JP2002050011A - 磁気抵抗効果素子、磁気抵抗効果ヘッド、磁気抵抗変換システム及び磁気記録システム - Google Patents

磁気抵抗効果素子、磁気抵抗効果ヘッド、磁気抵抗変換システム及び磁気記録システム

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JP2002050011A JP2000236287A JP2000236287A JP2002050011A JP 2002050011 A JP2002050011 A JP 2002050011A JP 2000236287 A JP2000236287 A JP 2000236287A JP 2000236287 A JP2000236287 A JP 2000236287A JP 2002050011 A JP2002050011 A JP 2002050011A
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Kazuhiko Hayashi
一彦 林
Junichi Fujikata
潤一 藤方
Tsutomu Ishi
勉 石
Shigeru Mori
茂 森
Hiroyuki Ohashi
啓之 大橋
Masabumi Nakada
正文 中田
Kiyokazu Nagahara
聖万 永原
Kunihiko Ishihara
邦彦 石原
Nobuyuki Ishiwata
延行 石綿
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NEC Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 センス電流が縦バイアス層に流れることを防
止し、再生波形のノイズが少なく、（Ｓ／Ｎ）比及びビ
ットエラーレートが良好な磁気抵抗効果素子、磁気抵抗
効果ヘッド、磁気抵抗変換システム及び磁気記録システ
ムを提供する。 【解決手段】 縦バイアス層２ｂにより印加される磁界
方向において、フリー層３ｂの長さを固定層５の長さよ
りも長くし、固定層５と縦バイアス層２ｂとの間の距離
を保ったまま、フリー層３ｂが縦バイアス層２ｂの近傍
に配置する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気記録媒体上に
情報信号を記録し、その情報信号を読み取り再生するた
めの磁気抵抗効果素子、この磁気抵抗効果素子を具備す
る磁気抵抗効果ヘッド、この磁気抵抗効果ヘッドを具備
する磁気抵抗変換システム及びこの磁気抵抗変換システ
ムを具備する磁気記録システムに関し、特に、強磁性ト
ンネル接合を利用し、再生信号のノイズが少ない磁気抵
抗効果素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、磁気抵抗センサ（Magneto-Resist
ance Sensor、以下、ＭＲセンサという）又はヘッドと
呼ばれる磁気読み取り変換器が開示されており、この磁
気読み取り変換器は大きな線形密度で磁性表面からデー
タを読み取ることができる。ＭＲセンサは、読み取り素
子が外部から印加される磁束の強さ及び方向の関数とし
て電気抵抗値を変化させ、この電気抵抗値の変化を測定
することにより磁界信号を検出する。
【０００３】このような従来のＭＲセンサは、読み取り
素子の電気抵抗値の変化成分が磁化方向と読み取り素子
中を流れる感知電流方向と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効果(Anisotropic Magne
to-Resistance effect、以下、ＡＭＲ効果という)に基
づいて動作する。ＡＭＲ効果のより詳しい説明は、Ｄ．
Ａ．トムプソン（Ｔｈｏｍｐｓｏｎ）等の論文「アイ・
イー・イー・イー、トランスアクションズ・オン・マグ
ネチックス（IEEE Transactions on Magnetics）第ＭＡ
Ｇ−１１巻、第４号、第１０３９ページ、１９７５
年、"Memory,Storage,and Related Applications"」に
記載されている。
【０００４】また、最近では、積層磁気センサの電気抵
抗値変化が非磁性層を介する磁性層間での伝導電子のス
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
存性散乱に起因するより顕著な磁気抵抗効果が開示され
ている。この磁気抵抗効果は、「巨大磁気抵抗効果」及
び「スピン・バルブ効果」等種々の名称で呼ばれてい
る。このような磁気抵抗センサは適当な材料で構成され
ており、ＡＭＲ効果を利用するセンサで観察されるより
も検出感度が改善され、電気抵抗値変化が大きい。この
種のＭＲセンサにおいては、非磁性層で分離された一対
の強磁性体層の間の平面内抵抗が、前記一対の強磁性体
層における磁化方向間の角度の余弦に比例して変化す
る。１９８８年６月に優先権主張されている特開平２−
６１５７２号公報には、磁性層内における磁化方向の反
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。
【０００５】一方、近年、トンネル電流が流れる極薄絶
縁層(バリア層)の上下に位置する強磁性体の磁化方向の
相対的変化により電気抵抗値が変化する現象が発見さ
れ、強磁性層、バリア層、強磁性層の積層構造は強磁性
トンネル接合と名付けられている。強磁性トンネル接合
については、例えば、「ジャーナル・オブ・アプライド
・フィジックス（Journal of Applied Physics）第７９
（８）巻、第１５号、第４７２４頁、１９９６年」等に
紹介されている。
【０００６】しかしながら、強磁性トンネル接合を利用
するシールド型素子においては、素子の電気抵抗値変化
を検出するためのセンス電流をトンネル接合部に垂直に
流す必要がある。しかしながら、従来のスピンバルブを
使用するシールド型素子に類似した構造では、センス電
流がトンネル接合部の近傍に配置されたフリー層の磁区
を制御するための縦バイアス層を流れてしまい、トンネ
ル接合部を流れる電流が減少し、電気抵抗値変化を減少
させるという問題点がある。
【０００７】この問題点を解決するために、１９９６年
１１月２７日に優先権主張されている特開平１０−１６
２３２７号公報において、強磁性トンネル接合膜を使用
する再生ヘッドにおいて縦バイアス層がフリー層に接触
しないような構造を有する再生ヘッドが開示されてい
る。
【０００８】図１０６は、特開平１０−１６２３２７号
公報に記載されている従来の強磁性トンネルヘッドの部
分断面図である。図１０６には、パターン化された強磁
性トンネル接合素子、即ち、磁気抵抗効果素子３０にお
いて、縦バイアス層２ｂとフリー層３ｂとの間に絶縁層
１１が配置されている構造が示されている。これによ
り、センス電流が縦バイアス層２ｂに流れることを防止
できる。
【０００９】しかしながら、この磁気抵抗効果素子３０
は、縦バイアス層２ｂとフリー層３ｂとの間に配置され
た絶縁層１１が磁気分離層としても作用してしまうた
め、フリー層３ｂに十分な大きさの縦バイアス磁界を印
加することが困難である。そのため、フリー層３ｂの磁
区が十分に制御されず、シールド型センサとしてＲ−Ｈ
ループ上でヒステリシスが大きくなり、記録媒体上の磁
気情報を再生した場合にはノイズが多い再生信号になる
という問題点がある。
【００１０】この問題点を解決するために、１９９７年
３月７日に優先権主張されている特開平１０−２５５２
３１号公報において、強磁性トンネル接合膜を使用する
再生ヘッドにおいて縦バイアス層がフリー層に接触する
ような構造が開示されている。
【００１１】図１０７及び図１０８は、特開平１０−２
５５２３１号公報に記載されている強磁性トンネルヘッ
ドの部分断面図である。図１０７及び図１０８には、フ
リー層３ｂ、非磁性層４及び固定層５からなる積層体に
おいて、フリー層３ｂ又は固定層５のいずれかの端部
に、縦バイアス層２ｂが直接接触している構造が示され
ている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１０
７及び図１０８に示された構造には以下のような問題点
がある。本発明の実施例の項において述べるように、図
１０７及び図１０８に示された構造を狙って実際に再生
ヘッドを作製したところ、センス電流が縦バイアス層２
ｂに流れてしまい非磁性層４に十分に流れず、センス電
流の十分な出力を得ることかできなかった。出力が小さ
いと（Ｓ／Ｎ）比及びビットエラーレートも十分な値を
得ることができない。従って、この構造では、原理的に
はセンス電流が縦バイアス層２ｂに流れて非磁性層４を
バイパスすることを防止できるはずではあるが、縦バイ
アス層２ｂがフリー層３ｂ、非磁性層４及び固定層５か
らなる積層体における非磁性層４の端部の直近に配置さ
れているため、この構造をセンス電流が縦バイアス層２
ｂに流れて非磁性層４をバイパスすることを防止できる
ように正確に作製することは困難である。
【００１３】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、センス電流が縦バイアス層に流れることを
防止し、再生波形のノイズが少なく、（Ｓ／Ｎ）比及び
ビットエラーレートが良好な磁気抵抗効果素子、磁気抵
抗効果ヘッド、磁気抵抗変換システム及び磁気記録シス
テムを提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明に係る磁気抵抗効
果素子は、下部導電層と、この下部導電層上に設けられ
印加される磁界によって磁化方向が変化するフリー層
と、このフリー層上に設けられた非磁性層と、この非磁
性層上に設けられ磁化方向が固定された固定層と、前記
下部導電層上に設けられ前記フリー層に磁界を印加する
縦バイアス層と、を有し、前記フリー層は前記縦バイア
ス層により印加される磁界の方向における長さが前記固
定層の長さよりも長く、前記非磁性体の電気抵抗値変化
を検出するセンス電流が前記非磁性層に実質的に垂直に
流れることを特徴とする。
【００１５】本発明においては、フリー層の前記縦バイ
アス層により印加される磁界の方向における長さを固定
層の長さよりも長くすることにより、フリー層のみが縦
バイアス層の近くに配置されるようにする。これによ
り、縦バイアス層からフリー層に効果的に縦バイアス磁
界が印加されると共に、固定層から縦バイアス層にセン
ス電流が漏洩することを防止することができる。そのた
め、電気抵抗値変化を検出するために磁気抵抗効果素子
に印加されるセンス電流のほほ全てが非磁性層を流れる
ようになり、再生波形のノイズを低減し、（Ｓ／Ｎ）比
及びビットエラーレートを向上させることができる。な
お、センス電流が前記非磁性層に実質的に垂直に流れる
とは、非磁性層の電気抵抗変化を測定するために支障が
ない程度にセンス電流が垂直に流れるということであ
る。また、前述の前記縦バイアス層により印加される磁
界方向とは、磁気抵抗効果ヘッドにおけるエア・ベアリ
ング表面に平行な面において前記センス電流が流れる方
向と直角をなす方向に一致する。
【００１６】また、前記下部導電層は凹部を有し、前記
縦バイアス層は少なくともその一部が前記凹部に埋め込
まれるように設けられていることが好ましい。
【００１７】これにより、縦バイアス層とフリー層とを
同じ高さに配置することができ、縦バイアス層からフリ
ー層に縦バイアス磁界をスムーズ且つ有効に印加するこ
とができる。
【００１８】更に、フリー層の少なくとも一部を縦バイ
アス層に直接接触させることができる。又は、フリー層
の下にフリー層下地層を設けフリー層下地層が縦バイア
ス層に接触するようにしてもよく、縦バイアス層の上に
縦バイアス層保護層を設け縦バイアス保護層がフリー層
又はフリー層下地層に接触するようにしてもよい。
【００１９】これにより、縦バイアス層からフリー層へ
の縦バイアス磁界の印加を、更に確実且つ効果的に行う
ことができる。
【００２０】本発明に係る他の磁気抵抗効果素子は、下
部導電層と、この下部導電層上に設けられた磁性層と、
この磁性層上に設けられこの磁性層と磁気的にカップリ
ングし印加される磁界によって磁化方向が変化するフリ
ー層と、このフリー層上に設けられた非磁性層と、この
非磁性層上に設けられ磁化方向が固定された固定層と、
前記下部導電層上に設けられ前記磁性層に磁界を印加す
る縦バイアス層と、を有し、前記縦バイアス層により印
加される磁界方向における前記磁性層の長さが前記フリ
ー層の長さよりも長く、前記非磁性層の電気抵抗値変化
を検出するセンス電流が前記非磁性層に実質的に垂直に
流れることを特徴とする。
【００２１】また、前記磁性層と前記フリー層との間の
磁気的カップリングを反強磁性的カップリング又は強磁
性的カップリングとすることができる。更に、前記磁性
層と前記フリー層との間に第２の非磁性層を設けてもよ
い。
【００２２】本発明においては、縦バイアス層から一端
磁性層に縦バイアス磁界を印加し、この磁性層からフリ
ー層に縦バイアス磁界を印加する。このように、縦バイ
アス磁界の印加を二段階にすることにより、フリー層に
印加される縦バイアス磁界の制御が容易になる。また、
前記縦バイアス層により印加される磁界方向において、
磁性層の長さをフリー層の長さよりも長くすることによ
り、磁性層のみが縦バイアス層の近くに配置されるよう
にする。これにより、縦バイアス層から磁性層に効果的
に縦バイアス磁界が印加されると共に、積層体から縦バ
イアス層にセンス電流が漏洩することを防止することが
でき、センス電流のほほ全てが非磁性層を流れるように
なる。
【００２３】また、前記磁性層の少なくとも一部を縦バ
イアス層に直接接触させることができる。又は、磁性層
の下に磁性層下地層を設け磁性層下地層が縦バイアス層
に接触するようにしてもよく、縦バイアス層の上に縦バ
イアス層保護層を設け縦バイアス保護層が磁性層又は磁
性層下地層に接触するようにしてもよい。
【００２４】これにより、縦バイアス層から磁性層への
縦バイアス磁界の印加を、更に確実且つ効果的に行うこ
とができる。
【００２５】本発明に係る更に他の磁気抵抗効果素子
は、下部導電層と、この下部導電層上に設けられ磁化方
向が固定された固定層と、この固定層上に設けられた非
磁性層と、この非磁性層上に設けられ印加される磁界に
よって磁化方向が変化するフリー層と、このフリー層上
に設けられこのフリー層と磁気的にカップリングする磁
性層と、前記磁性層に磁界を印加する縦バイアス層と、
を有し、前記非磁性層の電気抵抗値変化を検出するセン
ス電流が前記非磁性層に実質的に垂直に流れることを特
徴とする。
【００２６】また、前記固定層の下に前記固定層の磁化
方向を固定する固定化層が設けられていてもよい。
【００２７】更に、前記磁性層の少なくとも一部を縦バ
イアス層に直接接触させることが好ましい。又は、磁性
層の下に磁性層下地層を設け磁性層下地層が縦バイアス
層に接触するようにしてもよく、縦バイアス層の上に縦
バイアス層保護層を設け縦バイアス保護層が磁性層又は
磁性層下地層に接触するようにしてもよい。
【００２８】また、前記磁性層と前記フリー層との間の
磁気的カップリングを反強磁性的カップリング又は強磁
性的カップリングとすることができる。更に、前記磁性
層と前記フリー層との間に第２の非磁性層を設けてもよ
い。
【００２９】本発明に係る更に他の磁気抵抗効果素子
は、下部導電層と、この下部導電層上に設けられ磁化方
向が固定された固定層と、この固定層上に設けられた第
１の非磁性層と、この第１の非磁性層上に設けられ印加
される磁界によって磁化方向が変化するフリー層と、こ
のフリー層上に設けられこのフリー層と磁気的にカップ
リングする第１の磁性層と、この第１の磁性層上に設け
られこの第１の磁性層と磁気的にカップリングする第２
の磁性層と、前記第１及び第２の磁性層に磁界を印加す
る縦バイアス層と、を有し、前記第１の非磁性層の電気
抵抗値変化を検出するセンス電流が前記第１の非磁性層
に実質的に垂直に流れることを特徴とする。
【００３０】また、前記第１の磁性層及び第２の磁性層
は、前記縦バイアス層により印加される磁界方向におけ
る長さが、夫々前記フリー層の長さ以上であることが好
ましい。
【００３１】更に、前記フリー層と前記第１の磁性層と
の間に第２の非磁性層が設けられ、前記第１の磁性層と
前記第２の磁性層との間には第３の非磁性層が設けられ
ることができる。また、前記固定化層の下に固定化層下
地層が設けられていてもよい。
【００３２】本発明においては、縦バイアス層から一
旦、第１の磁性層、第３の非磁性層及び第２の磁性層か
らなる３層膜に縦バイアス磁界を印加し、それを前記３
層膜からフリー層に印加することができる。このよう
に、縦バイアス層からフリー層への縦バイアス磁界の印
加を二段階にすることにより、フリー層に印加される縦
バイアス磁界の制御が容易になる。
【００３３】更にまた、前記第１の磁性層における飽和
磁化と膜厚との積が、前記第２の磁性層における飽和磁
化と膜厚との積と実質的に等しく、前記第１の磁性層、
前記第３の非磁性層及び前記第２の磁性層からなる３層
膜が、積層反強磁性体であることができる。
【００３４】これにより、前記３層膜が磁界に対する感
度を持たなくなり、フリー層のみが磁界に感度を持つよ
うになる。このため、この磁気抵抗効果素子を再生ヘッ
ドに適用した場合の再生トラック幅は、フリー層の幅の
みで決定されるようになり、実効トラック幅の広がりを
防止することができるようになる。なお、実質的に等し
いとは、前記３層膜の磁界に対する感度の低減効果が認
められる程度に等しいということである。
【００３５】また、前記第１の磁性層の少なくとも一部
は縦バイアス層に直接接触していることが好ましい。又
は、前記第１の磁性層の下に第１の磁性層下地層を設
け、この第１の磁性層下地層が縦バイアス層に接触する
ようにしてもよく、縦バイアス層の上に縦バイアス層保
護層を設け縦バイアス保護層が前記第１の磁性層又は前
記第１の磁性層下地層に接触するようにしてもよい。同
様に、前記第２の磁性層の少なくとも一部は縦バイアス
層に直接接触していることが好ましい。又は、前記第２
の磁性層の下に第２の磁性層下地層を設け、この第２の
磁性層下地層が縦バイアス層に接触するようにしてもよ
く、前記縦バイアス保護層が前記第２の磁性層又は前記
第２の磁性層下地層に接触するようにしてもよい。
【００３６】本発明に係る更に他の磁気抵抗効果素子
は、下部導電層と、この下部導電層上に設けられ磁化方
向が固定された固定層と、この固定層上に設けられた非
磁性層と、この非磁性層上に設けられ印加される磁界に
よって磁化方向が変化するフリー層と、このフリー層上
に設けられた磁性層と、この磁性層上に設けられ前記磁
性層に磁界を印加する縦バイアス層と、を有し、前記非
磁性層の電気抵抗値変化を検出するセンス電流が前記非
磁性層に実質的に垂直に流れることを特徴とする。
【００３７】本発明に係る更に他の磁気抵抗効果素子
は、下部導電層と、この下部導電層上に設けられ磁化方
向が固定された第１の固定層と、この第１の固定層上に
設けられた第１の非磁性層と、この第１の非磁性層上に
設けられ印加される磁界によって磁化方向が変化する第
１のフリー層と、この第１のフリー層上に設けられこの
第１のフリー層と磁気的にカップリングする磁性層と、
