦｅ2 ０3
膜１６ａは絶縁性であるため、ＳＡ領域のみに形成し、
キャップ層１７はＮｉＯ膜又はαＦｅ2 ０3 膜１６ａの
上に形成しないようにする。このため、引出し電極１８
ａ，１８ｂは固定磁性層１５の上に直接形成される。
【００４０】次に、図１（ａ），（ｂ）を参照しながら
上記磁気抵抗効果型トランスデューサの製造方法につい
て説明する。まず、（１００）面を有するアルチック基
板１１上にスパッタ法により３０Ｏｅの磁界を印加しな
がら、順次、膜厚５ｎｍのＴａ膜からなる下地層１２
と、膜厚３．５ｎｍのＮｉＦｅ膜（第１の軟磁性層）１
３ｂと、膜厚４ｎｍの(Co90Fe1 0)100-x B x 膜（コバル
ト鉄系合金膜）１３ａと、膜厚３．２ｎｍのＣｕ膜から
なる非磁性金属層１４と、膜厚４ｎｍの(Co90Fe10)
100-x B x 膜（第２の軟磁性層）１５と、膜厚１０ｎｍ
のＦｅＭｎ膜１６と、膜厚１０ｎｍのＴａ膜からなるキ
ャップ層１７とを形成する。(Co90Fe10)100-x B x 膜１
３ａとＮｉＦｅ膜１３ｂとが自由磁性層となり、(Co90F
e10)100-x B x 膜１５が固定磁性層となる。
上記磁気抵抗効果型トランスデューサの製造方法につい
て説明する。まず、（１００）面を有するアルチック基
板１１上にスパッタ法により３０Ｏｅの磁界を印加しな
がら、順次、膜厚５ｎｍのＴａ膜からなる下地層１２
と、膜厚３．５ｎｍのＮｉＦｅ膜（第１の軟磁性層）１
３ｂと、膜厚４ｎｍの(Co90Fe1 0)100-x B x 膜（コバル
ト鉄系合金膜）１３ａと、膜厚３．２ｎｍのＣｕ膜から
なる非磁性金属層１４と、膜厚４ｎｍの(Co90Fe10)
100-x B x 膜（第２の軟磁性層）１５と、膜厚１０ｎｍ
のＦｅＭｎ膜１６と、膜厚１０ｎｍのＴａ膜からなるキ
ャップ層１７とを形成する。(Co90Fe10)100-x B x 膜１
３ａとＮｉＦｅ膜１３ｂとが自由磁性層となり、(Co90F
e10)100-x B x 膜１５が固定磁性層となる。
【００４１】ここで、(Co90Fe10)100-x B x 膜１３ａ，
１５のスパッタは、ＣｏとＦｅとＢとを所定の面積比で
張りつけたターゲットを用いて、Ａｒガス圧０．３Ｐ
ａ、チャンバ内の圧力５×１０-5Ｐａ以下で行う。次
に、真空炉において真空中で2000Ｏｅ程度の磁界を印加
しながら２３０℃で４時間加熱処理を行って、ＦｅＭｎ
膜１６に反強磁性を付与する。これにより、バイアス磁
界Ｈｕａが発生する。
１５のスパッタは、ＣｏとＦｅとＢとを所定の面積比で
張りつけたターゲットを用いて、Ａｒガス圧０．３Ｐ
ａ、チャンバ内の圧力５×１０-5Ｐａ以下で行う。次
に、真空炉において真空中で2000Ｏｅ程度の磁界を印加
しながら２３０℃で４時間加熱処理を行って、ＦｅＭｎ
膜１６に反強磁性を付与する。これにより、バイアス磁
界Ｈｕａが発生する。
【００４２】次いで、Ａｕ膜を形成した後、パターニン
グし、キャップ層１７上の両端部にＡｕ膜からなる引出
し電極１８ａ，１８ｂを形成してＭＲ効果トランスデュ
ーサが完成する。上記のＭＲ効果トランスデューサで
は、アルチック基板１１上に直接(Co90Fe1 0)100-x B x
膜を形成せず、Ｔａ膜からなる下地層１２及びＮｉＦｅ
膜１３ａを介して上の層を積層しているので、(Co90Fe
10)100-x B x 膜１３ａ，１５の結晶性は良く、ｆｃｃ
構造になる。また、Ｂを添加しているので、(Co90Fe10)
100-xB x 膜の格子定数はCo90Fe10合金の格子定数より
も小さくなる。
グし、キャップ層１７上の両端部にＡｕ膜からなる引出
し電極１８ａ，１８ｂを形成してＭＲ効果トランスデュ
ーサが完成する。上記のＭＲ効果トランスデューサで
は、アルチック基板１１上に直接(Co90Fe1 0)100-x B x
膜を形成せず、Ｔａ膜からなる下地層１２及びＮｉＦｅ
膜１３ａを介して上の層を積層しているので、(Co90Fe
10)100-x B x 膜１３ａ，１５の結晶性は良く、ｆｃｃ
構造になる。また、Ｂを添加しているので、(Co90Fe10)
100-xB x 膜の格子定数はCo90Fe10合金の格子定数より
も小さくなる。
【００４３】これにより、図３（ａ），（ｂ）に示す実
験結果にしたがって、(Co90Fe10)10 0-x B x 膜１３ａ，
１５のＣｕに対するバリア性を向上させ、ＭＲ効果型ト
ランスデューサの耐熱性の向上を図ることができる。 （第２の実施の形態）上記の積層構造を逆にして、図１
２（ａ）に示すように、アルチック基板１１上にＴａ膜
からなる下地層１２と、ＦｅＭｎ膜からなる反強磁性層
１６と、(Co9 0Fe10)100-x B x 膜（第４の軟磁性層）１
５と、Ｃｕ膜からなる非磁性金属層１４と、(Co90Fe10)
100-x B x 膜１３ａと、ＮｉＦｅ膜（第５の軟磁性層）
１３ｂと、キャップ層１７とを順に積層し、さらにキャ
ップ層１７の両端部にセンス電流を導く引出し電極１８
ａ，１８ｂを形成してもよい。
験結果にしたがって、(Co90Fe10)10 0-x B x 膜１３ａ，
１５のＣｕに対するバリア性を向上させ、ＭＲ効果型ト
ランスデューサの耐熱性の向上を図ることができる。 （第２の実施の形態）上記の積層構造を逆にして、図１
２（ａ）に示すように、アルチック基板１１上にＴａ膜
からなる下地層１２と、ＦｅＭｎ膜からなる反強磁性層
１６と、(Co9 0Fe10)100-x B x 膜（第４の軟磁性層）１
５と、Ｃｕ膜からなる非磁性金属層１４と、(Co90Fe10)
100-x B x 膜１３ａと、ＮｉＦｅ膜（第５の軟磁性層）
１３ｂと、キャップ層１７とを順に積層し、さらにキャ
ップ層１７の両端部にセンス電流を導く引出し電極１８
ａ，１８ｂを形成してもよい。
【００４４】なお、上記において、Ｔａ膜からなる下地
層１２の上に直接ＦｅＭｎ膜からなる反強磁性層１６が
積層されており、ＮｉＦｅ膜等が介在していないためそ
の上のＦｅＭｎ膜１６や(Co90Fe10)100-x B x 膜１５の
結晶性が心配されるが、それらは固定磁性層であるた
め、問題とならない。自由磁性層１３の(Co90Fe10)100-
x B x 膜１３ａはＣｕ膜１４の上に形成されるので、結
晶性は良く、ｆｃｃ構造となる。場合により、Ｔａ膜か
らなる下地層１２とＦｅＭｎ膜からなる反強磁性層１６
との間又は反強磁性層１６と(Co90Fe10)100-x B x 膜１
５の間にＮｉＦｅ膜を介在させて、(Co90Fe10)100-x B
x 膜１３ａ，１５の結晶性を良くし、確実にｆｃｃ構造
が得られるようにしてもよい。
層１２の上に直接ＦｅＭｎ膜からなる反強磁性層１６が
積層されており、ＮｉＦｅ膜等が介在していないためそ
の上のＦｅＭｎ膜１６や(Co90Fe10)100-x B x 膜１５の
結晶性が心配されるが、それらは固定磁性層であるた
め、問題とならない。自由磁性層１３の(Co90Fe10)100-
x B x 膜１３ａはＣｕ膜１４の上に形成されるので、結
晶性は良く、ｆｃｃ構造となる。場合により、Ｔａ膜か
らなる下地層１２とＦｅＭｎ膜からなる反強磁性層１６
との間又は反強磁性層１６と(Co90Fe10)100-x B x 膜１
５の間にＮｉＦｅ膜を介在させて、(Co90Fe10)100-x B
x 膜１３ａ，１５の結晶性を良くし、確実にｆｃｃ構造
が得られるようにしてもよい。
【００４５】（第３の実施の形態）また、図１２（ｂ）
に示すように、図１２（ａ）において最上層の磁化方向
を信号磁界により変化させる自由磁性層１３のＮｉＦｅ
膜１３ｂの両端部にＦｅＭｎ合金からなる反強磁性層１
９ａ，１９ｂを形成してもよい。これにより、信号磁界
が零のときに自由磁性層１３の磁化方向が揃い、より一
層線形性のよい磁気抵抗特性を得ることができる。な
お、図中、２０はセンス領域を被覆する絶縁保護層であ
る。
に示すように、図１２（ａ）において最上層の磁化方向
を信号磁界により変化させる自由磁性層１３のＮｉＦｅ
膜１３ｂの両端部にＦｅＭｎ合金からなる反強磁性層１
９ａ，１９ｂを形成してもよい。これにより、信号磁界
が零のときに自由磁性層１３の磁化方向が揃い、より一
層線形性のよい磁気抵抗特性を得ることができる。な
お、図中、２０はセンス領域を被覆する絶縁保護層であ
る。
【００４６】図１２（ａ），（ｂ）のＭＲ効果型トラン
スデューサにおいても、アルチック基板１１上に直接(C
o90Fe10)100-x B x 膜を形成せず、Ｔａ膜からなる下地
層１２を介して上の層を積層しているので、(Co90Fe10)
100-x B x 膜の結晶性は良く、ｆｃｃ構造になる。ま
た、Ｂが添加されているので、(Co90Fe10)100-x B x 膜
の格子定数はCo90Fe10合金の格子定数よりも小さくな
る。
スデューサにおいても、アルチック基板１１上に直接(C
o90Fe10)100-x B x 膜を形成せず、Ｔａ膜からなる下地
層１２を介して上の層を積層しているので、(Co90Fe10)
100-x B x 膜の結晶性は良く、ｆｃｃ構造になる。ま
た、Ｂが添加されているので、(Co90Fe10)100-x B x 膜
の格子定数はCo90Fe10合金の格子定数よりも小さくな
る。
【００４７】これにより、(Co90Fe10)100-x B x 膜のＣ
ｕに対するバリア性を向上させ、耐熱性の向上を図るこ
とができる。なお、上記第２及び第３の実施の形態で
は、反強磁性層１６としてＦｅＭｎ膜を用いているが、
ＮｉＯ膜，αＦｅ2 ０3 膜，ＮｉＭｎ膜，ＰｔＭｎ膜，
ＰｄＭｎ膜，ＰｄＰｔＭｎ膜，ＣｒＭｎ膜又はＩｒＭｎ
膜を用いてもよい。但し、ＮｉＯ膜又はαＦｅ2 ０3 膜
の場合、図１３（ａ）に示すようにアルチック基板１１
上にアルミナ膜１２ａを介してＮｉＯ膜又はαＦｅ2 ０
3 膜１６ａを形成することが好ましい。あるいはアルチ
ック基板１１上に直接ＮｉＯ膜又はαＦｅ2 ０3膜１６
ａを形成してもよい。また、図１３（ｂ）に示すよう
に、固定磁性層１５を(Co90Fe10)100-x B x 膜１５ａと
