JP2000099925A - スピンバルブ膜、磁気抵抗効果素子及び磁気抵抗効果型磁気ヘッド - Google Patents

スピンバルブ膜、磁気抵抗効果素子及び磁気抵抗効果型磁気ヘッド

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JP2000099925A
JP2000099925A JP10266989A JP26698998A JP2000099925A JP 2000099925 A JP2000099925 A JP 2000099925A JP 10266989 A JP10266989 A JP 10266989A JP 26698998 A JP26698998 A JP 26698998A JP 2000099925 A JP2000099925 A JP 2000099925A
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nifeta
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Tetsuya Mizuguchi
徹也 水口
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Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 構成膜厚を薄くすることなく、高い出力を実
現し、また、熱安定性を高めたスピンバルブ膜及びスピ
ンバルブ型磁気抵抗効果素子並びにそれを用いた磁気ヘ
ッドを提供する。 【解決手段】本発明のスピンバルブ膜は、磁化方向が略
一定の方向を向くように固定された固定層と、非磁性層
と、外部磁界により磁化方向が変化するようになされた
自由層とを有し、上記自由層は、Ｔａ膜とＮｉＦｅＴａ
膜とが積層されてなる積層膜を少なくとも有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、スピンバルブ膜及
び磁気抵抗効果素子並びに磁気抵抗効果型磁気ヘッドに
関する。
【０００２】
【従来の技術】磁気抵抗効果型磁気ヘッド（以下、ＭＲ
ヘッドと称する。）は、感磁素子として、磁気抵抗効果
素子（以下、ＭＲ素子と称する。）を用いた再生専用の
磁気ヘッドであり、ハードディスクドライブ等において
実用化されている。近年の高記録密度化に伴い、このよ
うなＭＲヘッドに使用されるＭＲ素子として、スピンバ
ルブ膜を用いた巨大磁気抵抗効果素子が採用されるよう
になってきている。このスピンバルブ膜は、例えば、外
部磁界により磁化方向が変化するようになされた自由層
と、非磁性層と、磁化方向が略一定の方向を向くように
固定された固定層と、反強磁性層とが積層されてなる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】スピンバルブ膜を用い
たＭＲヘッドで更なる高密度記録に対応するには、狭ト
ラックでの高出力化が必要となってくる。高出力化の一
手法として、スピンバルブ膜を構成する各膜の薄膜化が
あるが、むやみに薄くしても、磁気抵抗効果の起源でも
あるスピン依存散乱をも低下させてしまう。また、製造
プロセスにおいて熱処理を行うことがあるが、スピンバ
ルブ膜を構成する各膜を薄膜化すると、スピンバルブ膜
の熱安定性を低下させてしまう。
【０００４】ここで、スピンバルブ膜を構成する自由層
の厚みを変えた２種類のスピンバルブ膜について、出力
と熱処理の温度との関係を図７に示す。図７から明らか
なように、自由層をＴａ／ＮｉＦｅ（２．５ｎｍ）／Ｃ
ｏＦｅ（２．５ｎｍ）と薄くした第１のスピンバルブ膜
では、自由層をＴａ／ＮｉＦｅ（５ｎｍ）／ＣｏＦｅ
