JPH10303477A - 磁気抵抗効果素子並びにこれを用いた磁気抵抗効果センサ、磁気抵抗検出システム及び磁気記憶システム - Google Patents
磁気抵抗効果素子並びにこれを用いた磁気抵抗効果センサ、磁気抵抗検出システム及び磁気記憶システムInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 磁気抵抗効果素子、磁気抵抗効果センサ、磁
気抵抗検出システム及び磁気記憶システムにおいて、出
力値、出力波形及びビットエラーレートの良好な特性を
得るとともに、熱的な信頼性も向上させる。 【解決手段】 本発明の磁気抵抗効果素子は、基体１０
０上に、下地層１０１、第１フリー磁性層１０２、非磁
性層１０４、固定磁性層１０６及び反強磁性層１０７が
順次形成されたものである。そして、下地層１０１は、
材質の異なる二以上の金属層が積層されてなる。この金
属層は、Ｔａ，Ｈｆ，Ｚｒ，Ｗ，Ｃｒ，Ｔｉ，Ｍｏ，Ｐ
ｔ，Ｎｉ，Ｉｒ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｃｏ，Ｚｎ，Ｒｕ，Ｒ
ｈ，Ｒｅ，Ａｕ，Ｏｓ，Ｐｄ，Ｎｂ及びＶの群から選ば
れた一の金属又は二以上の合金からなる。
気抵抗検出システム及び磁気記憶システムにおいて、出
力値、出力波形及びビットエラーレートの良好な特性を
得るとともに、熱的な信頼性も向上させる。 【解決手段】 本発明の磁気抵抗効果素子は、基体１０
０上に、下地層１０１、第１フリー磁性層１０２、非磁
性層１０４、固定磁性層１０６及び反強磁性層１０７が
順次形成されたものである。そして、下地層１０１は、
材質の異なる二以上の金属層が積層されてなる。この金
属層は、Ｔａ，Ｈｆ，Ｚｒ，Ｗ，Ｃｒ，Ｔｉ，Ｍｏ，Ｐ
ｔ，Ｎｉ，Ｉｒ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｃｏ，Ｚｎ，Ｒｕ，Ｒ
ｈ，Ｒｅ，Ａｕ，Ｏｓ，Ｐｄ，Ｎｂ及びＶの群から選ば
れた一の金属又は二以上の合金からなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気記憶媒体に記
録した情報信号を読み取るための磁気抵抗効果素子、並
びにこれを用いた磁気抵抗効果センサ、磁気抵抗検出シ
ステム及び磁気記憶システムに関する。
録した情報信号を読み取るための磁気抵抗効果素子、並
びにこれを用いた磁気抵抗効果センサ、磁気抵抗検出シ
ステム及び磁気記憶システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来技術として、磁気抵抗（ＭＲ）セン
サ又はＭＲヘッドと呼ばれる磁気読み取り変換器が知ら
れている。これは、大きな線形密度で磁気記憶媒体表面
からデータを読み取れることを特長としている。ＭＲセ
ンサは、読み取り素子によって感知される磁束の強さと
方向の関数としての抵抗変化を介して磁界信号を検出す
る。こうした従来技術のＭＲセンサは、読み取り素子の
抵抗の１成分が磁化方向と素子中を流れる感知電流の方
向の間の角度の余弦の２乗に比例して変化する、異方性
磁気抵抗（ＡＭＲ）効果に基づいて動作する。ＡＭＲ効
果のより詳しい説明は、Ｄ．Ａ．トムソン（Ｔｈｏｍｐ
ｓｏｎ）等の論文“Ｍｅｍｏｒｙ，Ｓｔｏｒａｇｅ，ａ
ｎｄ Ｒｅｌａｔｅｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ”Ｉ
ＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．ｏｎ Ｍａｇ．ＭＡＧ−１１，
ｐ．１０３９（１９７５）に掲載されている。ＡＭＲ効
果を用いた磁気ヘッドではバルクハウゼンノイズを押え
るために縦バイアスを印加することが多いが、この縦バ
イアス印加材料としてＦｅＭｎ、ＮｉＭｎ、ニッケル酸
化物などの反強磁性材料を用いる場合がある。
サ又はＭＲヘッドと呼ばれる磁気読み取り変換器が知ら
れている。これは、大きな線形密度で磁気記憶媒体表面
からデータを読み取れることを特長としている。ＭＲセ
ンサは、読み取り素子によって感知される磁束の強さと
方向の関数としての抵抗変化を介して磁界信号を検出す
る。こうした従来技術のＭＲセンサは、読み取り素子の
抵抗の１成分が磁化方向と素子中を流れる感知電流の方
向の間の角度の余弦の２乗に比例して変化する、異方性
磁気抵抗（ＡＭＲ）効果に基づいて動作する。ＡＭＲ効
果のより詳しい説明は、Ｄ．Ａ．トムソン（Ｔｈｏｍｐ
ｓｏｎ）等の論文“Ｍｅｍｏｒｙ，Ｓｔｏｒａｇｅ，ａ
ｎｄ Ｒｅｌａｔｅｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ”Ｉ
ＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．ｏｎ Ｍａｇ．ＭＡＧ−１１，
ｐ．１０３９（１９７５）に掲載されている。ＡＭＲ効
果を用いた磁気ヘッドではバルクハウゼンノイズを押え
るために縦バイアスを印加することが多いが、この縦バ
イアス印加材料としてＦｅＭｎ、ＮｉＭｎ、ニッケル酸
化物などの反強磁性材料を用いる場合がある。
【０００３】さらに最近には、積層磁気センサの抵抗変
化が、非磁性層を介する磁性層間での電導電子のスピン
依存性伝送、及びそれに付随する層界面でのスピン依存
性散乱に帰される、より顕著な磁気抵抗効果が報告され
ている。この磁気抵抗効果は、「巨大磁気抵抗効果」や
「スピン・バルブ効果」など様々な名称で呼ばれてい
る。このような磁気抵抗センサは、適当な材料でできて
おり、ＡＭＲ効果を利用するセンサで観察されるより
も、感度が改善され、抵抗変化が大きい。この種のＭＲ
センサでは、非磁性層で分離された１対の強磁性体層の
間の平面内抵抗が、２つの層の磁化方向間の角度の余弦
に比例して変化する。
化が、非磁性層を介する磁性層間での電導電子のスピン
依存性伝送、及びそれに付随する層界面でのスピン依存
性散乱に帰される、より顕著な磁気抵抗効果が報告され
ている。この磁気抵抗効果は、「巨大磁気抵抗効果」や
「スピン・バルブ効果」など様々な名称で呼ばれてい
る。このような磁気抵抗センサは、適当な材料でできて
おり、ＡＭＲ効果を利用するセンサで観察されるより
も、感度が改善され、抵抗変化が大きい。この種のＭＲ
センサでは、非磁性層で分離された１対の強磁性体層の
間の平面内抵抗が、２つの層の磁化方向間の角度の余弦
に比例して変化する。
【０００４】特開平２−６１５７２号公報には、磁性層
内の磁化の反平行整列によって生じる高いＭＲ変化をも
たらす積層磁性構造が記載されている。積層構造で使用
可能な材料として、上記公報には強磁性の遷移金属及び
合金が挙げられている。また、中間層により分離してい
る少なくとも２層の強磁性層の一方に反強磁性層を付加
した構造、及び反強磁性層としてＦｅＭｎが適当である
ことが開示されている。
内の磁化の反平行整列によって生じる高いＭＲ変化をも
たらす積層磁性構造が記載されている。積層構造で使用
可能な材料として、上記公報には強磁性の遷移金属及び
合金が挙げられている。また、中間層により分離してい
る少なくとも２層の強磁性層の一方に反強磁性層を付加
した構造、及び反強磁性層としてＦｅＭｎが適当である
ことが開示されている。
【０００５】特開平４−３５８３１０号公報には、非磁
性金属体の薄膜層によって仕切られた強磁性体の２層の
薄膜層を有し、印加磁界が零である場合に２つの強磁性
薄膜層の磁化方向が直交し、２つの非結合強磁性体層間
の抵抗が２つの層の磁化方向間の角度の余弦に比例して
変化し、センサ中を通る電流の方向とは独立な、ＭＲセ
ンサが開示されている。
性金属体の薄膜層によって仕切られた強磁性体の２層の
薄膜層を有し、印加磁界が零である場合に２つの強磁性
薄膜層の磁化方向が直交し、２つの非結合強磁性体層間
の抵抗が２つの層の磁化方向間の角度の余弦に比例して
変化し、センサ中を通る電流の方向とは独立な、ＭＲセ
ンサが開示されている。
【０００６】特開平６−２０３３４０号公報には、非磁
性金属材料の薄膜層で分離された２つの強磁性体の薄膜
層を含み、外部印加磁界がゼロのとき、隣接する反強磁
性体層の磁化が他方の強磁性体層に対して垂直に保たれ
る、上記の効果に基づくＭＲセンサが開示されている。
性金属材料の薄膜層で分離された２つの強磁性体の薄膜
層を含み、外部印加磁界がゼロのとき、隣接する反強磁
性体層の磁化が他方の強磁性体層に対して垂直に保たれ
る、上記の効果に基づくＭＲセンサが開示されている。
【０００７】特開平７−２６２５２９号公報には、第１
磁性層／非磁性層／第２磁性層／反強磁性層の構成を有
するスピンバルブであって、特に第１及び第２磁性層に
ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＭｏ、ＦｅＳｉＡｌ、ＦｅＳ
ｉ、ＮｉＦｅ又はこれにＣｒ、Ｍｎ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｃ
ｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｚｎを添加した材
料を用いた磁気抵抗効果素子が開示されている。
磁性層／非磁性層／第２磁性層／反強磁性層の構成を有
するスピンバルブであって、特に第１及び第２磁性層に
ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＭｏ、ＦｅＳｉＡｌ、ＦｅＳ
ｉ、ＮｉＦｅ又はこれにＣｒ、Ｍｎ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｃ
ｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｚｎを添加した材
料を用いた磁気抵抗効果素子が開示されている。
【０００８】基板上に非磁性層を介して積層した複数の
磁性薄膜からなり、非磁性薄膜を介して隣り合う一方の
軟磁性薄膜に反強磁性薄膜が隣接して設けてあり、この
反強磁性薄膜のバイアス磁界をＨｒ、他方の軟磁性薄膜
の保磁力をＨｃ2 としたときに、Ｈｃ2 ＜Ｈｒである磁
気抵抗効果膜において、前記反強磁性体がＮｉＯ、Ｃｏ
Ｏ、ＦｅＯ、Ｆｅ2 Ｏ3 、ＭｎＯ、Ｃｒの少なくとも１
種又はこれらの混合物からなることを特徴とする磁気抵
抗効果膜が特開平７−２０２２９２号公報に開示されて
いる。また、前述の磁気抵抗効果膜において、前記反強
磁性体がＮｉＯ、Ｎｉx Ｃｏ1-x Ｏ、ＣｏＯから選ばれ
る少なくとも２種からなる超格子であることを特徴とす
る磁気抵抗効果膜が、特願平６−２１４８３７号公報及
び特願平６−２６９５２４号公報に開示されている。ま
た、前述の磁気抵抗効果膜において、前記反強磁性体が
ＮｉＯ、Ｎｉx Ｃｏ1-x Ｏ＝（ｘ＝０．１〜０．９）、
ＣｏＯから選ばれる少なくとも２種からなる超格子であ
り、この超格子中のＮｉのＣｏに対する原子数費が１．
０以上であることを特徴とする磁気抵抗効果膜が、特願
平７−１１３５４号公報に開示されている。また、前述
の磁気抵抗効果膜において、前記反強磁性体がＮｉＯ上
にＣｏＯを１０から４０オングストローム積層した２層
膜であることを特徴とする磁気抵抗効果膜が、特願平７
−１３６６７０号公報に開示されている。
磁性薄膜からなり、非磁性薄膜を介して隣り合う一方の
軟磁性薄膜に反強磁性薄膜が隣接して設けてあり、この
反強磁性薄膜のバイアス磁界をＨｒ、他方の軟磁性薄膜
の保磁力をＨｃ2 としたときに、Ｈｃ2 ＜Ｈｒである磁
気抵抗効果膜において、前記反強磁性体がＮｉＯ、Ｃｏ
Ｏ、ＦｅＯ、Ｆｅ2 Ｏ3 、ＭｎＯ、Ｃｒの少なくとも１
種又はこれらの混合物からなることを特徴とする磁気抵
抗効果膜が特開平７−２０２２９２号公報に開示されて
いる。また、前述の磁気抵抗効果膜において、前記反強
磁性体がＮｉＯ、Ｎｉx Ｃｏ1-x Ｏ、ＣｏＯから選ばれ
る少なくとも２種からなる超格子であることを特徴とす
る磁気抵抗効果膜が、特願平６−２１４８３７号公報及
び特願平６−２６９５２４号公報に開示されている。ま
た、前述の磁気抵抗効果膜において、前記反強磁性体が
ＮｉＯ、Ｎｉx Ｃｏ1-x Ｏ＝（ｘ＝０．１〜０．９）、
ＣｏＯから選ばれる少なくとも２種からなる超格子であ
り、この超格子中のＮｉのＣｏに対する原子数費が１．
０以上であることを特徴とする磁気抵抗効果膜が、特願
平７−１１３５４号公報に開示されている。また、前述
の磁気抵抗効果膜において、前記反強磁性体がＮｉＯ上
にＣｏＯを１０から４０オングストローム積層した２層
膜であることを特徴とする磁気抵抗効果膜が、特願平７
−１３６６７０号公報に開示されている。
【０００９】また、磁気抵抗効果素子の下地層として、
Ｓｉ3 Ｎ4 （５０ｎｍ）／Ｈｆ（５ｎｍ）／Ｔａ（５ｎ
ｍ）を用いた場合については、上述の特開平７−２６２
５２９号公報の実施例に記述がある。
Ｓｉ3 Ｎ4 （５０ｎｍ）／Ｈｆ（５ｎｍ）／Ｔａ（５ｎ
ｍ）を用いた場合については、上述の特開平７−２６２
５２９号公報の実施例に記述がある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】従来技術における下地