ＮｉＦｅ膜１５ｂの２層構造とすることが好ましい。こ
の場合、非磁性層１４側に(Co90Fe10)100-x B x 膜１５
ａを設ける。
ｕに対するバリア性を向上させ、耐熱性の向上を図るこ
とができる。なお、上記第２及び第３の実施の形態で
は、反強磁性層１６としてＦｅＭｎ膜を用いているが、
ＮｉＯ膜，αＦｅ2 ０3 膜，ＮｉＭｎ膜，ＰｔＭｎ膜，
ＰｄＭｎ膜，ＰｄＰｔＭｎ膜，ＣｒＭｎ膜又はＩｒＭｎ
膜を用いてもよい。但し、ＮｉＯ膜又はαＦｅ2 ０3 膜
の場合、図１３（ａ）に示すようにアルチック基板１１
上にアルミナ膜１２ａを介してＮｉＯ膜又はαＦｅ2 ０
3 膜１６ａを形成することが好ましい。あるいはアルチ
ック基板１１上に直接ＮｉＯ膜又はαＦｅ2 ０3膜１６
ａを形成してもよい。また、図１３（ｂ）に示すよう
に、固定磁性層１５を(Co90Fe10)100-x B x 膜１５ａと
ＮｉＦｅ膜１５ｂの２層構造とすることが好ましい。こ
の場合、非磁性層１４側に(Co90Fe10)100-x B x 膜１５
ａを設ける。
【００４８】また、第３の実施の形態における他の反強
磁性層１９ａ，１９ｂとしてＦｅＭｎ膜を用いている
が、ＮｉＭｎ膜，ＰｔＭｎ膜，ＰｄＭｎ膜，ＰｄＰｔＭ
ｎ膜，ＣｒＭｎ膜又はＩｒＭｎ膜を用いてもよい。 （３）第４及び第５の実施の形態 （第４の実施の形態）図１４（ａ）は、本発明の第４の
実施の形態に係るＭＲ効果型トランスデューサについて
示す断面図である。
磁性層１９ａ，１９ｂとしてＦｅＭｎ膜を用いている
が、ＮｉＭｎ膜，ＰｔＭｎ膜，ＰｄＭｎ膜，ＰｄＰｔＭ
ｎ膜，ＣｒＭｎ膜又はＩｒＭｎ膜を用いてもよい。 （３）第４及び第５の実施の形態 （第４の実施の形態）図１４（ａ）は、本発明の第４の
実施の形態に係るＭＲ効果型トランスデューサについて
示す断面図である。
【００４９】第５の実施の形態では、図１（ｂ）に示
す、ＮｉＦｅ膜１３ｂと、(Co90Fe10) 100-x B x 膜１３
ａと、Ｃｕ膜１４と、(Co90Fe10)100-x B x 膜１５と、
ＦｅＭｎ膜１６とからなる積層構造２０ａと、反強磁性
層１６を中央の層としてその積層構造３０ａが反対称に
形成された積層構造３０ｂとを有する。このようにする
ことにより、感度の向上を図ることができる。なお、図
中、図１（ｂ）と同じ符号で示すものは図１（ｂ）と同
じものを示す。
す、ＮｉＦｅ膜１３ｂと、(Co90Fe10) 100-x B x 膜１３
ａと、Ｃｕ膜１４と、(Co90Fe10)100-x B x 膜１５と、
ＦｅＭｎ膜１６とからなる積層構造２０ａと、反強磁性
層１６を中央の層としてその積層構造３０ａが反対称に
形成された積層構造３０ｂとを有する。このようにする
ことにより、感度の向上を図ることができる。なお、図
中、図１（ｂ）と同じ符号で示すものは図１（ｂ）と同
じものを示す。
【００５０】この場合も、第１の実施の形態と同じよう
に、アルチック基板１１上に直接(Co90Fe10)100-x B x
膜を形成せず、Ｔａ膜からなる下地層１２を介して上の
層を積層しているので、(Co90Fe10)100-x B x 膜の結晶
性は良く、ｆｃｃ構造になる。しかも、Ｂを添加してい
るので、(Co90Fe10)100-x B x 膜の格子定数はCo90Fe 10
合金の格子定数よりも小さくなる。
に、アルチック基板１１上に直接(Co90Fe10)100-x B x
膜を形成せず、Ｔａ膜からなる下地層１２を介して上の
層を積層しているので、(Co90Fe10)100-x B x 膜の結晶
性は良く、ｆｃｃ構造になる。しかも、Ｂを添加してい
るので、(Co90Fe10)100-x B x 膜の格子定数はCo90Fe 10
合金の格子定数よりも小さくなる。
【００５１】これにより、図３（ａ），（ｂ）に示す実
験結果にしたがって、Ｃｕに対するバリア性を向上さ
せ、耐熱性の向上を図ることができる。 （第５の実施の形態）図１４（ｂ）は、本発明の第５の
実施の形態に係るＭＲ効果型トランスデューサについて
示す断面図である。
験結果にしたがって、Ｃｕに対するバリア性を向上さ
せ、耐熱性の向上を図ることができる。 （第５の実施の形態）図１４（ｂ）は、本発明の第５の
実施の形態に係るＭＲ効果型トランスデューサについて
示す断面図である。
【００５２】上記第５の実施の形態と異なるところは、
積層構造３０ａ，３０ｂとからなる積層構造３０を一組
として複数組が例えば(Co90Fe10)100-x B x 膜（コバル
ト鉄系合金膜）１３ｃ、Ｃｕ膜からなる非磁性金属層１
９、及び(Co90Fe10)100-x B x 膜１３ｃの３層を介在さ
せて積層されている。この場合も、第１の実施の形態と
同じように、アルチック基板１１上に直接(Co90Fe10)
100-x B x 膜を形成せず、Ｔａ膜からなる下地層１２を
介して上の層を積層しているので、(Co90Fe10)100-x B
x 膜の結晶性は良く、ｆｃｃ構造になる。しかも、Ｂを
添加しているので、(Co90Fe10)100-x B x 膜の格子定数
はCo90Fe 10合金の格子定数よりも小さくなる。
積層構造３０ａ，３０ｂとからなる積層構造３０を一組
として複数組が例えば(Co90Fe10)100-x B x 膜（コバル
ト鉄系合金膜）１３ｃ、Ｃｕ膜からなる非磁性金属層１
９、及び(Co90Fe10)100-x B x 膜１３ｃの３層を介在さ
せて積層されている。この場合も、第１の実施の形態と
同じように、アルチック基板１１上に直接(Co90Fe10)
100-x B x 膜を形成せず、Ｔａ膜からなる下地層１２を
介して上の層を積層しているので、(Co90Fe10)100-x B
x 膜の結晶性は良く、ｆｃｃ構造になる。しかも、Ｂを
添加しているので、(Co90Fe10)100-x B x 膜の格子定数
はCo90Fe 10合金の格子定数よりも小さくなる。
【００５３】これにより、図３（ａ），（ｂ）に示す実
験結果にしたがって、(Co90Fe10)10 0-x B x 膜のＣｕに
対するバリア性を向上させ、耐熱性の向上を図ることが
できる。なお、第４及び第５の実施の形態では、反強磁
性層１６としてＮｉＭｎ膜，ＰｔＭｎ膜，ＰｄＭｎ膜，
ＰｄＰｔＭｎ膜，ＣｒＭｎ膜又はＩｒＭｎ膜を用いても
よい。但し、ＮｉＯ膜又はαＦｅ2 ０3 膜は絶縁性なの
でこの場合用いることができない。
験結果にしたがって、(Co90Fe10)10 0-x B x 膜のＣｕに
対するバリア性を向上させ、耐熱性の向上を図ることが
できる。なお、第４及び第５の実施の形態では、反強磁
性層１６としてＮｉＭｎ膜，ＰｔＭｎ膜，ＰｄＭｎ膜，
ＰｄＰｔＭｎ膜，ＣｒＭｎ膜又はＩｒＭｎ膜を用いても
よい。但し、ＮｉＯ膜又はαＦｅ2 ０3 膜は絶縁性なの
でこの場合用いることができない。
【００５４】（４）第６乃至第８の実施の形態 （第６の実施の形態）図１５（ａ）は、本発明の第６の
実施の形態に係るＭＲ効果型トランスデューサについて
示す断面図である。磁気抵抗効果人工格子膜の構造を有
する。図１５（ａ）に示すように、アルチック基板２１
上に膜厚約５ｎｍのＴａ膜からなる下地層２２が形成さ
れている。その上に軟磁性膜２５，２３と膜厚約３．２
ｎｍのＣｕ膜からなる非磁性金属膜２４が交互に積層さ
れている。さらに、最上部にはＴａ膜からなるキャップ
層２７が形成され、そのキャップ層２７上には引出し電
極２８ａ，２８ｂが形成されている。
実施の形態に係るＭＲ効果型トランスデューサについて
示す断面図である。磁気抵抗効果人工格子膜の構造を有
する。図１５（ａ）に示すように、アルチック基板２１
上に膜厚約５ｎｍのＴａ膜からなる下地層２２が形成さ
れている。その上に軟磁性膜２５，２３と膜厚約３．２
ｎｍのＣｕ膜からなる非磁性金属膜２４が交互に積層さ
れている。さらに、最上部にはＴａ膜からなるキャップ
層２７が形成され、そのキャップ層２７上には引出し電
極２８ａ，２８ｂが形成されている。
【００５５】軟磁性層２３はコバルト及び鉄のほかに他
の元素からなる膜厚約４ｎｍの(Co9 0Fe10)100-x B x 膜
（第３のコバルト鉄系合金層）一層であってもよいし、
図１５（ｂ）に示すように、コバルト及び鉄のほかに他
の元素からなる膜厚約４ｎｍの(Co90Fe10)100-x B x 膜
（第１のコバルト鉄系合金層）２３ａと、膜厚約１ｎｍ
のＮｉＦｅ膜（第３の軟磁性層）２３ｂと、コバルト及
び鉄のほかに他の元素からなる膜厚約４ｎｍの(Co90Fe
10)100-x B x 膜（第２のコバルト鉄系合金層）２３ｃ
の３層であってもよい。３層の場合、Ｃｕ膜２４に接す
る層は第１又は第２のコバルト鉄系合金層２３ａ，２３
ｃとなるようにする。
の元素からなる膜厚約４ｎｍの(Co9 0Fe10)100-x B x 膜
（第３のコバルト鉄系合金層）一層であってもよいし、
図１５（ｂ）に示すように、コバルト及び鉄のほかに他
の元素からなる膜厚約４ｎｍの(Co90Fe10)100-x B x 膜
（第１のコバルト鉄系合金層）２３ａと、膜厚約１ｎｍ
のＮｉＦｅ膜（第３の軟磁性層）２３ｂと、コバルト及
び鉄のほかに他の元素からなる膜厚約４ｎｍの(Co90Fe
10)100-x B x 膜（第２のコバルト鉄系合金層）２３ｃ
の３層であってもよい。３層の場合、Ｃｕ膜２４に接す
る層は第１又は第２のコバルト鉄系合金層２３ａ，２３
ｃとなるようにする。
【００５６】また、下地層２２及びキャップ層２７と接
する軟磁性層２５はコバルト及び鉄のほかに他の元素か
らなる膜厚約４ｎｍの(Co90Fe10)100-x B x 膜（第３の
コバルト鉄系合金層）一層であってもよいし、図１５
（ｃ）に示すように、コバルト及び鉄のほかに他の元素
からなる膜厚約４ｎｍの(Co90Fe10)100-x B x 膜（コバ
ルト鉄系合金層）２５ａと、膜厚約１ｎｍのＮｉＦｅ膜
（第３の軟磁性層）２５ｂの２層であってもよい。な
お、図１５（ｃ）において、上の断面図はキャップ層２