（２．５ｎｍ）と厚くした第２のスピンバルブ膜に比べ
ていずれも高い出力が得られているが、熱処理の温度が
高くなるに従い、２つのスピンバルブ膜の出力差は小さ
くなる。
【０００５】このように、スピンバルブ膜を構成する各
層を薄膜化して、成膜直後の出力を高くしても、熱処理
後には出力の差が小さくなってしまう。
【０００６】従って、熱処理後でも高い出力を得るため
には、スピンバルブ膜の構成膜厚を薄くせずに、熱処理
前の出力を高くするか、又は、スピンバルブ膜の熱安定
性を改善する方法等が考えられるが、具体的な対応策は
未だ見つかっていなかった。
【０００７】本発明は、このような従来の実情に鑑みて
提案されたものであり、構成膜厚を薄くすることなく、
高い出力を実現し、また、熱安定性を高めたスピンバル
ブ膜及びスピンバルブ型磁気抵抗効果素子並びにそれを
用いた磁気ヘッドを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明のスピンバルブ膜
は、磁化方向が略一定の方向を向くように固定された固
定層と、非磁性層と、外部磁界により磁化方向が変化す
るようになされた自由層とを有し、上記自由層は、Ｔａ
膜とＮｉＦｅＴａ膜とが積層されてなる積層膜を少なく
とも有することを特徴とする。
【０００９】上述したような本発明に係るスピンバルブ
膜では、上記自由層がＴａ膜／ＮｉＦｅＴａ膜の積層膜
を有しているので、熱安定性が向上し、加熱処理後にお
いても高い出力が得られる。
【００１０】本発明の磁気抵抗効果素子は、磁化方向が
略一定の方向を向くように固定された固定層と、非磁性
層と、外部磁界により磁化方向が変化するようになされ
た自由層とを有するスピンバルブ膜の抵抗変化を検出す
ることで外部磁界を検出する磁気抵抗効果素子であっ
て、上記スピンバルブ膜の自由層は、Ｔａ膜とＮｉＦｅ
Ｔａ膜とが積層されてなる積層膜を少なくとも有するこ
とを特徴とする。
【００１１】上述したような本発明に係る磁気抵抗効果
素子では、上記スピンバルブ膜の自由層がＴａ膜／Ｎｉ
ＦｅＴａ膜の積層膜を有しているので、スピンバルブ膜
の熱安定性が向上し、高い出力が得られる。
【００１２】本発明の磁気抵抗効果型磁気ヘッドは、ス
ピンバルブ膜の抵抗変化を検出することで外部磁界を検
出する磁気抵抗効果素子を、磁気記録媒体からの信号磁
界を検出する感磁素子として備えた磁気抵抗効果型磁気
ヘッドであって、上記スピンバルブ膜は、磁化方向が略
一定の方向を向くように固定された固定層と、非磁性層
と、外部磁界により磁化方向が変化するようになされた
自由層とを有し、上記スピンバルブ膜の自由層は、Ｔａ
膜とＮｉＦｅＴａ膜とが積層されてなる積層膜を少なく
とも有することを特徴とする。
【００１３】上述したような本発明に係る磁気抵抗効果
型磁気ヘッドでは、上記磁気抵抗効果素子の上記スピン
バルブ膜の自由層がＴａ膜／ＮｉＦｅＴａ膜の積層膜を
有しているので、上記スピンバルブ膜の熱安定性が向上
し、高い出力が得られる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。
【００１５】図１は、本発明に係るＭＲヘッドの一構成
例を模式的に示す断面図である。なお、図１は、ＭＲヘ
ッド１の、磁気記録媒体との対向面と平行な面における
断面図であり、感磁部となる部分の近傍のみを拡大して
示している。このＭＲヘッド１は、基板１３と、基板１
３上に形成された第１の軟磁性膜２と、第１の軟磁性膜
２上に形成された第１の絶縁膜３と、第１の絶縁膜３上
に形成されＭＲヘッド１の感磁素子となるＭＲヘッド素
子４と、ＭＲヘッド素子４上に形成された第２の絶縁膜
５と、第２の絶縁膜５上に形成された第２の軟磁性膜６