この磁性層上に設けられこの磁性層と磁気的にカップリ
ングする第２のフリー層と、この第２のフリー層上に設
けられた第２の非磁性層と、この第２の非磁性層上に設
けられ磁化方向が固定された第２の固定層と、前記磁性
層に磁界を印加する縦バイアス層と、を有し、前記第１
及び第２の非磁性層の電気抵抗値変化を検出するセンス
電流が前記第１及び第２の非磁性層に実質的に垂直に流
れることを特徴とする。
【００３８】また、前記磁性層は、前記縦バイアス層に
より印加される磁界方向における長さが前記第１及び第
２のフリー層の長さ以上であることが好ましい。
【００３９】本発明においては、２組のフリー層及び固
定層を上下対象に設けることにより、フリー層及び固定
層に流れるセンス電流により発生する磁界の影響を打ち
消すことができ、磁界に対してより直線的な応答を得る
ことができる。
【００４０】また、前記第１の固定層の下に前記第１の
固定層の磁化方向を固定する第１の固定化層を設けても
よく、前記第２の固定層の上に前記第２の固定層の磁化
方向を固定する第２の固定化層を設けてもよい。更に、
前記第１の固定化層の下に第１の固定化層下地層を設け
てもよい。
【００４１】また、前記第１のフリー層と前記磁性層と
の間の磁気的カップリングを反強磁性的カップリング又
は強磁性的カップリングとすることができる。更に、前
記第１のフリー層と前記磁性層との間に第３の非磁性層
を設けてもよい。同様に、前記磁性層と前記第２のフリ
ー層との間の磁気的カップリングを反強磁性的カップリ
ング又は強磁性的カップリングとすることができる。更
に、前記磁性層と前記第２のフリー層との間に第４の非
磁性層を設けてもよい。
【００４２】また、前記磁性層の少なくとも一部は縦バ
イアス層に直接接触していることが好ましい。又は、前
記磁性層の下に磁性層下地層を設け、この磁性層下地層
が縦バイアス層に接触するようにしてもよく、縦バイア
ス層の上に縦バイアス層保護層を設け縦バイアス保護層
が前記磁性層又は前記磁性層下地層に接触するようにし
てもよい。
【００４３】本発明に係る更に他の磁気抵抗効果素子
は、下部導電層と、この下部導電層上に設けられた第１
の磁性層と、この第１の磁性層上に設けられこの第１の
磁性層と磁気的にカップリングする第２の磁性層と、こ
の第２の磁性層上に設けられこの第２の磁性層と磁気的
にカップリングし印加される磁界によって磁化方向が変
化するフリー層と、このフリー層上に設けられた第１の
非磁性層と、この第１の非磁性層上に設けられ磁化方向
が固定された固定層と、前記第１の磁性層に磁界を印加
する縦バイアス層と、を有し、前記第１の非磁性層の電
気抵抗値変化を検出するセンス電流が前記第１の非磁性
層に実質的に垂直に流れることを特徴とする。
【００４４】また、前記第１の磁性層は、前記縦バイア
ス層により印加される磁界方向における長さが前記フリ
ー層の長さ以上であることが好ましく、前記第２の磁性
層は、前記縦バイアス層により印加される磁界方向にお
ける長さが前記フリー層の長さ以上であることが好まし
い。
【００４５】更に、前記固定層の下に前記固定層の磁化
方向を固定する固定化層を設けてもよい。
【００４６】更にまた、前記第１の磁性層と前記第２の
磁性層との間の磁気的カップリングを反強磁性的カップ
リング又は強磁性的カップリングとすることができる。
更に、前記第１の磁性層と前記第２の磁性層との間に第
２の非磁性層を設けてもよい。同様に、前記第２の磁性
層と前記フリー層との間の磁気的カップリングを反強磁
性的カップリング又は強磁性的カップリングとすること
ができる。更に、前記第２の磁性層と前記フリー層との
間に第３の非磁性層を設けてもよい。
【００４７】更にまた、前記第１の磁性層における飽和
磁化と膜厚との積が、前記第２の磁性層における飽和磁
化と膜厚との積に実質的に等しいことが好ましく、前記
第１の磁性層、前記第２の非磁性層及び前記第２の磁性
層からなる３層膜が積層反強磁性体であることが好まし
い。
【００４８】更にまた、前記第１の磁性層の少なくとも
一部は縦バイアス層に直接接触していることが好まし
い。又は、前記第１の磁性層の下に磁性層下地層を設
け、この磁性層下地層が縦バイアス層に接触するように
してもよく、縦バイアス層の上に縦バイアス層保護層を
設け縦バイアス保護層が前記磁性層又は前記磁性層下地
層に接触するようにしてもよい。同様に、前記第２の磁
性層の少なくとも一部は縦バイアス層に直接接触してい
ることが好ましい。又は、前記第２の磁性層の上に上部
層を設け、この上部層が縦バイアス層に接触するように
してもよく、縦バイアス層の下に縦バイアス層下地層を
設け縦バイアス層下地層が前記磁性層又は前記上部層に
接触するようにしてもよい。
【００４９】本発明に係る更に他の磁気抵抗効果素子
は、下部導電層と、この下部導電層上に設けられた縦バ
イアス層と、この縦バイアス層上に設けられた第１の磁
性層と、この第１の磁性層上に設けられこの第１の磁性
層と磁気的にカップリングする第２の磁性層と、この第
２の磁性層上に設けられこの第２の磁性層と磁気的にカ
ップリングし印加される磁界によって磁化方向が変化す
るフリー層と、このフリー層上に設けられた第１の非磁
性層と、この第１の非磁性層上に設けられ磁化方向が固
定された固定層と、を有し、前記第１の非磁性層の電気
抵抗値変化を検出するセンス電流が前記第１の非磁性層
に実質的に垂直に流れることを特徴とする。
【００５０】また、前記第１の磁性層は、前記縦バイア
ス層により印加される磁界方向における長さが前記フリ
ー層の長さ以上であることが好ましく、前記第２の磁性
層は、前記縦バイアス層により印加される磁界方向にお
ける長さが前記フリー層の長さ以上であることが好まし
い。更に、前記縦バイアス層の下に縦バイアス層下地層
を設けてもよい。
【００５１】更にまた、前記第１の磁性層と前記第２の
磁性層との間の磁気的カップリングを反強磁性的カップ
リング又は強磁性的カップリングとすることができる。
更に、前記第１の磁性層と前記第２の磁性層との間に第
２の非磁性層を設けてもよい。同様に、前記第２の磁性
層と前記フリー層との間の磁気的カップリングを反強磁
性的カップリング又は強磁性的カップリングとすること
ができる。更に、前記第２の磁性層と前記フリー層との
間に第３の非磁性層を設けてもよい。
【００５２】更にまた、前記第１の磁性層における飽和
磁化と膜厚との積が、前記第２の磁性層における飽和磁
化と膜厚との積に実質的に等しいことが好ましく、前記
第１の磁性層、前記第２の非磁性層及び前記第２の磁性
層からなる３層膜が積層反強磁性体であることが好まし
い。
【００５３】更にまた、前記第１の磁性層の少なくとも
一部は縦バイアス層に直接接触していることが好まし
い。又は、前記第１の磁性層の下に磁性層下地層を設
け、この磁性層下地層が縦バイアス層に接触するように
してもよく、縦バイアス層の上に縦バイアス層保護層を
設け縦バイアス保護層が前記磁性層又は前記磁性層下地
層に接触するようにしてもよい。同様に、前記第２の磁
性層の少なくとも一部は縦バイアス層に直接接触してい
ることが好ましい。又は、前記第２の磁性層の上に上部
層を設け、この上部層が縦バイアス層に接触するように
してもよく、縦バイアス層の下に縦バイアス層下地層を
設け縦バイアス層下地層が前記磁性層又は前記上部層に
接触するようにしてもよい。
【００５４】本発明に係る磁気抵抗効果ヘッドは、前記
磁気抵抗効果素子と、この磁気抵抗効果素子の基材とな
る下シールド層と、前記磁気抵抗効果素子上に設けられ
前記磁気抵抗効果素子にこの磁気抵抗効果素子の電気抵
抗値変化を検出するセンス電流を入力するための上部導
電層と、この上部導電層上に設けられた上シールド層
と、を有することを特徴とする。
【００５５】本発明に係る磁気抵抗変換システムは、前
記磁気抵抗効果ヘッドと、前記磁気抵抗効果ヘッドにセ
ンス電流を供給する電流発生回路と、前記磁気抵抗効果
ヘッドの電気抵抗変化を検出して前記磁気抵抗効果ヘッ
ドに印加された磁界を求めるデータ読取回路と、を有す
ることを特徴とする。
【００５６】本発明に係る磁気記録システムは、前記磁
気抵抗変換システムと、この磁気抵抗変換システムによ
りデータを記録及び再生する複数個のトラックを有する
磁気記録媒体と、前記磁気記録媒体における選択された
トラックが配置されている位置へ前記磁気抵抗変換シス
テムを移動させる第１のアクチュエータと、前記トラッ
クを回転駆動させる第２のアクチュエータと、を有する
ことを特徴とする。
【００５７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について添
付の図面を参照して具体的に説明する。なお、本発明の
実施例において使用する部分断面図は、全て磁気抵抗効
果ヘッドをエア・ベアリング表面に平行に切断した部分
断面図である。また、本発明の実施例において、層等を
「パターン化する」という表現は、図示されている断面
における図示されている領域内においてエッチング等の
手段により層等の一部を残し一部を除去することを指
し、図示されない断面又は領域においてエッチング等の
手段により層等の一部を残し一部を除去することは指さ
ない。即ち、本発明の実施例において、「パターン化す
る」という記載のない層等であっても、図示されない断
面又は領域においてエッチング等の手段により層等の一
部を残し一部が除去されている場合もあり得る。
【００５８】本発明の第１の実施例に係る磁気抵抗効果
ヘッド及びその製造方法ついて説明する。図１乃至７
は、本実施例における磁気抵抗効果ヘッドの製造方法を
工程順に示す部分断面図である。
【００５９】先ず、図１に示すように、基体(図示せず)
上に下シールド層１６及び下部導電層１を順次形成す
る。
【００６０】次に、図２に示すように、下部導電層１上
に開口部２０ａを有するフォトレジスト２０を形成し、
下部導電層１をドライエッチング等の手段によりエッチ
ングし、下部導電層１の表面に凹部１ａを形成する。
【００６１】次に、図３に示すように、下部導電層１の
凹部１ａ上に、縦バイアス層下地層２ａ及び縦バイアス
層２ｂを下部導電層１の凹部に部分的に埋め込むように
成膜し、その後、フォトレジスト２０を取り除く。
【００６２】次に、図４に示すように、下部導電層１及
び縦バイアス層２ｂ上にフリー層下地層３ａ、フリー層
３ｂ、非磁性層４、固定層５、固定化層６ｂ及び上部層
７をこの順に形成し積層する。
【００６３】次に、図５に示すように、上部層７の上面
における直下に縦バイアス層２ｂが配置されていない領
域の中央部を覆うようにフォトレシ゛スト２１を形成
し、フォトレジスト２１をマスクとして非磁性層４、固
定層５、固定化層６ｂ及び上部層７をドライエッチング
等によりエッチングし、エッチングされた部分を埋め込
むように絶縁層１１を形成する。このとき、上部層７の
上面は絶縁層１１の上面において露出するようにする。
【００６４】次に、図６に示すように、フォトレジスト
２１を除去し、下部導電層１、縦バイアス層下地層２
ａ、縦バイアス層２ｂ、フリー層下地層３ａ、フリー層
３ｂ、非磁性層４、固定層５、固定化層６ｂ及び上部層
７からなる磁気抵抗効果素子３１ａを形成する。
【００６５】次に、図７に示すように、上部層７及び絶
縁層１１上に上部導電層１５を成膜し、フォトレジスト
（図示せず）を形成してこれをマスクとして上部導電層
１５をドライエッチング等によりパターン化した後に、
このフォトレジストを取り除き、その上に上シールド層
１７を形成し、磁気抵抗効果ヘッド６１ａを形成する。
【００６６】本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッド６１ａ
の構成について説明する。図７に示すように、下シール
ド層１６及び下部導電層１が設けられ、下部導電層１は
凹部１ａを有し、凹部１ａに縦バイアス層下地層２ａ及
び縦バイアス層２ｂが設けられている。下部導電層１に
おける縦バイアス層下地層２ａ及び縦バイアス層２ｂが
設けられていない部分及び縦バイアス層２ｂの上にはフ
リー層下地層３ａ及びフリー層３ｂが設けられている。
フリー層３ｂ上には、縦バイアス層２ｂの直上に配置さ
れないようにパターン化された非磁性層４、固定層５、
固定化層６ｂ及び上部層７がこの順に積層されている。
【００６７】また、非磁性層４、固定層５、固定化層６
ｂ及び上部層７は絶縁層１１に埋め込まれており、上部
層７の上面は絶縁層１１の上面に露出している。更に、
上部層７及び絶縁層１１上には上部導電層１５が設けら
れ、上部導電層１５上には上シールド層１７が設けられ
ている。
【００６８】上記の構造において、下部導電層１及び上
部導電層１５は、下部導電層１と上部導電層１５との間
に配置されているフリー層下地層３ａ、フリー層３ｂ、
非磁性層４、固定層５、固定化層６ｂ及び上部層７に対
して、積層面に垂直方向にセンス電流を流すための下部
電極及び上部電極である。下部導電層１及び上部導電層
１５を構成する材料としては、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｍ
ｏ、Ｗ、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｐｔ及びＴ
ａ等からなる群から選択された１種の材料の単体、２種
以上の材料の混合物、２種以上の材料の化合物又は２種
以上の材料により構成される多層膜が挙げられる。特
に、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ及びＴａはより有力な候補
である。また、基体を構成する材料としては、アルチッ
ク、ＳｉＣ、アルミナ、アルチック、アルミナ、Ｓｉ
Ｃ、アルミナが挙げられる。
【００６９】また、縦バイアス層２ｂはフリー層３ｂに
縦バイアス磁界を印加するためのものであり、縦バイア
ス層下地層２ａは縦バイアス層２ｂの結晶性等の膜質を
改善し、縦バイアス層２ｂの磁気特性を良好にするため
の下地層である。縦バイアス層下地層２ａを構成する材
料としては、Ｔａ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｗ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｍ
ｏ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｉｒ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｒ
ｕ、Ｒｈ、Ｒｅ、Ａｕ、Ｏｓ、Ｐｄ、Ｎｂ、Ｖ、Ｆｅ、
ＦｅＣｏ、ＦｅＣｏＮｉ及びＮｉＦｅ等からなる群から
選択された１種の材料の単体、２種以上の材料の混合物
又は２種以上の材料により構成される多層膜が挙げられ
る。特に、Ｃｒ、Ｆｅ及びＣｏＦｅはより有力な候補で
ある。また、縦バイアス層２ｂを構成する材料として
は、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒ、ＣｏＰｔ、ＣｏＣｒＴ
ａ、ＦｅＭｎ、ＮｉＭｎ、Ｎｉ酸化物、ＮｉＣｏ酸化
物、Ｆｅ酸化物、ＮｉＦｅ酸化物、ＩｒＭｎ、ＰｔＭ
ｎ、ＰｔＰｄＭｎ、ＲｅＭｎ、Ｃｏフェライト及びＢａ
フェライトからなる群から選択された１種の材料の単
体、２種以上の材料の混合物又は２種以上の材料により
構成される多層膜が挙げられる。特に、ＣｏＣｒＰｔ、
ＣｏＣｒＴａ、ＣｏＰｔ、ＮｉＭｎ及びＩｒＭｎはより
有力な候補である。
【００７０】フリー層３ｂは磁気抵抗効果ヘッド６１ａ
を含む磁気センサに外部磁界が印加されると、その磁界
の方向及び大きさに応じて磁化の方向を変える磁性層で
ある。フリー層３ｂには縦バイアス層２ｂを介して外部
磁界が印加される。また、フリー層下地層３ａはフリー
層３ｂの結晶性等の膜質を改善し、フリー層３ｂの磁気
特性を良好にするための下地層である。フリー層下地層
３ａを構成する材料としては、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からなる群から選択された１種の材料の単体、２
種以上の材料の混合物、２種以上の材料の化合物又は２
種以上の材料により構成される多層膜が挙げられる。特
に、Ｔａ、Ｚｒ及びＨｆはより有力な候補である。フリ
ー層３ｂを構成する材料としては、ＮｉＦｅ、ＣｏＦ
ｅ、ＮｉＦｅＣｏ、ＦｅＣｏ、ＣｏＦｅＢ、ＣｏＺｒＭ
ｏ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺｒ、ＣｏＺｒＴａ、ＣｏＨ
ｆ、ＣｏＴａ、ＣｏＴａＨｆ、ＣｏＮｂＨｆ、ＣｏＺｒ
Ｎｂ、ＣｏＨｆＰｄ、ＣｏＴａＺｒＮｂ及びＣｏＺｒＭ
ｏＮｉの合金又はアモルファス磁性材料が挙げられる。
添加元素として、Ｔａ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｗ、Ｃｒ、Ｔｉ、
Ｍｏ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｉｒ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｒ
ｕ、Ｒｈ、Ｒｅ、Ａｕ、Ｏｓ、Ｐｄ、Ｎｂ及びＶからな
る群より選択された１種以上の元素を使用することもで
きる。ＮｉＦｅ、（ＮｉＦｅ／ＣｏＦｅ）２層膜、（Ｎ
ｉＦｅ／ＮｉＦｅＣｏ）２層膜及び（ＮｉＦｅ／Ｃｏ）
２層膜はより有力な候補である。
【００７１】固定化層６ｂは固定層５の磁化方向を固定
するための層であり、固定化層下地層６ａは固定化層６
ｂの結晶性等の膜質を改善し、固定化層６ｂの磁気特性
を良好にするための下地層である。また、固定層５は固
定化層６ｂにより磁化方向が固定されている層である。
【００７２】固定化層下地層６ａを構成する材料として
は、Ｔａ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｗ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｐｔ、
Ｎｉ、Ｉｒ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｒ
ｅ、Ａｕ、Ｏｓ、Ｐｄ、Ｎｂ及びＶからなる群から選択
された１種の材料の単体、２種以上の材料の混合物、２
種以上の材料の化合物又は２種以上の材料により構成さ
れる多層膜が挙げられる。特に、Ｔａ、Ｚｒ及びＨｆは
有力な候補である。また、固定化層６ｂを構成する材料
としては、ＦｅＭｎ、ＮｉＭｎ、ＩｒＭｎ、ＲｈＭｎ、
ＰｔＰｄＭｎ、ＲｅＭｎ、ＰｔＭｎ、ＰｔＣｒＭｎ、Ｃ
ｒＭｎ、ＣｒＡｌ、ＴｂＣｏ、ＣｏＣｒ、ＣｏＣｒＰ
ｔ、ＣｏＣｒＴａ及びＰｔＣｏ等を使用することができ
る。特に、ＰｔＭｎ又はＰｔＭｎにＴｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｃ
ｏ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔｃ、Ｒｕ、
Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉ
ｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｓｉ及びＡｌのうち少なくとも１種の
元素を添加した材料は有力な候補である。
【００７３】固定層５を構成する材料としては、ＮｉＦ