７とＣｕ膜２４の間の軟磁性層２５を示し、下の断面図
は下地層２２とＣｕ膜２４の間の軟磁性層２５を示す。
する軟磁性層２５はコバルト及び鉄のほかに他の元素か
らなる膜厚約４ｎｍの(Co90Fe10)100-x B x 膜（第３の
コバルト鉄系合金層）一層であってもよいし、図１５
（ｃ）に示すように、コバルト及び鉄のほかに他の元素
からなる膜厚約４ｎｍの(Co90Fe10)100-x B x 膜（コバ
ルト鉄系合金層）２５ａと、膜厚約１ｎｍのＮｉＦｅ膜
（第３の軟磁性層）２５ｂの２層であってもよい。な
お、図１５（ｃ）において、上の断面図はキャップ層２
７とＣｕ膜２４の間の軟磁性層２５を示し、下の断面図
は下地層２２とＣｕ膜２４の間の軟磁性層２５を示す。
【００５７】（第７の実施の形態）図１６（ａ）は、本
発明の第７の実施の形態に係るＭＲ効果型トランスデュ
ーサについて示す断面図である。磁気抵抗効果人工格子
膜の構造を有する。第７の実施の形態では、第６の実施
の形態と異なるところは、図１６（ａ）に示すように、
各軟磁性膜２３，２５上の両端部に膜厚約１０ｎｍの２
つの反強磁性層２６ａ，２６ｂが形成されている。軟磁
性層２３の両端部に反強磁性層２６ａ，２６ｂを設ける
ことにより、信号磁界が零のときに軟磁性層２３の磁化
方向を揃えることができ、磁気抵抗特性の線形性が増
す。
発明の第７の実施の形態に係るＭＲ効果型トランスデュ
ーサについて示す断面図である。磁気抵抗効果人工格子
膜の構造を有する。第７の実施の形態では、第６の実施
の形態と異なるところは、図１６（ａ）に示すように、
各軟磁性膜２３，２５上の両端部に膜厚約１０ｎｍの２
つの反強磁性層２６ａ，２６ｂが形成されている。軟磁
性層２３の両端部に反強磁性層２６ａ，２６ｂを設ける
ことにより、信号磁界が零のときに軟磁性層２３の磁化
方向を揃えることができ、磁気抵抗特性の線形性が増
す。
【００５８】さらに、最上部の２つの反強磁性層２６
ａ，２６ｂ上には引出し電極２８ａ，２８ｂが形成さ
れ、２つの反強磁性層２６ａ，２６ｂの間の軟磁性膜２
３上にはセンス領域（ＳＡ）を保護するため絶縁膜２９
が形成されている。なお、図１６（ａ）において、図１
５（ａ）〜（ｃ）と同じ符号で示すものは図１５（ａ）
〜（ｃ）と同じものを示す。軟磁性層２３，２５は(Co
90Fe10)100- x B x 膜（第３のコバルト鉄系合金層）一
層であってもよいし、図１５（ｂ），（ｃ）と同じよう
に、(Co90Fe10)100-x B x 膜（第３のコバルト鉄系合金
層）を含む多層の膜であってもよい。
ａ，２６ｂ上には引出し電極２８ａ，２８ｂが形成さ
れ、２つの反強磁性層２６ａ，２６ｂの間の軟磁性膜２
３上にはセンス領域（ＳＡ）を保護するため絶縁膜２９
が形成されている。なお、図１６（ａ）において、図１
５（ａ）〜（ｃ）と同じ符号で示すものは図１５（ａ）
〜（ｃ）と同じものを示す。軟磁性層２３，２５は(Co
90Fe10)100- x B x 膜（第３のコバルト鉄系合金層）一
層であってもよいし、図１５（ｂ），（ｃ）と同じよう
に、(Co90Fe10)100-x B x 膜（第３のコバルト鉄系合金
層）を含む多層の膜であってもよい。
【００５９】（第８の実施の形態）図１６（ｂ）は、本
発明の第８の実施の形態に係るＭＲ効果型トランスデュ
ーサについて示す断面図である。第７の実施の形態と同
じ磁気抵抗効果人工格子膜の構造を有する。第８の実施
の形態において、第７の実施の形態と異なるところは、
軟磁性層２３と非磁性金属層２４とが交互に積層され、
かつ一層おきに軟磁性層２３の両端部に軟磁性層２３と
面を接して反強磁性層２６ａ，２６ｂが形成されている
ことである。
発明の第８の実施の形態に係るＭＲ効果型トランスデュ
ーサについて示す断面図である。第７の実施の形態と同
じ磁気抵抗効果人工格子膜の構造を有する。第８の実施
の形態において、第７の実施の形態と異なるところは、
軟磁性層２３と非磁性金属層２４とが交互に積層され、
かつ一層おきに軟磁性層２３の両端部に軟磁性層２３と
面を接して反強磁性層２６ａ，２６ｂが形成されている
ことである。
【００６０】なお、図１６（ｂ）において、図１６
（ａ），図１５（ａ）〜（ｃ）と同じ符号で示すものは
図１６（ａ），図１５（ａ）〜（ｃ）と同じものを示
す。軟磁性層２３，２５は(Co90Fe10)100-x B x 膜（第
３のコバルト鉄系合金層）一層であってもよいし、図１
５（ｂ），（ｃ）と同じように、(Co90Fe10)100-x B x
膜（第３のコバルト鉄系合金層）を含む多層の膜であっ
てもよい。
（ａ），図１５（ａ）〜（ｃ）と同じ符号で示すものは
図１６（ａ），図１５（ａ）〜（ｃ）と同じものを示
す。軟磁性層２３，２５は(Co90Fe10)100-x B x 膜（第
３のコバルト鉄系合金層）一層であってもよいし、図１
５（ｂ），（ｃ）と同じように、(Co90Fe10)100-x B x
膜（第３のコバルト鉄系合金層）を含む多層の膜であっ
てもよい。
【００６１】なお、複数積層された軟磁性層２３のうち
二つおき、或いはそれ以上の間隔をおいてその両端部に
面を接する反強磁性層２６ａ，２６ｂが形成されてもよ
い。上記、第６乃至第８の実施の形態によれば、第１及
び第２のコバルト鉄系合金層２３ａ，２３ｃ、及び２５
ａはボロンを含むので、第１及び第２のコバルト鉄系合
金層２３ａ，２３ｃ、及び２５ａの格子定数はコバルト
鉄合金の格子定数よりも小さくなる。また、第３及び第
４のコバルト鉄系合金層２３ａ，２３ｃ、及び２５ａは
下地層２２及びＮｉＦｅ膜２５ｂを介して積層されてい
るので結晶性がよく、その構造は面心立方格子構造とな
る。
二つおき、或いはそれ以上の間隔をおいてその両端部に
面を接する反強磁性層２６ａ，２６ｂが形成されてもよ
い。上記、第６乃至第８の実施の形態によれば、第１及
び第２のコバルト鉄系合金層２３ａ，２３ｃ、及び２５
ａはボロンを含むので、第１及び第２のコバルト鉄系合
金層２３ａ，２３ｃ、及び２５ａの格子定数はコバルト
鉄合金の格子定数よりも小さくなる。また、第３及び第
４のコバルト鉄系合金層２３ａ，２３ｃ、及び２５ａは
下地層２２及びＮｉＦｅ膜２５ｂを介して積層されてい
るので結晶性がよく、その構造は面心立方格子構造とな
る。
【００６２】これにより、図３（ａ），（ｂ）に示す実
験結果にしたがって、(Co90Fe10)10 0-x B x 膜のＣｕに
対するバリア性を向上させ、ＭＲ効果型トランスデュー
サの耐熱性の向上を図ることができる。なお、上記第６
乃至第８の実施の形態においては、(Co90Fe10)100-x B
x 膜２３，２３ｃ，及び２５をｆｃｃ構造とするため、
下地層２２と(Co90Fe10)100-xB x 膜２３，２３ｃ，２
５との間にＮｉＦｅ膜を介在させる必要がある。
験結果にしたがって、(Co90Fe10)10 0-x B x 膜のＣｕに
対するバリア性を向上させ、ＭＲ効果型トランスデュー
サの耐熱性の向上を図ることができる。なお、上記第６
乃至第８の実施の形態においては、(Co90Fe10)100-x B
x 膜２３，２３ｃ，及び２５をｆｃｃ構造とするため、
下地層２２と(Co90Fe10)100-xB x 膜２３，２３ｃ，２
５との間にＮｉＦｅ膜を介在させる必要がある。
【００６３】また、反強磁性層２６ａ，２６ｂとしてＦ
ｅＭｎ膜のほか、ＮｉＭｎ膜，ＰｔＭｎ膜，ＰｄＭｎ
膜，ＰｄＰｔＭｎ膜，ＣｒＭｎ膜又はＩｒＭｎ膜を用い
てもよい。但し、ＮｉＯ膜又はαＦｅ2 ０3 膜は絶縁性
なのでこの場合用いることができない。 （５）第９の実施の形態 コバルト鉄は、スピンバルブ磁気抵抗効果型磁気ヘッド
（以下、ＳＶ磁気ヘッドという）の自由磁性層の材料と
して用いられる。そして、そのコバルト鉄にボロン、炭
素、窒素などの元素を含有させることによって、その自
由磁性層の異方性磁気抵抗効果を抑制できるので、以下
にその例を示す。
ｅＭｎ膜のほか、ＮｉＭｎ膜，ＰｔＭｎ膜，ＰｄＭｎ
膜，ＰｄＰｔＭｎ膜，ＣｒＭｎ膜又はＩｒＭｎ膜を用い
てもよい。但し、ＮｉＯ膜又はαＦｅ2 ０3 膜は絶縁性
なのでこの場合用いることができない。 （５）第９の実施の形態 コバルト鉄は、スピンバルブ磁気抵抗効果型磁気ヘッド
（以下、ＳＶ磁気ヘッドという）の自由磁性層の材料と
して用いられる。そして、そのコバルト鉄にボロン、炭
素、窒素などの元素を含有させることによって、その自
由磁性層の異方性磁気抵抗効果を抑制できるので、以下
にその例を示す。
【００６４】図１７(a) は、ＳＶ磁気ヘッドの要部を示
す斜視図である。NiFeよりなる第１の磁気シールド層５
１上にはAl2O3 よりなる第１の非磁性絶縁層５２が形成
され、さらに第１の非磁性絶縁層５２上には、自由(fre
e)磁性層５３が形成されている。その自由磁性層５３
は、NiFe層と(Co90Fe10)90B10 層からなる二層構造を有
している。(Co90Fe10)90B10 における添字は、組成比
(atoms ％）を示している。
す斜視図である。NiFeよりなる第１の磁気シールド層５
１上にはAl2O3 よりなる第１の非磁性絶縁層５２が形成
され、さらに第１の非磁性絶縁層５２上には、自由(fre
e)磁性層５３が形成されている。その自由磁性層５３
は、NiFe層と(Co90Fe10)90B10 層からなる二層構造を有
している。(Co90Fe10)90B10 における添字は、組成比
(atoms ％）を示している。
【００６５】また、自由磁性層５３上には、Cuからなる
非磁性中間層５４、(Co90Fe10)90B1 0 からなる固定(pin
ning) 磁性層５５、FeMnよりなる反強磁性層５６がそれ
ぞれ順に形成されている。自由磁性層５３から反強磁性
層５６までは電気的に接合しているとともに、それらは
第１の非磁性絶縁層５２上で矩形状にパターニングさ
れ、その反強磁性層５６の両端には、金又はタングステ
ンよりなる一対のリード５７ａ，５７ｂが形成されてい
る。