とから構成される。
【００１６】基板１３には、例えばＡｌ2Ｏ3−ＴｉＣが
用いられ、その上にＡｌ2Ｏ3が形成されてなる。
【００１７】第１の軟磁性膜２は、ＭＲヘッド１の下層
シールドとなる。この第１の軟磁性膜２には、例えばセ
ンダスト（ＦｅＡｌＳｉ）やアモルファス等の軟磁性材
料が使用される。そして、第１の絶縁膜３は、ＭＲヘッ
ド１の下層ギャップとなり、また、第２の絶縁膜５は、
ＭＲヘッド１の上層ギャップとなる。この第１の絶縁膜
３及び第２の絶縁膜５には、例えばＡｌ2Ｏ3等が用いら
れる。第２の軟磁性膜６は、ＭＲヘッド１の上層シール
ドとなるものである。この第２の軟磁性膜６には、例え
ばＮｉＦｅ等が用いられる。
【００１８】ＭＲヘッド素子４は、第１の絶縁膜３及び
第２の絶縁膜５を介して、第１の軟磁性膜２及び第２の
軟磁性膜６に挟持されている。
【００１９】図２は、ＭＲヘッド１に使用されるＭＲヘ
ッド素子４の一構成例を示す平面図である。このＭＲヘ
ッド素子４は、図１及び図２に示すように、長手方向が
磁気記録媒体との対向面と略平行になるように配された
平面略長方形のスピンバルブ型ＭＲ素子（以下、ＳＶ型
ＭＲ素子と称する。）１０と、ＳＶ型ＭＲ素子１０の長
手方向の両端部に形成された硬磁性膜１１ａ，１１ｂ
と、硬磁性膜１１ａと接続された引き出し電極膜１２ａ
と、硬磁性膜１１ｂと接続された引き出し電極膜１２ｂ
とを備える。そして、このＭＲヘッド１は、ＳＶ型ＭＲ
素子１０の長手方向が磁気記録媒体との対向面に対して
略平行となるように配された、いわゆる横型のＭＲヘッ
ドである。なお、図２では、特徴となるＳＶ型ＭＲ素子
１０の近傍のみを拡大して示している。
【００２０】このＳＶ型ＭＲ素子１０は、図３に示すよ
うに、自由層２１と、非磁性層２２と、固定層２３と、
反強磁性層２４と、保護層２５とがこの順に積層されて
なる。
【００２１】自由層２１と固定層２３とを非磁性層２２
で分離し、固定層２３上に反強磁性層２４を設けること
で、反強磁性層２４と接した固定層２３はある一定方向
に磁化された状態になる。一方、非磁性層２２で分離さ
れた自由層２１は微弱な外部磁界に対しても磁化方向が
回転する。
【００２２】上述したような構成のＳＶ型ＭＲ素子１０
に外部磁界をかけると、外部磁界の強さに対応して自由
層の磁化方向が決まる。自由層の磁化方向と固定層の磁
化方向とが１８０゜逆のときに、ＳＶ型ＭＲ素子１０の
抵抗は最大になる。一方、自由層と固定層の磁化方向が
同一となる時に、ＳＶ型ＭＲ素子１０の抵抗は最小とな
る。したがって、上述のＭＲヘッド素子４においては、
このＳＶ型ＭＲ素子１０の抵抗変化を利用して外部磁界
の検出を行うこととなる。
【００２３】自由層２１は、例えば、Ｔａ膜２６とＮｉ
ＦｅＴａ膜２７とＣｏＦｅ膜２８とが積層されてなる。
非磁性層２２の材料には、例えばＣｕ等が用いられる。
固定層２３には、例えばＣｏＦｅ等が用いられる。ま
た、反強磁性層２４の材料には、例えばＩｒＭｎ等のＭ
ｎ系不規則合金、Ｍｎ系規則合金、又はＮｉＯ、α−Ｆ
ｅ2Ｏ3等の酸化物等が用いられる。また、保護層２５の
材料には、例えばＴａ等が用いられる。
【００２４】ここで、上述したように、更なる高密度記
録に対応するためには、ＭＲヘッド１を狭トラックで高
出力化させることが必要であるが、その一手法として、
ＳＶ型ＭＲ素子１０を構成する各層を薄膜化する方法が
挙げられる。
【００２５】しかし、ＳＶ型ＭＲ素子１０を構成する各
層を薄膜化すると、スピン依存散乱の低下や、製造プロ
セスの熱処理に対する熱安定性が低下してしまう。従っ
て、熱処理後でも高い出力を確保するためには、ＳＶ型
ＭＲ素子１０の各層を薄くせずに、熱処理前の出力を高
くする必要がある。