ｅ、Ｃｏ、ＣｏＦｅ、ＮｉＦｅＣｏ、ＦｅＣｏ、ＣｏＦ
ｅＢ、ＣｏＺｒＭｏ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺｒ、ＣｏＺ
ｒＴａ、ＣｏＴａ、ＣｏＴａＨｆ、ＣｏＮｂＨｆ、Ｃｏ
ＺｒＮｂ、ＣｏＨｆＰｄ、ＣｏＴａＺｒＮｂ及びＣｏＺ
ｒＭｏＮｉの合金又はアモルファス磁性材料を使用する
ことができる。また、これらの材料と、Ｔｉ、Ｖ、Ｃ
ｒ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔｃ、Ｒａ、
Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉ
ｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｓｉ、Ａｌ及びＮｉからなる群より選
択された少なくとも１種の金属又はその合金とを組み合
わせた積層膜を使用することも可能である。特に、（Ｃ
ｏ／Ｒｕ／Ｃｏ）、（ＣｏＦｅ／Ｒｕ／ＣｏＦｅ）、
（ＣｏＦｅＮｉ／Ｒｕ／ＣｏＦｅＮｉ）、（Ｃｏ／Ｃｒ
／Ｃｏ）、（ＣｏＦｅ／Ｃｒ／ＣｏＦｅ）及び（ＣｏＦ
ｅＮｉ／Ｃｒ／ＣｏＦｅＮｉ）各３層膜は有力な候補で
ある。
【００７４】非磁性層４はフリー層３ｂと固定層５との
間に配置され、フリー層３ｂの磁化方向と固定層５の磁
化方向とのなす角度に応じて、電気抵抗値が変化する層
である。非磁性層４を構成する材料としては、金属、酸
化物、窒化物、酸化物と窒化物の混合物又は金属と酸化
物との多層膜、金属と窒化物との多層膜、金属と酸化物
及び窒化物の混合物との多層膜を使用する。このとき、
金属はＴｉ、Ｖ，Ｃｒ、Ｃｏ、Ｃｕ，Ｚｎ、Ｙ、Ｚｒ、
Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔｃ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｈｆ、Ｔ
ａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｓｉ、Ａｌ、
Ｔｉ、Ｔａ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｒｅ及びＶからなる群
より選択された少なくとも１種以上の金属であり、酸化
物はこれらの金属の酸化物であり、窒化物はこれらの金
属の窒化物である。特に、Ａｌの酸化物及びＣｕは有力
な候補である。
【００７５】また、上部層７はその下に配置されている
層が、磁気抵抗効果ヘッド６１ａの製造プロセス中及び
使用環境中において腐食されることを防止する層であ
る。上部層７を構成する材料としては、Ａｕ、Ａｇ、Ｃ
ｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｙ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎ
ｂ、Ｔａ及びＲｕからなる群から選択された１種の材料
の単体、２種以上の材料の混合物、２種以上の材料の化
合物又は２種以上の材料により構成される多層膜が挙げ
られる。特に、Ｔａ、Ｚｒ及びＴｉは有力な候補であ
る。
【００７６】更に、絶縁層１１は非磁性層４を流れるセ
ンス電流が漏洩することを防止する層である。絶縁層１
１を構成する材料としては、Ａｌ酸化物、Ｓｉ酸化物、
窒化アルミニウム、窒化シリコン又はダイアモンドライ
クカーボンからなる単体、これらの混合物及びこれらに
より構成される多層膜が挙げられる。
【００７７】更にまた、下シールド層１６及び上シール
ド層１７を構成する材料としては、ＮｉＦｅ、ＣｏＺ
ｒ、ＣｏＦｅＢ、ＣｏＺｒＭｏ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺ
ｒＴａ、ＣｏＨｆ、ＣｏＴａ、ＣｏＴａＨｆ、ＣｏＮｂ
Ｈｆ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＨｆＰｄ、ＣｏＴａＺｒＮ
ｂ、ＣｏＺｒＭｏＮｉ、ＦｅＡｌＳｉ、窒化鉄系材料、
ＭｎＺｎフェライト、ＮｉＺｎフェライト及びＭｇＺｎ
フェライトからなる群から選択された１種の材料の単
体、２種以上の材料の混合物又は２種以上の材料により
構成される多層膜が挙げられる。
【００７８】次に、磁気抵抗効果ヘッド６１ａの動作に
ついて説明する。磁気抵抗効果ヘッド６１ａに外部から
磁界が印加されると、縦バイアス層２ｂを介してフリー
層３ｂに磁界が印加され、印加される磁界の方向及び大
きさに応じてフリー層３ｂの磁化の方向が変わる。この
とき、固定層５は固定化層６ｂにより磁化方向が固定さ
れているため、固定層５の磁化方向とフリー層３ｂの磁
化方向との間に変化が生じ、非磁性層４の電気抵抗値が
変化する。この状態において、下部導電層１及び上部導
電層１５により非磁性層４に垂直な方向にセンス電流を
流し、非磁性層４の電気抵抗値を測定することにより、
外部の磁界を検出することができる。
【００７９】本実施例の効果について説明する。本実施
例の磁気抵抗効果ヘッド６１ａにおいては、図７に示す
ように、フリー層３ｂの長さが固定層５の長さよりも長
くなっており、フリー層３ｂのみが縦バイアス層２ｂの
近傍に配置されている。これにより、縦バイアス層２ｂ
はフリー層３ｂに確実且つ効果的に磁界を印加できると
共に、固定層５からセンス電流が縦バイアス層２ｂに漏
洩することを防止することができる。これにより、印加
されたセンス電流のほぼ全てが非磁性層４に流れ、磁気
抵抗効果ヘッド６１ａの性能が向上する。
【００８０】また、パターン化された縦バイアス層下地
層２ａ及び縦バイアス層２ｂの膜厚方向の一部が下部導
電層１の凹部１ａに埋め込まれているために、縦バイア
ス層下地層２ａ及び縦バイアス層２ｂのパターンの端部
における傾斜が緩やかになり、縦バイアス層２ｂからフ
リー層３ｂに縦バイアス磁界をより有効に印加すること
ができる。
【００８１】図８及び図９は、本実施例における磁気抵
抗効果素子の変形例を示す部分断面図である。図８はフ
リー層３ｂがパターン化され、フリー層３ｂの端部が縦
バイアス層２ｂの端部に接触している磁気抵抗効果素子
３１ｂを示している。
【００８２】また、図９はフリー層３ｂがパターン化さ
れ、フリー層３ｂの端部が縦バイアス層２ｂ上に重なっ
ている磁気抵抗効果素子３１ｃを示している。図８及び
図９に示した磁気抵抗効果素子３１ｂ及び３１ｃによっ
ても、磁気抵抗効果素子３１ａと同様に磁気抵抗効果ヘ
ッドを構成することができる。
【００８３】なお、本実施例においては、非磁性層４が
固定層５、固定化層６ｂ及び上部層７と共にパターン化
された例を示したが、非磁性層４はフリー層３ｂのよう
に広がっていてもよいし、また、固定層５、固定化層６
ｂ及び上部層７のパターンよりも大きく且つフリー層３
ｂのパターンよりも小さくなるようにパターン化されて
もよい。
【００８４】また、縦バイアス層下地層２ａ、フリー層
下地層３ａ及び上部層７は省略されてもよく、縦バイア
ス層２ｂ上に縦バイアス層の保護層を設けることもでき
る。
【００８５】更に、本実施例においては、下シールド層
１６と下部導電層１とを別に設ける例を示したが、下シ
ールド層１６と下部導電層１とは共通の層であってもよ
い。この場合は、下部導電層１が省略される。また、上
シールド１７と上部導電層１５とが共通の層であっても
よい。この場合は、上部導電層１５が省略される。これ
により、上下シールド層間のギャップを小さくすること
ができる。更に、上部導電層１５と上シールド層１７と
の間に上ギャップ層を設けてもよく、下シールド層１６
と下部導電層１との間に下ギャップ層を設けてもよい。
【００８６】次に、本発明の第２の実施例について説明
する。図１０乃至１８は本実施例における磁気抵抗効果
ヘッドの製造方法を工程順に示す部分断面図である。
【００８７】先ず、図１０に示すように、基体(図示せ
ず)上に下シールド層１６及び下部導電層１を順次形成
する。
【００８８】次に、図１１に示すように、下部導電層１
上に開口部２０ａを有するフォトレジスト２０を形成
し、下部導電層１をドライエッチング等の手段によりエ
ッチングし、下部導電層１の表面に凹部１ａを形成す
る。
【００８９】次に、図１２に示すように、フォトレジス
ト２０を除去した後、下部導電層１上に縦バイアス層下
地層２ａ及び縦バイアス層２ｂを成膜する。
【００９０】次に、図１３に示すように、縦バイアス層
２ｂ上における直下に凹部１ａが配置されている領域を
覆い直下に凹部１ａが配置されていない領域に開口部２
１ａを有するようにフォトレジスト２１を形成する。次
いで、フォトレジスト２１をマスクとしてドライエッチ
ング等の手段により縦バイアス層下地層２ａ及び縦バイ
アス層２ｂをエッチングし、これらをパターン化する。
【００９１】次に、図１４に示すように、下部導電層１
及び縦バイアス層２ｂ上にフリー層下地層３ａ、フリー
層３ｂ、非磁性層４、固定層５、固定化層６ｂ及び上部
層７をこの順に形成し積層する。
【００９２】次に、図１５に示すように、上部層７上に
おける直下に縦バイアス層２ｂが配置されていない領域
を覆うようにフォトレジスト２２を設け、フォトレジス
ト２２をマスクとして、ドライエッチング等の手段によ
りフリー層下地層３ａ、フリー層３ｂ、非磁性層４、固
定層５、固定化層６ｂ及び上部層７をパターン化する。
【００９３】次に、図１６に示すように、フォトレジス
ト２２を除去し、上部層７上に上部層７の中央部を覆う
ようにフォトレジスト２３を形成し、フォトレジスト２
３をマスクとして、ドライエッチング等の手段により非
磁性層４、固定層５、固定化層６ｂ及び上部層７をパタ
ーン化する。
【００９４】次に、図１７に示すように、非磁性層４、
固定層５、固定化層６ｂ及び上部層７のパターンの周囲
を絶縁層１１により埋め込み、磁気抵抗効果素子３２ａ
を形成する。
【００９５】次に、図１８に示すように、フォトレジス
ト２３を除去した後、上部層７及び絶縁層１１上に上部
導電層１５を成膜し、フォトレジスト（図示せず）を形
成し、このフォトレジストをマスクとして上部導電層１
５をドライエッチング等の手段によりパターン化した後
に、このフォトレジストを取り除き、その上に上シール
ド層１７を形成し、磁気抵抗効果ヘッド６２ａを形成す
る。
【００９６】本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッド６２ａ
の構成について説明する。図１８に示すように、本実施
例の磁気抵抗効果ヘッド６２ａは、図７に示した第１の
実施例における磁気抵抗効果ヘッド６１ａと比較して、
フリー層下地層３ａ及びフリー層３ｂの形状が異なる。
本実施例においては、フリー層下地層３ａ及びフリー層
３ｂの端部は、縦バイアス層下地層２ａ及び縦バイアス
層２ｂの端部と同一の高さにあり、互いに接触してい
る。本実施例における磁気抵抗効果ヘッド６２ａにおい
て、フリー層下地層３ａ及びフリー層３ｂの形状以外の
構成及び動作は、前記第１の実施例における磁気抵抗効
果ヘッド６１ａと同一である。
【００９７】なお、本実施例においては、非磁性層４が
固定層５、固定化層６ｂ及び上部層７と共にパターン化
された例を示したが、第１の実施例と同様に、非磁性層
４はフリー層３ｂのように広がっていてもよいし、ま
た、固定層５、固定化層６ｂ及び上部層７のパターンよ
りも大きく且つフリー層３ｂのパターンよりも小さくな
るようにパターン化されてもよい。
【００９８】また、本実施例においては、上部導電層１
５がパターン化されている例を示したが、上部導電層１
５はパターン化されずに広がっていてもよい。
【００９９】次に、本発明の第３の実施例について説明
する。図１９乃至２５は本実施例における磁気抵抗効果
ヘッドの製造方法を工程順に示す部分断面図である。
【０１００】先ず、図１９に示すように、基体(図示せ
ず)上に下シールド層１６及び下部導電層１を順次形成
する。
【０１０１】次に、図２０に示すように、下部導電層１
上に開口部２０ａを有するフォトレジスト２０を形成
し、下部導電層１をドライエッチング等の手段によりエ
ッチングし、下部導電層１の表面に凹部１ａを形成す
る。
【０１０２】次に、図２１に示すように、フォトレジス
ト２０をマスクとして、縦バイアス層下地層２ａ及び縦
バイアス層２ｂを下部導電層１の凹部１ａに部分的に埋
め込むように成膜し、フォトレジスト２０を除去する。
【０１０３】次に、図２２に示すように、下部導電層１
及び縦バイアス層２ｂ上にフリー層下地層３ａ、フリー
層３ｂ、非磁性層４、固定層５、固定化層６ｂ及び上部
層７をこの順に形成し積層する。
【０１０４】次に、図２３に示すように、上部層７の上
面における直下に縦バイアス層２ｂが配置されていない
領域の中央部を覆うようにフォトレジスト２１を設け、
フォトレジスト２１をマスクとして、ドライエッチング
等の手段により非磁性層４、固定層５、固定化層６ｂ及
び上部層７をパターン化し、非磁性層４、固定層５、固
定化層６ｂ及び上部層７の周囲を絶縁層１１により埋め
込む。
【０１０５】次に、図２４に示すように、フォトレジス
ト２１を除去し、上部層７及び絶縁層１１上におけるフ
ォトレジスト２１が設けられていた位置にフォトレジス
ト２１よりも広い領域を覆うようにパターン化されたフ
ォトレジスト２２を形成し、フォトレジスト２２をマス
クとして、ドライエッチング等の手段によりフリー層下
地層３ａ、フリー層３ｂ及び絶縁層１１をエッチングし
パターン化する。次いで,このエッチングされた領域を
絶縁層１１ｂにより埋め込み、磁気抵抗効果素子３２ｂ
を形成する。
【０１０６】次に、図２５に示すように、フォトレジス
ト２２を除去した後、上部層７、絶縁層１１及び絶縁層
１１ｂ上に上部導電層１５を成膜し、フォトレジスト
（図示せず）を形成し、このフォトレジストにより上部
導電層１５をドライエッチング等の手段によりパターン
化した後に、このフォトレジストを取り除き、その上に
上シールド層１７を形成し、磁気抵抗効果ヘッド６２ｂ
を形成する。
【０１０７】本実施例において形成された磁気抵抗効果
ヘッド６２ｂは、絶縁層１１及び１１ｂが２回の工程に
より形成されている点以外は、第２の実施例における磁
気抵抗効果ヘッド６２ａと構成及び動作が同一である。
【０１０８】次に、本発明の第４の実施例に係る磁気抵
抗効果ヘッド及びその製造方法ついて説明する。図２６
乃至２８は、本実施例における磁気抵抗効果ヘッドの製
造方法を工程順に示す部分断面図である。
【０１０９】先ず、第１の実施例において図１乃至３に
示した工程により、図３に示すような積層体を形成す
る。
【０１１０】次に、図２６に示すように、下部導電層１
及び縦バイアス層２ｂ上に磁性層下地層８ａ、磁性層８
ｂ、第２の非磁性層９、フリー層３ｂ、第１の非磁性層
４、固定層５、固定化層６ｂ及び上部層７をこの順に形
成し積層する。
【０１１１】次に、図２７に示すように、上部層７の上
面における直下に縦バイアス層２ｂが配置されていない
領域の一部を覆うようにフォトレジスト２１を形成し、
第２の非磁性層９、フリー層３ｂ、第１の非磁性層４、
固定層５、固定化層６ｂ及び上部層７をドライエッチン
グ等によりエッチングし、エッチングされた部分を埋め
込むように絶縁層１１を形成し、下シールド層１６上に
磁気抵抗効果素子３３ａを形成する。
【０１１２】次に、図２８に示すように、フォトレジス
ト２１を除去し、上部層７及び絶縁層１１上に上部導電
層１５を成膜し、フォトレジスト（図示せず）を形成し
て上部導電層１５をドライエッチング等によりパターン
化した後に、このフォトレジストを取り除き、その上に
上シールド層１７を形成し、磁気抵抗効果ヘッド６３ａ
を形成する。
【０１１３】本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッド６３ａ
の構成について説明する。図２８に示すように、磁気抵
抗効果ヘッド６３ａの特徴は、フリー層３ｂの下に非磁
性層９を介して非磁性層８ｂが設けられている点であ
る。
【０１１４】図２８に示すように、基体(図示せず)上に
下シールド層１６及び下部導電層１が設けられ、下部導
電層１は凹部１ａを有し、凹部１ａに縦バイアス層下地
層２ａ及び縦バイアス層２ｂが設けられている。下部導
電層１における縦バイアス層下地層２ａ及び縦バイアス
層２ｂが設けられていない部分及び縦バイアス層２ｂの
上には、磁性層下地層８ａ及び磁性層８ｂが設けられて
いる。磁性層８ｂ上には、縦バイアス層２ｂの直上に配
置されないようにパターン化された第２の非磁性層９、
フリー層３ｂ、第１の非磁性層４、固定層５、固定化層
６ｂ及び上部層７がこの順に積層されている。
【０１１５】また、第２の非磁性層９、フリー層３ｂ、
第１の非磁性層４、固定層５、固定化層６ｂ及び上部層
７は絶縁層１１に埋め込まれており、上部層７の上面は
絶縁層１１の上面に露出している。更に、上部層７及び
絶縁層１１上にはパターン化された上部導電層１５が設
けられ、上部導電層１５上には上シールド層１７が設け
られている。
【０１１６】上記の構造において、磁性層８ｂは縦バイ
アス層２ｂにより印加される縦バイアス磁界を強磁性的
カップリング、反強磁性的カップリング又は静磁性的カ
ップリング等の磁気的カップリングによりフリー層３ｂ
に伝えるためのものである。また、第２の非磁性層９は
その構成材料及び膜厚により、磁性層８ｂとフリー層３
ｂとの間の磁気的カップリングを制御するためのもので
ある。磁性層下地層８ａは磁性層８ｂの結晶性等の膜質
を改善し、磁性層８ｂの磁気特性を良好にするための下
地層である。なお、第１の非磁性層４はトンネル電流を
流すためのものであり絶縁層であるが、第２の非磁性層
９は磁性層８ｂとフリー層３ｂとの間の磁気的カップリ
ングを制御するためのものであり導電層である。
【０１１７】磁性層８ｂを構成する材料としては、Ｎｉ
Ｆｅ、Ｃｏ、ＣｏＦｅ、ＮｉＦｅＣｏ、ＦｅＣｏ、Ｃｏ
ＦｅＢ、ＣｏＺｒＭｏ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺｒ、Ｃｏ
ＺｒＴａ、ＣｏＨｆ、ＣｏＴａ、ＣｏＴａＨｆ、ＣｏＮ
ｂＨｆ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＨｆＰｄ、ＣｏＴａＺｒＮ
ｂ、ＣｏＺｒＭｏＮｉ等の合金又はアモルファス磁性材
料からなる単層膜、混合物膜又は多層膜を使用する。特
に、ＮｉＦｅ、Ｃｏ、ＣｏＦｅ、ＮｉＦｅＣｏ又はＦｅ
Ｃｏは有力な候補である。また、添加元素として、Ｔ
ａ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｗ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｐｔ、Ｎｉ、
Ｉｒ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｒｅ、Ａ
ｕ、Ｏｓ、Ｐｄ、Ｎｂ及びＶからなる群から選択された
１種以上の元素を使用することもできる。
【０１１８】第２の非磁性層９を構成する材料として
は、Ｔｉ、Ｖ，Ｃｒ、Ｃｏ、Ｃｕ，Ｚｎ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎ
ｂ、Ｍｏ、Ｔｃ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｈｆ、Ｔ
ａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｓｉ、Ａｌ、
Ｔｉ、Ｔａ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｒｅ及びＶからなる群
から選択された１種の材料の単体、２種以上の材料の混
合物、２種以上の材料の化合物又は２種以上の材料によ
り構成される多層膜を使用する。特に、Ｒｕ及びＣｒは
有力な候補である。
【０１１９】磁性層下地層８ａを構成する材料として
は、Ｔａ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｗ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｐｔ、
Ｎｉ、Ｉｒ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｒ
ｅ、Ａｕ、Ｏｓ、Ｐｄ、Ｎｂ及びＶからなる群から選択
された１種の材料の単体、２種以上の材料の混合物、２
種以上の材料の化合物又は２種以上の材料により構成さ
れる多層膜が挙げられる。特に、Ｔａ及びＺｒはより有
力な候補である。
【０１２０】本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッド６３ａ
における他の層の構成材料及び機能は、前記第１の実施
例に係る磁気抵抗効果ヘッド６１ａにおける各層の構成
材料及び機能と同一である。
【０１２１】次に、磁気抵抗効果ヘッド６３ａの動作に
ついて説明する。磁気抵抗効果ヘッド６３ａに外部から
磁界が印加されると、縦バイアス層２ｂを介して磁性層
８ｂに磁界が印加される。次に、磁性層８ｂから第２の
非磁性層９を介して、縦バイアス磁界が強磁性的カップ
リング、反強磁性的カップリング又は静磁性的カップリ
ング等の磁気的カップリングによりフリー層３ｂに印加
される。このとき、この磁界の方向及び大きさに応じて
フリー層３ｂの磁化の方向が変わる。固定層５は固定化
層６ｂにより磁化方向が固定されているため、固定層５
の磁化方向とフリー層３ｂの磁化方向との間に変化が生
じ、非磁性層４の電気抵抗値が変化する。この状態にお
いて、下部導電層１及び上部導電層１５により非磁性層
４に垂直な方向にセンス電流を流し、非磁性層４の電気
抵抗値を測定することにより、外部の磁界を検出するこ
とができる。
【０１２２】本実施例の効果について説明する。本実施
例に係る磁気抵抗効果ヘッド６３ａにおいては、二段階
のプロセスを通して縦バイアス磁界が縦バイアス層２ｂ
からフリー層３ｂに印加されるため、縦バイアス磁界の
印加が確実となると共に、磁界印加量の制御が容易にな
る。また、図２８に示すように、フリー層３ｂ及び固定
層５は縦バイアス層２ｂの近傍には配置されず、磁性層
８ｂのみが縦バイアス層２ｂの近傍に配置されている。
これにより、縦バイアス層２ｂは磁性層８ｂに確実且つ
効果的に磁界を印加できると共に、フリー層３ｂ又は固
定層５からセンス電流が縦バイアス層２ｂに漏洩するこ
とを防止することができる。
【０１２３】図２９及び図３０は、本実施例における磁
気抵抗効果素子の変形例を示す部分断面図である。図２
９は磁性層８ｂがパターン化され、磁性層８ｂの端部が
縦バイアス層２ｂの端部に接触している磁気抵抗効果素
子３３ｂを示している。
【０１２４】また、図３０は磁性層８ｂがパターン化さ
れ、磁性層８ｂの端部が縦バイアス層２ｂ上に重なって
いる磁気抵抗効果素子３３ｃを示している。図２９及び
図３０に示した磁気抵抗効果素子３３ｂ及び３３ｃによ
っても、磁気抵抗効果ヘッドを構成することができる。
【０１２５】なお、本実施例においては、第２の非磁性
層９、フリー層３ｂ及び非磁性層４が固定層５、固定化
層６ｂ及び上部層７と共にパターン化された例を示した
が、第２の非磁性層９、フリー層３ｂ及び非磁性層４は
磁性層８ｂのように広がっていてもよいし、また、固定
層５、固定化層６ｂ及び上部層７のパターンよりも大き
く且つ磁性層８ｂのパターンよりも小さくなるようにパ
ターン化されてもよい。また、第２の非磁性層９のパタ
ーンがフリー層３ｂのパターンよりも広がっていてもよ
く、フリー層３ｂのパターンが非磁性層４よりも広がっ
ていてもよい。
【０１２６】また、縦バイアス層下地層２ａ、磁性層下
地層８ａ、第２の非磁性層９及び上部層７は省略されて
いてもよく、縦バイアス層２ａ上に縦バイアス層の保護
層を設けることもできる。
【０１２７】更に、本実施例においては、下シールド層
１６と下部導電層１とを別に設ける例を示したが、前記
第１乃至第３の実施例と同様に、下シールド層１６と下
部導電層１とは共通の層であってもよい。この場合は、
下部導電層１が省略される。また、上シールド１７と上
部導電層１５とが共通の層であってもよい。この場合
は、上部導電層１５が省略される。これにより、上下シ
ールド層間のギャップを小さくすることができる。更
に、上部導電層１５と上シールド層１７との間に上ギャ
ップ絶縁層を設けてもよく、下シールド層１６と下部導
電層１との間に下ギャップ絶縁層を設けてもよい。
【０１２８】次に、本発明の第５の実施例について説明
する。図３１乃至３４は本実施例における磁気抵抗効果
ヘッドの製造方法を工程順に示す部分断面図である。
【０１２９】先ず、前記第２の実施例における図１０乃
至１３に示した工程により、図１３に示されているよう
な積層体を形成する。
【０１３０】次に、図３１に示すように、フォトレジス
ト２１を除去し、下部導電層１の露出部分及び縦バイア
ス層２ｂ上に磁性層下地層８ａ、磁性層８ｂ、第２の非
磁性層９、フリー層３ｂ、非磁性層４、固定層５、固定
化層６ｂ及び上部層７をこの順に形成し積層する。
【０１３１】次に、図３２に示すように、上部層７の上
面における直下に縦バイアス層２ｂが配置されていない
領域を覆うようにフォトレジスト２２を設け、フォトレ
ジスト２２をマスクとして、ドライエッチング等の手段
により磁性層下地層８ａ、磁性層８ｂ、第２の非磁性層
９、フリー層３ｂ、非磁性層４、固定層５、固定化層６
ｂ及び上部層７をパターン化する。
【０１３２】次に、図３３に示すように、フォトレジス
ト２２を除去し、上部層７上に上部層７の中央部を覆う
ようにフォトレジスト２３を形成し、フォトレジスト２
３をマスクとして、ドライエッチング等の手段により第
２の非磁性層９、フリー層３ｂ、非磁性層４、固定層
５、固定化層６ｂ及び上部層７をパターン化し、第２の
非磁性層９、フリー層３ｂ、非磁性層４、固定層５、固
定化層６ｂ及び上部層７のパターンの周囲を絶縁層１１
により埋め込み、下部導電層１６上に磁気抵抗効果素子
３４ａを形成する。
【０１３３】次に、図３４に示すように、フォトレジス
ト２３を除去した後、上部層７及び絶縁層１１上に上部
導電層１５を成膜し、フォトレジスト（図示せず）を形
成し、ドライエッチング等の手段により上部導電層１５
をパターン化した後に、このフォトレジストを取り除
き、その上に上シールド層１７を形成し、磁気抵抗効果
ヘッド６４ａを形成する。
【０１３４】本実施例における磁気抵抗効果ヘッド６４
ａの構成について説明する。図３４に示すように、本実
施例の磁気抵抗効果ヘッド６４ａは、図２８に示した第
４の実施例における磁気抵抗効果ヘッド６３ａと比較し
て、磁性層下地層８ａ及び磁性層８ｂの形状が異なる。
本実施例においては、磁性層下地層８ａ及び磁性層８ｂ
パターン化され、それらの端部は縦バイアス層下地層２
ａ及び縦バイアス層２ｂの端部と同一の高さにあり、互
いに接触している。本実施例における磁気抵抗効果ヘッ
ド６４ａにおいて、磁性層下地層８ａ及び磁性層８ｂの
形状以外の構成動作及び効果は、前記第４の実施例にお
ける磁気抵抗効果ヘッド６３ａと同一である。
【０１３５】なお、本実施例においては、非磁性層４が
固定層５、固定化層６ｂ及び上部層７と共にパターン化
された例を示したが、前記第４の実施例と同様に、非磁
性層４はフリー層３ｂのように広がっていてもよいし、
また、固定層５、固定化層６ｂ及び上部層７のパターン
よりも大きく且つフリー層３ｂのパターンよりも小さく
なるようにパターン化されてもよい。また、第２の非磁
性層９のパターンは磁性層８ｂのパターンよりも広がっ
ていてもよく、磁性層８ｂのパターンが非磁性層４より
も広がっていてもよい。
【０１３６】また、本実施例においては、上部導電層１
５がパターン化されている例を示したが、上部導電層１
５はパターン化されずに広がっていてもよい。
【０１３７】次に、本発明の第６の実施例について説明
する。図３５乃至３９は本実施例における磁気抵抗効果
ヘッドの製造方法を工程順に示す部分断面図である。
【０１３８】先ず、前記第１の実施例における図１及び
図２に示した工程により、図２に示されているような積
層体を形成する。
【０１３９】次に、図３５に示すように、フォトレジス
ト２０を除去し、下部導電層１上に磁性層下地層８ａ、
磁性層８ｂ、第２の非磁性層９、フリー層３ｂ、非磁性
層４、固定層５、固定化層６ｂ及び上部層７をこの順に
形成し積層する。
【０１４０】次に、図３６に示すように、上部層７の上
面における直下に下部導電層１の凹部１ａが配置されて
いない領域の中央部分を覆うようにフォトレジスト２１
を設け、フォトレジスト２１をマスクとして、ドライエ
ッチング等の手段により第２の非磁性層９、フリー層３
ｂ、非磁性層４、固定層５、固定化層６ｂ及び上部層７
をパターン化し、第２の非磁性層９、フリー層３ｂ、非
磁性層４、固定層５、固定化層６ｂ及び上部層７のパタ
ーンの周囲を絶縁層１１により埋め込む。
【０１４１】次に、図３７に示すように、フォトレジス
ト２１を除去し、上部層７及び絶縁層１１の上面におけ
る直下に凹部１ａが配置されていない領域を覆うように
フォトレジスト２２を形成する。このとき、フォトレジ
スト２１が覆っていた領域はフォトレジスト２２が覆う
領域に含まれる。
【０１４２】次に、図３８に示すように、フォトレジス
ト２２をマスクとして、絶縁層１１、磁性層下地層８ａ
及び磁性層８ｂをエッチングしてパターン化し、次い
で、縦バイアス下地層２ａ及び縦バイアス層２ｂを順に
形成し、縦バイアス層２ｂ上に第２の絶縁層１１ｂを形
成し、下部導電層１６上に磁気抵抗効果素子３４ｂを形
成する。
【０１４３】次に、図３９に示すように、フォトレジス
ト２２を除去した後、上部層７、絶縁層１１及び絶縁層
１１ｂ上に上部導電層１５を成膜し、フォトレジスト
（図示せず）を形成し、ドライエッチング等の手段によ
り上部導電層１５をパターン化した後に、フォトレジス
トを取り除き、その上に上シールド層１７を形成し、磁
気抵抗効果ヘッド６４ｂを形成する。
【０１４４】本実施例において形成された磁気抵抗効果
ヘッド６４ｂは、絶縁層１１及び１１ｂが２回の工程に
より形成されている点以外は、第５の実施例における磁
気抵抗効果ヘッド６４ａと構成及び動作が同一である。
【０１４５】次に、本発明の第７の実施例について説明
する。図４０乃至４６は本実施例における磁気抵抗効果
ヘッドの製造方法を工程順に示す部分断面図である。
【０１４６】先ず、図４０に示すように、基体(図示せ
ず)上に下シールド層１６及び下部導電層１を順次形成
する。
【０１４７】次に、図４１に示すように、固定化層下地
層６ａ、固定化層６ｂ、固定層５、第１の非磁性層４、
フリー層３ｂ及び第２の非磁性層９をこの順に形成し積
層する。
【０１４８】次に、図４２に示すように、第２の非磁性
層９上にパターン化されたフォトレジスト２０を形成
し、固定化層下地層６ａ、固定化層６ｂ、固定層５、第
１の非磁性層４、フリー層３ｂ及び第２の非磁性層９を
ドライエッチング等の手段によりパターン化し、パター
ン化された固定化層下地層６ａ、固定化層６ｂ、固定層
５、第１の非磁性層４、フリー層３ｂ及び第２の非磁性
層９からなるパターン２９ａを形成する。
【０１４９】次に、図４３に示すように、パターン２９
ａを埋め込むように絶縁層１１を形成する。このとき、
絶縁層１１の高さはパターン２９ａの近傍においてはパ
ターン２９ａの高さと等しくし、パターン２９ａから一
定の距離を隔てた位置ではパターン２９ａの高さよりも
やや低くし、それらの間を滑らかな傾斜でつなぐように
する。
【０１５０】次に、図４４に示すように、絶縁層１１上
に縦バイアス層下地層２ａ及び縦バイアス層２ｂを形成
する。このとき、縦バイアス層２ｂの厚さを絶縁層１１
の傾斜に沿って変化させ、パターン２９ａから一定の距
離を隔てた位置においては縦バイアス層２ｂの厚さを厚
くし、パターン２９ａに近づくほど薄くなるようにす
る。
【０１５１】次に、図４５に示すように、フォトレジス
ト２０を取り除き、縦バイアス層２ｂ上に磁性層８及び
上部層７を形成し、磁気抵抗効果素子３５ａを形成す
る。
【０１５２】次に、図４６に示すように、上部層７上に
上部導電層１５を成膜し、フォトレジスト（図示せず）
を形成し、ドライエッチング等の手段により上部導電層
１５をパターン化した後に、フォトレジストを取り除
き、その上に上シールド層１７を形成し、磁気抵抗効果
ヘッド６５ａを形成する。
【０１５３】次に、本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッド
６５ａの構成について説明する。図４６に示すように、
下シールド層１６が設けられ、下シールド層１６上に下
部導電層１が設けられている。下部導電層１上にはパタ
ーン化された固定化層下地層６ａ、固定化層６ｂ、固定
層５、第１の非磁性層４、フリー層３ｂ及び第２の非磁
性層９からなるパターン２９ａが形成されている。パタ
ーン２９の周囲には絶縁層１１が配置され、パターン２
９ａは絶縁層１１により埋め込まれている。
【０１５４】パターン２９ａの近傍においては絶縁層１
１の上面はパターン２９ａの上面と等しく、パターン２
９ａから一定の距離を隔てた位置では絶縁層１１の上面
はパターン２９ａの上面よりもやや低くなっており、そ
れらの間は滑らかな傾斜になっている。この絶縁層１１
の上面の形状に沿うように、絶縁層１１上に縦バイアス
層２ｂが膜厚方向の少なくとも一部が絶縁層１１に埋め
込まれるように設けられており、縦バイアス層２ｂの厚
さはパターン２９ａから一定の距離を隔てた位置におい
ては厚く、パターン２９ａに近づくほど薄くなってい
る。縦バイアス層２ｂ上及びパターン２９ａ上には、磁
性層８及び上部層７が設けられている。
【０１５５】上部層７上にはパターン化された上部導電
層１５が設けられ、その上には上シールド層１７が設け
られている。
【０１５６】次に本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッド６
５ａの動作について説明する。磁気抵抗効果ヘッド６５
ａに外部から磁界が印加されると、縦バイアス層２ｂを
介して磁性層８ｂに磁界が印加される。次に、磁性層８
ｂから第２の非磁性層９を介して、縦バイアス磁界が強
磁性的カップリング、反強磁性的カップリング又は静磁
性的カップリング等の磁気的カップリングによりフリー
層３ｂに印加される。このとき、この磁界の方向及び大
きさに応じてフリー層３ｂの磁化の方向が変わる。固定
層５は固定化層６ｂにより磁化方向が固定されているた
め、固定層５の磁化方向とフリー層３ｂの磁化方向との
間に変化が生じ、非磁性層４の電気抵抗値が変化する。
この状態において、下部導電層１及び上部導電層１５に
より非磁性層４に垂直な方向にセンス電流を流し、非磁
性層４の電気抵抗値を測定することにより、外部の磁界
を検出することができる。
【０１５７】本実施例の効果について説明する。本実施
例に係る磁気抵抗効果ヘッド６５ａにおいては、二段階
のプロセスを通して縦バイアス磁界が縦バイアス層２ｂ
からフリー層３ｂに印加されるため、縦バイアス磁界の
印加が確実となると共に、磁界印加量の制御が容易にな
る。
【０１５８】なお、本実施例においては、固定化層下地
層６ａ、固定化層６ｂ、固定層５、第１の非磁性層４、
フリー層３ｂ及び第２の非磁性層９はいずれも同じよう
にパターン化された例を示したが、パターン化は少なく
ともフリー層３ｂにおいて行われていればよく、固定化
層下地層６ａ、固定化層６ｂ、固定層５及び第１の非磁
性層４はパターン化されていなくてもよい。また、固定
化層下地層６ａのパターンが固定化層６ｂのパターンよ
り大きくてもよく、固定化層６ｂのパターンが固定層５
のパターンより大きくてもよく、固定層５のパターンが
第１の非磁性層４のパターンより大きくてもよく、第１
の非磁性層４のパターンがフリー層３ｂのパターンより
大きくてもよい。また、本実施例においては絶縁層１１
の上面がフリー層３ｂのパターンの上面よりも低い例を
示したが、絶縁層１１の上面はフリー層３ｂのパターン
の上面と同じ高さであってもよく、フリー層３ｂのパタ
ーンの上面より高くてもよい。
【０１５９】図４７乃至５４は本実施例の変形例に係る
磁気抵抗効果素子の構成を示す部分断面図である。図４
７に示す磁気抵抗効果素子３５ｂにおいては、図４６に
示す磁気抵抗効果素子３５ａと比較して、固定化層下地
層６ａ、固定化層６ｂ、固定層５及び第１の非磁性層４
がパターン化されていない点が異なっている。第１の非
磁性層４上にはパターン化されたフリー層３ｂ及び第２
の非磁性層９が設けられ、これらのパターンは絶縁層１
１により埋め込まれている。固定化層下地層６ａ、固定
化層６ｂ、固定層５及び第１の非磁性層４の形状以外の
構造は、磁気抵抗効果素子３５ａの構造と同一である。
磁気抵抗効果素子３５ｂの動作も磁気抵抗効果素子３５
ａの動作と同一である。
【０１６０】磁気抵抗効果素子３５ｂは磁気抵抗効果素
子３５ａと比較して、製造時における固定化層下地層６
ａ、固定化層６ｂ、固定層５及び第１の非磁性層４のエ
ッチング工程を省略できるという利点がある。
【０１６１】本変形例においては、フリー層３ｂ及び第
２の非磁性層９がパターン化されている例を示したが、
パターン化は少なくともフリー層３ｂについて行われて
いればよく、固定化層下地層６ａ、固定化層６ｂ、固定
層５及び第１の非磁性層４からなる積層体のうち、どこ
までパターン化するかは適宜選択することができる。
【０１６２】また、図４８に示す磁気抵抗効果素子３５
ｃは、第１の非磁性層４、フリー層３ｂ及び第２の非磁
性層９がパターン化されている例である。
【０１６３】更に、図４９に示す磁気抵抗効果素子３５
ｃは、固定層５、第１の非磁性層４、フリー層３ｂ及び
第２の非磁性層９がパターン化されている例である。
【０１６４】更にまた、図５０に示す磁気抵抗効果素子
３５ｅは、縦バイアス層２ｂのパターンが第１の非磁性
層４、フリー層３ｂ、第２の非磁性層９からなるパター
ン２９ｂから離れて設置されている例である。これによ
り、センス電流が縦バイアス層２ｂに漏洩することをよ
り確実に防止することができる。磁気抵抗効果素子３５
ｅにおける上記以外の構成及び動作は、図４８に示した
磁気抵抗効果素子３５ｃと同一である。
【０１６５】本変形例においては、フリー層３ｂ及び第
２の非磁性層９がパターン化されている例を示したが、
パターン化は少なくともフリー層３ｂについて行われて
いればよく、固定化層下地層６ａ、固定化層６ｂ、固定
層５及び第１の非磁性層４からなる積層体のうち、どこ
までパターン化するかは適宜選択することができる。
【０１６６】また、本変形例においては、絶縁層１１の
上面がフリー層３ｂのパターンの上面よりも高い例を示