非磁性中間層５４、(Co90Fe10)90B1 0 からなる固定(pin
ning) 磁性層５５、FeMnよりなる反強磁性層５６がそれ
ぞれ順に形成されている。自由磁性層５３から反強磁性
層５６までは電気的に接合しているとともに、それらは
第１の非磁性絶縁層５２上で矩形状にパターニングさ
れ、その反強磁性層５６の両端には、金又はタングステ
ンよりなる一対のリード５７ａ，５７ｂが形成されてい
る。
【００６６】また、第１の非磁性絶縁層５２上の反強磁
性層５６、リード（引出し電極）５７ａ，５７ｂ等は、
Al2O3 よりなる第２の非磁性絶縁層５８に覆われてお
り、その第２の非磁性絶縁層５８上にはNiFeよりなる第
２の磁気シールド層５９が形成されている。自由磁性層
５３の膜厚は７．５ｎｍ、非磁性中間層５４の膜厚は３
ｎｍ、固定磁性層５５の膜厚は３ｎｍ、反強磁性層３６
の膜厚は１０ｎｍである。
性層５６、リード（引出し電極）５７ａ，５７ｂ等は、
Al2O3 よりなる第２の非磁性絶縁層５８に覆われてお
り、その第２の非磁性絶縁層５８上にはNiFeよりなる第
２の磁気シールド層５９が形成されている。自由磁性層
５３の膜厚は７．５ｎｍ、非磁性中間層５４の膜厚は３
ｎｍ、固定磁性層５５の膜厚は３ｎｍ、反強磁性層３６
の膜厚は１０ｎｍである。
【００６７】そのようなＳＶ磁気ヘッドにおいて、図１
７(b) に示すように、自由磁性層５３の磁化容易軸Ｍ1
は、磁気記録媒体５０の対向面と平行であってトラック
コア幅方向Ｄと同じ向きになっている。また、自由磁性
層５３の磁化Ｍ10の方向は、２つのリード５７ａ，５７
ｂ間の領域にセンス電流Ｊを流すことによって磁化容易
軸Ｍ1 から−４°傾斜する。固定磁性層５５の磁化Ｍ2
の方向は、反強磁性層５６との交換結合力によってトラ
ックコア幅方向Ｄに対して＋９０°の角度をなしてい
る。なお、トラック幅方向Ｄに対する磁化方向Ｍ10、Ｍ
2 の角度は、トラックコア幅方向Ｄから磁気記録媒体５
０側に傾いた場合にはマイナスとなり、その反対側に傾
いた場合はプラスとなる。
７(b) に示すように、自由磁性層５３の磁化容易軸Ｍ1
は、磁気記録媒体５０の対向面と平行であってトラック
コア幅方向Ｄと同じ向きになっている。また、自由磁性
層５３の磁化Ｍ10の方向は、２つのリード５７ａ，５７
ｂ間の領域にセンス電流Ｊを流すことによって磁化容易
軸Ｍ1 から−４°傾斜する。固定磁性層５５の磁化Ｍ2
の方向は、反強磁性層５６との交換結合力によってトラ
ックコア幅方向Ｄに対して＋９０°の角度をなしてい
る。なお、トラック幅方向Ｄに対する磁化方向Ｍ10、Ｍ
2 の角度は、トラックコア幅方向Ｄから磁気記録媒体５
０側に傾いた場合にはマイナスとなり、その反対側に傾
いた場合はプラスとなる。
【００６８】その自由磁性層５３は、センス電流Ｊの方
向と磁化Ｍ10の方向の相対角度が変わることによって電
気抵抗値が変化する。この電気抵抗値の変化は、異方性
磁気抵抗効果（ＡＭＲ効果）といわれている。また、自
由磁性層５３の磁化Ｍ10の方向と固定磁性層５５の磁化
Ｍ2 の方向の反平行成分が多くなるほど抵抗値が増加
し、それらの方向の平行成分が多くなるほど抵抗が低減
する。この電気抵抗値の変化は、スピンバルブ磁気抵抗
効果（ＳＶ効果）といわれている。
向と磁化Ｍ10の方向の相対角度が変わることによって電
気抵抗値が変化する。この電気抵抗値の変化は、異方性
磁気抵抗効果（ＡＭＲ効果）といわれている。また、自
由磁性層５３の磁化Ｍ10の方向と固定磁性層５５の磁化
Ｍ2 の方向の反平行成分が多くなるほど抵抗値が増加
し、それらの方向の平行成分が多くなるほど抵抗が低減
する。この電気抵抗値の変化は、スピンバルブ磁気抵抗
効果（ＳＶ効果）といわれている。
【００６９】ところで、磁気記録媒体５０からの正方向
の信号磁界と逆方向の信号磁界をそれぞれＳＶ磁気ヘッ
ドにより再生した場合に、それら２つの再生信号はある
値を中心にして対称となっている。その対称性は、完全
なほど良いが、実際にはＡＭＲ効果によって対称性が悪
化する。しかし、上記した二層構造の自由磁性層５３に
CoFe層を用いる場合には、ＳＶ磁気ヘッドのＳＶ効果が
大きくなるばかりでなくＡＭＲ効果も大きくなってしま
う。これに対して、CoFeの中にボロン、炭素、窒素など
を含ませたところ、以下のようにＡＭＲ効果が低減され
ることがわかった。
の信号磁界と逆方向の信号磁界をそれぞれＳＶ磁気ヘッ
ドにより再生した場合に、それら２つの再生信号はある
値を中心にして対称となっている。その対称性は、完全
なほど良いが、実際にはＡＭＲ効果によって対称性が悪
化する。しかし、上記した二層構造の自由磁性層５３に
CoFe層を用いる場合には、ＳＶ磁気ヘッドのＳＶ効果が
大きくなるばかりでなくＡＭＲ効果も大きくなってしま
う。これに対して、CoFeの中にボロン、炭素、窒素など
を含ませたところ、以下のようにＡＭＲ効果が低減され
ることがわかった。
【００７０】まず、総膜厚を７５Åとした二層構造を構
成するNiFe層とCoFeB 層の膜厚の比を変えてＡＭＲ比を
調べたところ、図１８の実線に示すように、CoFeB 層の
厚さが増えるにしたがってＡＭＲ比が小さくなることが
わかる。CoFeB の組成成分は、Coが８１atoms ％、Feが
９atoms ％、ボロンが１０atoms ％である。この二層構
造を第１の磁性層とする。
成するNiFe層とCoFeB 層の膜厚の比を変えてＡＭＲ比を
調べたところ、図１８の実線に示すように、CoFeB 層の
厚さが増えるにしたがってＡＭＲ比が小さくなることが
わかる。CoFeB の組成成分は、Coが８１atoms ％、Feが
９atoms ％、ボロンが１０atoms ％である。この二層構
造を第１の磁性層とする。
【００７１】また、総膜厚を７５Åとした二層構造を構
成するNiFe層とCoFe層の膜厚の比を変えてＡＭＲ比を調
べたところ、図１８の破線に示すように、CoFe層の厚さ
が増えるにしたがってＡＭＲ比が大きくなることがわか
る。この二層構造を第２の磁性層とする。なお、ＡＭＲ
比というのは、外部磁界が所定値で変化する場合にＡＭ
Ｒ効果によって変わる抵抗値の比であり、その値が小さ
いほどＳＶ効果の対称性を崩すことになる。
成するNiFe層とCoFe層の膜厚の比を変えてＡＭＲ比を調
べたところ、図１８の破線に示すように、CoFe層の厚さ
が増えるにしたがってＡＭＲ比が大きくなることがわか
る。この二層構造を第２の磁性層とする。なお、ＡＭＲ
比というのは、外部磁界が所定値で変化する場合にＡＭ
Ｒ効果によって変わる抵抗値の比であり、その値が小さ
いほどＳＶ効果の対称性を崩すことになる。
【００７２】図１８によれば、第１の磁性層の方が第２
の磁性層に比べてＡＭＲ比が小さくなることがわかる。
また、第１の磁性層のＡＭＲ比は、CoFeB 層が厚くなる
につれて小さくなった。そして、第１の磁性層を全てCo
FeB 層で構成した場合に、ＡＭＲ比は約０．２％と極め
て小さくなった。次に、図１７(a) に示したＳＶ磁気ヘ
ッドの外部印加磁界に対する抵抗の変化を調べたところ
図１９に示すように、ＡＭＲ効果による抵抗値の変化が
極めて小さいことがわかった。
の磁性層に比べてＡＭＲ比が小さくなることがわかる。
また、第１の磁性層のＡＭＲ比は、CoFeB 層が厚くなる
につれて小さくなった。そして、第１の磁性層を全てCo
FeB 層で構成した場合に、ＡＭＲ比は約０．２％と極め
て小さくなった。次に、図１７(a) に示したＳＶ磁気ヘ
ッドの外部印加磁界に対する抵抗の変化を調べたところ
図１９に示すように、ＡＭＲ効果による抵抗値の変化が
極めて小さいことがわかった。
【００７３】また、インダクティブ磁気ヘッドを用いて
円板状の磁気記録媒体５０の第１のビットに上方向の磁
界が発生するように磁気データを書込み、また第２のビ
ットには下方向に磁界が発生するように磁気データを書
き込む。その後に図１７(a)に示したＳＶ磁気ヘッドに
よってその磁気データを再生した。第１のビットにおけ
る磁気データの再生出力波形のうち、ＳＶＭＲ効果とＡ
ＭＲ効果が加わった抵抗変化による第１の再生出力は図
２０の実線の谷形のようになった。さらに、第２のビッ
トにおける磁気データの再生出力波形のうち、ＳＶＭＲ
効果とＡＭＲ効果が加わった抵抗変化による第２の再生
出力は図２０の実線の山形のようになった。なお、再生
出力は、抵抗の変化に比例えいた電圧出力である。
円板状の磁気記録媒体５０の第１のビットに上方向の磁
界が発生するように磁気データを書込み、また第２のビ
ットには下方向に磁界が発生するように磁気データを書
き込む。その後に図１７(a)に示したＳＶ磁気ヘッドに
よってその磁気データを再生した。第１のビットにおけ
る磁気データの再生出力波形のうち、ＳＶＭＲ効果とＡ
ＭＲ効果が加わった抵抗変化による第１の再生出力は図
２０の実線の谷形のようになった。さらに、第２のビッ
トにおける磁気データの再生出力波形のうち、ＳＶＭＲ
効果とＡＭＲ効果が加わった抵抗変化による第２の再生
出力は図２０の実線の山形のようになった。なお、再生
出力は、抵抗の変化に比例えいた電圧出力である。
【００７４】この結果、ＡＭＲ効果による再生出力の変
化の成分は小さいので、第１の再生出力の波形と第２の
再生出力の波形は、所定の再生出力値を中心にしてほぼ
対称になり、その非対称性は−４．６％と従来のものよ
り小さくなった。次に、ＳＶ磁気ヘッドを構成する磁性
層の積層順を図１７(a) とは逆に配置し、さらに、固定
磁性層の磁化Ｍ2 の方向と自由磁性層の磁化容易軸Ｍ1
を図１７(b) とは異ならせる構造について図２１(a),
(b) を参照して説明する。
化の成分は小さいので、第１の再生出力の波形と第２の
再生出力の波形は、所定の再生出力値を中心にしてほぼ
対称になり、その非対称性は−４．６％と従来のものよ
り小さくなった。次に、ＳＶ磁気ヘッドを構成する磁性
層の積層順を図１７(a) とは逆に配置し、さらに、固定
磁性層の磁化Ｍ2 の方向と自由磁性層の磁化容易軸Ｍ1