【００２６】そこで、種々の検討を行った結果、本発明
者は、自由層２１を構成するＴａ膜２６上に積層される
ＮｉＦｅ膜にＴａを添加してＮｉＦｅＴａ膜２７とする
ことにより、ＳＶ型ＭＲ素子１０の熱処理前の出力を高
くできること、及びＮｉＦｅＴａ膜２７のＴａの含有量
を規定することでＳＶ型ＭＲ素子１０の熱安定性を向上
できることを見いだした。ＮｉＦｅにＴａを添加するこ
とで、スピン依存散乱に寄与しない層へのセンス電流の
流入が抑えられ、分流損失が減少するために出力が向上
する。
【００２７】特に、ＮｉＦｅＴａ膜２７の材料として、
（ＮｉＦｅ）1-xＴａxの組成で表されるとともに、ｘ
［原子％］が９〜１６である材料を用いることが好まし
い。このとき、分流損失が減るとともに、結晶配向が良
好になりスピン依存散乱が増大し、磁気抵抗効果も高ま
る。
【００２８】後述する実験例に示されるように、ｘが９
よりも小さいか、又はｘが１６よりも大きいと、ＳＶ型
ＭＲ素子１０に十分な熱安定性が得られず、熱処理後に
おける磁気抵抗効果が大きく低下してしまう。ｘ［原子
％］を９〜１６とすることで、ＳＶ型ＭＲ素子１０の熱
安定性を高めて、熱処理後においても良好な磁気抵抗効
果が得られ、高い出力を得ることができる。
【００２９】上記硬磁性膜１１ａ，１１ｂは、ＳＶ型Ｍ
Ｒ素子１０の長手方向の両端部に設けられ、硬磁性膜１
１ａ，１１ｂからの縦バイアス磁場の影響により、自由
層の磁化分布が単磁区状態に安定化されるため、ＳＶ型
ＭＲ素子１０の磁気抵抗特性をヒステリシスを有さない
安定なものとすることができる。
【００３０】ところで、上記硬磁性膜１１ａ，１１ｂは
導電性を有しているので、このＭＲヘッド素子４におい
て、センス電流は引き出し電極膜１２ａ，１２ｂから硬
磁性膜１１ａ，１１ｂを介してＳＶ型ＭＲ素子１０に供
給される。そして、実際に磁気記録媒体からの磁界を検
出する感磁部となる部分は、硬磁性膜１１ａ，１１ｂ間
に設けられたＳＶ型ＭＲ素子１０である。従って、硬磁
性膜１１ａと硬磁性膜１１ｂとの間隔がトラック幅とな
り、硬磁性膜１１ａ，１１ｂによってトラック幅が規制
されることになる。
【００３１】引き出し電極膜１２ａ，１２ｂは、導電性
膜からなり、ＳＶ型ＭＲ素子１０及び硬磁性膜１１ａ，
１１ｂへセンス電流を供給するための電極である。引き
出し電極膜１２ａは硬磁性膜１１ａと接続し、引き出し
電極膜１２ｂは硬磁性膜１１ｂと接続しており、この引
き出し電極膜１２ａ，１２ｂを介して上記硬磁性膜１１
ａ，１１ｂ及びＳＶ型ＭＲ素子１０にセンス電流が供給
される。また、引き出し電極膜１２ａ，１２ｂには、外
部と電気的接続をとるための図示しない端子が形成され
ている。
【００３２】このようなＭＲヘッド１を用いて磁気記録
媒体から情報信号を読み出す際には、引き出し電極膜１
２ａ，１２ｂから硬磁性膜１１ａ，１１ｂを介してＳＶ
型ＭＲ素子１０にセンス電流を供給し、ＳＶ型ＭＲ素子
１０の長手方向にセンス電流を流す。そしてこのセンス
電流により、磁気記録媒体からの磁界によって生じるＳ
Ｖ型ＭＲ素子１０の抵抗変化を検出し、これによって磁
気記録媒体からの情報信号を再生する。そして、このＭ
Ｒヘッド１では、硬磁性膜１１ａ，１１ｂによってＳＶ
型ＭＲ素子１０の自由層が単磁区化されているので、磁
壁の移動によるバルクハウゼンノイズの発生を防止する
ことができる。
【００３３】なお、上述した実施の形態では、自由層２
１として、Ｔａ膜／ＮｉＦｅＴａ膜／ＣｏＦｅ膜の積層
膜を用いた場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれ
に限定されず、自由層２１として、Ｔａ膜／ＮｉＦｅＴ
ａ膜／Ｃｏ膜の積層膜又はＮｉＦｅＴａ膜／Ｃｏ含有合