層／フリー磁性層／非磁性層／固定磁性層／反強磁性層
という基本構成をもつ磁気抵抗効果素子は、２００℃以
上でのアニールにより抵抗変化率が大きく低下する。こ
のタイプの磁気抵抗効果素子では、反強磁性層から固定
磁性層へ印加される交換結合磁界を得るために、２００
℃以上の温度での熱処理の必要なものが多い。ところ
が、この工程で非磁性層とフリー磁性層及び固定磁性層
との間の界面が劣化するために、磁気抵抗変化率が低下
するのである。
層／フリー磁性層／非磁性層／固定磁性層／反強磁性層
という基本構成をもつ磁気抵抗効果素子は、２００℃以
上でのアニールにより抵抗変化率が大きく低下する。こ
のタイプの磁気抵抗効果素子では、反強磁性層から固定
磁性層へ印加される交換結合磁界を得るために、２００
℃以上の温度での熱処理の必要なものが多い。ところ
が、この工程で非磁性層とフリー磁性層及び固定磁性層
との間の界面が劣化するために、磁気抵抗変化率が低下
するのである。
【００１１】また、熱処理を必要としないタイプの反強
磁性層を用いた場合においても、記録再生ヘッドを実際
に作製する段階では書き込みヘッド部のレジスト硬化工
程が不可欠である。そのため、この工程に２００℃以上
の温度での熱処理が必要になるので、実ヘッドに加工し
た段階での磁気抵抗効果膜の抵抗変化率が大幅に低下し
ており、その結果、設計通りの出力値が得られないとい
う問題があった。
磁性層を用いた場合においても、記録再生ヘッドを実際
に作製する段階では書き込みヘッド部のレジスト硬化工
程が不可欠である。そのため、この工程に２００℃以上
の温度での熱処理が必要になるので、実ヘッドに加工し
た段階での磁気抵抗効果膜の抵抗変化率が大幅に低下し
ており、その結果、設計通りの出力値が得られないとい
う問題があった。
【００１２】本発明の目的は、十分大きな抵抗変化率、
反強磁性層から固定磁性層へ印加される十分小さな交換
結合磁界、及びフリー磁性層の十分小さな保磁力を確保
した上で、２００℃以上での耐熱性を確保した、磁気抵
抗変化素子、並びにこれを用いた磁気抵抗効果センサ、
磁気抵抗検出システム及び磁気記憶システムを提供する
ことにある。
反強磁性層から固定磁性層へ印加される十分小さな交換
結合磁界、及びフリー磁性層の十分小さな保磁力を確保
した上で、２００℃以上での耐熱性を確保した、磁気抵
抗変化素子、並びにこれを用いた磁気抵抗効果センサ、
磁気抵抗検出システム及び磁気記憶システムを提供する
ことにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の磁気抵抗効果素
子は、基体上に下地層を介して、磁性層／非磁性層／磁
性層／反強磁性層、又は反強磁性層／磁性層／非磁性層
／磁性層が順次形成されたものである。そして、前記下
地層は、材質の異なる二以上の金属層が積層されてな
る。具体例を述べれば、これらの金属層は、Ｔａ，Ｈ
ｆ，Ｚｒ，Ｗ，Ｃｒ，Ｔｉ，Ｍｏ，Ｐｔ，Ｎｉ，Ｉｒ，
Ｃｕ，Ａｇ，Ｃｏ，Ｚｎ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｒｅ，Ａｕ，Ｏ
ｓ，Ｐｄ，Ｎｂ及びＶの群から選ばれた一の金属又は二
以上の合金からなる。
子は、基体上に下地層を介して、磁性層／非磁性層／磁
性層／反強磁性層、又は反強磁性層／磁性層／非磁性層
／磁性層が順次形成されたものである。そして、前記下
地層は、材質の異なる二以上の金属層が積層されてな
る。具体例を述べれば、これらの金属層は、Ｔａ，Ｈ
ｆ，Ｚｒ，Ｗ，Ｃｒ，Ｔｉ，Ｍｏ，Ｐｔ，Ｎｉ，Ｉｒ，
Ｃｕ，Ａｇ，Ｃｏ，Ｚｎ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｒｅ，Ａｕ，Ｏ
ｓ，Ｐｄ，Ｎｂ及びＶの群から選ばれた一の金属又は二
以上の合金からなる。
【００１４】２種の異なる格子定数を持つ金属同士を数
ｎｍレベルで積層させると、後から形成された金属膜は
格子のミスマッチングにより結晶が形成されにくい状態
となる。従って、この金属膜は適当な膜厚においてはア
モルファスになる。そして、下地層上にフリー磁性層又
は反強磁性層が形成されることになるが、このとき、下
地層との界面エネルギー、表面エネルギー、及び膜内部
でのエネルギーを最少にする構造及び結晶方位で、フリ
ー磁性層又は反強磁性層に結晶成長又はアモルファス化
が生じる。ところが、本発明の場合は、下地層が結晶性
を持たないため界面エネルギーをほとんど無視すること
ができ、従ってフリー磁性層又は反強磁性層は本来成長
したい結晶状態及び方向に自由に成長することができ
る。
ｎｍレベルで積層させると、後から形成された金属膜は
格子のミスマッチングにより結晶が形成されにくい状態
となる。従って、この金属膜は適当な膜厚においてはア
モルファスになる。そして、下地層上にフリー磁性層又
は反強磁性層が形成されることになるが、このとき、下
地層との界面エネルギー、表面エネルギー、及び膜内部
でのエネルギーを最少にする構造及び結晶方位で、フリ
ー磁性層又は反強磁性層に結晶成長又はアモルファス化
が生じる。ところが、本発明の場合は、下地層が結晶性
を持たないため界面エネルギーをほとんど無視すること
ができ、従ってフリー磁性層又は反強磁性層は本来成長
したい結晶状態及び方向に自由に成長することができ
る。
【００１５】ところで、スピンバルブを構成する材料
は、フリー磁性層としてＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＣｏ、Ｃｏ
Ｆｅ、アモルファス材料（例えばＣｏＦｅＢ、ＣｏＺｒ
系材料）などが、また反強磁性層としてＮｉＭｎ、Ｉｒ
Ｍｎ、ＰｄＭｎ、ＰｔＭｎ、ＲｈＭｎ、ＦｅＭｎ等が有
力な候補として考えられている。これらのうちＮｉＦ
ｅ、ＮｉＦｅＣｏ、ＣｏＦｅなどは本来最密面を膜面に
垂直方向に向いたｆｃｃになるのが、またアモルファス
材料は本来アモルファスになるのが、さらにＮｉＭｎ、
ＩｒＭｎ、ＰｄＭｎ、ＰｔＭｎ、ＲｈＭｎは最密面を膜
面垂直方向に向けたｆｃｔ構造になるのが、そしてＦｅ
Ｍｎは最密面を膜面垂直方向に向けたｆｃｃ構造になる
のが、それぞれエネルギー的な面から最も安定な構造で
ある。同時にこれらの構造は、フリー磁性層ならば保磁
力が最少になる構造であるし、反強磁性層から固定磁性
層に印加される交換結合磁界、及び磁気抵抗変化率が最
大になる方向でもある。そしてこれらの特性は、フリー
磁性層及び反強磁性層共にスピンバルブヘッドの実用性
において最も有効な特性なのである。さらに、これらの
構造は、エネルギー的に最も安定な構造であるがゆえ
に、高温下においても他層との原子の移動が生じにくい
ため、拡散が起こりにくい。従って熱処理による劣化を
防ぐこともできるわけである。
は、フリー磁性層としてＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＣｏ、Ｃｏ
Ｆｅ、アモルファス材料（例えばＣｏＦｅＢ、ＣｏＺｒ
系材料）などが、また反強磁性層としてＮｉＭｎ、Ｉｒ
Ｍｎ、ＰｄＭｎ、ＰｔＭｎ、ＲｈＭｎ、ＦｅＭｎ等が有
力な候補として考えられている。これらのうちＮｉＦ
ｅ、ＮｉＦｅＣｏ、ＣｏＦｅなどは本来最密面を膜面に
垂直方向に向いたｆｃｃになるのが、またアモルファス
材料は本来アモルファスになるのが、さらにＮｉＭｎ、
ＩｒＭｎ、ＰｄＭｎ、ＰｔＭｎ、ＲｈＭｎは最密面を膜
面垂直方向に向けたｆｃｔ構造になるのが、そしてＦｅ
Ｍｎは最密面を膜面垂直方向に向けたｆｃｃ構造になる
のが、それぞれエネルギー的な面から最も安定な構造で
ある。同時にこれらの構造は、フリー磁性層ならば保磁
力が最少になる構造であるし、反強磁性層から固定磁性
層に印加される交換結合磁界、及び磁気抵抗変化率が最
大になる方向でもある。そしてこれらの特性は、フリー
磁性層及び反強磁性層共にスピンバルブヘッドの実用性
において最も有効な特性なのである。さらに、これらの
構造は、エネルギー的に最も安定な構造であるがゆえ
に、高温下においても他層との原子の移動が生じにくい
ため、拡散が起こりにくい。従って熱処理による劣化を
防ぐこともできるわけである。
【００１６】以上により、スピンバルブ膜として、スピ
ンバルブ素子として、又はそれを適用した記録再生ヘッ
ド、記録再生システム、及びハードディスク装置とし
て、出力値、出力波形、及びビットエラーレートにおい
て良好な特性が得られるとともに、熱的な信頼性におい
ても優れた特性を得ることができるのである。
ンバルブ素子として、又はそれを適用した記録再生ヘッ
ド、記録再生システム、及びハードディスク装置とし
て、出力値、出力波形、及びビットエラーレートにおい
て良好な特性が得られるとともに、熱的な信頼性におい
ても優れた特性を得ることができるのである。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明を適用したシールド型の磁
気抵抗効果センサとしては、図１及び図２のに示す構造
のものを用いることができる。
気抵抗効果センサとしては、図１及び図２のに示す構造
のものを用いることができる。
【００１８】図１の磁気抵抗効果センサでは、基板１上
に下シールド層２、下ギャップ層３、磁気抵抗効果素子
６を積層させる。その上にギャップ規定絶縁層７を積層
させることもある。下シールド層２は適当な大きさにフ
ォトレジスト（ＰＲ）工程によりパターン化されること
が多い。磁気抵抗効果素子６はＰＲ工程により適当な大
きさ形状にパターン化されており、その端部に接するよ
うに縦バイアス層４及び下電極層５が順次積層されてい
る。その上に上ギャップ層８及び上シールド層９が順次
積層されている。
に下シールド層２、下ギャップ層３、磁気抵抗効果素子
６を積層させる。その上にギャップ規定絶縁層７を積層
させることもある。下シールド層２は適当な大きさにフ
ォトレジスト（ＰＲ）工程によりパターン化されること
が多い。磁気抵抗効果素子６はＰＲ工程により適当な大
きさ形状にパターン化されており、その端部に接するよ
うに縦バイアス層４及び下電極層５が順次積層されてい
る。その上に上ギャップ層８及び上シールド層９が順次
積層されている。
【００１９】図２の磁気抵抗効果センサでは、基板１１
上に下シールド層１２、下ギャップ層１３、磁気抵抗効
果素子１６を積層させる。下シールド層１２は適当な大
きさにＰＲ工程によりパターン化されることが多い。磁
気抵抗効果素子１６はＰＲ工程により適当な大きさ形状
にパターン化されており、その上部に一部重なるように
縦バイアス層１４及び下電極層１５が順次積層されてい
る。その上に上ギャップ層１８及び上シールド層１９が
順次積層されている。
上に下シールド層１２、下ギャップ層１３、磁気抵抗効
果素子１６を積層させる。下シールド層１２は適当な大
きさにＰＲ工程によりパターン化されることが多い。磁
気抵抗効果素子１６はＰＲ工程により適当な大きさ形状
にパターン化されており、その上部に一部重なるように
縦バイアス層１４及び下電極層１５が順次積層されてい
る。その上に上ギャップ層１８及び上シールド層１９が
順次積層されている。
【００２０】図１及び図２のタイプの、下シールド層と
しては、ＮｉＦｅ、ＣｏＺｒ、ＣｏＦｅＢ、ＣｏＺｒＭ
ｏ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺｒ、ＣｏＺｒＴａ、ＣｏＨ
ｆ、ＣｏＴａ、ＣｏＴａＨｆ、ＣｏＮｂＨｆ、ＣｏＺｒ
Ｎｂ、ＣｏＨｆＰｄ、ＣｏＴａＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＭｏ
Ｎｉ合金、ＦｅＡｌＳｉ、窒化鉄系材料等を用いること
ができ、その膜厚は０．３〜１０μｍの範囲で適用可能
である。下ギャップ層は、アルミナ、ＳｉＯ2 、窒化ア
ルミニウム、窒化シリコン、ダイヤモンドライクカーボ
ン等が適用可能であり、０．０１〜０．２０μｍ範囲で
の使用が望ましい。下電極層としては、Ｚｒ、Ｔａ、Ｍ
ｏからなる単体又は合金又は混合物が望ましく、膜厚範
囲は０．０１〜０．１０μｍがよい。縦バイアス層とし
ては、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒ、ＣｏＰｔ、ＣｏＣｒＴ
ａ、ＦｅＭｎ、ＮｉＭｎ、ＩｒＭｎ、ＰｔＰｄＭｎ、Ｒ
ｅＭｎ、ＰｔＭｎ、ＣｒＭｎ、Ｎｉ酸化物、鉄酸化物、
Ｎｉ酸化物とＣｏ酸化物の混合物、Ｎｉ酸化物とＦｅ酸
化物の混合物、Ｎｉ酸化物／Ｃｏ酸化物二層膜、Ｎｉ酸
化物／Ｆｅ酸化物二層膜等を用いることができる。ギャ
ップ規定絶縁層としては、アルミナ、ＳｉＯ2 、窒化ア
ルミニウム、窒化シリコン、ダイヤモンドライクカーボ
ン等が適用可能であり、０．００５〜０．０５μｍ範囲
での使用が望ましい。上ギャップ層は、アルミナ、Ｓｉ
Ｏ2 、窒化アルミニウム、窒化シリコン、ダイヤモンド
ライクカーボン等が適用可能であり、０．０１〜０．２
０μｍ範囲での使用が望ましい。上シールド層には、Ｎ
ｉＦｅ、ＣｏＺｒ、又はＣｏＦｅＢ、ＣｏＺｒＭｏ、Ｃ
ｏＺｒＮｂ、ＣｏＺｒ、ＣｏＺｒＴａ、ＣｏＨｆ、Ｃｏ
Ｔａ、ＣｏＴａＨｆ、ＣｏＮｂＨｆ、ＣｏＺｒＮｂ、Ｃ
ｏＨｆＰｄ、ＣｏＴａＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＭｏＮｉ合