を図１７(b) とは異ならせる構造について図２１(a),
(b) を参照して説明する。
【００７５】図２１(a) において、NiFeよりなる第一の
磁気シールド層６１上にはAl2O3 よりなる第１の非磁性
絶縁層６２が形成されている。さらに、第１の非磁性絶
縁層６２上には、NiO よりなる反強磁性層６６、(Co90F
e10)90B10 よりなる固定磁性層６５、Cuよりなる非磁性
中間層６４及び自由磁性層６３が形成されている。その
自由磁性層６３は、NiFe層と(Co90Fe10)90B10 層からな
る二層構造を有している。
磁気シールド層６１上にはAl2O3 よりなる第１の非磁性
絶縁層６２が形成されている。さらに、第１の非磁性絶
縁層６２上には、NiO よりなる反強磁性層６６、(Co90F
e10)90B10 よりなる固定磁性層６５、Cuよりなる非磁性
中間層６４及び自由磁性層６３が形成されている。その
自由磁性層６３は、NiFe層と(Co90Fe10)90B10 層からな
る二層構造を有している。
【００７６】反強磁性層６６から自由磁性層６３までは
電気的に接合しているとともに、それらは第１の非磁性
絶縁層６２上で矩形状にパターニングされ、その反強磁
性層６６の両端には、金よりなる一対のリード６７ａ，
６７ｂが形成されている。また、第１の非磁性絶縁層６
２上の自由磁性層６３、リード６７ａ，６７ｂ等は、Al
2O3 よりなる第２の非磁性絶縁層６８に覆われており、
その第２の非磁性絶縁層６８上にはNiFeよりなる第２の
磁気シールド層６９が形成されている。
電気的に接合しているとともに、それらは第１の非磁性
絶縁層６２上で矩形状にパターニングされ、その反強磁
性層６６の両端には、金よりなる一対のリード６７ａ，
６７ｂが形成されている。また、第１の非磁性絶縁層６
２上の自由磁性層６３、リード６７ａ，６７ｂ等は、Al
2O3 よりなる第２の非磁性絶縁層６８に覆われており、
その第２の非磁性絶縁層６８上にはNiFeよりなる第２の
磁気シールド層６９が形成されている。
【００７７】自由磁性層６３の膜厚は７．５ｎｍ、非磁
性中間層６４の膜厚は３ｎｍ、固定磁性層６５の膜厚は
３ｎｍ、反強磁性層６６の膜厚は１０ｎｍである。その
ようなＳＶ磁気ヘッドにおいて、図２１(b) に示すよう
に、自由磁性層６３の磁化容易軸Ｍ1 は、トラックコア
幅方向Ｄと平行になっている。また、自由磁性層６３の
磁化Ｍ10の方向は、２つのリード６７ａ，６７ｂ間の領
域にセンス電流Ｊを流すことによって磁化容易軸Ｍ1 か
ら−１７°傾斜する。固定磁性層６５の磁化Ｍ2 の方向
は、反強磁性層６６との交換結合力によってトラックコ
ア幅方向Ｄに対して＋７５°の角度をなしている。
性中間層６４の膜厚は３ｎｍ、固定磁性層６５の膜厚は
３ｎｍ、反強磁性層６６の膜厚は１０ｎｍである。その
ようなＳＶ磁気ヘッドにおいて、図２１(b) に示すよう
に、自由磁性層６３の磁化容易軸Ｍ1 は、トラックコア
幅方向Ｄと平行になっている。また、自由磁性層６３の
磁化Ｍ10の方向は、２つのリード６７ａ，６７ｂ間の領
域にセンス電流Ｊを流すことによって磁化容易軸Ｍ1 か
ら−１７°傾斜する。固定磁性層６５の磁化Ｍ2 の方向
は、反強磁性層６６との交換結合力によってトラックコ
ア幅方向Ｄに対して＋７５°の角度をなしている。
【００７８】次に、外部印加磁界に対するＳＶ磁気ヘッ
ドの抵抗の変化を調べたところ図２２に示すように、Ａ
ＭＲ効果による抵抗の変化量が極めて少なくなることが
わかった。次に、図２１(a) に示したＳＶ磁気ヘッドの
外部印加磁界に対する抵抗の変化を調べたところ図２２
に示すように、ＡＭＲ効果による抵抗値の変化が極めて
小さいことがわかった。
ドの抵抗の変化を調べたところ図２２に示すように、Ａ
ＭＲ効果による抵抗の変化量が極めて少なくなることが
わかった。次に、図２１(a) に示したＳＶ磁気ヘッドの
外部印加磁界に対する抵抗の変化を調べたところ図２２
に示すように、ＡＭＲ効果による抵抗値の変化が極めて
小さいことがわかった。
【００７９】また、インダクティブ磁気ヘッドを用いて
円板状の磁気記録媒体６０の第１のビットに上方向の磁
界が発生するように磁気データを書込み、また第２のビ
ットには下方向に磁界が発生するように磁気データを書
き込む。その後に図２０に示したＳＶ磁気ヘッドによっ
てその磁気データを再生した。第１のビットにおける磁
気データの再生出力波形のうち、ＳＶＭＲ効果とＡＭＲ
効果が加わった抵抗変化による第１の再生出力は図２３
の実線の谷形のようになった。さらに、第２のビットに
おける磁気データの再生出力波形のうち、ＳＶＭＲ効果
とＡＭＲ効果が加わった抵抗変化による第２の再生出力
は図２３の実線の山形のようになった。なお、再生出力
は、抵抗の変化に比例えいた電圧出力である。
円板状の磁気記録媒体６０の第１のビットに上方向の磁
界が発生するように磁気データを書込み、また第２のビ
ットには下方向に磁界が発生するように磁気データを書
き込む。その後に図２０に示したＳＶ磁気ヘッドによっ
てその磁気データを再生した。第１のビットにおける磁
気データの再生出力波形のうち、ＳＶＭＲ効果とＡＭＲ
効果が加わった抵抗変化による第１の再生出力は図２３
の実線の谷形のようになった。さらに、第２のビットに
おける磁気データの再生出力波形のうち、ＳＶＭＲ効果
とＡＭＲ効果が加わった抵抗変化による第２の再生出力
は図２３の実線の山形のようになった。なお、再生出力
は、抵抗の変化に比例えいた電圧出力である。
【００８０】この結果、ＡＭＲ効果による再生出力の変
化の成分は小さいので、第１の再生出力の波形と第２の
再生出力の波形は、所定の再生出力値を中心にしてほぼ
対称になり、その非対称性は＋０．７％となった。 （６）第１０の実施の形態 次に、上記の第１〜第９の実施の形態に係る磁気抵抗
（ＭＲ）効果型トランスデューサを用いた第１０の実施
の形態に係る磁気記録装置について、図２４及び図２５
（ａ）〜（ｃ）を参照しながら説明する。
化の成分は小さいので、第１の再生出力の波形と第２の
再生出力の波形は、所定の再生出力値を中心にしてほぼ
対称になり、その非対称性は＋０．７％となった。 （６）第１０の実施の形態 次に、上記の第１〜第９の実施の形態に係る磁気抵抗
（ＭＲ）効果型トランスデューサを用いた第１０の実施
の形態に係る磁気記録装置について、図２４及び図２５
（ａ）〜（ｃ）を参照しながら説明する。
【００８１】図２４は磁気記録装置の全体構成を示す平
面図であり、図２５（ａ）〜（ｃ）は、磁気記録装置の
磁気記録媒体及び磁気ヘッドの部分を示す断面図であ
る。図２４に示すように、磁気記録装置４１はＭＲヘッ
ドを備えたスライダ４３と、磁気ディスク（磁気記録媒
体）４４と、スライダ４３を指示するスプリングアーム
４２とを有している。第１乃至第７の実施の形態に係る
ＭＲ効果型トランスデューサはＭＲヘッドに取り付けら
れている。
面図であり、図２５（ａ）〜（ｃ）は、磁気記録装置の
磁気記録媒体及び磁気ヘッドの部分を示す断面図であ
る。図２４に示すように、磁気記録装置４１はＭＲヘッ
ドを備えたスライダ４３と、磁気ディスク（磁気記録媒
体）４４と、スライダ４３を指示するスプリングアーム
４２とを有している。第１乃至第７の実施の形態に係る
ＭＲ効果型トランスデューサはＭＲヘッドに取り付けら
れている。
【００８２】図２５（ａ）は、複合型ＭＲヘッドを示
す。Ａ部が再生用ヘッド、Ｂ部が記録用ヘッドを示し、
再生用ヘッドの磁気シールドと記録用ヘッドの磁極は軟
磁性層１０２が共用されている。図２５（ａ）に示すよ
うに、再生用ヘッドの部分では、磁気シールドとしての
軟磁性層１０１，１０２が間隔をおいて対向し、磁気記
録媒体１０６と対面する部分１０５のギャップ内に上記
のＭＲ効果型トランスデューサが挟まれている。磁気記
録媒体１０６からの漏洩磁界は直接ＭＲ効果型トランス
デューサに検出される。
す。Ａ部が再生用ヘッド、Ｂ部が記録用ヘッドを示し、
再生用ヘッドの磁気シールドと記録用ヘッドの磁極は軟
磁性層１０２が共用されている。図２５（ａ）に示すよ
うに、再生用ヘッドの部分では、磁気シールドとしての
軟磁性層１０１，１０２が間隔をおいて対向し、磁気記
録媒体１０６と対面する部分１０５のギャップ内に上記
のＭＲ効果型トランスデューサが挟まれている。磁気記
録媒体１０６からの漏洩磁界は直接ＭＲ効果型トランス
デューサに検出される。
【００８３】また、記録用ヘッドの部分では、磁極とし
ての軟磁性層１０２，１０４が間隔をおいて対向し、軟
磁性層１０２，１０４間のギャップ内に軟磁性層１０
２，１０４を通流する磁束を発生するコイル１０３が形
成されている。この磁束により対面部分１０５のギャッ
プから漏洩磁界を発生させて磁気記録媒体１０６に記録
を行う。
ての軟磁性層１０２，１０４が間隔をおいて対向し、軟
磁性層１０２，１０４間のギャップ内に軟磁性層１０
２，１０４を通流する磁束を発生するコイル１０３が形
成されている。この磁束により対面部分１０５のギャッ
プから漏洩磁界を発生させて磁気記録媒体１０６に記録
を行う。
【００８４】図２５（ｂ）はフラックスガイドを有する
インギャップ型ＭＲヘッドを示す。同図に示すように、
磁極としての軟磁性層１１１，１１４が間隔をおいて対
向し、磁気記録媒体１１６と対面する部分１１５のギャ
ップ内に上記のＭＲ効果型トランスデューサが挟まれ、
軟磁性層１１１，１１４間のギャップ内に軟磁性層１１
１，１１４を通流する磁束を発生するコイル１１３が形
成されている。
インギャップ型ＭＲヘッドを示す。同図に示すように、
磁極としての軟磁性層１１１，１１４が間隔をおいて対
向し、磁気記録媒体１１６と対面する部分１１５のギャ
ップ内に上記のＭＲ効果型トランスデューサが挟まれ、
軟磁性層１１１，１１４間のギャップ内に軟磁性層１１
１，１１４を通流する磁束を発生するコイル１１３が形
成されている。
【００８５】ＭＲ効果型トランスデューサは、腐食を避
けるため、或いは磁気記録媒体との直接接触を避けるた