金膜の積層膜を用いることもできる。
【００３４】また、上述した実施の形態では、ＳＶ型Ｍ
Ｒ素子１０の長手方向が磁気記録媒体との対向面に対し
て略平行となるように配された、いわゆる横型のＭＲヘ
ッドを例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定され
ず、ＳＶ型ＭＲ素子１０の長手方向が磁気記録媒体との
対向面に対して略垂直となるように配された、いわゆる
縦型のＭＲヘッドについても適用可能である。
【００３５】また、上述した実施の形態では、ＳＶ型Ｍ
Ｒ素子１０を磁気ヘッドに搭載し、当該ＳＶ型ＭＲ素子
１０を、磁気記録媒体からの情報信号を検出する感磁素
子として用いた場合を例に挙げて説明したが、本発明は
これに限定されず、ＳＶ型ＭＲ素子１０を、磁界の変化
を検知する各種の磁気センサとして用いる場合にも適用
可能である。
【００３６】〈実験例〉以下に示す実験例では、自由層
のＮｉＦｅＴａ膜に含有されるＴａの割合を変えてスピ
ンバルブ膜を作製し、その特性を評価した。
【００３７】まず、基板上に、Ｔａ（５ｎｍ）／（Ｎｉ
80Ｆｅ20）1-xＴａx（５ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２．５ｎ
ｍ）／Ｃｕ（２．７５ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｉ
ｒＭｎ（６ｎｍ）／Ｔａ（５ｎｍ）をこの順に成膜し
て、ＩｒＭｎ−ＣｏＦｅ系スピンバルブ膜を作製した。
ここで、このスピンバルブ膜では、Ｔａ／（Ｎｉ80Ｆｅ
20）1-xＴａx／ＣｏＦｅ積層膜が自由層となり、Ｃｕ膜
が非磁性層となる。また、ＣｏＦｅ膜が固定層となり、
ＩｒＭｎ膜が反強磁性層となり、Ｔａ膜が保護層とな
る。
【００３８】そして、上述したような膜構成を有するス
ピンバルブ膜について、自由層の（Ｎｉ80Ｆｅ20）1-x
Ｔａx膜のＴａの割合ｘ［原子％］を変化させ、そのと
きのスピンバルブ膜の抵抗、抵抗変化量、磁気抵抗変化
率及び熱安定性について特性を調べた。
【００３９】抵抗についての考察 （Ｎｉ80Ｆｅ20）1-xＴａx膜のＴａの割合ｘとスピンバ
ルブ膜の単位面積当たりの抵抗との関係を図４に示す。
【００４０】図４から明らかなように、Ｔａの割合ｘの
増加にしたがって抵抗は増大していく。そして、ｘ＝７
のときに、抵抗がピーク値をとり、ｘ＞７ではスピンバ
ルブ膜の抵抗の上昇はほとんどみられなくなる。
【００４１】このように、ＮｉＦｅ膜に第３元素を添加
することによって、比抵抗が上昇することは、M.Kitada
et al.（J.Magn.Magn.Mater.161,1996,P397-403）やMa
o-min Chen et al.（J.Appl.phys.69,1991,P563l-563
3）などにも記されている。
【００４２】抵抗変化量及び磁気抵抗変化率についての
考察 つぎに、（Ｎｉ80Ｆｅ20）1-xＴａx膜のＴａの割合ｘと
単位面積当たりの抵抗変化量との関係、及びｘと磁気抵
抗変化率との関係をまとめて図５に示す。
【００４３】ここで、抵抗変化量は、磁界の向きによっ
て抵抗値が変化するスピンバルブ膜の最大抵抗値と最低
抵抗値との差である。また、磁気抵抗変化率は、スピン
バルブ膜の最低抵抗値に対する抵抗変化量の割合、すな
わち、｛（最大抵抗値−最低抵抗値）／最低抵抗値｝で
ある。そして、これらの抵抗変化量や磁気抵抗変化率
は、スピンバルブ膜を磁気ヘッドや磁気センサに適用す
る際に、その出力に直接関係する値であり、これらの値
が大きい程、高い出力が得られる。
【００４４】図５から明らかなように、Ｔａの割合ｘの
増加にしたがって抵抗変化量及び磁気抵抗変化率は増大