したが、絶縁層１１の上面は、フリー層３ｂのパターン
の上面と同程度の高さであってもよく、フリー層３ｂの
パターンの上面よりも低くてもよい。
【０１６７】更に、本変形例においては、磁性層８ｂが
パターン化されていない例を示したが、磁性層８ｂは縦
バイアス層２ｂから磁性層８ｂに縦バイアス磁界が印加
される程度に少なくともその一部が縦バイアス層２ｂの
近傍に位置していればよい。
【０１６８】図５１に示す磁気抵抗効果素子３５ｆは、
磁性層８ｂのパターンの端部が縦バイアス層２ｂに乗り
上げている例である。
【０１６９】図５２に示す磁気抵抗効果素子３５ｇは、
磁性層８ｂのパターンの端部が縦バイアス層２ｂのパタ
ーンの端部に接している例である。
【０１７０】本変形例においては、フリー層３ｂと第２
の非磁性層９は同じようにパターン化されている例を示
したが、図５３に示す磁気抵抗効果素子３５ｈのよう
に、第２の非磁性層９は縦バイアス層２ｂ上に広がって
いてもよい。
【０１７１】また、図５４に示す磁気抵抗効果素子３５
ｉのように、第２の非磁性層９が絶縁層１１上に広がっ
ていてもよい。
【０１７２】図４７乃至５４に示した磁気抵抗効果素子
３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ，３５ｅ、３５ｆ、３５ｇ、３
５ｈ及び３５ｉについても、磁気抵抗効果素子３５ａと
同様に磁気抵抗効果ヘッドに使用することができる。
【０１７３】なお、本実施例においても、下シールド層
１６と下部導電層１は同一の層であってもよく、上シー
ルド層１７と上部導電層１５は同一の層であってもよ
い。また、上部導電層１５と上シールド層１７との間に
上ギャップ層を設けてもよく、下シールド層１６と下部
導電層１との間に下ギャップ層を設けてもよい。
【０１７４】また、縦バイアス層下地層２ａ、固定化層
下地層６ａ、第２の非磁性層９及び上部層７は省略して
もよく、縦バイアス層２ｂ上に縦バイアス層の保護層を
設けてもよい。
【０１７５】次に、本発明の第８の実施例について説明
する。図５５乃至６１は本実施例における磁気抵抗効果
ヘッドの製造方法を工程順に示す部分断面図である。
【０１７６】先ず、図５５に示すように、基体(図示せ
ず)上に下シールド層１６及び下部導電層１を順次形成
する。
【０１７７】次に、図５６に示すように、固定化層下地
層６ａ、固定化層６ｂ、固定層５、第１の非磁性層４、
フリー層３ｂ及び第２の非磁性層をこの順に形成し積層
する。
【０１７８】次に、図５７に示すように、第２の非磁性
層９上に開口部２０ａを有するフォトレジスト２０を形
成し、固定化層下地層６ａ、固定化層６ｂ、固定層５、
第１の非磁性層４、フリー層３ｂ及び第２の非磁性層９
をドライエッチング等の手段によりパターン化し、パタ
ーン化された固定化層下地層６ａ、固定化層６ｂ、固定
層５、第１の非磁性層４、フリー層３ｂ及び第２の非磁
性層９からなるパターン２９ｃを形成する。
【０１７９】次に、図５８に示すように、パターン２９
ｃを埋め込むように絶縁層１１を形成する。
【０１８０】次に、図５９に示すように、パターン２９
ｃ及び絶縁層１１上に第１の磁性層８、第３の非磁性層
１３、第２の磁性層１２及び縦バイアス層２ｂを形成す
る。
【０１８１】次に、図６０に示すように、パターン化さ
れた第２の非磁性層９の直上に開口部２１ａを有するフ
ォトレジスト２１を形成し、フォトレジスト２１をマス
クとして縦バイアス層２ｂをパターン化し、磁気抵抗効
果素子３６ａを形成する。
【０１８２】次に、図６１に示すように、フォトレジス
ト２１を取り除き、第２の磁性層１２の露出部分及び縦
バイアス層２ｂのパターン上に上部導電層１５を成膜
し、フォトレジスト（図示せず）を形成し、ドライエッ
チング等の手段によりパターン化した後に、フォトレジ
ストを取り除き、その上に上シールド層１７を形成し、
磁気抵抗効果ヘッド６６ａを形成する。
【０１８３】次に、本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッド
６６ａの構成について説明する。図６１に示すように、
磁気抵抗効果ヘッド６６ａにおいては、下シールド層１
６が設けられ、下シールド層１６上に下部導電層１が設
けられている。下部導電層１上にはパターン化された固
定化層下地層６ａ、固定化層６ｂ、固定層５、第１の非
磁性層４、フリー層３ｂ及び第２の非磁性層９からなる
パターン２９ｃが形成されている。パターン２９ｃの周
囲には絶縁層１１が配置され、パターン２９ｃは絶縁層
１１により埋め込まれている。
【０１８４】パターン２９ｃ及び絶縁層１１の上には、
第１の磁性層８、第３の非磁性層１３及び第２の磁性層
１２が設けられ、第２の磁性層１２上にはパターン２９
ｃの直上に配置されないように縦バイアス層２ｂが設け
られている。
【０１８５】また、第３の非磁性層１３は、その構成材
料や膜厚により第２の磁性層１２と磁性層８との間の磁
気的カップリングを制御するためのものである。第３の
非磁性層１３を構成する材料としては、Ｔｉ、Ｖ、Ｃ
ｒ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔｃ、
Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏ
ｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｔａ、Ｐｔ及びＮ
ｉからなる群から選択された１種の材料の単体、２種以
上の材料の混合物、２種以上の材料の化合物又は２種以
上の材料により構成される多層膜を使用する。特に、Ｒ
ｕ及びＣｒは有力な候補である。
【０１８６】また、第２の磁性層１２を構成する材料と
しては、ＮｉＦｅ、Ｃｏ、ＣｏＦｅ、ＮｉＦｅＣｏ、Ｆ
ｅＣｏ、ＣｏＦｅＢ、ＣｏＺｒＭｏ、ＣｏＺｒＮｂ、Ｃ
ｏＺｒ、ＣｏＺｒＴａ、ＣｏＨｆ、ＣｏＴａ、ＣｏＴａ
Ｈｆ、ＣｏＮｂＨｆ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＨｆＰｄ、Ｃ
ｏＴａＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＭｏＮｉ等の合金又はアモル
ファス磁性材料からなる群から選択された１種の材料の
単体、２種以上の材料の混合物又は２種以上の材料によ
り構成される多層膜を使用する。特に、ＮｉＦｅ、Ｃ
ｏ、ＣｏＦｅ、ＮｉＦｅＣｏ又はＦｅＣｏは有力な候補
である。また、添加元素として、Ｔａ、Ｈｆ、Ｚｒ、
Ｗ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｉｒ、Ｃｕ、Ａ
ｇ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｒｅ、Ａｕ、Ｏｓ、Ｐ
ｄ、Ｎｂ及びＶからなる群から選択された１種以上の元
素を使用することもできる。
【０１８７】次に、本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッド
６６ａの動作について説明する。磁気抵抗効果ヘッド６
６ａに外部から磁界が印加されると、縦バイアス層２ｂ
を介して第２の磁性層１２に磁界が印加される。次に、
第２の磁性層１２から第３の非磁性層１３を介して、縦
バイアス磁界が強磁性的カップリング、反強磁性的カッ
プリング又は静磁性的カップリング等の磁気的カップリ
ングにより磁性層８ｂに印加される。更に、縦バイアス
磁界は磁性層８から第２の非磁性層９を介して強磁性的
カップリング、反強磁性的カップリング又は静磁性的カ
ップリング等の磁気的カップリングによりフリー層３ｂ
に印加される。
【０１８８】このとき、この磁界の方向及び大きさに応
じてフリー層３ｂの磁化の方向が変わる。固定層５は固
定化層６ｂにより磁化方向が固定されているため、固定
層５の磁化方向とフリー層３ｂの磁化方向との間に変化
が生じ、非磁性層４の電気抵抗値が変化する。この状態
において、下部導電層１及び上部導電層１５により非磁
性層４に垂直な方向にセンス電流を流し、非磁性層４の
電気抵抗値を測定することにより、外部の磁界を検出す
ることができる。
【０１８９】本実施例の効果について説明する。本実施
例に係る磁気抵抗効果ヘッド６５ａにおいては、三段階
のプロセスを通して縦バイアス磁界が縦バイアス層２ｂ
からフリー層３ｂに印加されるため、縦バイアス磁界の
印加がより確実になると共に、磁界印加量の制御が容易
になる。
【０１９０】磁気抵抗効果ヘッド６５ａにおけるもう一
つの長所は、磁性層８、第３の非磁性層１３及び第２の
磁性層１２からなる積層膜において、磁性層８と第２の
磁性層１２との間に強固な反強磁性的カップリングが生
じるようにし、更に、磁性層８の磁化(飽和磁化と膜厚
の積)と第２の磁性層１２の磁化を実質的に等しくした
場合である。この場合は、前記積層膜は実効的に磁化を
持たない一体化した膜となるため、外部磁界が印加され
ても磁界に対する感度を持たない。そのため、この場合
は図６１の構造の中で外部磁界に対して感度を持つのは
フリー層３ｂのみとなり、磁気抵抗効果ヘッド６５ａを
再生ヘッドとして機能させる場合のトラック幅が、フリ
ー層３ｂのパターン幅のみによって決まる。このこと
は、狭トラックヘッドを作る上では有利である。なお、
この場合も縦バイアス磁界は上記のプロセスによりフリ
ー層３ｂに正確に印加される。また、磁性層８の磁化が
第２の磁性層１２の磁化に実質的に等しいとは、前記効
果が認められる程度に等しいということである。
【０１９１】なお、本実施例においては、固定化層下地
層６ａ、第２の非磁性層９、第３の非磁性層１３及び上
部層７は省略してもよい。また、縦バイアス層２ｂの下
部に縦バイアス層下地層を設けてもよい。縦バイアス層
２ｂ上には縦バイアス層の保護層を、第２の磁性層１２
上には上部層を設ける場合もある。
【０１９２】更に、本実施例においては、固定化層下地
層６ａ、固定化層６ｂ、固定層５、非磁性層４、フリー
層３ｂ及び第２の非磁性層９はいずれも同じようにパタ
ーン化された例を示したが、パターン化は少なくともフ
リー層３ｂについて行われていればよく、固定化層下地
層６ａ、固定化層６ｂ、固定層５、非磁性層４からなる
積層膜の部分はパターン化されていなくてもよい。ま
た、固定化層下地層６ａのパターンは固定化層６ｂのパ
ターンより大きくてもよく、固定化層６ｂのパターンは
固定層５のパターンより大きくてもよく、固定層５のパ
ターンは非磁性層４のパターンより大きくてもよく、非
磁性層４のパターンはフリー層３ｂのパターンより大き
くてもよい。また、本実施例においては、絶縁層１１の
上面がフリー層３ｂのパターンの上面と同じ高さである
例を示したが、絶縁層１１の上面はフリー層３ｂのパタ
ーンの上面よりも低くてもよく、更に、高くてもよい。
更に、図６１では第２の非磁性層９がフリー層３ｂと同
じようにパターン化された場合を示したが、第２の非磁
性層９のパターンはフリー層３ｂのパターンより広がっ
ていてもよい。
【０１９３】図６２及び図６３は本実施例の変形例にお
ける磁気抵抗効果素子の構成を示す部分断面図である。
図６１では第１の磁性層８、第３の非磁性層１３及び第
２の磁性層１２はパターン化されていない例を示した
が、図６２に示す磁気抵抗効果素子３６ｂにおいては、
磁性層８、第３の非磁性層１３及び第２の磁性層１２の
パターンの端部が縦バイアス層２ｂのパターンの下に配
置されている。
【０１９４】また、図６３に示す磁気抵抗効果素子３６
ｃにおいては、磁性層８、第３の非磁性層１３及び第２
の磁性層１２のパターンにおける端部が、縦バイアス層
２ｂのパターンの端部に接している。なお、磁気抵抗効
果素子３６ｂ及び３６ｃにおいても、磁気抵抗効果素子
３６ａと同様に、磁気抵抗効果ヘッドに使用することが
できる。
【０１９５】次に、本発明の第９の実施例について説明
する。図６４乃至６７は本実施例における磁気抵抗効果
ヘッドの製造方法を工程順に示す部分断面図である。
【０１９６】先ず、前記第８の実施例における図５５乃
至５８に示す工程により、図５８に示すような構造体を
形成する。
【０１９７】次に、図６４に示すように、フォトレジス
ト２０を取り除き、第２の非磁性層９及び絶縁層１１に
おける第２の非磁性層９の周辺の領域を覆うようにフォ
トレジスト２１を形成する。
【０１９８】次に、図６５に示すように、フォトレジス
ト２１をマスクとして絶縁層１１に凹部１１ａを形成
し、凹部１１ａに埋め込むように縦バイアス層下地層２
ａ及び縦バイアス層２ｂを形成する。
【０１９９】次に、図６６に示すように、フォトレジス
ト２１を取り除き、第１の磁性層８、第３の非磁性層１
３及び第２の磁性層１２をこの順に形成し、磁化抵抗効
果素子３７ａを形成する。
【０２００】次に、図６７に示すように、第２の磁性層
１２上に上部導電層１５を成膜し、フォトレジスト（図
示せず）を形成し、このフォトレジストをマスクとし
て、ドライエッチング等の手段により上部導電層１５を
パターン化した後に、フォトレジストを取り除き、その
上に上シールド層１７を形成し、磁気抵抗効果ヘッド６
７ａを形成する。
【０２０１】次に、本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッド
６７ａの構成について説明する。磁気抵抗効果ヘッド６
７ａにおいては、下シールド層１６が設けられ、下シー
ルド層１６上に下部導電層１が設けられ、下部導電層１
上にパターン化された固定化層下地層６ａ、固定化層６
ｂ、固定層５、非磁性層４、フリー層３ｂ及び第２の非
磁性層９がこの順に積層されたパターンが形成され、こ
のパターンは絶縁層１１により埋め込まれている。図６
７に示すように、絶縁層１１は上面に凹部１１ａを有
し、凹部１１ａに埋め込まれるように、縦バイアス層下
地層２ａ及び縦バイアス層２ｂが形成されている。そし
て、第２の非磁性層９、絶縁層１１及び縦バイアス層２
ｂの上に、磁性層８、第３の非磁性層１３及び第２の磁
性層１２が設けられている。更に、第２の磁性層１２上
にはパターン化された上部導電層１５が設けられ、第２
の磁性層１２及び上部導電層１５のパターン上には上シ
ールド層１７が設けられている。
【０２０２】次に、本発明の第１０の実施例について説
明する。図６８乃至７３は本実施例における磁気抵抗効
果ヘッドの製造方法を工程順に示す部分断面図である。
【０２０３】先ず、図６８に示すように、基体(図示せ
ず)上に下シールド層１６及び下部導電層１を順次形成
する。
【０２０４】次に、図６９に示すように、下部導電層１
上に固定化層下地層６ａ、固定化層６ｂ、固定層５、第
１の非磁性層４、フリー層３ｂ、第２の非磁性層９、第
１の磁性層８、第３の非磁性層１３、第２の磁性層１
２、縦バイアス層下地層２ａ及び縦バイアス層２ｂをこ
の順に形成し積層する。
【０２０５】次に、図７０に示すように、縦バイアス層
２ｂ上にパターン化されたフォトレジスト２０を形成す
る。
【０２０６】次に、図７１に示すように、フォトレジス
ト２０をマスクとしてドライエッチング等の手段により
固定化層下地層６ａ、固定化層６ｂ、固定層５、非磁性
層４、フリー層３ｂ、第２の非磁性層９、磁性層８、第
３の非磁性層１３、第２の磁性層１２及び縦バイアス層
下地層２ａ及び縦バイアス層２ｂをエッチングしてパタ
ーン化し、固定化層下地層６ａ、固定化層６ｂ、固定層
５、非磁性層４、フリー層３ｂ、第２の非磁性層９、磁
性層８、第３の非磁性層１３、第２の磁性層１２、縦バ
イアス層下地層２ａ及び縦バイアス層２ｂからなるパタ
ーン２９ｄを形成する。
【０２０７】次に、図７２に示すように、パターン２９
ｄを埋め込むように絶縁層１１を形成し、磁気抵抗効果
素子３８ａを形成する。
【０２０８】次に、図７３に示すように、フォトレジス
ト２０を取り除き、縦バイアス層１２及び絶縁層１１上
に上部導電層１５を成膜し、フォトレジスト（図示せ
ず）を形成し、このフォトレジストをマスクとしてドラ
イエッチング等の手段により上部導電層１５をパターン
化した後に、フォトレジストを取り除き、その上に上シ
ールド層１７を形成し、磁気抵抗効果ヘッドを形成す
る。
【０２０９】次に、本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッド
の構成について説明する。図７３に示すように、磁気抵
抗効果ヘッドにおいては、下シールド層（図示せず）が
設けられ、下シールド層上に下部導電層１が設けられて
いる。下部導電層１上には、パターン化された固定化層
下地層６ａ、固定化層６ｂ、固定層５、非磁性層４、フ
リー層３ｂ、第２の非磁性層９、第１の磁性層８、第３
の非磁性層１３、第２の磁性層１２、縦バイアス層下地
層２ａ及び縦バイアス層２ｂからなるパターン２９ｄが
設けられ、パターン２９ｄは絶縁層１１に埋め込まれ、
パターン２９ｄの縦バイアス層２ｂは絶縁層１の上面に
おいて露出している。また、パターン２９ｄ及び絶縁層
１の上部にはパターン化された上部導電層１５が設けら
れ、上部導電層１５及び絶縁層１１上には上シールド層
１７が設けられている。
【０２１０】次に、本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッド
の動作について説明する。磁気抵抗効果ヘッドに印加さ
れた磁界は、縦バイアス層２ｂを介して第２の磁性層１
２に印加される。次に、第２の磁性層８から第３の非磁
性層１３を介して強磁性的カップリング、反強磁性的カ
ップリング又は静磁的カップリング等の磁気的カップリ
ングにより縦バイアス磁界は第１の磁性層８に印加され
る。更に、縦バイアス磁界は第１の磁性層８から第２の
非磁性層９を介して強磁性的カップリング、反強磁性的
カップリング又は静磁的カップリング等の磁気的カップ
リングによりフリー層３ｂに印加される。
【０２１１】このとき、第３の非磁性層１３の構成材料
及び膜厚により、第２の磁性層１２と磁性層８との間の
磁気的カップリングが制御される。また、第２の非磁性
層９の構成材料及び膜厚により、磁性層８とフリー層３
ｂとの間の磁気的カップリングが制御される。このよう
に、三段階のプロセスを通して縦バイアス磁界が縦バイ
アス層２ｂからフリー層３ｂに印加されるため、縦バイ
アス磁界の印加が確実になると共に、印加される縦バイ
アス磁界のコントロールが容易になる。
【０２１２】なお、固定化層下地層６ａ、第２の非磁性
層９、第３の非磁性層１３及び縦バイアス層下地層２ａ
は省略することができる。また、縦バイアス層２ｂ上に
縦バイアス層２ｂの保護層を設けてもよく、第２の磁性
層１２上に上部層を設けてもよい。
【０２１３】図７４は本実施例の変形例に係る磁気抵抗
効果素子３８ｂの構成を示す部分断面図である。磁気抵
抗効果素子３８ｂは、基体(図示せず)上に下部導電層１
が設けられ、下部導電層１上にパターンかされた固定化
層下地層６ａ、固定化層６ｂ、固定層５、非磁性層４、
フリー層３ｂ、第２の非磁性層９、磁性層８、縦バイア
ス層下地層２ａ及び縦バイアス層２ｂが設けられ、これ
らは絶縁層１１に埋め込まれ、縦バイアス層２ｂは絶縁
層１１の上面において露出している。
【０２１４】磁気抵抗効果素子３８ｂに印加された縦バ
イアス磁界は、先ず、縦バイアス層２ｂを介して第１の
磁性層８に印加される。次に、第１の磁性層８から第２
の非磁性層９を介して強磁性的カップリング、反強磁性
的カップリング又は静磁性的カップリング等の磁気的カ