め、磁気記録媒体１１６との対面部分１１５に露出せず
に、磁気ヘッドの内側に引っ込んでいる。対面部分１１
５には、ＭＲ効果型トランスデューサと電気的に絶縁さ
れ、磁気的に結合されているフラックスガイド112aが露
出している。磁気記録媒体１１６からの漏洩磁界はフラ
ックスガイド112aに入り、ＭＲ効果型トランスデューサ
に検出される。なお、ＭＲ効果型トランスデューサの他
端には、ＭＲ効果型トランスデューサと電気的に絶縁さ
れ、かつ磁気的に結合された別のフラックスガイド112b
が形成されており、フラックスガイド112bはＭＲ効果型
トランスデューサを通った磁束を軟磁性層１１１，１１
４に導く。
けるため、或いは磁気記録媒体との直接接触を避けるた
め、磁気記録媒体１１６との対面部分１１５に露出せず
に、磁気ヘッドの内側に引っ込んでいる。対面部分１１
５には、ＭＲ効果型トランスデューサと電気的に絶縁さ
れ、磁気的に結合されているフラックスガイド112aが露
出している。磁気記録媒体１１６からの漏洩磁界はフラ
ックスガイド112aに入り、ＭＲ効果型トランスデューサ
に検出される。なお、ＭＲ効果型トランスデューサの他
端には、ＭＲ効果型トランスデューサと電気的に絶縁さ
れ、かつ磁気的に結合された別のフラックスガイド112b
が形成されており、フラックスガイド112bはＭＲ効果型
トランスデューサを通った磁束を軟磁性層１１１，１１
４に導く。
【００８６】図２５（ｃ）はヨークタイプＭＲヘッドを
示す。同図に示すように、磁極としての軟磁性層１２１
と123a及び123bが間隔をおいて対向し、軟磁性層１２１
と軟磁性層123a及び123bの間のギャップ内に軟磁性層１
２１と軟磁性層123a及び123bを通流する磁束を発生する
コイル１２２が形成されている。磁気抵抗効果素子は、
一方の軟磁性層123a及び123bが途切れた箇所に軟磁性層
123a及び123bと電気的に絶縁され、かつ磁気的に結合さ
れて配置されている。コイル１２２で発生し、軟磁性層
１２１と123a及び123bを通流する磁束により対面部分１
２４のギャップから漏洩磁界を発生させて磁気記録媒体
１２５に記録を行う。
示す。同図に示すように、磁極としての軟磁性層１２１
と123a及び123bが間隔をおいて対向し、軟磁性層１２１
と軟磁性層123a及び123bの間のギャップ内に軟磁性層１
２１と軟磁性層123a及び123bを通流する磁束を発生する
コイル１２２が形成されている。磁気抵抗効果素子は、
一方の軟磁性層123a及び123bが途切れた箇所に軟磁性層
123a及び123bと電気的に絶縁され、かつ磁気的に結合さ
れて配置されている。コイル１２２で発生し、軟磁性層
１２１と123a及び123bを通流する磁束により対面部分１
２４のギャップから漏洩磁界を発生させて磁気記録媒体
１２５に記録を行う。
【００８７】上記図２４，図２５（ａ）〜（ｃ）の磁気
記録装置によれば、上記実施の形態に係るＭＲ効果型ト
ランスデューサを用いているので、耐熱性が高く、かつ
磁気抵抗特性の劣化を抑制して、信頼性を向上させるこ
とができる。なお、図２５（ａ）〜（ｃ）では、ともに
磁気ヘッドが形成される基板や軟磁性層間の絶縁膜等は
省略してある。
記録装置によれば、上記実施の形態に係るＭＲ効果型ト
ランスデューサを用いているので、耐熱性が高く、かつ
磁気抵抗特性の劣化を抑制して、信頼性を向上させるこ
とができる。なお、図２５（ａ）〜（ｃ）では、ともに
磁気ヘッドが形成される基板や軟磁性層間の絶縁膜等は
省略してある。
【００８８】また、本発明の実施の形態に係るＭＲ効果
型トランスデューサは、上記の磁気記録装置に限らず、
書込部と読出部を有する種々の磁気記録装置に用いるこ
とができる。更に、上記のＭＲ効果型トランスデューサ
を再生専用の磁気記録装置に用いることも可能である。
型トランスデューサは、上記の磁気記録装置に限らず、
書込部と読出部を有する種々の磁気記録装置に用いるこ
とができる。更に、上記のＭＲ効果型トランスデューサ
を再生専用の磁気記録装置に用いることも可能である。
【００８９】
【発明の効果】以上のように、非磁性金属層を間に挟ん
で積層された自由磁性層及び固定磁性層は、それぞれ非
磁性金属層に接する側がコバルト鉄系合金層（ボロンや
炭素を含む。）となっている。ボロンや炭素を含有させ
ることによりコバルト鉄系合金層の格子定数はコバルト
鉄合金の格子定数よりも小さくなる。
で積層された自由磁性層及び固定磁性層は、それぞれ非
磁性金属層に接する側がコバルト鉄系合金層（ボロンや
炭素を含む。）となっている。ボロンや炭素を含有させ
ることによりコバルト鉄系合金層の格子定数はコバルト
鉄合金の格子定数よりも小さくなる。
【００９０】また、コバルト鉄系合金層、特に自由磁性
層側のコバルト鉄系合金層は下地層及び自由磁性層、或
いは下地層及び非磁性金属層等を介して積層されている
ので、結晶性がよく、その構造は面心立方格子構造とな
る。これにより、実験に従ってコバルト鉄系合金層の銅
に対するバリア性を向上させ、磁気抵抗効果型トランス
デューサや磁気記録装置の耐熱性の向上を図ることがで
きる。
層側のコバルト鉄系合金層は下地層及び自由磁性層、或
いは下地層及び非磁性金属層等を介して積層されている
ので、結晶性がよく、その構造は面心立方格子構造とな
る。これにより、実験に従ってコバルト鉄系合金層の銅
に対するバリア性を向上させ、磁気抵抗効果型トランス
デューサや磁気記録装置の耐熱性の向上を図ることがで
きる。
【図１】図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係
る磁気抵抗効果型トランスデューサについて示す斜視図
で、図１（ｂ）は図１（ａ）のII-II 線断面図である。
る磁気抵抗効果型トランスデューサについて示す斜視図
で、図１（ｂ）は図１（ａ）のII-II 線断面図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施の形態に係る他の
磁気抵抗効果型トランスデューサについて示す断面図で
ある。
磁気抵抗効果型トランスデューサについて示す断面図で
ある。
【図３】図３（ａ）は、本発明の実施の形態に係る磁気
抵抗効果型トランスデューサの熱処理温度に対する電気
抵抗率の変化の様子を示す特性図であり、図３（ｂ）
は、本発明の実施の形態に係る磁気抵抗効果型トランス
デューサの熱処理回数に対する電気抵抗率の変化の様子
を示す特性図である。
抵抗効果型トランスデューサの熱処理温度に対する電気
抵抗率の変化の様子を示す特性図であり、図３（ｂ）
は、本発明の実施の形態に係る磁気抵抗効果型トランス
デューサの熱処理回数に対する電気抵抗率の変化の様子
を示す特性図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態に係る他の磁気抵
抗効果型トランスデューサの熱処理温度に対する電気抵
抗率の変化の様子を示す特性図である。
抗効果型トランスデューサの熱処理温度に対する電気抵
抗率の変化の様子を示す特性図である。
【図５】図５は、(Co90Fe10)100-x B x 膜の膜厚を薄く
したときの磁気抵抗効果型トランスデューサの熱処理温
度に対する電気抵抗率の変化の様子を示す特性図であ
る。
したときの磁気抵抗効果型トランスデューサの熱処理温
度に対する電気抵抗率の変化の様子を示す特性図であ
る。
【図６】図６（ａ）は、本発明の実施の形態に係る、他
の積層構造を有する磁気抵抗効果型トランスデューサの
熱処理温度に対する電気抵抗率の変化の様子を示す比較
特性図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）と同じ積層構
造を有する磁気抵抗効果型トランスデューサにおいて、
(Co90Fe10)100-x B x 膜の膜厚を薄くしたときの熱処理
温度に対する電気抵抗率の変化の様子を示す特性図であ
る。
の積層構造を有する磁気抵抗効果型トランスデューサの
熱処理温度に対する電気抵抗率の変化の様子を示す比較
特性図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）と同じ積層構
造を有する磁気抵抗効果型トランスデューサにおいて、
(Co90Fe10)100-x B x 膜の膜厚を薄くしたときの熱処理
温度に対する電気抵抗率の変化の様子を示す特性図であ
る。
【図７】図７は、本発明の実施の形態に係る磁気抵抗効
果型トランスデューサに用いた(Co90Fe10)100-x B x 膜
へのＸ線の入射角の倍角２θに対する回折ピーク強度を
示す図である。
果型トランスデューサに用いた(Co90Fe10)100-x B x 膜
へのＸ線の入射角の倍角２θに対する回折ピーク強度を
示す図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態に係る磁気抵抗効
果型トランスデューサに用いた(Co90Fe10)100-x B x 膜
のボロン（Ｂ）含有量に対する格子定数の変化の様子を
示す図である。
果型トランスデューサに用いた(Co90Fe10)100-x B x 膜
のボロン（Ｂ）含有量に対する格子定数の変化の様子を
示す図である。
【図９】図９は、比較例に係る磁気抵抗効果型トランス
デューサの熱処理温度に対する電気抵抗率の変化の様子
を示す特性図である。
デューサの熱処理温度に対する電気抵抗率の変化の様子
を示す特性図である。
【図１０】図１０は、比較例に係る磁気抵抗効果型トラ
ンスデューサに用いたCo90Fe10膜へのＸ線の入射角の倍
角２θに対する回折ピーク強度を示す図である。
ンスデューサに用いたCo90Fe10膜へのＸ線の入射角の倍
角２θに対する回折ピーク強度を示す図である。
【図１１】図１１は、比較例に係る磁気抵抗効果型トラ
ンスデューサに用いたCo90Fe10膜の熱処理温度に対する
格子定数の変化の様子を示す図である。
ンスデューサに用いたCo90Fe10膜の熱処理温度に対する