していく。そして、ｘ＝１１．５のときに、抵抗変化量
及び磁気抵抗変化率がピーク値をとる。そしてｘが１
１．５を越えると、抵抗変化量及び磁気抵抗変化率は低
下してしまう。
【００４５】ｘ＝０のとき、すなわち、Ｔａが全く添加
されていないときの抵抗変化量が１．３５Ωであるのに
対し、ｘ＝１１．５のときの抵抗変化量は２．３１Ωと
高い値が得られた。また、ｘ＝０のとき磁気抵抗変化率
が９．５％であるのに対し、ｘ＝１１．５のときの磁気
抵抗変化率が１２．３％と高い値が得られた。
【００４６】このような抵抗変化量や磁気抵抗変化率の
増大は、ＮｉＦｅ膜にＴａを添加することにより、Ｎｉ
ＦｅＴａ膜の比抵抗が上昇し、センス電流の分流損失が
減少したためと思われる。
【００４７】また、上述した図４に示すように、ｘ＞７
ではスピンバルブ膜の抵抗の上昇はほとんどみられなく
なるが、図５に示すように、ｘ＞７でもｘの増加にした
がって抵抗変化量が増大していくのは、ＮｉＦｅＴａの
結晶構造の変化によって、スピン依存散乱が増大したた
めと思われる。
【００４８】熱安定性についての考察 つぎに、スピンバルブ膜に対して２５０℃で５時間熱処
理を行った。そして、熱処理後におけるスピンバルブ膜
の抵抗変化量を調べた。さらに、熱処理前の抵抗変化量
に対する熱処理後の抵抗変化量の割合、すなわち、
｛（熱処理後の抵抗変化量）／（熱処理前の抵抗変化
量｝）から、スピンバルブ膜の熱安定性を評価した。
【００４９】（Ｎｉ80Ｆｅ20）1-xＴａx膜のＴａの割合
ｘと熱処理後の抵抗変化量との関係、及びｘと（熱処理
後の抵抗変化量）／（熱処理前の抵抗変化量）との関係
を図６にまとめて示す。
【００５０】図６より明らかなように、０＜ｘ＜９の範
囲では、ｘ＝０のときの熱安定性を下回るが、ｘ＞９の
範囲では、ｘ＝０のときの熱安定性を上回ることがわか
る。
【００５１】また、結果的に、上記抵抗変化量や磁気抵
抗変化率においてピーク値が得られたｘ＝１１．５％の
ときの熱処理後の抵抗変化量は、ｘ＝０のときに比べ約
２倍にもなった。また、実験値の傾向から、ｘ＝０のと
きの熱安定性を上回るのは、９＜ｘ＜１６のときである
ことがわかった。
【００５２】以上の結果より、自由層のＴａ膜上に積層
形成されるＮｉＦｅ膜にＴａを添加することで、スピン
バルブ膜の抵抗変化量や磁気抵抗変化率を向上すること
ができることがわかった。また、ＮｉＦｅ膜に添加され
るＴａの割合ｘ［原子％］を９＜ｘ＜１６とすること
で、熱安定性を向上することができることがわかった。
【００５３】従って、自由層のＴａ膜上に積層形成され
るＮｉＦｅ膜にＴａを添加するとともにその割合を規定
することで、熱処理後もこれまでにない高出力が得られ
るスピンバルブ膜を実現できることがわかった。
【００５４】
【発明の効果】本発明では、Ｔａ膜上に形成されるＮｉ
Ｆｅ膜にＴａを添加することにより、スピンバルブ膜の
構成膜厚を薄くしなくとも、熱処理前の出力を高くする
ことが可能となる。また、Ｔａの添加量を最適値にとる
ことにより、スピンバルブ膜の熱安定性が改善される。
【００５５】さらに、本発明では、上記スピンバルブ膜
を備えた磁気抵抗効果素子を用いることで、更なる高密
度記録に対応した磁気ヘッドを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＭＲヘッドの一構成例を示す断面
図である。
【図２】図１のＭＲヘッドに用いられているＭＲヘッド
素子の一構成例を示す平面図である。
【図３】図２のＭＲヘッド素子に用いられているＳＶ型
ＭＲ素子の一構成例を模式的に示す段面図である。
【図４】Ｔａの割合ｘとスピンバルブ膜の抵抗との関係
を示す図である。