金、ＦｅＡｌＳｉ、窒化鉄系材料等を用いることがで
き、その膜厚は０．３〜１０μｍの範囲で適用可能であ
る。
しては、ＮｉＦｅ、ＣｏＺｒ、ＣｏＦｅＢ、ＣｏＺｒＭ
ｏ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺｒ、ＣｏＺｒＴａ、ＣｏＨ
ｆ、ＣｏＴａ、ＣｏＴａＨｆ、ＣｏＮｂＨｆ、ＣｏＺｒ
Ｎｂ、ＣｏＨｆＰｄ、ＣｏＴａＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＭｏ
Ｎｉ合金、ＦｅＡｌＳｉ、窒化鉄系材料等を用いること
ができ、その膜厚は０．３〜１０μｍの範囲で適用可能
である。下ギャップ層は、アルミナ、ＳｉＯ2 、窒化ア
ルミニウム、窒化シリコン、ダイヤモンドライクカーボ
ン等が適用可能であり、０．０１〜０．２０μｍ範囲で
の使用が望ましい。下電極層としては、Ｚｒ、Ｔａ、Ｍ
ｏからなる単体又は合金又は混合物が望ましく、膜厚範
囲は０．０１〜０．１０μｍがよい。縦バイアス層とし
ては、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒ、ＣｏＰｔ、ＣｏＣｒＴ
ａ、ＦｅＭｎ、ＮｉＭｎ、ＩｒＭｎ、ＰｔＰｄＭｎ、Ｒ
ｅＭｎ、ＰｔＭｎ、ＣｒＭｎ、Ｎｉ酸化物、鉄酸化物、
Ｎｉ酸化物とＣｏ酸化物の混合物、Ｎｉ酸化物とＦｅ酸
化物の混合物、Ｎｉ酸化物／Ｃｏ酸化物二層膜、Ｎｉ酸
化物／Ｆｅ酸化物二層膜等を用いることができる。ギャ
ップ規定絶縁層としては、アルミナ、ＳｉＯ2 、窒化ア
ルミニウム、窒化シリコン、ダイヤモンドライクカーボ
ン等が適用可能であり、０．００５〜０．０５μｍ範囲
での使用が望ましい。上ギャップ層は、アルミナ、Ｓｉ
Ｏ2 、窒化アルミニウム、窒化シリコン、ダイヤモンド
ライクカーボン等が適用可能であり、０．０１〜０．２
０μｍ範囲での使用が望ましい。上シールド層には、Ｎ
ｉＦｅ、ＣｏＺｒ、又はＣｏＦｅＢ、ＣｏＺｒＭｏ、Ｃ
ｏＺｒＮｂ、ＣｏＺｒ、ＣｏＺｒＴａ、ＣｏＨｆ、Ｃｏ
Ｔａ、ＣｏＴａＨｆ、ＣｏＮｂＨｆ、ＣｏＺｒＮｂ、Ｃ
ｏＨｆＰｄ、ＣｏＴａＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＭｏＮｉ合
金、ＦｅＡｌＳｉ、窒化鉄系材料等を用いることがで
き、その膜厚は０．３〜１０μｍの範囲で適用可能であ
る。
【００２１】これらのシールド型の磁気抵抗効果センサ
は、インダクティブコイルによる書き込みヘッド部を形
成することにより、記録再生一体型ヘッドとして用いる
ことができるようになる。図３は記録再生ヘッドの概念
図である。記録再生ヘッドは、本発明の磁気抵抗効果セ
ンサを用いた再生ヘッドと、インダクティブ型の記録ヘ
ッドとからなる。ここでは長手磁気記録用の記録ヘッド
との搭載例を示したが、本発明の磁気抵抗効果素子を垂
直磁気記録用ヘッドと組み合わせ、垂直記録に用いても
よい。
は、インダクティブコイルによる書き込みヘッド部を形
成することにより、記録再生一体型ヘッドとして用いる
ことができるようになる。図３は記録再生ヘッドの概念
図である。記録再生ヘッドは、本発明の磁気抵抗効果セ
ンサを用いた再生ヘッドと、インダクティブ型の記録ヘ
ッドとからなる。ここでは長手磁気記録用の記録ヘッド
との搭載例を示したが、本発明の磁気抵抗効果素子を垂
直磁気記録用ヘッドと組み合わせ、垂直記録に用いても
よい。
【００２２】記録再生ヘッドは、基体５０上に下部シー
ルド膜８２、磁気抵抗効果素子４５及び電極４０、上部
シールド膜８１からなる再生ヘッドと、下部磁性膜８
４、コイル４１、上部磁性膜８４からなる記録ヘッドと
を形成してなる。この際、上部シールド膜８１と下部磁
性膜８４とを共通にしてもかまわない。この記録再生ヘ
ッドにより、記録媒体上に信号を書き込み、また、記録
媒体から信号を読み取るのである。再生ヘッドの感知部
分と、記録ヘッドの磁気ギャップはこのように同一スラ
イダ上に重ねた位置に形成することで、同一トラックに
同時に位置決めができる。この記録再生ヘッドをスライ
ダに加工し、磁気記録再生装置に搭載した。
ルド膜８２、磁気抵抗効果素子４５及び電極４０、上部
シールド膜８１からなる再生ヘッドと、下部磁性膜８
４、コイル４１、上部磁性膜８４からなる記録ヘッドと
を形成してなる。この際、上部シールド膜８１と下部磁
性膜８４とを共通にしてもかまわない。この記録再生ヘ
ッドにより、記録媒体上に信号を書き込み、また、記録
媒体から信号を読み取るのである。再生ヘッドの感知部
分と、記録ヘッドの磁気ギャップはこのように同一スラ
イダ上に重ねた位置に形成することで、同一トラックに
同時に位置決めができる。この記録再生ヘッドをスライ
ダに加工し、磁気記録再生装置に搭載した。
【００２３】図４は本発明の磁気抵抗効果素子を用いた
磁気記録再生装置の概念図である。ヘッドスライダー９
０を兼ねる基板５０上に磁気抵抗効果素子４５及び電極
膜４０を形成し、これを磁気記録媒体９１上に位置決め
して再生を行う。磁気記録媒体９１は回転し、ヘッドス
ライダー９０は磁気記録媒体９１の上を、０．２μｍ以
下の高さ、又は接触状態で対向して相対運動する。この
機構により、磁気抵抗効果素子４５は磁気記録媒体９１
に記録された磁気的信号を、その漏れ磁界から読み取る
ことのできる位置に設定されるのである。
磁気記録再生装置の概念図である。ヘッドスライダー９
０を兼ねる基板５０上に磁気抵抗効果素子４５及び電極
膜４０を形成し、これを磁気記録媒体９１上に位置決め
して再生を行う。磁気記録媒体９１は回転し、ヘッドス
ライダー９０は磁気記録媒体９１の上を、０．２μｍ以
下の高さ、又は接触状態で対向して相対運動する。この
機構により、磁気抵抗効果素子４５は磁気記録媒体９１
に記録された磁気的信号を、その漏れ磁界から読み取る
ことのできる位置に設定されるのである。
【００２４】図５乃至図１２は本発明に係る磁気抵抗効
果素子の膜構成の概念図である。図５の磁気抵抗効果素
子は、基体１００上に、下地層１０１、第１フリー磁性
層１０２、非磁性層１０４、ＭＲエンハンス層１０５、
固定磁性層１０６、反強磁性層１０７及び保護層１０８
を順次積層した構造である。図６の磁気抵抗効果素子
は、基体１００上に、下地層１０１、第１フリー磁性層
１０２、第２フリー磁性層１０３、非磁性層１０４、Ｍ
Ｒエンハンス層１０５、固定磁性層１０６、反強磁性層
１０７及び保護層１０８を順次積層した構造である。図
７の磁気抵抗効果素子は、基体１００上に、下地層１０
１、第１フリー磁性層１０２、非磁性層１０４、固定磁
性層１０６、反強磁性層１０７及び保護層１０８を順次
積層した構造である。図８の磁気抵抗効果素子は、基体
１００上に、下地層１０１、第１フリー磁性層１０２、
第２フリー磁性層１０３、非磁性層１０４、固定磁性層
１０６、反強磁性層１０７及び保護層１０８を順次積層
した構造である。図９の磁気抵抗効果素子は、基体１０
０上に、下地層１０１、反強磁性層１０７、固定磁性層
１０６、ＭＲエンハンス層１０５、非磁性層１０４、第
１フリー磁性層１０２及び保護層１０８を順次積層した
構造である。図１０の磁気抵抗効果素子は、基体１００
上に、下地層１０１、反強磁性層１０７、固定磁性層１
０６、ＭＲエンハンス層１０５、非磁性層１０４、第２
フリー磁性層１０３、第１フリー磁性層１０２及び保護
層１０８を順次積層した構造である。図１１の磁気抵抗
効果素子は、基体１００上に、下地層１０１、反強磁性
層１０７、固定磁性層１０６、非磁性層１０４、第１フ
リー磁性層１０２及び保護層１０８を順次積層した構造
である。図１２の磁気抵抗効果素子は、基体１００上
に、下地層１０１、反強磁性層１０７、固定磁性層１０
６、非磁性層１０４、第２フリー磁性層１０３、第１フ
リー磁性層１０２及び保護層１０８を順次積層した構造
である。
果素子の膜構成の概念図である。図５の磁気抵抗効果素
子は、基体１００上に、下地層１０１、第１フリー磁性
層１０２、非磁性層１０４、ＭＲエンハンス層１０５、
固定磁性層１０６、反強磁性層１０７及び保護層１０８
を順次積層した構造である。図６の磁気抵抗効果素子
は、基体１００上に、下地層１０１、第１フリー磁性層
１０２、第２フリー磁性層１０３、非磁性層１０４、Ｍ
Ｒエンハンス層１０５、固定磁性層１０６、反強磁性層
１０７及び保護層１０８を順次積層した構造である。図
７の磁気抵抗効果素子は、基体１００上に、下地層１０
１、第１フリー磁性層１０２、非磁性層１０４、固定磁
性層１０６、反強磁性層１０７及び保護層１０８を順次
積層した構造である。図８の磁気抵抗効果素子は、基体
１００上に、下地層１０１、第１フリー磁性層１０２、
第２フリー磁性層１０３、非磁性層１０４、固定磁性層
１０６、反強磁性層１０７及び保護層１０８を順次積層
した構造である。図９の磁気抵抗効果素子は、基体１０
０上に、下地層１０１、反強磁性層１０７、固定磁性層
１０６、ＭＲエンハンス層１０５、非磁性層１０４、第
１フリー磁性層１０２及び保護層１０８を順次積層した
構造である。図１０の磁気抵抗効果素子は、基体１００
上に、下地層１０１、反強磁性層１０７、固定磁性層１
０６、ＭＲエンハンス層１０５、非磁性層１０４、第２
フリー磁性層１０３、第１フリー磁性層１０２及び保護
層１０８を順次積層した構造である。図１１の磁気抵抗
効果素子は、基体１００上に、下地層１０１、反強磁性
層１０７、固定磁性層１０６、非磁性層１０４、第１フ
リー磁性層１０２及び保護層１０８を順次積層した構造
である。図１２の磁気抵抗効果素子は、基体１００上
に、下地層１０１、反強磁性層１０７、固定磁性層１０
６、非磁性層１０４、第２フリー磁性層１０３、第１フ
リー磁性層１０２及び保護層１０８を順次積層した構造
である。
【００２５】下地層としては、２種以上の金属、具体的
には、Ｔａ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｗ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｐ
ｔ、Ｎｉ、Ｉｒ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｒｕ、Ｒ
ｈ、Ｒｅ、Ａｕ、Ｏｓ、Ｐｄ、Ｎｂ、Ｖ等からなる多層
膜を用いる。例えば、０．２〜６．０ｎｍのＴａ、０．
２〜１．５ｎｍのＨｆ、又は０．２〜２．５ｎｍのＺｒ
を用いる。
には、Ｔａ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｗ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｐ
ｔ、Ｎｉ、Ｉｒ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｒｕ、Ｒ
ｈ、Ｒｅ、Ａｕ、Ｏｓ、Ｐｄ、Ｎｂ、Ｖ等からなる多層
膜を用いる。例えば、０．２〜６．０ｎｍのＴａ、０．
２〜１．５ｎｍのＨｆ、又は０．２〜２．５ｎｍのＺｒ
を用いる。
【００２６】第１フリー磁性層及び第２フリー磁性層と
しては、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、ＮｉＦｅＣｏ、ＦｅＣ
ｏ、ＣｏＦｅＢ、ＣｏＺｒＭｏ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺ
ｒ、ＣｏＺｒＴａ、ＣｏＨｆ、ＣｏＴａ、ＣｏＴａＨ
ｆ、ＣｏＮｂＨｆ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＨｆＰｄ、Ｃｏ
ＴａＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＭｏＮｉ合金又はアモルファス
磁性材料を用いることができる。膜厚は１〜１０ｎｍ程
度が適当であり、望ましくは、０．１〜５ｎｍ程度が適
当である。非磁性層としてはＣｕ、Ｃｕに１〜２０ａｔ
％程度のＡｇを添加した材料、Ｃｕに１〜２０ａｔ％程
度のＲｅを添加した材料、Ｃｕ−Ａｕ合金を用いること
ができる。膜厚は２〜４ｎｍが望ましい。ＭＲエンハン
ス層としてはＣｏ、ＮｉＦｅＣｏ、ＦｅＣｏ等、又はＣ
ｏＦｅＢ、ＣｏＺｒＭｏ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺｒ、Ｃ
ｏＺｒＴａ、ＣｏＨｆ、ＣｏＴａ、ＣｏＴａＨｆ、Ｃｏ
ＮｂＨｆ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＨｆＰｄ、ＣｏＴａＺｒ
Ｎｂ、ＣｏＺｒＭｏＮｉ合金又はアモルファス磁性材料
を用いる。膜厚は０．５〜５ｎｍ程度が望ましい。ＭＲ
エンハンス層を用いない場合は、用いた場合に比べて若
干ＭＲ比が低下するが、用いない分だけ作製に要する工
程数は低減する。固定磁性層としては、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆ
ｅをベースにするグループからなる単体、合金、又は積
層膜を用いる。膜厚は１〜５０ｎｍ程度が望ましい。反
強磁性層としては、ＦｅＭｎ、ＮｉＭｎ、ＩｒＭｎ、Ｐ
ｔＰｄＭｎ、ＲｅＭｎ、ＰｔＭｎ、ＣｒＭｎ、Ｎｉ酸化