格子定数の変化の様子を示す図である。
【図１２】図１２（ａ）は、本発明の第２の実施の形態
に係るスピンバルブ磁気抵抗効果型トランスデューサに
ついて示す断面図であり、図１２（ｂ）は、本発明の第
３の実施の形態に係る磁気抵抗効果型トランスデューサ
について示す断面図である。
に係るスピンバルブ磁気抵抗効果型トランスデューサに
ついて示す断面図であり、図１２（ｂ）は、本発明の第
３の実施の形態に係る磁気抵抗効果型トランスデューサ
について示す断面図である。
【図１３】図１３（ａ），図１３（ｂ）は本発明の第２
及び第３の実施の形態に係る他のスピンバルブ磁気抵抗
効果型トランスデューサについて示す断面図である。
及び第３の実施の形態に係る他のスピンバルブ磁気抵抗
効果型トランスデューサについて示す断面図である。
【図１４】図１４（ａ）は、本発明の第４の実施の形態
に係るスピンバルブ磁気抵抗効果型トランスデューサに
ついて示す断面図であり、図１４（ｂ）は、本発明の第
５の実施の形態に係るスピンバルブ磁気抵抗効果型トラ
ンスデューサについて示す断面図である。
に係るスピンバルブ磁気抵抗効果型トランスデューサに
ついて示す断面図であり、図１４（ｂ）は、本発明の第
５の実施の形態に係るスピンバルブ磁気抵抗効果型トラ
ンスデューサについて示す断面図である。
【図１５】図１５（ａ）は、本発明の第６の実施の形態
に係る人工格子磁気抵抗効果型トランスデューサについ
て示す断面図である。図１５（ｂ），（ｃ）は部分断面
図である。
に係る人工格子磁気抵抗効果型トランスデューサについ
て示す断面図である。図１５（ｂ），（ｃ）は部分断面
図である。
【図１６】図１６（ａ）は、本発明の第７の実施の形態
に係る人工格子磁気抵抗効果型トランスデューサについ
て示す断面図であり、図１６（ｂ）は、本発明の第８の
実施の形態に係る人工格子磁気抵抗効果型トランスデュ
ーサについて示す断面図である。
に係る人工格子磁気抵抗効果型トランスデューサについ
て示す断面図であり、図１６（ｂ）は、本発明の第８の
実施の形態に係る人工格子磁気抵抗効果型トランスデュ
ーサについて示す断面図である。
【図１７】図１７（ａ）は、本発明の第９の実施の形態
に係るＳＶ磁気ヘッドの要部を示す斜視図であり、図１
７（ｂ）は、図１７（ａ）に示された自由磁性層と固定
磁性層との間の磁化方向の関係を示す斜視図である。
に係るＳＶ磁気ヘッドの要部を示す斜視図であり、図１
７（ｂ）は、図１７（ａ）に示された自由磁性層と固定
磁性層との間の磁化方向の関係を示す斜視図である。
【図１８】図１８は、本発明の第９の実施の形態に係る
ＳＶ磁気ヘッドのCoFeB 層の膜厚とＡＭＲ比の関係につ
いて示す特性図である。
ＳＶ磁気ヘッドのCoFeB 層の膜厚とＡＭＲ比の関係につ
いて示す特性図である。
【図１９】図１９は、本発明の第９の実施の形態に係る
ＳＶ磁気ヘッドの外部印加磁界に対する抵抗変化につい
て示す特性図である。
ＳＶ磁気ヘッドの外部印加磁界に対する抵抗変化につい
て示す特性図である。
【図２０】図２０は、本発明の第９の実施の形態に係る
ＳＶ磁気ヘッドの再生出力の再生位置による依存性につ
いて示す特性図である。
ＳＶ磁気ヘッドの再生出力の再生位置による依存性につ
いて示す特性図である。
【図２１】図２１（ａ）は、本発明の第９の実施の形態
に係る他のＳＶ磁気ヘッドの要部を示す斜視図であり、
図２１（ｂ）は、図２１（ａ）に示された自由磁性層と
固定磁性層との間の磁化方向の関係を示す斜視図であ
る。
に係る他のＳＶ磁気ヘッドの要部を示す斜視図であり、
図２１（ｂ）は、図２１（ａ）に示された自由磁性層と
固定磁性層との間の磁化方向の関係を示す斜視図であ
る。
【図２２】図２２は、本発明の第９の実施の形態に係る
他のＳＶ磁気ヘッドの外部印加磁界に対する抵抗変化に
ついて示す特性図である。
他のＳＶ磁気ヘッドの外部印加磁界に対する抵抗変化に
ついて示す特性図である。
【図２３】図２３は、本発明の第９の実施の形態に係る
他のＳＶ磁気ヘッドの再生出力の再生位置による依存性
について示す特性図である。
他のＳＶ磁気ヘッドの再生出力の再生位置による依存性
について示す特性図である。
【図２４】図２４は本発明の第１０の実施の形態に係る
磁気記録装置について示す平面図である。
磁気記録装置について示す平面図である。
【図２５】図２５（ａ）は本発明の第１０の実施の形態
に係るインギャップタイプの磁気抵抗効果ヘッドを示す
断面図であり、図２５（ｂ）は本発明の第１０の実施の
形態に係る共用タイプの磁気抵抗効果ヘッドを示す断面
図であり、図２５（ｃ）は本発明の第１０の実施の形態
に係るヨークタイプの磁気抵抗効果ヘッドを示す断面図
である。
に係るインギャップタイプの磁気抵抗効果ヘッドを示す
断面図であり、図２５（ｂ）は本発明の第１０の実施の
形態に係る共用タイプの磁気抵抗効果ヘッドを示す断面
図であり、図２５（ｃ）は本発明の第１０の実施の形態
に係るヨークタイプの磁気抵抗効果ヘッドを示す断面図
である。
【図２６】図２６（ａ）は、従来例に係る磁気抵抗効果
型トランスデューサについて示す斜視図で、図２６
（ｂ）は図２６（ａ）のＩ−Ｉ線断面図である。
型トランスデューサについて示す斜視図で、図２６
（ｂ）は図２６（ａ）のＩ−Ｉ線断面図である。
１１，２１ アルチック基板、 １２，２２ 下地層、 １３，５３，６３ 自由磁性層、 １３ａ，１３ｃ (Co90Fe10)100-x B x 膜（コバルト鉄
系合金膜）、 １３ｂ ＮｉＦｅ膜（第１又は第５の軟磁性層）、 １４，２４ 非磁性金属膜、 １５，５５，６５ 固定磁性層（第２又は第４の軟磁性
層）、 １６，１９ａ，１９ｂ，２６ａ，２６ｂ，５６，６６
反強磁性層、 １７，２７ キャップ層、 １８ａ，１８ｂ，２８ａ，２８ｂ，５７ａ，５７ｂ，６
７ａ，６７ｂ 引出し電極（リード）、 ２０，２９ 絶縁保護層、 ２３，２５，１０１，１０２，１０４，１１１，１１
４，１２１，１２３ａ，１３０ 軟磁性層、 ２３ａ，２５ａ (Co90Fe10)100-x B x 膜（第１のコバ
ルト鉄系合金膜）、 ２３ｂ，２５ｂ ＮｉＦｅ膜（第３の軟磁性層）、 ２３ｃ (Co90Fe10)100-x B x 膜（第２のコバルト鉄系
合金膜）、 ３０，３０ａ，３０ｂ，３０ｃ 積層構造、 ４１ 磁気記録装置、 ４２ スプリングアーム、 ４３ スライダ、 ４４，５０，６０ 磁気ディスク（磁気記録媒体）、 ５１，６１ 第１の磁気シールド層、 ５２，６２ 第１の非磁性絶縁層、 ５４，６４ 非磁性中間層、 ５８，６８ 第２の非磁性絶縁層、 ５９，６９ 第２の磁気シールド層、 １０３，１１３，１２２ コイル、 １０５，１１５，１２４ 磁気記録媒体と対面する部
分、 １０６，１１６，１２５ 磁気記録媒体、 １１２ａ，１１２ｂ フラックスガイド。
系合金膜）、 １３ｂ ＮｉＦｅ膜（第１又は第５の軟磁性層）、 １４，２４ 非磁性金属膜、 １５，５５，６５ 固定磁性層（第２又は第４の軟磁性
層）、 １６，１９ａ，１９ｂ，２６ａ，２６ｂ，５６，６６
反強磁性層、 １７，２７ キャップ層、 １８ａ，１８ｂ，２８ａ，２８ｂ，５７ａ，５７ｂ，６
７ａ，６７ｂ 引出し電極（リード）、 ２０，２９ 絶縁保護層、 ２３，２５，１０１，１０２，１０４，１１１，１１
４，１２１，１２３ａ，１３０ 軟磁性層、 ２３ａ，２５ａ (Co90Fe10)100-x B x 膜（第１のコバ
ルト鉄系合金膜）、 ２３ｂ，２５ｂ ＮｉＦｅ膜（第３の軟磁性層）、 ２３ｃ (Co90Fe10)100-x B x 膜（第２のコバルト鉄系
合金膜）、 ３０，３０ａ，３０ｂ，３０ｃ 積層構造、 ４１ 磁気記録装置、 ４２ スプリングアーム、 ４３ スライダ、 ４４，５０，６０ 磁気ディスク（磁気記録媒体）、 ５１，６１ 第１の磁気シールド層、 ５２，６２ 第１の非磁性絶縁層、 ５４，６４ 非磁性中間層、 ５８，６８ 第２の非磁性絶縁層、 ５９，６９ 第２の磁気シールド層、 １０３，１１３，１２２ コイル、 １０５，１１５，１２４ 磁気記録媒体と対面する部
分、 １０６，１１６，１２５ 磁気記録媒体、 １１２ａ，１１２ｂ フラックスガイド。
【手続補正書】
【提出日】平成８年１１月８日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図１５
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１５】図１５（ａ）は、本発明の第６の実施の形態
に係る人工格子磁気抵抗効果型トランスデューサについ
て示す断面図である。図１５（ｂ）〜（ｄ）は部分断面
図である。
に係る人工格子磁気抵抗効果型トランスデューサについ
て示す断面図である。図１５（ｂ）〜（ｄ）は部分断面
図である。
Claims (23)
- 【請求項１】 第１の軟磁性層と非磁性層と第２の軟磁
性層と反強磁性層とが積層された積層構造を有する磁気
抵抗効果型トランスデューサにおいて、 前記第１の軟磁性層は、前記非磁性層と接する(Co y Fe
100-y ) 100-x Z x 合金層（Z はCo，Fe以外の他の元素
を表し、ｘ及びｙは原子分率(at ％ )を表す。）を有
し、前記(Co y Fe100-y ) 100-x Z x 合金層の格子定数
はCo y Fe100-y合金の格子定数よりも小さく、前記(Co
y Fe100-y ) 100-x Z x 合金層の構造は面心立方格子構
造であることを特徴とする磁気抵抗効果型トランスデュ
ーサ。 - 【請求項２】 前記反強磁性層は、ＦｅＭｎ膜、ＮｉＯ
膜、αＦｅ2 Ｏ3 膜、ＮｉＭｎ膜、ＰｔＭｎ膜、ＰｄＭ
ｎ膜、ＰｄＰｔＭｎ膜、ＣｒＭｎ膜及びＩｒＭｎ膜のう
ちいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の磁
気抵抗効果型トランスデューサ。 - 【請求項３】 前記反強磁性層は、ＮｉＯ膜、αＦｅ2
Ｏ3 膜であり、アルチック基板上に直接或いはアルミナ