【図５】Ｔａの割合ｘとスピンバルブ膜の抵抗変化量及
び磁気抵抗変化率との関係を示す図である。
【図６】Ｔａの割合ｘとスピンバルブ膜の熱安定性との
関係を示す図である。
【図７】スピンバルブ膜の構成膜厚と出力との関係を示
す図である。
【符号の説明】
１ ＭＲヘッド、 ２ 第１の軟磁性層、 ３ 第１の
非磁性層、 ４ ＭＲヘッド素子、 ５ 第２の非磁性
層、 ６ 第２の軟磁性層、 １０ ＳＶ型ＭＲ素子、
１１ａ，１１ｂ 硬磁性膜、 １２ａ，１２ｂ 引き
出し電極膜、１３ 基板、 ２０ 下地層、 ２１ 第
１の軟磁性層、 ２２ 非磁性層、２３ 第２の軟磁性
層、 ２４ 反強磁性層、 ２５ 保護層

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 磁化方向が略一定の方向を向くように固
    定された固定層と、非磁性層と、外部磁界により磁化方
    向が変化するようになされた自由層とを有するスピンバ
    ルブ膜において、 上記自由層は、Ｔａ膜とＮｉＦｅＴａ膜とが積層されて
    なる積層膜を少なくとも有することを特徴とするスピン
    バルブ膜。
  2. 【請求項２】 上記自由層は、Ｔａ膜とＮｉＦｅＴａ膜
    とＣｏＦｅ膜とが積層されてなる積層膜を少なくとも有
    することを特徴とする請求項１記載のスピンバルブ膜。
  3. 【請求項３】 上記ＮｉＦｅＴａ膜の組成は、（ＮｉＦ
    ｅ）1-xＴａxであり、ｘは、９〜１６原子％であること
    を特徴とする請求項１記載のスピンバルブ膜。
  4. 【請求項４】 磁化方向が略一定の方向を向くように固
    定された固定層と、非磁性層と、外部磁界により磁化方
    向が変化するようになされた自由層とを有するスピンバ
    ルブ膜の抵抗変化を検出することで外部磁界を検出する
    磁気抵抗効果素子において、 上記スピンバルブ膜の自由層は、Ｔａ膜とＮｉＦｅＴａ
    膜とが積層されてなる積層膜を少なくとも有することを
    特徴とする磁気抵抗効果素子。
  5. 【請求項５】 上記スピンバルブ膜の自由層は、Ｔａ膜
    とＮｉＦｅＴａ膜とＣｏＦｅ膜とが積層されてなる積層
    膜を少なくとも有することを特徴とする請求項４記載の
    磁気抵抗効果素子。
  6. 【請求項６】 上記ＮｉＦｅＴａ膜の組成は、（ＮｉＦ
    ｅ）1-xＴａxであり、ｘは、９〜１６原子％であること
    を特徴とする請求項４記載の磁気抵抗効果素子。
  7. 【請求項７】 スピンバルブ膜の抵抗変化を検出するこ
    とで外部磁界を検出する磁気抵抗効果素子を、磁気記録
    媒体からの信号磁界を検出する感磁素子として備えた磁
    気抵抗効果型磁気ヘッドにおいて、 上記スピンバルブ膜は、磁化方向が略一定の方向を向く
    ように固定された固定層と、非磁性層と、外部磁界によ
    り磁化方向が変化するようになされた自由層とを有し、 上記スピンバルブ膜の自由層は、Ｔａ膜とＮｉＦｅＴａ
    膜とが積層されてなる積層膜を少なくとも有することを
    特徴とする磁気抵抗効果型磁気ヘッド。
  8. 【請求項８】 上記スピンバルブ膜の自由層は、Ｔａ膜
    とＮｉＦｅＴａ膜とＣｏＦｅ膜とが積層されてなる積層
    膜を少なくとも有することを特徴とする請求項７記載の
    磁気抵抗効果型磁気ヘッド。
  9. 【請求項９】 上記ＮｉＦｅＴａ膜の組成は、（ＮｉＦ
    ｅ）1-xＴａxであり、ｘは、９〜１６原子％であること
    を特徴とする請求項７記載の磁気抵抗効果型磁気ヘッ
    ド。
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