物、Ｆｅ酸化物、Ｎｉ酸化物とＣｏ酸化物の混合物、Ｎ
ｉ酸化物とＦｅ酸化物の混合物、Ｎｉ酸化物／Ｃｏ酸化
物２層膜、Ｎｉ酸化物／Ｆｅ酸化物２層膜などを用いる
ことができる。保護層としてはＡｌ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｔｉ
からなるグループの酸化物又は窒化物、Ｃｕ、Ａｕ、Ａ
ｇ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｉｒ、Ｓｉ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｃ
ｒ、Ａｌ、Ｃからなるグループ、又はそれらの混合物、
又は多層膜を用いることができる。保護層を用いること
により耐食性は向上するが、用いない場合は逆に製造工
程数が低減し生産性が向上する。
しては、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、ＮｉＦｅＣｏ、ＦｅＣ
ｏ、ＣｏＦｅＢ、ＣｏＺｒＭｏ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺ
ｒ、ＣｏＺｒＴａ、ＣｏＨｆ、ＣｏＴａ、ＣｏＴａＨ
ｆ、ＣｏＮｂＨｆ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＨｆＰｄ、Ｃｏ
ＴａＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＭｏＮｉ合金又はアモルファス
磁性材料を用いることができる。膜厚は１〜１０ｎｍ程
度が適当であり、望ましくは、０．１〜５ｎｍ程度が適
当である。非磁性層としてはＣｕ、Ｃｕに１〜２０ａｔ
％程度のＡｇを添加した材料、Ｃｕに１〜２０ａｔ％程
度のＲｅを添加した材料、Ｃｕ−Ａｕ合金を用いること
ができる。膜厚は２〜４ｎｍが望ましい。ＭＲエンハン
ス層としてはＣｏ、ＮｉＦｅＣｏ、ＦｅＣｏ等、又はＣ
ｏＦｅＢ、ＣｏＺｒＭｏ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺｒ、Ｃ
ｏＺｒＴａ、ＣｏＨｆ、ＣｏＴａ、ＣｏＴａＨｆ、Ｃｏ
ＮｂＨｆ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＨｆＰｄ、ＣｏＴａＺｒ
Ｎｂ、ＣｏＺｒＭｏＮｉ合金又はアモルファス磁性材料
を用いる。膜厚は０．５〜５ｎｍ程度が望ましい。ＭＲ
エンハンス層を用いない場合は、用いた場合に比べて若
干ＭＲ比が低下するが、用いない分だけ作製に要する工
程数は低減する。固定磁性層としては、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆ
ｅをベースにするグループからなる単体、合金、又は積
層膜を用いる。膜厚は１〜５０ｎｍ程度が望ましい。反
強磁性層としては、ＦｅＭｎ、ＮｉＭｎ、ＩｒＭｎ、Ｐ
ｔＰｄＭｎ、ＲｅＭｎ、ＰｔＭｎ、ＣｒＭｎ、Ｎｉ酸化
物、Ｆｅ酸化物、Ｎｉ酸化物とＣｏ酸化物の混合物、Ｎ
ｉ酸化物とＦｅ酸化物の混合物、Ｎｉ酸化物／Ｃｏ酸化
物２層膜、Ｎｉ酸化物／Ｆｅ酸化物２層膜などを用いる
ことができる。保護層としてはＡｌ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｔｉ
からなるグループの酸化物又は窒化物、Ｃｕ、Ａｕ、Ａ
ｇ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｉｒ、Ｓｉ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｃ
ｒ、Ａｌ、Ｃからなるグループ、又はそれらの混合物、
又は多層膜を用いることができる。保護層を用いること
により耐食性は向上するが、用いない場合は逆に製造工
程数が低減し生産性が向上する。
【００２７】
【実施例】はじめに、本発明のスピンバルブと比較する
ために、図５の構成の磁気抵抗効果素子において、下地
層１０１に５ｎｍ膜厚のＨｆ単層膜を用いた場合の諸特
性を調べた。この際、基体１００に厚さ１．１ｍｍのコ
ーニング７０５９ガラス基板、第１フリー磁性層１０２
に８．０ｎｍのＮｉ81Ｆｅ19（ａｔ％、スパッタにより
成膜する際のターゲット組成であり膜組成とは異なる、
以下の元素についても同じ）、非磁性層１０４に２．８
ｎｍのＣｕ、ＭＲエンハンス層１０５に０．４ｎｍのＣ
ｏ90Ｆｅ10（ａｔ％）、固定磁性層１０６に２．６ｎｍ
のＮｉ81Ｆｅ19（ａｔ％）、反強磁性層１０７に３０ｎ
ｍのＮｉ46Ｍｎ54（ａｔ％）、保護層１０８に３．０ｎ
ｍのＴａを用いた。ＮｉＭｎ層から固定磁性層に交換結
合力が印加されるようにするために、成膜後に２×１０
-6Ｐａの真空中において、２７０℃、５時間の熱処理を
施した。その結果、フリー磁性層の保磁力２．５Ｏｅ、
反強磁性層から固定磁性層へ印加される交換結合磁界４
６０Ｏｅ、磁気抵抗効果比２．８％が得られた。
ために、図５の構成の磁気抵抗効果素子において、下地
層１０１に５ｎｍ膜厚のＨｆ単層膜を用いた場合の諸特
性を調べた。この際、基体１００に厚さ１．１ｍｍのコ
ーニング７０５９ガラス基板、第１フリー磁性層１０２
に８．０ｎｍのＮｉ81Ｆｅ19（ａｔ％、スパッタにより
成膜する際のターゲット組成であり膜組成とは異なる、
以下の元素についても同じ）、非磁性層１０４に２．８
ｎｍのＣｕ、ＭＲエンハンス層１０５に０．４ｎｍのＣ
ｏ90Ｆｅ10（ａｔ％）、固定磁性層１０６に２．６ｎｍ
のＮｉ81Ｆｅ19（ａｔ％）、反強磁性層１０７に３０ｎ
ｍのＮｉ46Ｍｎ54（ａｔ％）、保護層１０８に３．０ｎ
ｍのＴａを用いた。ＮｉＭｎ層から固定磁性層に交換結
合力が印加されるようにするために、成膜後に２×１０
-6Ｐａの真空中において、２７０℃、５時間の熱処理を
施した。その結果、フリー磁性層の保磁力２．５Ｏｅ、
反強磁性層から固定磁性層へ印加される交換結合磁界４
６０Ｏｅ、磁気抵抗効果比２．８％が得られた。
【００２８】次に、図５の構成の磁気抵抗効果素子にお
いて、下地層１０１に二層膜を用い、第１下地層の膜厚
を一定として、第２下地層の膜厚を変化させた場合の諸
特性を調べた。この際、基体１００に厚さ１．１ｍｍの
コーニング７０５９ガラス基板、第１フリー磁性層１０
２に８．０ｎｍのＮｉ81Ｆｅ19（ａｔ％）、非磁性層１
０４に２．８ｎｍのＣｕ、ＭＲエンハンス層１０５に
０．４ｎｍのＣｏ90Ｆｅ10（ａｔ％）、固定磁性層１０
６に２．６ｎｍのＮｉ81Ｆｅ19（ａｔ％）、反強磁性層
１０７に３０ｎｍのＮｉＭｎ、保護層１０８に３．０ｎ
ｍのＴａを用いた。ＮｉＭｎ層から固定磁性層に交換結
合力が印加されるようにするために、成膜後に２×１０
-6Ｐａの真空中において、２７０℃、５時間の熱処理を
施した。第１下地層には３ｎｍのＨｆを用い、第２下地
層に用いたＴａの膜厚を変化させた。
いて、下地層１０１に二層膜を用い、第１下地層の膜厚
を一定として、第２下地層の膜厚を変化させた場合の諸
特性を調べた。この際、基体１００に厚さ１．１ｍｍの
コーニング７０５９ガラス基板、第１フリー磁性層１０
２に８．０ｎｍのＮｉ81Ｆｅ19（ａｔ％）、非磁性層１
０４に２．８ｎｍのＣｕ、ＭＲエンハンス層１０５に
０．４ｎｍのＣｏ90Ｆｅ10（ａｔ％）、固定磁性層１０
６に２．６ｎｍのＮｉ81Ｆｅ19（ａｔ％）、反強磁性層
１０７に３０ｎｍのＮｉＭｎ、保護層１０８に３．０ｎ
ｍのＴａを用いた。ＮｉＭｎ層から固定磁性層に交換結
合力が印加されるようにするために、成膜後に２×１０
-6Ｐａの真空中において、２７０℃、５時間の熱処理を
施した。第１下地層には３ｎｍのＨｆを用い、第２下地
層に用いたＴａの膜厚を変化させた。
【００２９】この場合のフリー磁性層の保磁力ＨｃとＴ
ａ膜厚との関係を図１３に、反強磁性層から固定磁性層
に印加される交換結合磁界ＨｅｘとＴａ膜厚との関係を
図１４に、磁気抵抗効果比（ＭＲ比）とＴａ膜厚との関
係を図１５に示す。Ｔａ層の膜厚が２．０ｎｍのときに
フリー磁性層のＨｃは最少になり、Ｈｅｘ及びＭＲ比は
最大になった。これは、Ｔａ層の膜厚が２ｎｍのとき
に、フリー磁性層と接しているＴａ層の最上近傍の原子
状態が、フリー磁性層の結晶成長にとって最も有利な状
態になっているためと考える。これよりも膜厚が薄いと
きはＴａ層の原子構造に第１下地層のＨｆの構造を反映
するために、またこれよりも厚いときはＴａ層の結晶成
長が優位に生じるために、Ｔａ層の状態が最適でなくな
ると思われる。
ａ膜厚との関係を図１３に、反強磁性層から固定磁性層
に印加される交換結合磁界ＨｅｘとＴａ膜厚との関係を
図１４に、磁気抵抗効果比（ＭＲ比）とＴａ膜厚との関
係を図１５に示す。Ｔａ層の膜厚が２．０ｎｍのときに
フリー磁性層のＨｃは最少になり、Ｈｅｘ及びＭＲ比は
最大になった。これは、Ｔａ層の膜厚が２ｎｍのとき
に、フリー磁性層と接しているＴａ層の最上近傍の原子
状態が、フリー磁性層の結晶成長にとって最も有利な状
態になっているためと考える。これよりも膜厚が薄いと
きはＴａ層の原子構造に第１下地層のＨｆの構造を反映
するために、またこれよりも厚いときはＴａ層の結晶成
長が優位に生じるために、Ｔａ層の状態が最適でなくな
ると思われる。
【００３０】次に、図５の構成の磁気抵抗効果素子にお
いて、下地層１０１に２層膜を用い、第２下地層の膜厚
を一定として、第１下地層の膜厚を変化させた場合の諸
特性を調べた。このとき、基体１００に厚さ１．１ｍｍ
のコーニング７０５９ガラス基板、第１フリー磁性層１
０２に８．０ｎｍのＮｉ81Ｆｅ19（ａｔ％）、非磁性層
１０４に２．８ｎｍのＣｕ、ＭＲエンハンス層１０５に
０．４ｎｍのＣｏ90Ｆｅ10（ａｔ％）、固定磁性層１０
６に２．６ｎｍのＮｉ81Ｆｅ19（ａｔ％）、反強磁性層
１０７に３０ｎｍのＮｉＭｎ、保護層１０８に３．０ｎ
ｍのＴａを用いた。ＮｉＭｎ層から固定磁性層に交換結
合力が印加されるようにするために、成膜後に２×１０
-6Ｐａの真空中において、２７０℃、５時間の熱処理を
施した。第２下地層には２ｎｍのＴａを用い、第１下地
層に用いたＨｆの膜厚を変化させた。
いて、下地層１０１に２層膜を用い、第２下地層の膜厚
を一定として、第１下地層の膜厚を変化させた場合の諸
特性を調べた。このとき、基体１００に厚さ１．１ｍｍ
のコーニング７０５９ガラス基板、第１フリー磁性層１
０２に８．０ｎｍのＮｉ81Ｆｅ19（ａｔ％）、非磁性層
１０４に２．８ｎｍのＣｕ、ＭＲエンハンス層１０５に
０．４ｎｍのＣｏ90Ｆｅ10（ａｔ％）、固定磁性層１０
６に２．６ｎｍのＮｉ81Ｆｅ19（ａｔ％）、反強磁性層
１０７に３０ｎｍのＮｉＭｎ、保護層１０８に３．０ｎ
ｍのＴａを用いた。ＮｉＭｎ層から固定磁性層に交換結
合力が印加されるようにするために、成膜後に２×１０
-6Ｐａの真空中において、２７０℃、５時間の熱処理を
施した。第２下地層には２ｎｍのＴａを用い、第１下地
層に用いたＨｆの膜厚を変化させた。
【００３１】この場合のフリー磁性層の保磁力ＨｃとＨ
ｆ膜厚との関係を図１６に、反強磁性層から固定磁性層
に印加される交換結合磁界ＨｅｘとＨｆ膜厚との関係を
図１７に、磁気抵抗効果比（ＭＲ比）とＨｆ膜厚との関
係を図１８に示す。Ｈｆ層の膜厚が２〜３ｎｍのときに
フリー磁性層のＨｃは最少になり、Ｈｅｘ及びＭＲ比は
最大になった。これは、Ｈｆ層の膜厚が２〜３ｎｍのと
きに、フリー磁性層と接しているＴａ層の最上近傍の原
子状態が、フリー磁性層の結晶成長にとって最も有利な
状態になっているためと考える。これよりも膜厚が薄い
ときはＴａ層の原子構造に第１下地層のＨｆの構造が反
映されないために、またこれよりも厚いときはＨｆ層の
影響が強すぎるために、Ｔａ層の状態が最適でなくなる
ためと思われる。
ｆ膜厚との関係を図１６に、反強磁性層から固定磁性層
に印加される交換結合磁界ＨｅｘとＨｆ膜厚との関係を
図１７に、磁気抵抗効果比（ＭＲ比）とＨｆ膜厚との関
係を図１８に示す。Ｈｆ層の膜厚が２〜３ｎｍのときに
フリー磁性層のＨｃは最少になり、Ｈｅｘ及びＭＲ比は
最大になった。これは、Ｈｆ層の膜厚が２〜３ｎｍのと
きに、フリー磁性層と接しているＴａ層の最上近傍の原
子状態が、フリー磁性層の結晶成長にとって最も有利な
状態になっているためと考える。これよりも膜厚が薄い
ときはＴａ層の原子構造に第１下地層のＨｆの構造が反
映されないために、またこれよりも厚いときはＨｆ層の
影響が強すぎるために、Ｔａ層の状態が最適でなくなる
ためと思われる。
【００３２】次に、図５の構成の磁気抵抗効果素子にお
いて、下地層１０１に２層膜を用いた場合の諸特性を調
べた。この際、基体１００に厚さ１．１ｍｍのコーニン
グ７０５９ガラス基板、第１フリー磁性層１０２に８．
０ｎｍのＮｉ81Ｆｅ19（ａｔ％）、非磁性層１０４に
２．８ｎｍのＣｕ、ＭＲエンハンス層１０５に０．４ｎ
ｍのＣｏ90Ｆｅ10（ａｔ％）、固定磁性層１０６に２．
６ｎｍのＮｉ81Ｆｅ19（ａｔ％）、反強磁性層１０７に
３０ｎｍのＮｉＭｎ、保護層１０８に３．０ｎｍのＴａ
を用いた。ＮｉＭｎ層から固定磁性層に交換結合力が印
加されるようにするために、成膜後に２×１０-6Ｐａの
真空中において、２７０℃、５時間の熱処理を施した。