膜を介して形成されていることを特徴とする請求項１に
記載の磁気抵抗効果型トランスデューサ。 - 【請求項４】前記第２の軟磁性層は、(Co y Fe100-y )
100-x Z x 合金層からなる単層であることを特徴とする
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の磁気抵抗効果
型トランスデューサ。 - 【請求項５】前記第２の軟磁性層は、前記非磁性層と接
する(Co y Fe100-y) 100-x Z x 合金層と、少なくとも
ＮｉとＦｅを含む合金層とが積層された多層であること
を特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の
磁気抵抗効果型トランスデューサ。 - 【請求項６】前記非磁性層は銅膜であることを特徴とす
る請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の磁気抵抗効
果型トランスデューサ。 - 【請求項７】前記(Co y Fe100-y ) 100-x Z x 合金層の
元素Z はボロン又は炭素であることを特徴とする請求項
１乃至請求項６のいずれかに記載の磁気抵抗効果型トラ
ンスデューサ。 - 【請求項８】前記(Co y Fe100-y ) 100-x Z x 合金層中
のボロンの含有量は１０％未満であることを特徴とする
請求項７に記載の磁気抵抗効果型トランスデューサ。 - 【請求項９】前記(Co y Fe100-y ) 100-x Z x 合金層中
のコバルトの原子分率y は、８５〜９５ａｔ％であるこ
とを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載
の磁気抵抗効果型トランスデューサ。 - 【請求項１０】前記(Co y Fe100-y ) 100-x Z x 合金層
の膜厚は３ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１乃
至請求項９のいずれかに記載の磁気抵抗効果型トランス
デューサ。 - 【請求項１１】軟磁性層と非磁性層とが交互に積層され
た積層構造を有する磁気抵抗効果型トランスデューサに
おいて、 前記軟磁性層は、前記非磁性層に接する(Co y F
e100-y ) 100-x Z x 合金層（Z はCo，Fe以外の他の元
素を表し、ｘ及びｙは原子分率(at ％ )を表す。）を有
し、前記(Co y Fe100-y ) 100-x Z x 合金層の格子定数
はCo y Fe100-y合金の格子定数よりも小さく、前記(Co
y Fe100-y ) 100-x Z x 合金層の構造は面心立方格子構
造であることを特徴とする磁気抵抗効果型トランスデュ
ーサ。 - 【請求項１２】少なくとも一つの前記非磁性層の両端部
に形成された反強磁性層を有することを特徴とする請求
項１１に記載の磁気抵抗効果型トランスデューサ。 - 【請求項１３】前記反強磁性層は、ＦｅＭｎ膜、ＮｉＭ
ｎ膜、ＰｔＭｎ膜、ＰｄＭｎ膜、ＰｄＰｔＭｎ膜、Ｃｒ
Ｍｎ膜及びＩｒＭｎ膜のうちいずれかであることを特徴
とする請求項１２に記載の磁気抵抗効果型トランスデュ
ーサ。 - 【請求項１４】前記非磁性層は銅膜であることを特徴と
する請求項１１乃至請求項１３のいずれかに記載の磁気
抵抗効果型トランスデューサ。 - 【請求項１５】前記(Co y Fe100-y ) 100-x Z x 合金層
の元素Z はボロン又は炭素であるとを特徴とする請求項
１１乃至請求項１４のいずれかに記載の磁気抵抗効果型
トランスデューサ。 - 【請求項１６】前記(Co y Fe100-y ) 100-x Z x 合金層
中のボロンの含有量は１０％未満であることを特徴とす
る請求項１５に記載の磁気抵抗効果型トランスデュー
サ。 - 【請求項１７】前記(Co y Fe100-y ) 100-x Z x 合金層
中のコバルトの原子分率y は、８５〜９５ａｔ％である
ことを特徴とする請求項１１乃至請求項１６のいずれか
に記載の磁気抵抗効果型トランスデューサ。 - 【請求項１８】前記(Co y Fe100-y ) 100-x Z x 合金層
の膜厚は３ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１１
乃至請求項１７のいずれかに記載の磁気抵抗効果型トラ
ンスデューサ。 - 【請求項１９】第１の軟磁性層と非磁性層と第２の軟磁
性層と反強磁性層とが積層された積層構造と、磁気信号
が記録された磁気記録媒体とを有する磁気記録装置にお
いて、 前記第１の軟磁性層は、前記非磁性層と接する(Co y Fe
100-y ) 100-x Z x 合金層（Z はCo，Fe以外の他の元素
を表し、ｘ及びｙは原子分率(at ％ )を表す。）を有
し、前記(Co y Fe100-y ) 100-x Z x 合金層の格子定数
はCo y Fe100-y合金の格子定数よりも小さく、前記(Co
y Fe100-y ) 100-x Z x 合金層の構造は面心立方格子構
造であることを特徴とする磁気記録装置。 - 【請求項２０】軟磁性層と非磁性層とが交互に積層され
た積層構造と、磁気信号が記録された磁気記録媒体とを
有する磁気記録装置において、 前記軟磁性層は、少なくとも前記非磁性層に接する(Co
y Fe100-y ) 100-x Z x 合金層（Z はCo，Fe以外の他の
元素を表し、ｘ及びｙは原子分率(at ％ )を表す。）を
有し、前記(Co y Fe100-y ) 100-x Z x 合金層の格子定
数はCo y Fe1-y合金の格子定数よりも小さく、前記(Co
y Fe100-y ) 100-x Z x 合金層の構造は面心立方格子構
造であることを特徴とする磁気記録装置。 - 【請求項２１】基板上に下地層を形成する工程と、 前記下地層上に少なくともＮｉとＦｅを含む合金層を形
成する工程と、 前記合金層上にスパッタにより(Co y Fe100-y ) 100-x
Z x 合金層（Z はボロン（Ｂ）及び炭素（Ｃ）のうちい
ずれかの元素を表し、ｘ及びｙは原子分率(at％ )を表
す。）を形成する工程とを有する磁気抵抗効果型トラン
スデューサの製造方法。 - 【請求項２２】基板上に、反強磁性層と軟磁性層と非磁
性層とを順に形成する工程と、 スパッタにより前記非磁性層上に(Co y Fe100-y )
100-x Z x 合金層（Z はボロン（Ｂ）及び炭素（Ｃ）の
うちいずれかの元素を表し、ｘ及びｙは原子分率(at ％
)を表す。）を形成する工程とを有することを特徴とす
る磁気抵抗効果型トランスデューサの製造方法。 - 【請求項２３】前記基板と前記反強磁性層との間に下地
層を形成することを特徴とする請求項２２に記載の磁気
抵抗効果型トランスデューサの製造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25070896A JP3327375B2 (ja) | 1996-04-26 | 1996-09-20 | 磁気抵抗効果型トランスデューサ、その製造方法及び磁気記録装置 |
| US08/783,464 US6154349A (en) | 1996-04-26 | 1997-01-16 | Magnetoresistive transducer including CoFeZ soft magnetic layer |
| KR1019970002385A KR100207805B1 (ko) | 1996-04-26 | 1997-01-28 | 자기저항성 트랜스듀서와, 자성막의 형성방법 및 자기기록/재생장치 |
| DE19708069A DE19708069C2 (de) | 1996-04-26 | 1997-02-28 | Magnetowiderstandstransducer, Verfahren zur Bildung eines Magnetfilms und magnetisches Aufzeichnungs-/Wiedergabelaufwerk |
| CN97103102A CN1081819C (zh) | 1996-04-26 | 1997-02-28 | 磁电阻换能器、形成磁膜的方法和磁记录／重放驱动器 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8-106932 | 1996-04-26 | ||
| JP10693296 | 1996-04-26 | ||
| JP25070896A JP3327375B2 (ja) | 1996-04-26 | 1996-09-20 | 磁気抵抗効果型トランスデューサ、その製造方法及び磁気記録装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1011723A true JPH1011723A (ja) | 1998-01-16 |
| JP3327375B2 JP3327375B2 (ja) | 2002-09-24 |
Family
ID=26447033
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25070896A Expired - Fee Related JP3327375B2 (ja) | 1996-04-26 | 1996-09-20 | 磁気抵抗効果型トランスデューサ、その製造方法及び磁気記録装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6154349A (ja) |
| JP (1) | JP3327375B2 (ja) |
| KR (1) | KR100207805B1 (ja) |
| CN (1) | CN1081819C (ja) |
| DE (1) | DE19708069C2 (ja) |
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