ップリングによりフリー層３ｂに印加される。このと
き、第２の非磁性層９の構成材料及び膜厚により、磁性
層８とフリー層３ｂとの間の磁気的カップリングが制御
される。
【０２１５】このように、二段階のプロセスを通して縦
バイアス磁界が縦バイアス層２ｂからフリー層３ｂに印
加されるため、縦バイアス磁界の印加が確実になると共
に、印加量の制御が容易になる。
【０２１６】なお、本実施例においては、固定化層下地
層６ａ、固定化層６ｂ、固定層５、非磁性層４、フリー
層３ｂ、第２の非磁性層９はいずれも同じようにパター
ン化される例を示したが、パターン化は少なくともフリ
ー層３ｂについて行われていればよく、固定化層下地層
６ａ、固定化層６ｂ、固定層５及び非磁性層４からなる
積層膜の部分はパターン化されていなくてもよい。ま
た、固定化層下地層６ａのパターンは固定化層６ｂのパ
ターンより大きくてもよく、固定化層６ｂのパターンは
固定層５のパターンより大きくてもよく、固定層５のパ
ターンは非磁性層４のパターンより大きくてもよく、第
１の非磁性層４のパターンはフリー層３ｂのパターンよ
り大きくてもよい。
【０２１７】次に、本発明の第１１の実施例について説
明する。図７５乃至８４は本実施例における磁気抵抗効
果ヘッドの製造方法を工程順に示す部分断面図である。
【０２１８】先ず、図７５に示すように、基体(図示せ
ず)上に下シールド層１６及び下部導電層１を順次形成
する。
【０２１９】次に、図７６に示すように、下部導電層１
上に固定化層下地層６ａ、固定化層６ｂ、固定層５、第
１の非磁性層４、フリー層３ｂ及び第２の非磁性層９を
この順に形成し積層する。
【０２２０】次に、図７７に示すように、第２の非磁性
層９上にパターン化されたフォトレジスト２０を形成
し、ドライエッチング等の手段により固定化層下地層６
ａ、固定化層６ｂ、固定層５、第１の非磁性層４、フリ
ー層３ｂ及び第２の非磁性層９をパターン化し、これら
の層により構成されるパターン２９ｅを形成する。
【０２２１】次に、図７８に示すように、パターン２９
ｅの周囲に、パターン２９ｅを埋め込むように絶縁層１
１を形成する。このとき、絶縁層１１の高さはパターン
２９ｅの近傍においてはパターン２９ｅの高さと等しく
し、パターン２９ｅから一定の距離を隔てた位置ではパ
ターン２９ｅの高さよりもやや低くし、それらの間を滑
らかな傾斜でつなぐようにする。
【０２２２】次に、図７９に示すように、絶縁層１１上
に縦バイアス層下地層２ａ及び縦バイアス層２ｂを形成
する。このとき、縦バイアス層２ｂの厚さを絶縁層１１
の傾斜に沿って変化させ、パターン２９ｅから一定の距
離を隔てた位置においては縦バイアス層２ｂの厚さを厚
くし、パターン２９ｅに近づくほど薄くなるようにす
る。
【０２２３】次に、図８０に示すように、フォトレジス
ト２０を取り除き、第２の非磁性層９及び縦バイアス層
２ｂ上に第１の磁性層８及び第４の非磁性層１８を形成
する。
【０２２４】次に、図８１に示すように、第２のフリー
層１９、第５の非磁性層２０、第２の固定層２６、第２
の固定化層２７及び上部層７をこの順に形成する。
【０２２５】次に、図８２に示すように、上部層７上に
おけるパターン２９ｅに整合する領域を覆うようにフォ
トレジスト２１を形成し、フォトレジスト２１をマスク
として第４の非磁性層１８、第２のフリー層１９、第５
の非磁性層２０、第２の固定層２６、第２の固定化層２
７及び上部層７をパターン化し、第４の非磁性層１８、
第２のフリー層１９、第５の非磁性層２０、第２の固定
層２６、第２の固定化層２７及び上部層７から構成され
るパターン２９ｆを形成する。
【０２２６】次に、図８３に示すように、パターン２９
ｆの周囲に、パターン２９ｆを埋め込むように絶縁層１
１ｂを形成し、下シールド層１６上に形成された磁化抵
抗効果素子３９ａを形成する。
【０２２７】次に、図８４に示すように、フォトレジス
ト２１を取り除き、上部層７及び絶縁層１１ｂ上に上部
導電層１５を成膜し、フォトレジスト（図示せず）を形
成し、このフォトレジストをマスクとしてドライエッチ
ング等の手段により上部導電層１５をパターン化した後
に、フォトレジストを取り除き、その上に上シールド層
１７を形成し、磁気抵抗効果ヘッド６９ａを形成する。
【０２２８】次に、本実施例に係る磁気抵抗効果素子３
９ａの構成について説明する。図８４に示すように、磁
気抵抗効果素子３９ａの特徴は、縦バイアス層２ａから
縦バイアス磁界を印加されている第２の非磁性層８ｂを
中心に上下対称に非磁性層、フリー層、非磁性層、固定
層、固定化層が形成されている点である。
【０２２９】磁気抵抗効果素子３９ａにおいては、下シ
ールド層１６が設けられ、下シールド層１６上に下部導
電層１が設けられている。下部導電層１上には、パター
ン化された固定化層下地層６ａ、固定化層６ｂ、固定層
５、第１の非磁性層４、フリー層３ｂ及び第２の非磁性
層９からなるパターン２９ｅが設けられ、パターン２９
ｅは絶縁層１１に埋め込まれている。
【０２３０】絶縁層１１の上面は、パターン２９ｅの近
傍ではパターン２９ｅの上面とほぼ等しく、パターン２
９ｅから一定距離隔てた位置においてはパターン２９ｅ
の上面よりもやや低くなっており、そこに、縦バイアス
下地層２ａ及び縦バイアス層２ｂのパターンが膜厚方向
の少なくとも一部が絶縁層１１に埋め込まれるように設
けられている。パターン２９ｅ及び縦バイアス層２ｂ上
には第２の非磁性層８が設けられている。
【０２３１】第２の非磁性層８上には、パターン化され
た第４の非磁性層１８、第２のフリー層１９、第５の非
磁性層２０、第２の固定層２６、第２の固定化層２７及
び上部層７から構成されるパターン２９ｆが設けられて
おり、パターン２９ｆは絶縁層１１ｂに埋め込まれてい
る。更に、パターン２９ｆ及び絶縁層１１ｂ上には上部
導電層１５及び上シールド層１７が設けられている。
【０２３２】次に、本実施例に係る磁気抵抗効果素子３
９ａの動作について説明する。第２のフリー層１９はフ
リー層３ｂと同様に、磁気抵抗効果素子３９ａを含むセ
ンサが外部磁界を受けた場合に、その磁界の方向及び大
きさに応じて磁化の方向を変える磁性層である。第５の
非磁性層２５は第２のフリー層１９と第２の固定層２６
の間に配置され、第２のフリー層の磁化方向と第２の固
定層２６の磁化方向とのなす角度に応じて電気抵抗値が
変化する層である。第２の固定層２６は第２の固定化層
２７により磁化方向が固定されているので、外部磁界の
方向及び大きさに応じてフリー層の磁化方向が変わる
と、固定されている固定層の磁化方向とフリー層の磁化
方向との間に変化が生じて、第５の非磁性層２５の抵抗
が変化する。
【０２３３】磁気抵抗効果素子３９ａにおいては、下部
導電層１から上部導電層１５へとセンス電流を流したと
きの電気抵抗値変化量は、磁性層８より下のパターン２
９eで生じる電気抵抗値変化量と、磁性層８より上のパ
ターン２９ｆで生じる電気抵抗値変化量との和になる。
【０２３４】通常、磁気抵抗効果素子においては、フリ
ー層は膜面に垂直に流れる電流に起因する円周状の電流
磁界の影響を不可避的に受けるが、本実施例に係る磁気
抵抗効果素子３９ａにおいては、フリー層３ｂが受ける
電流磁界の影響と第２のフリー層１９が受ける電流磁界
の影響が逆になるので、全体としては打ち消しあい電流
磁界の影響を著しく低減させることができる。
【０２３５】また、磁気抵抗効果素子３９ａにおいて、
印加された縦バイアス磁界は先ず、縦バイアス層２ｂを
介して第２の磁性層８に印加される。次に、第２の磁性
層８から第２の非磁性層９を介してフリー層３ｂに、ま
た、第４の非磁性層１８を通して第２のフリー層１９に
夫々印加される。第２の非磁性層９はその構成材料及び
膜厚により第２の磁性層８ｂとフリー層３ｂとの間の磁
気的カップリングを制御し、第４の非磁性層１８はその
構成材料及び膜厚により磁性層８ｂと第２のフリー層１
９との間の磁気的カップリングを制御する。このよう
に、二段階のプロセスにより縦バイアス磁界が縦バイア
ス層２ｂからフリー層３ｂ及び第２のフリー層１９に印
加されるため、縦バイアス磁界の印加がより確実になる
と共に、印加量の制御が容易になる。
【０２３６】なお、本実施例においては、縦バイアス層
下地層２ａ、固定化層下地層６ａ、第２の非磁性層９、
第４の非磁性層１８及び上部層７は省略することもでき
る。また、縦バイアス層２ｂ上に縦バイアス層の保護層
を設ける場合もある。また、本実施例においては、固定
化層下地層６ａ、固定化層６ｂ、固定層５、第１の非磁
性層４、フリー層３ｂ、第２の非磁性層９はいずれも同
じようにパターン化される例を示したが、パターン化は
少なくともフリー層３ｂについて行われていればよく、
固定化層下地層６ａ、固定化層６ｂ、固定層５、第１の
非磁性層４はパターン化されていなくてもよい。
【０２３７】更に、固定化層下地層６ａのパターンは固
定化層６ｂのパターンより大きくてもよく、固定化層６
ｂのパターンは固定層５のパターンより大きくてもよ
く、固定層５のパターンは非磁性層４のパターンより大
きくてもよく、第１の非磁性層４のパターンはフリー層
３ｂのパターンより大きくてもよい。
【０２３８】更にまた、本実施例では絶縁層１１の上面
におけるパターン２９ｅ及び２９ｆから一定距離隔てた
位置における高さが、フリー層３ｂのパターンの上面よ
りも低い例を示したが、この絶縁層１１の上面は、フリ
ー層３ｂのパターンの上面と同じであってもよく、ま
た、フリー層３ｂのパターンの上面より高くてもよい。
更に、縦バイアス層２ｂのパターンが、フリー層３ｂの
パターン及び第２のフリー層１９のパターンから離れて
いてもよい。また、第４の非磁性層１８は第２のフリー
層１９と共にパターン化されていてもよく、第４の非磁
性層１８は第二フリー層１９のパターンよりも広がって
いてもよい。また、第２の非磁性層９のパターンはフリ
ー層３ｂのパターンより広がっていてもよい。
【０２３９】図８５乃至８７は、本実施例の変形例に係
る磁気抵抗効果素子の構成を示す部分断面図である。図
８５は第４の非磁性層１８がパターン化されていない例
を示している。
【０２４０】また、図８６は絶縁層１１の上面の高さが
フリー層３ｂのパターンの上面の高さよりも高い例を示
している。
【０２４１】更に、図８７は縦バイアス層２ｂのパター
ンがフリー層３ｂのパターン及び第２のフリー層１９の
パターンから離れている例を示している。図８５乃至８
７に示す磁気抵抗効果素子も、磁気抵抗効果ヘッドに使
用することができる。
【０２４２】次に、本発明の第１２の実施例について説
明する。図８８乃至９１は本実施例に係る磁気抵抗効果
ヘッドの構成を示す部分断面図である。
【０２４３】先ず、前記第１の実施例における図１乃至
３に示す工程により、図３に示すような積層体を形成す
る。
【０２４４】次に、図８８に示すように、下部導電層１
及び縦バイアス層２ｂ上に第２の磁性層下地層１２ａ
1、第２の磁性層１２ｂ、第３の非磁性層１３、第２の
磁性層８、第２の非磁性層９、フリー層３ｂ、第１の非
磁性層４、固定層５、固定化層６ｂ及び上部層７を順に
積層させる。
【０２４５】次に、図８９に示すように、上部層７上に
おける下部導電層１の凹部１ａが形成されていない領域
の中央部に整合する位置にフォトレジスト２１を形成す
る。
【０２４６】次に、図９０に示すように、第２の非磁性
層９、フリー層３ｂ、第１の非磁性層４、固定層５、固
定化層６ｂ及び上部層７をドライエッチング等の手段に
よりエッチングし、エッチングにより除去された部分を
絶縁層１１により埋め込み、磁気抵抗効果素子３９ｂを
形成する。
【０２４７】次に、図９１に示すように、フォトレジス
ト２１を取り除き、上部導電層１５を成膜し、フォトレ
ジスト（図示せず）を形成し、このフォトレジストをマ
スクとしてドライエッチング等の手段により上部導電層
１５をパターン化した後に、このフォトレジストを取り
除き、その上に上シールド層１７を形成し、磁気抵抗効
果ヘッド６９ｂを形成する。
【０２４８】次に、本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッド
６９ｂの構成について説明する。図９１に示すように、
磁気抵抗効果ヘッド６９ｂにおいては、下シールド層１
６が設けられ、下シールド層１６上には下部導電層１が
設けられている。下部導電層１の上面には凹部１ａが設
けられ、凹部１ａに埋め込まれるように縦バイアス層下
地層２ａ及び縦バイアス層２ｂが設けられている。下部
導電層及び縦バイアス層２ｂ上には第２の磁性層下地層
１２ａ、第２の磁性層１２ｂ、第３の非磁性層１３及び
第１の磁性層８が設けられている。第１の磁性層８上に
おける２つの縦バイアス層のパターンに囲まれた部分の
直上には、第２の非磁性層９、フリー層３ｂ、非磁性層
４、固定層５、固定化層６ｂ及び上部層７のパターンが
形成される。
【０２４９】本実施例においては、第２の非磁性層９は
フリー層３ｂ、非磁性層４、固定層５、固定化層６ｂ及
び上部層７と共にパターン化されている例を示したが、
第２の非磁性層９は磁性層８のパターンのように広がっ
ていてもよく、フリー層３ｂ、非磁性層４、固定層５、
固定化層６ｂ及び上部層７より広がっており、且つ磁性
層８のパターンより小さくてもよい。
【０２５０】また、縦バイアス層下地層２ａ、第２の非
磁性層下地層１２ａ及び上部層７は省略することもでき
る。縦バイアス層２ｂの上部には縦バイアス層の保護層
を設けることもできる。更に、第２の磁性層下地層１２
ａ、第２の磁性層１２ｂ、第３の非磁性層１３及び第１
の磁性層８は、必ずしも図９１に示すように広がってい
る必要はない。
【０２５１】図９２及び図９３は本実施例の変形例にお
ける磁気抵抗効果素子の構成を示す部分断面図である。
図９２は第２の磁性層下地層１２ａ、第２の磁性層１２
ｂ、第３の非磁性層１３及び第１の磁性層８の端部が、
縦バイアス層２ｂにおけるパターンの端部に接している
例を示す。
【０２５２】また、図９３は第２の磁性層下地層１２
ａ、第２の磁性層１２ｂ、第３の非磁性層１３及び第１
の磁性層８の端部が、縦バイアス層２ｂのパターンに乗
り上げている例を示す。
【０２５３】また、第２の磁性層１２ｂのパターンは第
３の非磁性層１３のパターンより大きくてもよく、第３
の非磁性層１３のパターンは磁性層８ｂのパターンより
大きくてもよい。
【０２５４】次に、本発明の第１３の実施例について説
明する。図９４乃至９９は本実施例に係る磁気抵抗効果
ヘッドの構成を示す部分断面図である。
【０２５５】先ず、図９４に示すように、基体(図示せ
ず)上に下シールド層１６及び下部導電層１を順次形成
する。
【０２５６】次に、図９５に示すように、下部導電層１
上に縦バイアス層下地層２ａ及び縦バイアス層２ｂを成
膜する。
【０２５７】次に、図９６に示すように、第２の磁性層
下地層１２ａ、第２の磁性層１２ｂ、第３の非磁性層１
３、磁性層８、第２の非磁性層９、フリー層下地層３
ａ、フリー層３ｂ、非磁性層４、固定層５、固定化層６
ｂ及び上部層７を順に積層させる。
【０２５８】次に、図９７に示すように、上部層７上に
パターン化されたフォトレジスト２１を形成する。
【０２５９】次に、図９８に示すように、フォトレジス
ト２１をマスクとして、第２の非磁性層９、フリー層３
ｂ、第１の非磁性層４、固定層５、固定化層６ｂ及び上
部層７をドライエッチング等の手段によりエッチングし
た後に、エッチングにより除去された部分を絶縁層１１
で埋め込み、磁気抵抗効果素子３９ｃを形成する。
【０２６０】次に、図９９に示すように、フォトレジス
ト２０を取り除き、絶縁層１１及び上部層７上に上部導
電層１５を成膜し、フォトレジスト(図示せず)を形成し
てこのフォトレジストをマスクとして上部導電層１５を
ドライエッチング等の手段によりパターン化した後、こ
のフォトレジストを取り除き、上部導電層１５上に上シ
ールド層１７を形成し、磁化抵抗効果ヘッド６９ｃを形
成する。
【０２６１】次に、本実施例に係る磁化抵抗効果ヘッド
６９ｃの構成について説明する。図９９に示すように、
磁化抵抗効果ヘッド６９ｃにおいては、下シールド層１
６上に下部導電層１が設けられ、その上に縦バイアス層
下地層２ａ及び縦バイアス層２ｂが設けられ、その上
に、第２の磁性層下地層１２ａ、第２の磁性層１２ｂ、
第３の非磁性層１３及び磁性層８が設けられている。磁
性層８上には、パターン化された第２の非磁性層９、フ
リー層３ｂ、非磁性層４、固定層５、固定化層６ｂ及び
上部層７が設けられ、これらのパターンは絶縁層１１に
埋め込まれている。また、上部層７及び絶縁層１１上に
は上部導電層１５が設けられ、その上には上シールド層
１７が設けられている。
【０２６２】本実施例においては、第２の磁性層下地層
１２ａ、第２の磁性層１２ｂ、第３の非磁性層１３及び
第１の磁性層８がパターン化されている例を示したが、
第２の非磁性層９は第１の磁性層８のパターンのように
広がっていてもよいし、フリー層３ｂ、非磁性層４、固
定層５、固定化層６ｂ及び上部層７のパターンより広が
っており、かつ磁性層８のパターンより小さくてもよ
い。
【０２６３】また、縦バイアス膜下地層２ａ、第２の非
磁性層下地層１２ａ及び上部層７は省略することもでき
る。更に、縦バイアス層２ｂの上部には縦バイアス層の
保護層を設けることもできる。更に、第２の磁性層下地
層１２ａ、第２の磁性層１２ｂ、第３の非磁性層１３及
び第１の磁性層８は必ずしも広がっている必要はない。
【０２６４】図１００及び図１０１は本実施例の変形例
における磁気抵抗効果素子の構成を示す部分断面図であ
る。図１００は、第２の磁性層下地層１２ａ、第２の磁
性層１２ｂ、第３の非磁性層１３及び第１の磁性層８が
パターン化されている例を示す。
【０２６５】また、図１０１は第２の磁性層下地層１２
ａ、第２の磁性層１２ｂ、第３の非磁性層１３及び第１
の磁性層８がパターン化され、その大きさが第２の非磁
性層９、フリー層３ｂ、第１の非磁性層４、固定層５、
固定化層６ｂ及び上部層７のパターンとほぼ同じ大きさ
になっている例を示す。図１００及び図１０１に示した
磁気抵抗効果素子も磁気抵抗効果ヘッドに使用すること
ができる。
【０２６６】更に、第２の磁性層１２ｂのパターンが第
３の非磁性層１３のパターンより大きくてもよく、第３
の非磁性層１３のパターンが第１の磁性層８ｂのパター
ンより大きくてもよい。
【０２６７】次に、本発明の磁気抵抗効果素子の記録再
生ヘッド及び記録再生システムへの適用例を示す。本発
明の第１４の実施例について説明する。図１０２は本実
施例に係る磁気記録再生ヘッドの概略図である。この磁
気記録再生ヘッド(記録再生素子部１３０)においては、
前記磁気抵抗効果ヘッドをその一部に含み、記録媒体か
ら信号を読み取る再生ヘッド４５が基体４２上に設けら
れている。また、再生ヘッド４５上には磁極４３、複数
のコイル４１及び上磁極４４からなり記録媒体上に信号
を書き込む記録ヘッド４６が設けられている。この場
合、上部シールド層は磁極４３と共通にしてもよく、ま
た、別に設けてもよい。図１０２に示すように、再生ヘ
ッド４５の感磁部分と記録ヘッドの磁気ギャップを同一
スライダ上に重ねた位置に形成することにより、同一ト
ラックに同時に位置決めすることができる。このとき、
記録ヘッド４６により記録媒体（図示せず）に磁界を印
加してデータを書き込み、また、再生ヘッド４５により
この記録媒体に記録されたデータを読み取る。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