いて、下地層１０１に２層膜を用いた場合の諸特性を調
べた。この際、基体１００に厚さ１．１ｍｍのコーニン
グ７０５９ガラス基板、第１フリー磁性層１０２に８．
０ｎｍのＮｉ81Ｆｅ19（ａｔ％）、非磁性層１０４に
２．８ｎｍのＣｕ、ＭＲエンハンス層１０５に０．４ｎ
ｍのＣｏ90Ｆｅ10（ａｔ％）、固定磁性層１０６に２．
６ｎｍのＮｉ81Ｆｅ19（ａｔ％）、反強磁性層１０７に
３０ｎｍのＮｉＭｎ、保護層１０８に３．０ｎｍのＴａ
を用いた。ＮｉＭｎ層から固定磁性層に交換結合力が印
加されるようにするために、成膜後に２×１０-6Ｐａの
真空中において、２７０℃、５時間の熱処理を施した。
【００３３】第１下地層／第２下地層にＴａ、Ｈｆ、Ｚ
ｒ、Ｗ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｉｒ、Ｃｕ、
Ａｇ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｒｅ、Ａｕ、Ｏｓ、Ｐ
ｄ、Ｎｂ、Ｖからなるグループの組み合わせを用いた場
合の、フリー磁性層の保磁力、反強磁性層から固定磁性
層に印加される交換結合磁界（Ｏｅ）、磁気抵抗効果比
（％）を図１９乃至図２４に示す。図中各項目の１列目
がフリー磁性層の保磁力（Ｏｅ）、２列目が交換結合磁
界、３列目が磁気抵抗効果比である。
ｒ、Ｗ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｉｒ、Ｃｕ、
Ａｇ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｒｅ、Ａｕ、Ｏｓ、Ｐ
ｄ、Ｎｂ、Ｖからなるグループの組み合わせを用いた場
合の、フリー磁性層の保磁力、反強磁性層から固定磁性
層に印加される交換結合磁界（Ｏｅ）、磁気抵抗効果比
（％）を図１９乃至図２４に示す。図中各項目の１列目
がフリー磁性層の保磁力（Ｏｅ）、２列目が交換結合磁
界、３列目が磁気抵抗効果比である。
【００３４】いずれの場合も下地層にＨｆ単層膜を用い
た場合と比較して、磁気抵抗変化率が上昇している。こ
れは、下地層の効果により上に成長した層の結晶構造が
改善されたことにより、２７０℃、５時間の熱処理後に
おいてもＣｕ層とフリー磁性層及び固定磁性層との間の
界面拡散が抑えられるためと考えられる。
た場合と比較して、磁気抵抗変化率が上昇している。こ
れは、下地層の効果により上に成長した層の結晶構造が
改善されたことにより、２７０℃、５時間の熱処理後に
おいてもＣｕ層とフリー磁性層及び固定磁性層との間の
界面拡散が抑えられるためと考えられる。
【００３５】次に、図５の構成の磁気抵抗効果素子にお
いて、反強磁性層の種類を変えて諸特性を調べた。この
際、基体１００に厚さ１．１ｍｍのコーニング７０５９
ガラス基板、下地層１０１にＨｆ（３ｎｍ）／Ｔａ（２
ｎｍ）２層膜、第１フリー磁性層１０２に８．０ｎｍの
Ｎｉ81Ｆｅ19（ａｔ％）、非磁性層１０４に２．８ｎｍ
のＣｕ、ＭＲエンハンス層１０５に０．４ｎｍのＣｏ90
Ｆｅ10（ａｔ％）、固定磁性層１０６に２．６ｎｍのＮ
ｉ81Ｆｅ19（ａｔ％）、保護層１０８に３．０ｎｍのＴ
ａを用いた。成膜後に、反強磁性層から固定磁性層への
交換結合磁界の付与を目的に熱処理を施した。反強磁性
層を変えた場合の、Ｈｅｘ及びＭＲ比は図２５のように
なる。
いて、反強磁性層の種類を変えて諸特性を調べた。この
際、基体１００に厚さ１．１ｍｍのコーニング７０５９
ガラス基板、下地層１０１にＨｆ（３ｎｍ）／Ｔａ（２
ｎｍ）２層膜、第１フリー磁性層１０２に８．０ｎｍの
Ｎｉ81Ｆｅ19（ａｔ％）、非磁性層１０４に２．８ｎｍ
のＣｕ、ＭＲエンハンス層１０５に０．４ｎｍのＣｏ90
Ｆｅ10（ａｔ％）、固定磁性層１０６に２．６ｎｍのＮ
ｉ81Ｆｅ19（ａｔ％）、保護層１０８に３．０ｎｍのＴ
ａを用いた。成膜後に、反強磁性層から固定磁性層への
交換結合磁界の付与を目的に熱処理を施した。反強磁性
層を変えた場合の、Ｈｅｘ及びＭＲ比は図２５のように
なる。
【００３６】次に、図５乃至図１２の各構成の磁気抵抗
効果素子において諸特性を調べた。この際、基体１００
は厚さ１．１ｍｍのコーニング７０５９ガラス基板、下
地層１０１はＨｆ（３ｎｍ）／Ｔａ（２ｎｍ）２層膜、
第１フリー磁性層１０２は６．０ｎｍのＮｉ81Ｆｅ
19（ａｔ％）、第２フリー磁性層１０３は１．０ｎｍの
Ｃｏ90Ｆｅ10（ａｔ％）、非磁性層１０４は２．８ｎｍ
のＣｕ、ＭＲエンハンス層１０５は１．０ｎｍのＣｏ90
Ｆｅ10（ａｔ％）、固定磁性層１０６は２．６ｎｍのＮ
ｉ81Ｆｅ19（ａｔ％）、反強磁性層１０７は３０ｎｍの
Ｎｉ46Ｍｎ54（ａｔ％）、保護層１０８は３．０ｎｍの
Ｔａとした。成膜後に、反強磁性層から固定磁性層への
交換結合磁界の付与を目的に、２７０℃、５時間の熱処
理を施した。それぞれの場合の諸特性を図２６に示す。
効果素子において諸特性を調べた。この際、基体１００
は厚さ１．１ｍｍのコーニング７０５９ガラス基板、下
地層１０１はＨｆ（３ｎｍ）／Ｔａ（２ｎｍ）２層膜、
第１フリー磁性層１０２は６．０ｎｍのＮｉ81Ｆｅ
19（ａｔ％）、第２フリー磁性層１０３は１．０ｎｍの
Ｃｏ90Ｆｅ10（ａｔ％）、非磁性層１０４は２．８ｎｍ
のＣｕ、ＭＲエンハンス層１０５は１．０ｎｍのＣｏ90
Ｆｅ10（ａｔ％）、固定磁性層１０６は２．６ｎｍのＮ
ｉ81Ｆｅ19（ａｔ％）、反強磁性層１０７は３０ｎｍの
Ｎｉ46Ｍｎ54（ａｔ％）、保護層１０８は３．０ｎｍの
Ｔａとした。成膜後に、反強磁性層から固定磁性層への
交換結合磁界の付与を目的に、２７０℃、５時間の熱処
理を施した。それぞれの場合の諸特性を図２６に示す。
【００３７】次に、本発明に適用できる磁気抵抗効果素
子の例として種々の磁性層を用いて磁気抵抗効果素子を
試作して、抵抗変化率、比抵抗、及び比抵抗変化量を測
定した。図５の構成の磁気抵抗効果素子において、第１
フリー磁性層１０２の種類を変えて諸特性を調べた。こ
の際、基体１００に厚さ１．１ｍｍのコーニング７０５
９ガラス基板、下地層１０１にＨｆ（３ｎｍ）／Ｔａ
（２ｎｍ）２層膜、非磁性層１０４に２．８ｎｍの、Ａ
ｇ1 Ｃｕ99（ａｔ％）、ＭＲエンハンス層１０５に１ｎ
ｍのＣｏ90Ｆｅ10（ａｔ％）、固定磁性層１０６に２．
６ｎｍのＮｉ81Ｆｅ19（ａｔ％）、保護層１０８に３．
０ｎｍのＴａを用いた。成膜後に、反強磁性層から固定
磁性層への交換結合磁界の付与を目的に熱処理を施し
た。第１フリー磁性層を変えた場合のＨｅｘ及びＭＲ比
は図２７のようになる。
子の例として種々の磁性層を用いて磁気抵抗効果素子を
試作して、抵抗変化率、比抵抗、及び比抵抗変化量を測
定した。図５の構成の磁気抵抗効果素子において、第１
フリー磁性層１０２の種類を変えて諸特性を調べた。こ
の際、基体１００に厚さ１．１ｍｍのコーニング７０５
９ガラス基板、下地層１０１にＨｆ（３ｎｍ）／Ｔａ
（２ｎｍ）２層膜、非磁性層１０４に２．８ｎｍの、Ａ
ｇ1 Ｃｕ99（ａｔ％）、ＭＲエンハンス層１０５に１ｎ
ｍのＣｏ90Ｆｅ10（ａｔ％）、固定磁性層１０６に２．
６ｎｍのＮｉ81Ｆｅ19（ａｔ％）、保護層１０８に３．
０ｎｍのＴａを用いた。成膜後に、反強磁性層から固定
磁性層への交換結合磁界の付与を目的に熱処理を施し
た。第１フリー磁性層を変えた場合のＨｅｘ及びＭＲ比
は図２７のようになる。
【００３８】次に、ガラス基板／Ｈｆ（３ｎｍ）／Ｔａ
（２ｎｍ）／Ｎｉ82Ｆｅ18（３ｎｍ）／Ｒｕ（０．４ｎ
ｍ）／Ｎｉ82Ｆｅ18（３ｎｍ）／Ｃｕ（２．５ｎｍ）／
Ｃｏ90Ｆｅ10（３．０ｎｍ）／Ｎｉ46Ｍｎ54（３０ｎ
ｍ）という構成で磁気抵抗効果素子を作成した。成膜は
マグネトロンスパッタ装置により、５００Ｏｅの印加磁
界中で行った。この磁気抵抗効果素子を成膜磁界に平行
な方向に磁界を印加し、Ｍ−Ｈ曲線を描かせたところ、
４．８％という抵抗変化率が得られた。この構成の膜で
は１μｍ幅にパターン化した素子においても磁界感度が
良好であった。これは、Ｎｉ82Ｆｅ18（３ｎｍ）／Ｒｕ
（０．４ｎｍ）／Ｎｉ82Ｆｅ18（３ｎｍ）部の２つのＮ
ｉ82Ｆｅ18層がＲｕを通してアンチフェロ的にカップリ
ングしているためにフリー磁性層の実効的な磁化が非常
に小さく、固定磁性層とフリー磁性層との間の静磁結合
が小さくなるためと考えられる。この素子の比抵抗は印
加磁場零で２９μΩｃｍであり、比抵抗変化量は１．５
μΩｃｍになった。
（２ｎｍ）／Ｎｉ82Ｆｅ18（３ｎｍ）／Ｒｕ（０．４ｎ
ｍ）／Ｎｉ82Ｆｅ18（３ｎｍ）／Ｃｕ（２．５ｎｍ）／
Ｃｏ90Ｆｅ10（３．０ｎｍ）／Ｎｉ46Ｍｎ54（３０ｎ
ｍ）という構成で磁気抵抗効果素子を作成した。成膜は
マグネトロンスパッタ装置により、５００Ｏｅの印加磁
界中で行った。この磁気抵抗効果素子を成膜磁界に平行
な方向に磁界を印加し、Ｍ−Ｈ曲線を描かせたところ、
４．８％という抵抗変化率が得られた。この構成の膜で
は１μｍ幅にパターン化した素子においても磁界感度が
良好であった。これは、Ｎｉ82Ｆｅ18（３ｎｍ）／Ｒｕ
（０．４ｎｍ）／Ｎｉ82Ｆｅ18（３ｎｍ）部の２つのＮ
ｉ82Ｆｅ18層がＲｕを通してアンチフェロ的にカップリ
ングしているためにフリー磁性層の実効的な磁化が非常
に小さく、固定磁性層とフリー磁性層との間の静磁結合
が小さくなるためと考えられる。この素子の比抵抗は印
加磁場零で２９μΩｃｍであり、比抵抗変化量は１．５
μΩｃｍになった。
【００３９】次に、ガラス基板／Ｈｆ（３ｎｍ）／Ｔａ
（２ｎｍ）／Ｎｉ82Ｆｅ18（８ｎｍ）／Ｃｕ（２．５ｎ
ｍ）／Ｃｏ90Ｆｅ10（２ｎｍ）／Ｒｕ（０．４ｎｍ）／
Ｃｏ90Ｆｅ10（２ｎｍ）／Ｎｉ46Ｍｎ54（３０ｎｍ）と
いう構成で磁気抵抗効果素子を作成した。成膜はマグネ
トロンスパッタ装置により、５００Ｏｅの印加磁界中で
行った。この磁気抵抗効果素子を成膜磁界に平行な方向
に磁界を印加し、Ｍ−Ｈ曲線を描かせたところ、４．９
％という抵抗変化率が得られた。この構成の膜では１μ
ｍ幅にパターン化した素子においても磁界感度が良好で
あった。これは、Ｃｏ90Ｆｅ10（２ｎｍ）／Ｒｕ（０．
４ｎｍ）／Ｃｏ90Ｆｅ10（２ｎｍ）部の２つのＣｏＦｅ
層がＲｕを通してアンチフェロ的にカップリングしてい
るためにフリー磁性層の実効的な磁化が非常に小さく、
固定磁性層とフリー磁性層との間の静磁結合が小さくな
るためと考えられる。この素子の比抵抗は印加磁場零で
２８μΩｃｍであり、比抵抗変化量は１．３μΩｃｍに
なった。
（２ｎｍ）／Ｎｉ82Ｆｅ18（８ｎｍ）／Ｃｕ（２．５ｎ
ｍ）／Ｃｏ90Ｆｅ10（２ｎｍ）／Ｒｕ（０．４ｎｍ）／
Ｃｏ90Ｆｅ10（２ｎｍ）／Ｎｉ46Ｍｎ54（３０ｎｍ）と
いう構成で磁気抵抗効果素子を作成した。成膜はマグネ
トロンスパッタ装置により、５００Ｏｅの印加磁界中で
行った。この磁気抵抗効果素子を成膜磁界に平行な方向
に磁界を印加し、Ｍ−Ｈ曲線を描かせたところ、４．９
％という抵抗変化率が得られた。この構成の膜では１μ
ｍ幅にパターン化した素子においても磁界感度が良好で
あった。これは、Ｃｏ90Ｆｅ10（２ｎｍ）／Ｒｕ（０．
４ｎｍ）／Ｃｏ90Ｆｅ10（２ｎｍ）部の２つのＣｏＦｅ
層がＲｕを通してアンチフェロ的にカップリングしてい
るためにフリー磁性層の実効的な磁化が非常に小さく、
固定磁性層とフリー磁性層との間の静磁結合が小さくな
るためと考えられる。この素子の比抵抗は印加磁場零で
２８μΩｃｍであり、比抵抗変化量は１．３μΩｃｍに
なった。
【００４０】次に、ガラス基板／Ｈｆ（３ｎｍ）／Ｔａ
（２ｎｍ）／Ｎｉ46Ｍｎ54（３０ｎｍ）／Ｃｏ90Ｆｅ10
（３ｎｍ）／Ｒｕ（０．４ｎｍ）／Ｃｏ90Ｆｅ10（３ｎ
ｍ）／Ｃｕ（２．５ｎｍ）／Ｃｏ92Ｚｒ3 Ｎｂ5 （３ｎ
ｍ）Ｒｕ（０．４ｎｍ）／Ｃｏ92Ｚｒ3 Ｎｂ5 （３ｎ
ｍ）という構成で磁気抵抗効果素子を作成した。成膜は
マグネトロンスパッタ装置により、５００Ｏｅの印加磁
界中で行った。この磁気抵抗効果素子を成膜磁界に平行
な方向に磁界を印加し、Ｍ−Ｈ曲線を描かせたところ、
４．５％という抵抗変化率が得られた。この構成の膜で
は１μｍ幅にパターン化した素子においても磁界感度が
良好であった。これは、Ｃｏ90Ｆｅ10（２ｎｍ）／Ｒｕ
（０．４ｎｍ）／Ｃｏ90Ｆｅ10（２ｎｍ）の２つのＣｏ
Ｆｅ層及びＣｏ92Ｚｒ3 Ｎｂ5 （３ｎｍ）／Ｒｕ（０．
４ｎｍ）／Ｃｏ92Ｚｒ3 Ｎｂ5 （３ｎｍ）部の２つのＣ
ｏ92Ｚｒ3 Ｎｂ5 層がＲｕを通してアンチフェロ的にカ
ップリングしているためにフリー磁性層の実効的な磁化
が非常に小さく、固定磁性層とフリー磁性層との間の静
磁結合が小さくなるためと考えられる。この素子の比抵
抗は印加磁場零で３８μΩｃｍであり、比抵抗変化量は
１．７μΩｃｍになった。
（２ｎｍ）／Ｎｉ46Ｍｎ54（３０ｎｍ）／Ｃｏ90Ｆｅ10
（３ｎｍ）／Ｒｕ（０．４ｎｍ）／Ｃｏ90Ｆｅ10（３ｎ
ｍ）／Ｃｕ（２．５ｎｍ）／Ｃｏ92Ｚｒ3 Ｎｂ5 （３ｎ
ｍ）Ｒｕ（０．４ｎｍ）／Ｃｏ92Ｚｒ3 Ｎｂ5 （３ｎ
ｍ）という構成で磁気抵抗効果素子を作成した。成膜は
マグネトロンスパッタ装置により、５００Ｏｅの印加磁
界中で行った。この磁気抵抗効果素子を成膜磁界に平行
な方向に磁界を印加し、Ｍ−Ｈ曲線を描かせたところ、
４．５％という抵抗変化率が得られた。この構成の膜で
は１μｍ幅にパターン化した素子においても磁界感度が
良好であった。これは、Ｃｏ90Ｆｅ10（２ｎｍ）／Ｒｕ
（０．４ｎｍ）／Ｃｏ90Ｆｅ10（２ｎｍ）の２つのＣｏ
Ｆｅ層及びＣｏ92Ｚｒ3 Ｎｂ5 （３ｎｍ）／Ｒｕ（０．
４ｎｍ）／Ｃｏ92Ｚｒ3 Ｎｂ5 （３ｎｍ）部の２つのＣ
ｏ92Ｚｒ3 Ｎｂ5 層がＲｕを通してアンチフェロ的にカ
ップリングしているためにフリー磁性層の実効的な磁化
が非常に小さく、固定磁性層とフリー磁性層との間の静
磁結合が小さくなるためと考えられる。この素子の比抵
抗は印加磁場零で３８μΩｃｍであり、比抵抗変化量は
１．７μΩｃｍになった。
【００４１】次に、これらの磁気抵抗効果素子をシール
ド型の磁気抵抗効果センサに適用した例を示す。はじめ
に、本発明の磁気抵抗効果素子を図１の磁気抵抗効果セ
ンサに用いた。このとき、下シールド層としてはＮｉＦ
ｅ、下ギャップ層としてはアルミナを用いた。磁気抵抗
効果素子としては図５の構成を用い、下地層１０１にＨ
ｆ（３ｎｍ）／Ｔａ（２ｎｍ）２層膜、第１フリー磁性
層１０２に８．０ｎｍのＮｉ81Ｆｅ19（ａｔ％）、非磁
性層１０４に２．８ｎｍのＣｕ、ＭＲエンハンス層１０
５に０．４ｎｍのＣｏ90Ｆｅ10（ａｔ％）、固定磁性層
１０６に２．６ｎｍのＮｉ81Ｆｅ19（ａｔ％）、反強磁
性層１０７に３０ｎｍのＮｉ46Ｍｎ54（ａｔ％）、保護
層１０８に３．０ｎｍのＴａを用いた。成膜後に、反強
磁性層から固定磁性層への交換結合磁界の付与を目的に
熱処理を施した。さらにこれを、ＰＲ工程により１×１
μｍの大きさに加工して用いた。この端部に接するよう
にＣｏＣｒＰｔとＭｏ下電極層を積層した。上ギャップ
層としてはアルミナ、上シールド層としてはＮｉＦｅを
用いた。このヘッドを図３のような記録再生一体型ヘッ
ドに加工及びスライダ加工し、ＣｏＣｒＴａ系媒体上に
データを記録再生した。この際、書き込みトラック幅は
１．５μｍ、書き込みギャップは０．２μｍ、読み込み
トラック幅は１．０μｍ、読み込みギャップは０．２１
μｍとした。媒体の保磁力は２．５ｋＯｅである。
ド型の磁気抵抗効果センサに適用した例を示す。はじめ
に、本発明の磁気抵抗効果素子を図１の磁気抵抗効果セ
ンサに用いた。このとき、下シールド層としてはＮｉＦ
ｅ、下ギャップ層としてはアルミナを用いた。磁気抵抗
効果素子としては図５の構成を用い、下地層１０１にＨ
ｆ（３ｎｍ）／Ｔａ（２ｎｍ）２層膜、第１フリー磁性
層１０２に８．０ｎｍのＮｉ81Ｆｅ19（ａｔ％）、非磁
性層１０４に２．８ｎｍのＣｕ、ＭＲエンハンス層１０
５に０．４ｎｍのＣｏ90Ｆｅ10（ａｔ％）、固定磁性層
１０６に２．６ｎｍのＮｉ81Ｆｅ19（ａｔ％）、反強磁
性層１０７に３０ｎｍのＮｉ46Ｍｎ54（ａｔ％）、保護
層１０８に３．０ｎｍのＴａを用いた。成膜後に、反強
磁性層から固定磁性層への交換結合磁界の付与を目的に
熱処理を施した。さらにこれを、ＰＲ工程により１×１
μｍの大きさに加工して用いた。この端部に接するよう
にＣｏＣｒＰｔとＭｏ下電極層を積層した。上ギャップ
層としてはアルミナ、上シールド層としてはＮｉＦｅを
用いた。このヘッドを図３のような記録再生一体型ヘッ
ドに加工及びスライダ加工し、ＣｏＣｒＴａ系媒体上に
データを記録再生した。この際、書き込みトラック幅は
１．５μｍ、書き込みギャップは０．２μｍ、読み込み
トラック幅は１．０μｍ、読み込みギャップは０．２１
μｍとした。媒体の保磁力は２．５ｋＯｅである。
【００４２】記録マーク長を変えて再生出力を測定した
ところ、再生出力が半減するマーク長で周波数が１５５
ｋＦＣＩとなった。再生出力はｐｅａｋｔｏｐｅａｋで
１．２ｍＶであり、ノイズの無い対称性の良好な波形が
得られた。Ｓ／Ｎは２６．４ｄＢ、エラーレートは１０
-6以下であった。また、このヘッドを８０℃、５００Ｏ
ｅの中で環境試験を行ったが２５００時間までの間でエ
ラーレートは全く変化しなかった。また、このヘッドを
電流密度２×１０7 Ａ／ｃｍ2 、環境温度８０℃という
条件のもとで通電試験を行ったところ、１０００時間ま
で抵抗値、抵抗変化率共に変化が見られなかった。
ところ、再生出力が半減するマーク長で周波数が１５５
ｋＦＣＩとなった。再生出力はｐｅａｋｔｏｐｅａｋで
１．２ｍＶであり、ノイズの無い対称性の良好な波形が
得られた。Ｓ／Ｎは２６．４ｄＢ、エラーレートは１０
-6以下であった。また、このヘッドを８０℃、５００Ｏ
ｅの中で環境試験を行ったが２５００時間までの間でエ
ラーレートは全く変化しなかった。また、このヘッドを
電流密度２×１０7 Ａ／ｃｍ2 、環境温度８０℃という
条件のもとで通電試験を行ったところ、１０００時間ま
で抵抗値、抵抗変化率共に変化が見られなかった。
【００４３】次に、本発明の磁気抵抗効果素子を図１の
磁気抵抗効果センサに用いた。このとき、下シールド層
としてはＮｉＦｅ、下ギャップ層としてはアルミナを用
いた。磁気抵抗効果素子としては図５の構成を用い、下
地層１０１にＷ（３ｎｍ）／Ｔａ（２ｎｍ）２層膜、第
１フリー磁性層１０２に８．０ｎｍのＮｉ81Ｆｅ19（ａ
ｔ％）、非磁性層１０４に２．８ｎｍのＣｕ、ＭＲエン
ハンス層１０５に０．４ｎｍのＣｏ90Ｆｅ10（ａｔ
％）、固定磁性層１０６に２．６ｎｍのＮｉ81Ｆｅ
19（ａｔ％）、反強磁性層１０７に３０ｎｍのＮｉ46Ｍ
ｎ54（ａｔ％）、保護層１０８に３．０ｎｍのＴａを用
いた。成膜後に、反強磁性層から固定磁性層への交換結
合磁界の付与を目的に熱処理を施した。さらにこれを、
ＰＲ工程により１×１μｍの大きさに加工して用いた。
この端部に接するようにＣｏＣｒＰｔとＭｏ下電極層を
積層した。上ギャップ層としてはアルミナ、上シールド
層としてはＮｉＦｅを用いた。このヘッドを図３のよう
な記録再生一体型ヘッドに加工およびスライダ加工し、
ＣｏＣｒＴａ系媒体上にデータを記録再生した。この
際、書き込みトラック幅は１．５μｍ、書き込みギャッ
プは０．２μｍ、読み込みトラック幅は１．０μｍ、読
み込みギャップは０．２１μｍとした。媒体の保磁力は
２．５ｋＯｅである。
磁気抵抗効果センサに用いた。このとき、下シールド層
としてはＮｉＦｅ、下ギャップ層としてはアルミナを用
いた。磁気抵抗効果素子としては図５の構成を用い、下
地層１０１にＷ（３ｎｍ）／Ｔａ（２ｎｍ）２層膜、第
１フリー磁性層１０２に８．０ｎｍのＮｉ81Ｆｅ19（ａ
ｔ％）、非磁性層１０４に２．８ｎｍのＣｕ、ＭＲエン
ハンス層１０５に０．４ｎｍのＣｏ90Ｆｅ10（ａｔ
％）、固定磁性層１０６に２．６ｎｍのＮｉ81Ｆｅ
19（ａｔ％）、反強磁性層１０７に３０ｎｍのＮｉ46Ｍ
ｎ54（ａｔ％）、保護層１０８に３．０ｎｍのＴａを用
いた。成膜後に、反強磁性層から固定磁性層への交換結
合磁界の付与を目的に熱処理を施した。さらにこれを、
ＰＲ工程により１×１μｍの大きさに加工して用いた。
この端部に接するようにＣｏＣｒＰｔとＭｏ下電極層を
積層した。上ギャップ層としてはアルミナ、上シールド
層としてはＮｉＦｅを用いた。このヘッドを図３のよう
な記録再生一体型ヘッドに加工およびスライダ加工し、
ＣｏＣｒＴａ系媒体上にデータを記録再生した。この
際、書き込みトラック幅は１．５μｍ、書き込みギャッ
プは０．２μｍ、読み込みトラック幅は１．０μｍ、読
み込みギャップは０．２１μｍとした。媒体の保磁力は
２．５ｋＯｅである。
【００４４】記録マーク長を変えて再生出力を測定した
ところ、再生出力が半減するマーク長で周波数が１５０
ｋＦＣＩとなった。再生出力はｐｅａｋｔｏｐｅａｋで
１．１ｍＶであり、ノイズの無い対称性の良好な波形が
得られた。Ｓ／Ｎは２６．０ｄＢ、エラーレートは１０
-6以下であった。また、このヘッドを８０℃、５００Ｏ
ｅの中で環境試験を行ったが２５００時間までの間でエ
ラーレートは全く変化しなかった。また、このヘッドを
電流密度２×１０7 Ａ／ｃｍ2 、環境温度８０℃という
条件のもとで通電試験を行ったところ、１０００時間ま
で抵抗値、抵抗変化率共に変化が見られなかった。
ところ、再生出力が半減するマーク長で周波数が１５０
ｋＦＣＩとなった。再生出力はｐｅａｋｔｏｐｅａｋで
１．１ｍＶであり、ノイズの無い対称性の良好な波形が
得られた。Ｓ／Ｎは２６．０ｄＢ、エラーレートは１０
-6以下であった。また、このヘッドを８０℃、５００Ｏ
ｅの中で環境試験を行ったが２５００時間までの間でエ
ラーレートは全く変化しなかった。また、このヘッドを
電流密度２×１０7 Ａ／ｃｍ2 、環境温度８０℃という
条件のもとで通電試験を行ったところ、１０００時間ま
で抵抗値、抵抗変化率共に変化が見られなかった。
【００４５】次に、本発明の磁気抵抗効果素子を図１の
磁気抵抗効果センサに用いた。このとき、下シールド層
としてはＮｉＦｅ、下ギャップ層としてはアルミナを用
いた。磁気抵抗効果素子としては図５の構成を用い、下
地層１０１にＺｒ（３ｎｍ）／Ｔａ（２ｎｍ）２層膜、
第１フリー層１０２に８．０ｎｍのＮｉ81Ｆｅ19（ａｔ
％）、非磁性層１０４に２．８ｎｍのＣｕ、ＭＲエンハ
ンス層１０５に０．４ｎｍのＣｏ90Ｆｅ10（ａｔ％）、
固定磁性層１０６に２．６ｎｍのＮｉ81Ｆｅ19 （ａｔ
％）、反強磁性層１０７に３０ｎｍのＮｉ46Ｍｎ54（ａ
ｔ％）、保護層１０８に３．０ｎｍのＴａを用いた。成
膜後に、反強磁性層から固定磁性層への交換結合磁界の
付与を目的に熱処理を施した。さらにこれを、ＰＲ工程
により１×１μｍの大きさに加工して用いた。この端部
に接するようにＣｏＣｒＰｔとＭｏ下電極層を積層し
た。上ギャップ層としてはアルミナ、上シールド層とし
てはＮｉＦｅを用いた。このヘッドを図３のような記録
再生一体型ヘッドに加工およびスライダ加工し、ＣｏＣ
ｒＴａ系媒体上にデータを記録再生した。この際、書き
込みトラック幅は１．５μｍ、書き込みギャップは０．
２μｍ、読み込みトラック幅は１．０μｍ、読み込みギ
ャップは０．２１μｍとした。媒体の保磁力は２．５ｋ
Ｏｅである。
磁気抵抗効果センサに用いた。このとき、下シールド層
としてはＮｉＦｅ、下ギャップ層としてはアルミナを用
いた。磁気抵抗効果素子としては図５の構成を用い、下
地層１０１にＺｒ（３ｎｍ）／Ｔａ（２ｎｍ）２層膜、
第１フリー層１０２に８．０ｎｍのＮｉ81Ｆｅ19（ａｔ
％）、非磁性層１０４に２．８ｎｍのＣｕ、ＭＲエンハ
ンス層１０５に０．４ｎｍのＣｏ90Ｆｅ10（ａｔ％）、
固定磁性層１０６に２．６ｎｍのＮｉ81Ｆｅ19 （ａｔ
％）、反強磁性層１０７に３０ｎｍのＮｉ46Ｍｎ54（ａ
ｔ％）、保護層１０８に３．０ｎｍのＴａを用いた。成
膜後に、反強磁性層から固定磁性層への交換結合磁界の
付与を目的に熱処理を施した。さらにこれを、ＰＲ工程
により１×１μｍの大きさに加工して用いた。この端部
に接するようにＣｏＣｒＰｔとＭｏ下電極層を積層し
た。上ギャップ層としてはアルミナ、上シールド層とし
てはＮｉＦｅを用いた。このヘッドを図３のような記録
再生一体型ヘッドに加工およびスライダ加工し、ＣｏＣ
ｒＴａ系媒体上にデータを記録再生した。この際、書き
込みトラック幅は１．５μｍ、書き込みギャップは０．
２μｍ、読み込みトラック幅は１．０μｍ、読み込みギ
ャップは０．２１μｍとした。媒体の保磁力は２．５ｋ
Ｏｅである。
【００４６】記録マーク長を変えて再生出力を測定した
ところ、再生出力が半減するマーク長で周波数が１５８
ｋＦＣＩとなった。再生出力はｐｅａｋｔｏｐｅａｋで
１．１ｍＶであり、ノイズの無い対称性の良好な波形が
得られた。Ｓ／Ｎは２６．３ｄＢ、エラーレートは１０
-6以下であった。また、このヘッドを８０℃、５００Ｏ
ｅの中で環境試験を行ったが２５００時間までの間でエ
ラーレートは全く変化しなかった。また、このヘッドを
電流密度２×１０7 Ａ／ｃｍ2 、環境温度８０℃という
条件のもとで通電試験を行ったところ、１０００時間ま
で抵抗値、抵抗変化率共に変化が見られなかった。
ところ、再生出力が半減するマーク長で周波数が１５８
ｋＦＣＩとなった。再生出力はｐｅａｋｔｏｐｅａｋで
１．１ｍＶであり、ノイズの無い対称性の良好な波形が
得られた。Ｓ／Ｎは２６．３ｄＢ、エラーレートは１０
-6以下であった。また、このヘッドを８０℃、５００Ｏ
ｅの中で環境試験を行ったが２５００時間までの間でエ
ラーレートは全く変化しなかった。また、このヘッドを
電流密度２×１０7 Ａ／ｃｍ2 、環境温度８０℃という
条件のもとで通電試験を行ったところ、１０００時間ま
で抵抗値、抵抗変化率共に変化が見られなかった。
【００４７】次に、本発明の磁気抵抗効果素子を図２の
磁気抵抗効果センサに用いた。このとき、下シールド層
としてはＦｅＴａＮ、下ギャップ層としてはアモルファ
スカーボン、磁気抵抗効果素子としては図６の構成を用
い、下地層１０１にＴａ（５ｎｍ）／Ｈｆ（２ｎｍ）２
層膜、第１フリー磁性層１０２に６．０ｎｍのＮｉ81Ｆ
ｅ19（ａｔ％）、第２フリー磁性層１０３に１．０ｎｍ
のＣｏ90Ｆｅ10（ａｔ％）、非磁性層１０４に２．８ｎ
ｍのＣｕ、ＭＲエンハンス層１０５に１．０ｎｍのＣｏ
90Ｆｅ10（ａｔ％）、固定磁性層１０６に２．６ｎｍの