載する。
【０２６８】図１０３は図１０２に示した磁気記録再生
ヘッドを備えた本実施例に係る磁気抵抗変換システムの
構成を示す概略図である。この磁気抵抗変換システム
は、スライダを構成する基板１２９内に記録再生素子部
１３０(磁気記録再生ヘッド)が形成され、保護膜１３２
によって保護されている。基板１２９は、例えばＡｌ2
Ｏ3−ＴｉＣ複合セラミックス等から構成され、保護膜
１３２は、例えばダイアモンドライクカーボンから構成
されている。
【０２６９】記録再生素子部１３０には、記録素子部
(記録ヘッド)に接続された電極端子１３１ａ及び再生素
子部(再生ヘッド)に接続された電極端子１３１ｂが夫々
形成されている。電極端子１３１ａは記録素子部に駆動
電流を印加し記録動作を生じさせる電流駆動回路１３３
に接続されている。また、電極端子１３１ｂは、再生素
子部にセンス電流を流す電流発生回路１３４及び再生素
子部の抵抗率変化により発生する電圧変化を印加される
磁界の関数として検出し記録媒体上の記録データ情報を
読み取るためのデータ読み取り回路１３５に接続されて
いる。このように磁気抵抗変換システムは、記録再生素
子部１３０、電流発生回路１３４及びデータ読み取り回
路１３５を具備している。
【０２７０】図１０４は、図１０３に示した磁気抵抗変
換システムを使用する磁気記録システムの一例を示す概
略図である。この磁気記録システムは、磁気記録再生ヘ
ッド１０３、センス電流検出手段１０７及びコントロー
ラ１０８により構成される磁気抵抗変換システムと、デ
ータ記録のための複数個のトラックを有する磁気記録媒
体１０２と、磁気記録再生ヘッド１０３を磁気記録媒体
１０２上の所定の位置に移動させるＶＣＭ(ヴォイスコ
イルモータ)からなる第１のアクチュエータ１０６と、
磁気記録媒体１０２を回転させるモータからなる第２の
アクチュエータ１０１とを備えている。また、磁気記録
再生ヘッド１０３はサスペンション１０４及びアーム１
０５により支持されている。
【０２７１】図１０５は磁気記録システムの具体例を示
した斜視図である。この例においては、ヘッドスライダ
を兼ねる基板５２上に、再生ヘッド５１及び記録ヘッド
５０を形成し、これを記録媒体５３上に位置決めして再
生を行う。記録媒体５３は回転し、ヘッドスライダは記
録媒体５３上を０．２μｍ以下の高さ又は接触状態で対
抗して相対運動する。この機構により、再生ヘッド５１
は記録媒体５３に記録された磁気的信号をその漏れ磁界
５４から読み取ることのできる位置に設定される。
【０２７２】本発明の磁気記憶システムとしては、ハー
ドディスク装置、フレキシブルディスク装置及び磁気テ
ープ装置を使用することができる。ハードディスク装置
にはディスクの交換が不可能な固定ディスク装置及びデ
ィスク交換が可能な装置が含まれる。
【０２７３】次に、本発明を適用して試作された磁気記
憶装置について説明する。磁気記憶装置は、ベース上に
３枚の磁気ディスク(磁気記録媒体)を備え、ベース裏面
にヘッド駆動回路、信号処理回路及び入出力インターフ
ェイスを収納している。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、ヘッドを駆動するためのロータリーアクチ
ュエータ(アクチュエータ手段)、その駆動及び制御回路
並びに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６３ｍｍであり、データ面は
直径１０ｍｍから５７ｍｍまでを使用する。埋め込みサ
ーボ方式を使用し、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、小型コンピュータの外部記憶装
置として直接接続が可能になっている。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乃至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設け、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。
【０２７４】
【実施例】先ず、比較のために、従来の技術の項で記載
した図１０６及び図１０７の構造のヘッドを作成した。
膜形成後には、成膜時の磁界とは直交する方向に７．９
×１０5Ａ／ｍの磁界を印加しつつ２５０℃の温度で５
時間の熱処理を行った。
【０２７５】ヘッドを構成する各要素としては以下の材
料を使用した。以下に示されている各材料の組成は、ス
パッタリングで使用したターゲットの組成（原子％）で
あり、括弧内は層の厚さである。 基体…厚さ１．２ｍｍのアルチック上にアルミナを３μ
ｍ積層したもの 下シールド層…Ｃｏ８９Ｚｒ４Ｔａ４Ｃｒ３（１μｍ） 下部導電層…Ｔａ（２０μｍ） 上電極層…なし 上シールド層…Ｃｏ６５Ｎｉ１２Ｆｅ２３（１μｍ） 絶縁層…アルミナ（２０ｎｍ） 縦バイアス下地層…Ｃｒ（１０ｎｍ） 縦バイアス…Ｃｏ７４．５Ｃｒ１０．５Ｐｔ１５（３３
ｎｍ） 下ギャップ層…なし 上ギャップ層…なし 上部層…Ｔａ（５ｎｍ） フリー層下地層…Ｔａ（３ｎｍ） 固定化層…Ｐｔ４６Ｍｎ５４（２０ｎｍ） 固定層…（Ｃｏ９０Ｆｅ１０（３ｎｍ）／Ｒｕ（０．７
ｎｍ）／Ｃｏ５０Ｆｅ５０（３ｎｍ））３層膜 非磁性層…Ａｌ酸化物(０．７ｎｍ) フリー層…Ｎｉ８２Ｆｅ１８（５ｎｍ） 上部層…Ｔａ（３ｎｍ）
【０２７６】このヘッドを図１０２に示す再生ヘッド４
５のような記録再生一体型ヘッドに加工及スライス加工
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０．７μｍ、読み込みトラ
ック幅は０．４μｍとした。
【０２７７】ＴＭＲ素子部の加工は、ｉ線を使用したフ
ォトレジスト工程及びミリング工程により行った。書き
込みヘッド部のコイル部作成時のフォトレジスト硬化工
程は２５０℃の温度に２時間保持することにより行っ
た。
【０２７８】この工程により本来は素子高さ方向を向い
ていなければならない固定層及び固定化層の磁化方向が
回転し、磁気抵抗効果素子として正しく動作しなくなっ
たため、再生ヘッド部及び記録ヘッド部作成終了後に、
温度２００℃、４．０×１０ 4Ａ／ｍの磁界中で１時間
の着磁熱処理を行った。この着磁熱処理によるフリー層
の磁化容易軸の着磁方向への回転は、磁化曲線からほと
んど観測されなかった。
【０２７９】媒体の保磁力は２．４×１０5Ａ／ｍ、Ｍ
ｒＴ(残留磁化と膜厚の積)は０．３５ｅｍｕ／ｃｍ2と
した。試作したヘッド各１０個ずつ使用して、再生出
力、（Ｓ／Ｎ）比及び実効トラック幅を測定した。図１
０６の構造についての測定結果を表１に，図１０７の構
造についての測定結果を表２に夫々示す。
【０２８０】
【表１】
【０２８１】
【表２】
【０２８２】図１０６の構造の場合は、再生出力は２．
８乃至３．１ｍＶと高いが、（Ｓ／Ｎ）比が１８乃至２
１ｄＢと低かった。これは再生信号にバルクハウゼンノ
イズが含まれているためであり、ヘッドのＲ−Ｈループ
を測定したところ、フリー層磁化反転のヒステリシスが
大きくフリー層の磁壁移動に伴うバルクハウゼンノイズ
が発生している事が明らかになった。図１０６の構造で
は、縦バイアス層とフリー層とが絶縁層により隔離され
ているために、縦バイアス磁界がフリー層に十分印加さ
れず、縦バイアス磁界がバルクハウゼンノイズの低減に
寄与しなかったためと考察される。
【０２８３】一方、図１０７の構造の場合は、再生出力
が０乃至１．２ｍＶと低く、それに伴い（Ｓ／Ｎ）比も
０乃至１７ｄＢと低かった。これは、センス電流が縦バ
イアス層２ｂに漏洩し非磁性層４に十分流れないためで
ある。この構造では、原理的には縦バイアス層２ｂへの
センス電流の漏洩を防止することができるはずではある
が、縦バイアス層２ｂが固定層５、非磁性層４、フリー
層３からなる積層体における非磁性層４（バリア層）の
端部直近に位置しているため、センス電流が縦バイアス
層２ｂに漏洩し非磁性層４に十分流れないことを防止す
るように、精密に作製することが難しいためであると考
えられる。
【０２８４】次に、本発明の実施例として、図７、図１
８、図２８、図３４、図４６及び図６１に示す構造の磁
気抵抗効果ヘッドを作製した。このとき、磁気抵抗効果
ヘッドを構成する各要素として以下の材料を使用した。 基体…厚さ１．２ｍｍのアルチック上にアルミナを３μ
ｍ積層したもの 下シールド層…Ｃｏ８９Ｚｒ４Ｔａ４Ｃｒ３（１μｍ） 下部導電層…Ｔａ（２０ｎｍ） 上電極層…なし 上シールド層…Ｃｏ６５Ｎｉ１２Ｆｅ２３（１μｍ） 絶縁層…アルミナ（２０ｎｍ） 縦バイアス下地層…Ｃｒ（１０ｎｍ） 縦バイアス…Ｃｏ７４．５Ｃｒ１０．５Ｐｔ１５（３３
ｎｍ） 下ギャップ層…なし 上ギャップ層…なし 上部層…Ｔａ（５ｎｍ） フリー層下地層…Ｔａ（３ｎｍ） 磁性層下地層…Ｔａ（３ｎｍ） 固定化層…Ｐｔ４６Ｍｎ５４（２０ｎｍ） 第２の固定化層…Ｐｔ４６Ｍｎ５４（２０ｎｍ） 固定層…（Ｃｏ９０Ｆｅ１０（３ｎｍ）／Ｒｕ（０．７
ｎｍ）／Ｃｏ５０Ｆｅ５０（３ｎｍ））３層膜 第２の固定層…（Ｃｏ９０Ｆｅ１０（３ｎｍ）／Ｒｕ
（０．７ｎｍ）／Ｃｏ５０Ｆｅ５０（３ｎｍ））３層膜 第１の非磁性層…Ａｌ酸化物(０．７ｎｍ) 第２の非磁性層…Ｒｕ（０．７５ｎｍ） 第３の非磁性層…Ｒｕ（０．７５ｎｍ） 第４の非磁性層…Ｒｕ（０．７５ｎｍ） 第５の非磁性層…Ａｌ酸化物(０．７ｎｍ) フリー層…Ｎｉ８２Ｆｅ１８（５ｎｍ） 磁性層…Ｎｉ８２Ｆｅ１８（５ｎｍ） 上部層…Ｔａ（３ｎｍ）
【０２８５】このヘッドを図１０２に示した再生ヘッド
４５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０．７μｍ、読み込
みトラック幅は０．４μｍとした。
【０２８６】ＴＭＲ素子部の加工はｉ線を使用するフォ
トレジスト工程及びミリング工程により行った。書き込
みヘッド部のコイル部作製時のフォトレジスト硬化工程
は２５０℃の温度に２時間保持することにより行った。
【０２８７】この工程により本来は素子高さ方向を向い
ていなければならない固定層及び固定化層の磁化方向が
回転し、磁気抵抗効果素子として正しく動作しなくなっ
たため、再生ヘッド部及び記録ヘッド部の作製終了後に
温度２００℃、４.０×１０4Ａ／ｍの磁界中で１時間の
着磁熱処理を行った。この着磁熱処理によるフリー層の
磁化容易軸の着磁方向への回転は、磁化曲線からほとん
ど観測されなかった。
【０２８８】媒体の保磁力は２．４×１０5Ａ／ｍ、Ｍ
ｒＴ(残留磁化と膜厚の積)は０．３５ｅｍｕ／ｃｍ2と
した。試作したヘッド各１０個ずつ使用して、再生出
力、（Ｓ／Ｎ）比及び実効トラック幅を測定した。
【０２８９】図７、図１８、図２８、図３４、図４６及
び図６１に示す構造のヘッドについての測定結果を、夫
々表３乃至８に示す。
【０２９０】
【表３】
【０２９１】
【表４】
【０２９２】
【表５】
【０２９３】
【表６】
【０２９４】
【表７】
【０２９５】
【表８】
【０２９６】図７、図１８、図２８、図３４、図４６及
び図６１に示す構造のいずれの場合も（Ｓ／Ｎ）比は２
５ｄＢ以上であり、従来例と比較して大きく向上してい
ることがわかる。これは、いずれの構造の場合もセンス
電流がバリア層をバイパスすることを防ぐことができた
結果、十分な出力を得ることができ、更に適当量の縦バ
イアス磁界をフリー層に印加することに成功した結果、
ノイズを十分低く押さえることができ、良好な（Ｓ／
Ｎ）比を得ることができたためである。図７、図１８、
図２８、図３４、図４６及び図６１に示す磁気抵抗効果
ヘッドの中では、図６１に示す磁気抵抗効果ヘッドが最
も実効トラック幅が小さく良好であった。これは、図６
１に示す磁気抵抗効果ヘッドにおいては、磁性層８、第
３の非磁性層１３及び第２の磁性層１２の部分が積層反
強磁性層構造になっているため、この部分が媒体からの
漏れ磁界の影響を受けず、再生実効トラック幅がフリー
層３ｂの幅のみにより決まっているためと考えられる。
【０２９７】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
従来よりも再生波形のノイズが少なく、（Ｓ／Ｎ）比及
びビットエラーレートが良好な磁気抵抗効果ヘッドを得
ることができる。また、この磁気抵抗効果ヘッドを使用
して、高性能な磁気記録再生装置、磁気記憶装置を得る
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例に係る磁気抵抗効果ヘッ
ドの製造方法を示す部分断面図である。
【図２】本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッドの製造方法
を示す部分断面図であって、図１の次の工程を示す図で
ある。
【図３】本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッドの製造方法
を示す部分断面図であって、図２の次の工程を示す図で
ある。
【図４】本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッドの製造方法
を示す部分断面図であって、図３の次の工程を示す図で
ある。
【図５】本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッドの製造方法
を示す部分断面図であって、図４の次の工程を示す図で
ある。
【図６】本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッドの製造方法
を示す部分断面図であって、図５の次の工程を示す図で
ある。
【図７】本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッドの製造方法
を示す部分断面図であって、図６の次の工程を示す図で
ある。
【図８】本実施例の変形例に係る磁気抵抗効果ヘッドの
構成を示す部分断面図である。
【図９】本実施例の他の変形例に係る磁気抵抗効果ヘッ
ドの構成を示す部分断面図である。
【図１０】本発明の第２の実施例に係る磁気抵抗効果ヘ
ッドの製造方法を示す部分断面図である。
【図１１】本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッドの製造方
法を示す部分断面図であって、図１０の次の工程を示す
図である。
【図１２】本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッドの製造方
法を示す部分断面図であって、図１１の次の工程を示す
図である。
【図１３】本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッドの製造方
法を示す部分断面図であって、図１２の次の工程を示す
図である。
【図１４】本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッドの製造方
法を示す部分断面図であって、図１３の次の工程を示す
図である。
【図１５】本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッドの製造方
法を示す部分断面図であって、図１４の次の工程を示す
図である。
【図１６】本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッドの製造方
法を示す部分断面図であって、図１５の次の工程を示す
図である。
【図１７】本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッドの製造方
法を示す部分断面図であって、図１６の次の工程を示す
図である。
【図１８】本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッドの製造方
法を示す部分断面図であって、図１７の次の工程を示す
図である。
【図１９】本発明の第３の実施例に係る磁気抵抗効果ヘ
ッドの製造方法を示す部分断面図である。
【図２０】本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッドの製造方
法を示す部分断面図であって、図１９の次の工程を示す
図である。
【図２１】本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッドの製造方
法を示す部分断面図であって、図２０の次の工程を示す
図である。
【図２２】本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッドの製造方
法を示す部分断面図であって、図２１の次の工程を示す
図である。
【図２３】本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッドの製造方
法を示す部分断面図であって、図２２の次の工程を示す
図である。
【図２４】本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッドの製造方
法を示す部分断面図であって、図２３の次の工程を示す
図である。
【図２５】本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッドの製造方
法を示す部分断面図であって、図２４の次の工程を示す
図である。
【図２６】本発明の第４の実施例に係る磁気抵抗効果ヘ
ッドの製造方法を示す部分断面図である。
【図２７】本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッドの製造方
法を示す部分断面図であって、図２６の次の工程を示す
図である。
【図２８】本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッドの製造方
法を示す部分断面図であって、図２７の次の工程を示す
図である。
【図２９】本実施例の変形例に係る磁気抵抗効果ヘッド
の構成を示す部分断面図である。
【図３０】本実施例の他の変形例に係る磁気抵抗効果ヘ
ッドの構成を示す部分断面図である。
【図３１】本発明の第５の実施例に係る磁気抵抗効果ヘ
ッドの製造方法を示す部分断面図である。
【図３２】本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッドの製造方
法を示す部分断面図であって、図３１の次の工程を示す
図である。
【図３３】本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッドの製造方
法を示す部分断面図であって、図３２の次の工程を示す
図である。
【図３４】本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッドの製造方
法を示す部分断面図であって、図３３の次の工程を示す
図である。
【図３５】本発明の第６の実施例に係る磁気抵抗効果ヘ
ッドの製造方法を示す部分断面図である。
【図３６】本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッドの製造方
法を示す部分断面図であって、図３５の次の工程を示す
図である。
【図３７】本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッドの製造方