Ｎｉ81Ｆｅ19（ａｔ％）、反強磁性層１０７に３０ｎｍ
のＮｉ46Ｍｎ54（ａｔ％）、保護層１０８に３．０ｎｍ
のＴａを用いた。成膜後に、反強磁性層から固定磁性層
への交換結合磁界の付与を目的に熱処理を施した。さら
にこれを、ＰＲ工程により１×１μｍの大きさに加工し
て用いた。この素子部に一部重なるようにＣｏＣｒＰｔ
とＭｏ下電極層を積層した。上ギャップ層としてはアル
ミナ、上シールド層としてはＮｉＦｅを用いた。このヘ
ッドを図３のような記録再生一体型ヘッドに加工及びス
ライダ加工し、ＣｏＣｒＴａ系媒体上にデータを記録再
生した。この際、書き込みトラック幅は１．５μｍ、書
き込みギャップは０．２μｍ、読み込みトラック幅は
１．０μｍ、読み込みギャップは０．２１μｍとした。
媒体の保磁力は２．５ｋＯｅである。
磁気抵抗効果センサに用いた。このとき、下シールド層
としてはＦｅＴａＮ、下ギャップ層としてはアモルファ
スカーボン、磁気抵抗効果素子としては図６の構成を用
い、下地層１０１にＴａ（５ｎｍ）／Ｈｆ（２ｎｍ）２
層膜、第１フリー磁性層１０２に６．０ｎｍのＮｉ81Ｆ
ｅ19（ａｔ％）、第２フリー磁性層１０３に１．０ｎｍ
のＣｏ90Ｆｅ10（ａｔ％）、非磁性層１０４に２．８ｎ
ｍのＣｕ、ＭＲエンハンス層１０５に１．０ｎｍのＣｏ
90Ｆｅ10（ａｔ％）、固定磁性層１０６に２．６ｎｍの
Ｎｉ81Ｆｅ19（ａｔ％）、反強磁性層１０７に３０ｎｍ
のＮｉ46Ｍｎ54（ａｔ％）、保護層１０８に３．０ｎｍ
のＴａを用いた。成膜後に、反強磁性層から固定磁性層
への交換結合磁界の付与を目的に熱処理を施した。さら
にこれを、ＰＲ工程により１×１μｍの大きさに加工し
て用いた。この素子部に一部重なるようにＣｏＣｒＰｔ
とＭｏ下電極層を積層した。上ギャップ層としてはアル
ミナ、上シールド層としてはＮｉＦｅを用いた。このヘ
ッドを図３のような記録再生一体型ヘッドに加工及びス
ライダ加工し、ＣｏＣｒＴａ系媒体上にデータを記録再
生した。この際、書き込みトラック幅は１．５μｍ、書
き込みギャップは０．２μｍ、読み込みトラック幅は
１．０μｍ、読み込みギャップは０．２１μｍとした。
媒体の保磁力は２．５ｋＯｅである。
【００４８】記録マーク長を変えて再生出力を測定した
ところ、再生出力が半減するマーク長で周波数が１６０
ｋＦＣＩとなった。再生出力はｐｅａｋｔｏｐｅａｋで
１．８ｍＶであり、ノイズの無い対称性の良好な波形が
得られた。Ｓ／Ｎは２６．８ｄＢ、エラーレートは１０
-6以下であった。また、このヘッドを８０℃、５００Ｏ
ｅの中で環境試験を行ったが２５００時間までの間でエ
ラーレートは全く変化しなかった。また、このヘッドを
電流密度２×１０7 Ａ／ｃｍ2 、環境温度８０℃という
条件のもとで通電試験を行ったところ、１０００時間ま
で抵抗値、抵抗変化率共に変化が見られなかった。
ところ、再生出力が半減するマーク長で周波数が１６０
ｋＦＣＩとなった。再生出力はｐｅａｋｔｏｐｅａｋで
１．８ｍＶであり、ノイズの無い対称性の良好な波形が
得られた。Ｓ／Ｎは２６．８ｄＢ、エラーレートは１０
-6以下であった。また、このヘッドを８０℃、５００Ｏ
ｅの中で環境試験を行ったが２５００時間までの間でエ
ラーレートは全く変化しなかった。また、このヘッドを
電流密度２×１０7 Ａ／ｃｍ2 、環境温度８０℃という
条件のもとで通電試験を行ったところ、１０００時間ま
で抵抗値、抵抗変化率共に変化が見られなかった。
【００４９】次に、本発明の磁気抵抗効果素子を図２の
磁気抵抗効果センサに用いた。このとき、下シールド層
としてはＦｅＴａＮ、下ギャップ層としてはアモルファ
スカーボン、磁気抵抗効果素子としては図６の構成を用
い、下地層１０１にＴａ（５ｎｍ）／Ｗ（２ｎｍ）２層
膜、第１フリー磁性層１０２に６．０ｎｍのＮｉ81Ｆｅ
19（ａｔ％）第２フリー磁性層１０３に１．０ｎｍのＣ
ｏ90Ｆｅ10（ａｔ％）、非磁性層１０４に２．８ｎｍの
Ｃｕ、ＭＲエンハンス層１０５に１．０ｎｍのＣｏ90Ｆ
ｅ10（ａｔ％）、固定磁性層１０６に２．６ｎｍのＮｉ
81Ｆｅ19（ａｔ％）、反強磁性層１０７に３０ｎｍのＮ
ｉ46Ｍｎ54（ａｔ％）、保護層１０８に３．０ｎｍのＴ
ａを用いた。成膜後に、反強磁性層から固定磁性層への
交換結合磁界の付与を目的に熱処理を施した。さらにこ
れを、ＰＲ工程により１×１μｍの大きさに加工して用
いた。この素子部に一部重なるようにＣｏＣｒＰｔとＭ
ｏ下電極層を積層した。上ギャップ層としてはアルミ
ナ、上シールド層としてはＮｉＦｅを用いた。このヘッ
ドを図３のような記録再生一体型ヘッドに加工及びスラ
イダ加工し、ＣｏＣｒＴａ系媒体上にデータを記録再生
した。この際、書き込みトラック幅は１．５μｍ、書き
込みギャップは０．２μｍ、読み込みトラック幅は１．
０μｍ、読み込みギャップは０．２１μｍとした。媒体
の保磁力は２．５ｋＯｅである。
磁気抵抗効果センサに用いた。このとき、下シールド層
としてはＦｅＴａＮ、下ギャップ層としてはアモルファ
スカーボン、磁気抵抗効果素子としては図６の構成を用
い、下地層１０１にＴａ（５ｎｍ）／Ｗ（２ｎｍ）２層
膜、第１フリー磁性層１０２に６．０ｎｍのＮｉ81Ｆｅ
19（ａｔ％）第２フリー磁性層１０３に１．０ｎｍのＣ
ｏ90Ｆｅ10（ａｔ％）、非磁性層１０４に２．８ｎｍの
Ｃｕ、ＭＲエンハンス層１０５に１．０ｎｍのＣｏ90Ｆ
ｅ10（ａｔ％）、固定磁性層１０６に２．６ｎｍのＮｉ
81Ｆｅ19（ａｔ％）、反強磁性層１０７に３０ｎｍのＮ
ｉ46Ｍｎ54（ａｔ％）、保護層１０８に３．０ｎｍのＴ
ａを用いた。成膜後に、反強磁性層から固定磁性層への
交換結合磁界の付与を目的に熱処理を施した。さらにこ
れを、ＰＲ工程により１×１μｍの大きさに加工して用
いた。この素子部に一部重なるようにＣｏＣｒＰｔとＭ
ｏ下電極層を積層した。上ギャップ層としてはアルミ
ナ、上シールド層としてはＮｉＦｅを用いた。このヘッ
ドを図３のような記録再生一体型ヘッドに加工及びスラ
イダ加工し、ＣｏＣｒＴａ系媒体上にデータを記録再生
した。この際、書き込みトラック幅は１．５μｍ、書き
込みギャップは０．２μｍ、読み込みトラック幅は１．
０μｍ、読み込みギャップは０．２１μｍとした。媒体
の保磁力は２．５ｋＯｅである。
【００５０】記録マーク長を変えて再生出力を測定した
ところ、再生出力が半減するマーク長で周波数が１６０
ｋＦＣＩとなった。再生出力はｐｅａｋｔｏｐｅａｋで
１．６ｍＶであり、ノイズの無い対称性の良好な波形が
得られた。Ｓ／Ｎは２６．４ｄＢ、エラーレートは１０
-6以下であった。また、このヘッドを８０℃、５００Ｏ
ｅの中で環境試験を行ったが２５００時間までの間でエ
ラーレートは全く変化しなかった。また、このヘッドを
電流密度２×１０7 Ａ／ｃｍ2 、環境温度８０℃という
条件のもとで通電試験を行ったところ、１０００時間ま
で抵抗値、抵抗変化率共に変化が見られなかった。
ところ、再生出力が半減するマーク長で周波数が１６０
ｋＦＣＩとなった。再生出力はｐｅａｋｔｏｐｅａｋで
１．６ｍＶであり、ノイズの無い対称性の良好な波形が
得られた。Ｓ／Ｎは２６．４ｄＢ、エラーレートは１０
-6以下であった。また、このヘッドを８０℃、５００Ｏ
ｅの中で環境試験を行ったが２５００時間までの間でエ
ラーレートは全く変化しなかった。また、このヘッドを
電流密度２×１０7 Ａ／ｃｍ2 、環境温度８０℃という
条件のもとで通電試験を行ったところ、１０００時間ま
で抵抗値、抵抗変化率共に変化が見られなかった。
【００５１】次に、本発明による反強磁性材料を図２の
磁気抵抗効果センサに用いた。このとき、下シールド層
としてはＦｅＴａＮ、下ギャップ層としてはアモルファ
スカーボン、磁気抵抗効果素子としては図６の構成を用
い、下地層１０１にＴａ（５ｎｍ）／Ｈｆ（２ｎｍ）２
層膜、第１フリー磁性層１０２に６．０ｎｍのＮｉ81Ｆ
ｅ19（ａｔ％）第２フリー磁性層１０３に１．０ｎｍの
Ｃｏ90Ｆｅ10（ａｔ％）、非磁性層１０４に２．８ｎｍ
のＣｕ、ＭＲエンハンス層１０５に１．０ｎｍのＣｏ90
Ｆｅ10（ａｔ％）、固定磁性層１０６に２．６ｎｍのＮ
ｉ81Ｆｅ19（ａｔ％）、反強磁性層１０７に３０ｎｍの
Ｎｉ46Ｍｎ54（ａｔ％）、保護層１０８に３．０ｎｍの
Ｔａを用いた。成膜後に、反強磁性層から固定磁性層へ
の交換結合磁界の付与を目的に熱処理を施した。さらに
これを、ＰＲ工程により１×１μｍの大きさに加工して
用いた。この素子部に一部重なるようにＣｏＣｒＰｔと
Ｍｏ下電極層を積層した。上ギャップ層としてはアルミ
ナ、上シールド層としてはＮｉＦｅを用いた。このヘッ
ドを図３のような記録再生一体型ヘッドに加工及びスラ
イダ加工し、ＣｏＣｒＴａ系媒体上にデータを記録再生
した。この際、書き込みトラック幅は１．５μｍ、書き
込みギャップは０．２μｍ、読み込みトラック幅は１．
０μｍ、読み込みギャップは０．２１μｍとした。媒体
の保磁力は２．５ｋＯｅである。
磁気抵抗効果センサに用いた。このとき、下シールド層
としてはＦｅＴａＮ、下ギャップ層としてはアモルファ
スカーボン、磁気抵抗効果素子としては図６の構成を用
い、下地層１０１にＴａ（５ｎｍ）／Ｈｆ（２ｎｍ）２
層膜、第１フリー磁性層１０２に６．０ｎｍのＮｉ81Ｆ
ｅ19（ａｔ％）第２フリー磁性層１０３に１．０ｎｍの
Ｃｏ90Ｆｅ10（ａｔ％）、非磁性層１０４に２．８ｎｍ
のＣｕ、ＭＲエンハンス層１０５に１．０ｎｍのＣｏ90
Ｆｅ10（ａｔ％）、固定磁性層１０６に２．６ｎｍのＮ
ｉ81Ｆｅ19（ａｔ％）、反強磁性層１０７に３０ｎｍの
Ｎｉ46Ｍｎ54（ａｔ％）、保護層１０８に３．０ｎｍの
Ｔａを用いた。成膜後に、反強磁性層から固定磁性層へ
の交換結合磁界の付与を目的に熱処理を施した。さらに
これを、ＰＲ工程により１×１μｍの大きさに加工して
用いた。この素子部に一部重なるようにＣｏＣｒＰｔと
Ｍｏ下電極層を積層した。上ギャップ層としてはアルミ
ナ、上シールド層としてはＮｉＦｅを用いた。このヘッ
ドを図３のような記録再生一体型ヘッドに加工及びスラ
イダ加工し、ＣｏＣｒＴａ系媒体上にデータを記録再生
した。この際、書き込みトラック幅は１．５μｍ、書き
込みギャップは０．２μｍ、読み込みトラック幅は１．
０μｍ、読み込みギャップは０．２１μｍとした。媒体
の保磁力は２．５ｋＯｅである。
【００５２】記録マーク長を変えて再生出力を測定した
ところ、再生出力が半減するマーク長で周波数が１６０
ｋＦＣＩとなった。再生出力はｐｅａｋｔｏｐｅａｋで
１．８ｍＶであり、ノイズの無い対称性の良好な波形が
得られた。Ｓ／Ｎは２６．８ｄＢ、エラーレートは１０
-6以下であった。また、このヘッドを８０℃、５００Ｏ
ｅの中で環境試験を行ったが２５００時間までの間でエ
ラーレートは全く変化しなかった。また、このヘッドを
電流密度２×１０7 Ａ／ｃｍ2 、環境温度８０℃という
条件のもとで通電試験を行ったところ、１０００時間ま
で抵抗値、抵抗変化率共に変化が見られなかった。
ところ、再生出力が半減するマーク長で周波数が１６０
ｋＦＣＩとなった。再生出力はｐｅａｋｔｏｐｅａｋで
１．８ｍＶであり、ノイズの無い対称性の良好な波形が
得られた。Ｓ／Ｎは２６．８ｄＢ、エラーレートは１０
-6以下であった。また、このヘッドを８０℃、５００Ｏ
ｅの中で環境試験を行ったが２５００時間までの間でエ
ラーレートは全く変化しなかった。また、このヘッドを
電流密度２×１０7 Ａ／ｃｍ2 、環境温度８０℃という
条件のもとで通電試験を行ったところ、１０００時間ま
で抵抗値、抵抗変化率共に変化が見られなかった。
【００５３】次に、本発明による反強磁性材料を図２の
磁気抵抗効果センサに用いた。このとき、下シールド層
としてはＦｅＴａＮ、下ギャップ層としてはアモルファ
スカーボン、磁気抵抗効果素子としては図６の構成を用
い、下地層１０１にＴａ（５ｎｍ）／Ｚｒ（２ｎｍ）２
層膜、第１フリー磁性層１０２に６．０ｎｍのＮｉ81Ｆ
ｅ19（ａｔ％）第２フリー磁性層１０３に１．０ｎｍの
Ｃｏ90Ｆｅ10（ａｔ％）、非磁性層１０４に２．８ｎｍ
のＣｕ、ＭＲエンハンス層１０５に１．０ｎｍのＣｏ90
Ｆｅ10（ａｔ％）、固定磁性層１０６に２．６ｎｍのＮ
ｉ81Ｆｅ19（ａｔ％）、反強磁性層１０７に３０ｎｍの
Ｎｉ46Ｍｎ54（ａｔ％）、保護層１０８に３．０ｎｍの
Ｔａを用いた。成膜後に、反強磁性層から固定磁性層へ
の交換結合磁界の付与を目的に熱処理を施した。さらに
これを、ＰＲ工程により１×１μｍの大きさに加工して
用いた。この素子部に一部重なるようにＣｏＣｒＰｔと
Ｍｏ下電極層を積層した。上ギャップ層としてはアルミ
ナ、上シールド層としてはＮｉＦｅを用いた。このヘッ
ドを図３のような記録再生一体型ヘッドに加工及びスラ
イダ加工し、ＣｏＣｒＴａ系媒体上にデータを記録再生
した。この際、書き込みトラック幅は１．５μｍ、書き
込みギャップは０．２μｍ、読み込みトラック幅は１．
０μｍ、読み込みギャップは０．２１μｍとした。媒体
の保磁力は２．５ｋＯｅである。
磁気抵抗効果センサに用いた。このとき、下シールド層
としてはＦｅＴａＮ、下ギャップ層としてはアモルファ
スカーボン、磁気抵抗効果素子としては図６の構成を用
い、下地層１０１にＴａ（５ｎｍ）／Ｚｒ（２ｎｍ）２
層膜、第１フリー磁性層１０２に６．０ｎｍのＮｉ81Ｆ
ｅ19（ａｔ％）第２フリー磁性層１０３に１．０ｎｍの
Ｃｏ90Ｆｅ10（ａｔ％）、非磁性層１０４に２．８ｎｍ
のＣｕ、ＭＲエンハンス層１０５に１．０ｎｍのＣｏ90
Ｆｅ10（ａｔ％）、固定磁性層１０６に２．６ｎｍのＮ
ｉ81Ｆｅ19（ａｔ％）、反強磁性層１０７に３０ｎｍの
Ｎｉ46Ｍｎ54（ａｔ％）、保護層１０８に３．０ｎｍの
Ｔａを用いた。成膜後に、反強磁性層から固定磁性層へ
の交換結合磁界の付与を目的に熱処理を施した。さらに
これを、ＰＲ工程により１×１μｍの大きさに加工して
用いた。この素子部に一部重なるようにＣｏＣｒＰｔと
Ｍｏ下電極層を積層した。上ギャップ層としてはアルミ
ナ、上シールド層としてはＮｉＦｅを用いた。このヘッ
ドを図３のような記録再生一体型ヘッドに加工及びスラ
イダ加工し、ＣｏＣｒＴａ系媒体上にデータを記録再生
した。この際、書き込みトラック幅は１．５μｍ、書き
込みギャップは０．２μｍ、読み込みトラック幅は１．
０μｍ、読み込みギャップは０．２１μｍとした。媒体
の保磁力は２．５ｋＯｅである。
【００５４】記録マーク長を変えて再生出力を測定した
ところ、再生出力が半減するマーク長で周波数が１６０
ｋＦＣＩとなった。再生出力はｐｅａｋｔｏｐｅａｋで
１．７ｍＶであり、ノイズの無い対称性の良好な波形が
得られた。Ｓ／Ｎは２６．９ｄＢ、エラーレートは１０
-6以下であった。また、このヘッドを８０℃、５００Ｏ
ｅの中で環境試験を行ったが２５００時間までの間でエ
ラーレートは全く変化しなかった。また、このヘッドを
電流密度２×１０7 Ａ／ｃｍ2 、環境温度８０℃という
条件のもとで通電試験を行ったところ、１０００時間ま
で抵抗値、抵抗変化率共に変化が見られなかった。
ところ、再生出力が半減するマーク長で周波数が１６０
ｋＦＣＩとなった。再生出力はｐｅａｋｔｏｐｅａｋで
１．７ｍＶであり、ノイズの無い対称性の良好な波形が
得られた。Ｓ／Ｎは２６．９ｄＢ、エラーレートは１０
-6以下であった。また、このヘッドを８０℃、５００Ｏ
ｅの中で環境試験を行ったが２５００時間までの間でエ
ラーレートは全く変化しなかった。また、このヘッドを
電流密度２×１０7 Ａ／ｃｍ2 、環境温度８０℃という
条件のもとで通電試験を行ったところ、１０００時間ま
で抵抗値、抵抗変化率共に変化が見られなかった。
【００５５】次に本発明を適用して作製された磁気ディ
スク装置の説明をする。磁気ディスク装置はベース上に
３枚の磁気ディスクを備え、ベース裏面にヘッド駆動回
路及び信号処理回路と入出力インターフェイスとを収め
ている。外部とは３２ビットのバスラインで接続され
る。磁気ディスクの両面には６個のヘッドが配置されて
いる。ヘッドを駆動するためのロータリーアクチュエー
タとその駆動及び制御回路、ディスク回転用スピンドル
直結モータが搭載されている。ディスクの直径は４６ｍ
ｍであり、データ面は直径１０ｍｍから４０ｍｍまでを
使用する。埋め込みサーボ方式を用い、サーボ面を有し
ないため高密度化が可能である。本装置は、小型コンピ
ューターの外部記憶装置として直接接続が可能になって
る。入出力インターフェイスには、キャッシュメモリを
搭載し、転送速度が毎秒５から２０メガバイトの範囲で
あるバスラインに対応する。また、外部コントローラを
置き、本装置を複数台接続することにより、大容量の磁
気ディスク装置を構成することも可能である。
スク装置の説明をする。磁気ディスク装置はベース上に
３枚の磁気ディスクを備え、ベース裏面にヘッド駆動回
路及び信号処理回路と入出力インターフェイスとを収め
ている。外部とは３２ビットのバスラインで接続され
る。磁気ディスクの両面には６個のヘッドが配置されて
いる。ヘッドを駆動するためのロータリーアクチュエー
タとその駆動及び制御回路、ディスク回転用スピンドル
直結モータが搭載されている。ディスクの直径は４６ｍ
ｍであり、データ面は直径１０ｍｍから４０ｍｍまでを
使用する。埋め込みサーボ方式を用い、サーボ面を有し
ないため高密度化が可能である。本装置は、小型コンピ
ューターの外部記憶装置として直接接続が可能になって
る。入出力インターフェイスには、キャッシュメモリを
搭載し、転送速度が毎秒５から２０メガバイトの範囲で
あるバスラインに対応する。また、外部コントローラを
置き、本装置を複数台接続することにより、大容量の磁
気ディスク装置を構成することも可能である。
【００５６】
【発明の効果】本発明によれば、基体と磁性層又は反磁
性層との間に、材質の異なる二以上の金属層からなる下
地層を介在させたことにより、磁気抵抗効果素子、磁気
抵抗効果センサ、磁気抵抗検出システム及び磁気記憶シ
ステムとして、出力値、出力波形及びビットエラーレー
トにおいて良好な特性が得られるとともに、熱的な信頼
性においても優れた特性を得ることができる。
性層との間に、材質の異なる二以上の金属層からなる下
地層を介在させたことにより、磁気抵抗効果素子、磁気
抵抗効果センサ、磁気抵抗検出システム及び磁気記憶シ
ステムとして、出力値、出力波形及びビットエラーレー
トにおいて良好な特性が得られるとともに、熱的な信頼
性においても優れた特性を得ることができる。
【図１】本発明に係る磁気抵抗効果素子を用いた磁気抵
抗効果センサの構成を示す概念図である。
抗効果センサの構成を示す概念図である。
【図２】本発明に係る磁気抵抗効果素子を用いた磁気抵
抗効果センサの構成を示す概念図である。
抗効果センサの構成を示す概念図である。
【図３】本発明に係る磁気抵抗効果素子を用いた記録再
生ヘッドを示す概念図である。
生ヘッドを示す概念図である。
【図４】本発明に係る磁気抵抗効果素子を用いた磁気記
録再生装置の概念図である。
録再生装置の概念図である。
【図５】本発明に係る磁気抵抗効果素子を示す断面図で
ある。
ある。
【図６】本発明に係る磁気抵抗効果素子を示す断面図で
ある。
ある。
【図７】本発明に係る磁気抵抗効果素子を示す断面図で
ある。
ある。
【図８】本発明に係る磁気抵抗効果素子を示す断面図で
ある。
ある。
【図９】本発明に係る磁気抵抗効果素子を示す断面図で
ある。
ある。
【図１０】本発明に係る磁気抵抗効果素子を示す断面図
である。
である。
【図１１】本発明に係る磁気抵抗効果素子を示す断面図
である。
である。
【図１２】本発明に係る磁気抵抗効果素子を示す断面図
である。
である。
【図１３】本発明に係る磁気抵抗効果素子における、Ｔ
ａ層膜厚とフリー磁性層Ｈｃとの関係を示すグラフであ
る。
ａ層膜厚とフリー磁性層Ｈｃとの関係を示すグラフであ
る。
【図１４】本発明に係る磁気抵抗効果素子における、Ｔ
ａ層膜厚とＨｅｘの関係を示すグラフである。
ａ層膜厚とＨｅｘの関係を示すグラフである。
【図１５】本発明に係る磁気抵抗効果素子における、Ｔ
ａ層膜厚とＭＲ比との関係を示すグラフである。
ａ層膜厚とＭＲ比との関係を示すグラフである。
【図１６】本発明に係る磁気抵抗効果素子における、Ｈ
ｆ層膜厚とフリー磁性層のＨｃとの関係を示すグラフで
ある。
ｆ層膜厚とフリー磁性層のＨｃとの関係を示すグラフで
ある。
【図１７】本発明に係る磁気抵抗効果素子における、Ｈ
ｆ層膜厚とＨｅｘとの関係を示すグラフである。
ｆ層膜厚とＨｅｘとの関係を示すグラフである。
【図１８】本発明に係る磁気抵抗効果素子における、Ｈ
ｆ層膜厚とＭＲ比との関係を示すグラフである。
ｆ層膜厚とＭＲ比との関係を示すグラフである。
【図１９】本発明に係る磁気抵抗効果素子における、第
１下地層と第２下地層との組み合わせに対する諸特性を
示す図表である。
１下地層と第２下地層との組み合わせに対する諸特性を
示す図表である。
【図２０】本発明に係る磁気抵抗効果素子における、第
１下地層と第２下地層との組み合わせに対する諸特性を
示す図表である。
１下地層と第２下地層との組み合わせに対する諸特性を
示す図表である。
【図２１】本発明に係る磁気抵抗効果素子における、第
１下地層と第２下地層との組み合わせに対する諸特性を
示す図表である。
１下地層と第２下地層との組み合わせに対する諸特性を
示す図表である。
【図２２】本発明に係る磁気抵抗効果素子における、第
１下地層と第２下地層との組み合わせに対する諸特性を
示す図表である。
１下地層と第２下地層との組み合わせに対する諸特性を
示す図表である。
【図２３】本発明に係る磁気抵抗効果素子における、第
１下地層と第２下地層との組み合わせに対する諸特性を
示す図表である。
１下地層と第２下地層との組み合わせに対する諸特性を
示す図表である。
【図２４】本発明に係る磁気抵抗効果素子における、第
１下地層と第２下地層との組み合わせに対する諸特性を
示す図表である。
１下地層と第２下地層との組み合わせに対する諸特性を
示す図表である。
【図２５】本発明に係る磁気抵抗効果素子における、反
強磁性層の材質に対する諸特性を示す図表である。
強磁性層の材質に対する諸特性を示す図表である。
【図２６】図５乃至図１２の各構成の磁気抵抗効果素子
における諸特性を示す図表である。
における諸特性を示す図表である。
【図２７】本発明に係る磁気抵抗効果素子における、第
１フリー磁性層の材質に対する諸特性を示す図表であ
る。
１フリー磁性層の材質に対する諸特性を示す図表であ
る。
１，１１ 基板 ２，１２ 下シールド層 ３，１３ 下ギャップ層 ４，１４ 縦バイアス層 ５，１５ 下電極層 ６，１６ 磁気抵抗効果素子 ７ ギャップ規定絶縁層 ８，１８ 上ギャップ層 ９，１９ 上シールド層 ４０ 電極膜 ４１ コイル ４２ 磁気抵抗効果素子幅 ４４ 記録トラック幅 ４５ 磁気抵抗効果素子 ５０ 基板 ６４ 媒体からの漏れ磁界 ８１ 固定磁性層磁化 ８２ フリー磁性層磁化 ８３ ＡＢＳ面 ９０ ヘッドスライダー ９１ 磁気記録媒体 １００ 基体 １０１ 下地層 １０２ 第１フリー磁性層 １０３ 第２フリー磁性層 １０４ 非磁性層 １０５ ＭＲエンハンス層 １０６ 固定磁性層 １０７ 反強磁性層 １０８ 保護層
Claims (7)
- 【請求項１】 基体上に下地層を介して、磁性層、非磁
性層、磁性層及び反強磁性層、又は反強磁性層、磁性
層、非磁性層及び磁性層が順次形成された磁気抵抗効果
素子において、 前記下地層は、材質の異なる二以上の金属層が積層され
てなることを特徴とする磁気抵抗効果素子。 - 【請求項２】 前記金属層は、Ｔａ，Ｈｆ，Ｚｒ，Ｗ，
Ｃｒ，Ｔｉ，Ｍｏ，Ｐｔ，Ｎｉ，Ｉｒ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｃ
ｏ，Ｚｎ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｒｅ，Ａｕ，Ｏｓ，Ｐｄ，Ｎｂ
及びＶの群から選ばれた一の金属又は二以上の合金から
なる、 請求項１記載の磁気抵抗効果素子。 - 【請求項３】 前記金属層は、Ｔａ，Ｈｆ，Ｚｒ，Ｗ，
Ｃｒ，Ｔｉ，Ｍｏ，Ｐｔ，Ｎｉ，Ｉｒ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｃ
ｏ，Ｚｎ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｒｅ，Ａｕ，Ｏｓ，Ｐｄ，Ｎｂ
又はＶからなる、 請求項１記載の磁気抵抗効果素子。 - 【請求項４】 基板上に下シールド層、下ギャップ層及
び磁気抵抗効果素子が順次積層されており、前記下シー
ルド層はパターン化されており、前記磁気抵抗効果素子
はパターン化されておりその端部に接するように縦バイ
アス層及び下電極層が順次積層されており、この下電極
層及び前記磁気抵抗効果素子の上に上ギャップ層及び上
シールド層が順次積層されているシールド型の磁気抵抗
効果センサにおいて前記磁気抵抗効果素子が請求項１，
２又は３記載の磁気抵抗効果素子であることを特徴とす
る磁気抵抗効果センサ。 - 【請求項５】 基板上に下シールド層、下ギャップ層及
び磁気抵抗効果素子が順次積層されており、前記下シー
ルド層はパターン化されており、前記磁気抵抗効果素子
はパターン化されておりその上部に一部重なるように縦
バイアス層及び下電極層が順次積層されており、この下
電極層及び前記磁気抵抗効果素子の上に上ギャップ層及
び上シールド層が順次積層されているシールド型の磁気
抵抗効果センサにおいて前記磁気抵抗効果素子が請求項
１，２又は３記載の磁気抵抗効果素子であることを特徴
とする磁気抵抗効果センサ。 - 【請求項６】 請求項４又は５記載の磁気抵抗効果セン
サと、この磁気抵抗効果センサを通る電流を生じる手段
と、前記磁気抵抗効果センサによって検出される磁界の
関数としての抵抗率変化を検出する手段とを備えた磁気
抵抗検出システム。 - 【請求項７】 データ記録のための複数個のトラックを
有する磁気記憶媒体と、この磁気記憶媒体上にデータを
記憶させるための磁気記録システムと、請求項６記載の
磁気抵抗検出システムと、この磁気抵抗検出システム及
び前記磁気記録システムを前記磁気記憶媒体上の選択さ
れたトラックへ移動させるために当該磁気抵抗検出シス
テム及び磁気記録システムに結合されたアクチュエータ
手段とを備えた磁気記憶システム。
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