法を示す部分断面図であって、図３６の次の工程を示す
図である。
【図３８】本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッドの製造方
法を示す部分断面図であって、図３７の次の工程を示す
図である。
【図３９】本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッドの製造方
法を示す部分断面図であって、図３８の次の工程を示す
図である。
【図４０】本発明の第７の実施例に係る磁気抵抗効果ヘ
ッドの製造方法を示す部分断面図である。
【図４１】本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッドの製造方
法を示す部分断面図であって、図４０の次の工程を示す
図である。
【図４２】本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッドの製造方
法を示す部分断面図であって、図４１の次の工程を示す
図である。
【図４３】本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッドの製造方
法を示す部分断面図であって、図４２の次の工程を示す
図である。
【図４４】本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッドの製造方
法を示す部分断面図であって、図４３の次の工程を示す
図である。
【図４５】本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッドの製造方
法を示す部分断面図であって、図４４の次の工程を示す
図である。
【図４６】本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッドの製造方
法を示す部分断面図であって、図４５の次の工程を示す
図である。
【図４７】本実施例の変形例に係る磁気抵抗効果ヘッド
の構成を示す部分断面図である。
【図４８】本実施例の他の変形例に係る磁気抵抗効果ヘ
ッドの構成を示す部分断面図である。
【図４９】本実施例の更に他の変形例に係る磁気抵抗効
果ヘッドの構成を示す部分断面図である。
【図５０】本実施例の更に他の変形例に係る磁気抵抗効
果ヘッドの構成を示す部分断面図である。
【図５１】本実施例の更に他の変形例に係る磁気抵抗効
果ヘッドの構成を示す部分断面図である。
【図５２】本実施例の更に他の変形例に係る磁気抵抗効
果ヘッドの構成を示す部分断面図である。
【図５３】本実施例の更に他の変形例に係る磁気抵抗効
果ヘッドの構成を示す部分断面図である。
【図５４】本実施例の更に他の変形例に係る磁気抵抗効
果ヘッドの構成を示す部分断面図である。
【図５５】本発明の第８の実施例に係る磁気抵抗効果ヘ
ッドの製造方法を示す部分断面図である。
【図５６】本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッドの製造方
法を示す部分断面図であって、図５５の次の工程を示す
図である。
【図５７】本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッドの製造方
法を示す部分断面図であって、図５６の次の工程を示す
図である。
【図５８】本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッドの製造方
法を示す部分断面図であって、図５７の次の工程を示す
図である。
【図５９】本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッドの製造方
法を示す部分断面図であって、図５８の次の工程を示す
図である。
【図６０】本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッドの製造方
法を示す部分断面図であって、図５９の次の工程を示す
図である。
【図６１】本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッドの製造方
法を示す部分断面図であって、図６０の次の工程を示す
図である。
【図６２】本実施例の変形例に係る磁気抵抗効果ヘッド
の構成を示す部分断面図である。
【図６３】本実施例の他の変形例に係る磁気抵抗効果ヘ
ッドの構成を示す部分断面図である。
【図６４】本発明の第９の実施例に係る磁気抵抗効果ヘ
ッドの製造方法を示す部分断面図である。
【図６５】本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッドの製造方
法を示す部分断面図であって、図６４の次の工程を示す
図である。
【図６６】本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッドの製造方
法を示す部分断面図であって、図６５の次の工程を示す
図である。
【図６７】本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッドの製造方
法を示す部分断面図であって、図６６の次の工程を示す
図である。
【図６８】本発明の第１０の実施例に係る磁気抵抗効果
ヘッドの製造方法を示す部分断面図である。
【図６９】本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッドの製造方
法を示す部分断面図であって、図６８の次の工程を示す
図である。
【図７０】本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッドの製造方
法を示す部分断面図であって、図６８の次の工程を示す
図である。
【図７１】本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッドの製造方
法を示す部分断面図であって、図６８の次の工程を示す
図である。
【図７２】本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッドの製造方
法を示す部分断面図であって、図６８の次の工程を示す
図である。
【図７３】本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッドの製造方
法を示す部分断面図であって、図６８の次の工程を示す
図である。
【図７４】本実施例の変形例に係る磁気抵抗効果ヘッド
の構成を示す部分断面図である。
【図７５】本発明の第１１の実施例に係る磁気抵抗効果
ヘッドの製造方法を示す部分断面図である。
【図７６】本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッドの製造方
法を示す部分断面図であって、図７５の次の工程を示す
図である。
【図７７】本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッドの製造方
法を示す部分断面図であって、図７６の次の工程を示す
図である。
【図７８】本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッドの製造方
法を示す部分断面図であって、図７７の次の工程を示す
図である。
【図７９】本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッドの製造方
法を示す部分断面図であって、図７８の次の工程を示す
図である。
【図８０】本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッドの製造方
法を示す部分断面図であって、図７９の次の工程を示す
図である。
【図８１】本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッドの製造方
法を示す部分断面図であって、図８０の次の工程を示す
図である。
【図８２】本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッドの製造方
法を示す部分断面図であって、図８１の次の工程を示す
図である。
【図８３】本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッドの製造方
法を示す部分断面図であって、図８２の次の工程を示す
図である。
【図８４】本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッドの製造方
法を示す部分断面図であって、図８３の次の工程を示す
図である。
【図８５】本実施例の変形例に係る磁気抵抗効果ヘッド
の構成を示す部分断面図である。
【図８６】本実施例の他の変形例に係る磁気抵抗効果ヘ
ッドの構成を示す部分断面図である。
【図８７】本実施例の更に他の変形例に係る磁気抵抗効
果ヘッドの構成を示す部分断面図である。
【図８８】本発明の第１２の実施例に係る磁気抵抗効果
ヘッドの製造方法を示す部分断面図である。
【図８９】本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッドの製造方
法を示す部分断面図であって、図８８の次の工程を示す
図である。
【図９０】本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッドの製造方
法を示す部分断面図であって、図８９の次の工程を示す
図である。
【図９１】本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッドの製造方
法を示す部分断面図であって、図９０の次の工程を示す
図である。
【図９２】本実施例の変形例に係る磁気抵抗効果ヘッド
の構成を示す部分断面図である。
【図９３】本実施例の他の変形例に係る磁気抵抗効果ヘ
ッドの構成を示す部分断面図である。
【図９４】本発明の第１３の実施例に係る磁気抵抗効果
ヘッドの製造方法を示す部分断面図である。
【図９５】本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッドの製造方
法を示す部分断面図であって、図９４の次の工程を示す
図である。
【図９６】本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッドの製造方
法を示す部分断面図であって、図９５の次の工程を示す
図である。
【図９７】本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッドの製造方
法を示す部分断面図であって、図９６の次の工程を示す
図である。
【図９８】本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッドの製造方
法を示す部分断面図であって、図９７の次の工程を示す
図である。
【図９９】本実施例に係る磁気抵抗効果ヘッドの製造方
法を示す部分断面図であって、図９８の次の工程を示す
図である。
【図１００】本実施例の変形例に係る磁気抵抗効果ヘッ
ドの構成を示す部分断面図である。
【図１０１】本実施例の他の変形例に係る磁気抵抗効果
ヘッドの構成を示す部分断面図である。
【図１０２】本発明の第１４の実施例に係る磁気記録再
生ヘッドの構成を示す斜視図である。
【図１０３】本実施例に係る磁気抵抗変換システムの構
成を示す模式図である。
【図１０４】本実施例に係る磁気記録システムの構成を
示すブロック図である。
【図１０５】本実施例に係る磁気記録システムの構成を
示す斜視図である。
【図１０６】従来の磁気抵抗効果ヘッドの構成を示す部
分断面図である。
【図１０７】従来の磁気抵抗効果ヘッドの構成を示す部
分断面図である。
【図１０８】従来の磁気抵抗効果ヘッドの構成を示す部
分断面図である。
【符号の説明】
１；下部導伝層 １ａ：凹部 ２ａ；2縦バイアス層下地層 ２ｂ；縦バイアス層 ３ａ；フリー層下地層 ３ｂ；フリー層 ４；非磁性層 ５；固定層 ６ａ；固定化層下地層 ６ｂ；固定化層 ７；上部層 ８ａ；磁性層下地層 ８ｂ；第１の磁性層 ９；第２の非磁性層 １１、１１ｂ；絶縁層 １１ａ；凹部 １２；第２の磁性層 １３；第３の非磁性層 １５；上部導電層 １６；下シールド層 １７；上シールド層 １８；第４の非磁性層 １９；第２のフリー層 ２０；フォトレジスト ２０ａ；開口部 ２１；フォトレジスト ２１ａ；開口部 ２２；フォトレジスト ２５；第５の非磁性層 ２６；第２の固定層 ２７；第２の固定化層 ２９ａ、２９ｂ，２９ｃ，２９ｄ，２９ｅ、２９ｆ；パ
ターン ３０〜３９；磁気抵抗効果素子 ４１；コイル ４２；基体 ４３；磁極 ４４；上磁極 ４５；再生ヘッド ４６；記録ヘッド ５０；記録ヘッド ５１；再生ヘッド ５２；ヘッドスライダを兼ねる基板 ５３；記録媒体 ５４；媒体からの漏れ磁界 ６１〜６９；磁気抵抗効果ヘッド １０１；第２のアクチュエータ １０２；磁気記録媒体 １０３；磁気記録再生ヘッド １０４；サスペンション １０５；アーム １０７；センス電流検出手段 １０８；コントローラ １０６；第1のアクチュエータ １２９；基板 １３０；記録再生素子部(磁気記録再生ヘッド) １３１ａ；記録素子部(記録ヘッド)に接続された電極端
子 １３１ｂ；再生素子部(再生ヘッド)に接続された電極端
子 １３２；保護膜 １３３；電流駆動回路 １３４；再生素子部にセンス電流を流す電流発生回路 １３５；データ読み取り回路
フロントページの続き (72)発明者 石 勉 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気株 式会社内 (72)発明者 森 茂 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気株 式会社内 (72)発明者 大橋 啓之 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気株 式会社内 (72)発明者 中田 正文 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気株 式会社内 (72)発明者 永原 聖万 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気株 式会社内 (72)発明者 石原 邦彦 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気株 式会社内 (72)発明者 石綿 延行 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気株 式会社内 Ｆターム(参考） 5D034 BA03 BA04 BA08 BB08 CA04 CA08

Claims (63)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 下部導電層と、この下部導電層上に設け
    られ印加される磁界によって磁化方向が変化するフリー
    層と、このフリー層上に設けられた非磁性層と、この非
    磁性層上に設けられ磁化方向が固定された固定層と、前
    記下部導電層上に設けられ前記フリー層に磁界を印加す
    る縦バイアス層と、を有し、前記フリー層は前記縦バイ
    アス層により印加される磁界の方向における長さが前記
    固定層の長さよりも長く、前記非磁性体の電気抵抗値変
    化を検出するセンス電流が前記非磁性層に実質的に垂直
    に流れることを特徴とする磁気抵抗効果素子。
  2. 【請求項２】 前記下部導電層はその上面に凹部を有
    し、前記縦バイアス層は少なくともその一部が前記凹部
    に埋め込まれるように設けら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素子。
  3. 【請求項３】 前記フリー層の少なくとも一部が前記縦
    バイアス層に直接接触していることを特徴とする請求項
    １又は２に記載の磁気抵抗効果素子。
  4. 【請求項４】 前記フリー層の下にフリー層下地層が設
    けられ、前記フリー層下地層は前記フリー層及び前記縦
    バイアス層に接触していることを特徴とする請求項１乃
    至３のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果素子。
  5. 【請求項５】 前記縦バイアス層上に縦バイアス層保護
    層が設けられ、前記縦バイアス層保護層は前記縦バイア
    ス層に接触すると共に、前記縦バイアス層保護層は前記
    フリー層及び前記フリー層下地層のうち少なくとも一方
    に接触していることを特徴とする請求項１乃至４のいず
    れか１項に記載の磁気抵抗効果素子。
  6. 【請求項６】 下部導電層と、この下部導電層上に設け
    られた磁性層と、この磁性層上に設けられこの磁性層と
    磁気的にカップリングし印加される磁界によって磁化方
    向が変化するフリー層と、このフリー層上に設けられた
    非磁性層と、この非磁性層上に設けられ磁化方向が固定
    された固定層と、前記下部導電層上に設けられ前記磁性
    層に磁界を印加する縦バイアス層と、を有し、前記磁性
    層は前記縦バイアス層により印加される磁界の方向にお
    ける長さが前記フリー層の長さよりも長く、前記非磁性
    層の電気抵抗値変化を検出するセンス電流が前記非磁性
    層に実質的に垂直に流れることを特徴とする磁気抵抗効
    果素子。
  7. 【請求項７】 前記磁性層と前記フリー層との間の磁気
    的カップリングは、反強磁性的カップリング又は強磁性
    的カップリングであることを特徴とする請求項６に記載
    の磁気抵抗効果素子。
  8. 【請求項８】 前記下部導電層はその上面に凹部を有
    し、前記縦バイアス層は少なくともその一部が前記凹部
    に埋め込まれるように設けられていることを特徴とする
    請求項６又は７に記載の磁気抵抗効果素子。
  9. 【請求項９】 前記磁性層の少なくとも一部が前記縦バ
    イアス層に直接接触していることを特徴とする請求項６
    乃至８のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果素子。
  10. 【請求項１０】 下部導電層と、この下部導電層上に設
    けられ磁化方向が固定された固定層と、この固定層上に
    設けられた非磁性層と、この非磁性層上に設けられ印加
    される磁界によって磁化方向が変化するフリー層と、こ
    のフリー層上に設けられこのフリー層と磁気的にカップ
    リングする磁性層と、前記磁性層に磁界を印加する縦バ
    イアス層と、を有し、前記非磁性層の電気抵抗値変化を
    検出するセンス電流が前記非磁性層に実質的に垂直に流
    れることを特徴とする磁気抵抗効果素子。
  11. 【請求項１１】 前記縦バイアス層により印加される磁
    界方向において、前記磁性層の長さは前記フリー層の長
    さ以上であることを特徴とする請求項１０に記載の磁気
    抵抗効果素子。
  12. 【請求項１２】 前記下部導電層と前記固定層との間に
    前記固定層の磁化方向を固定する固定化層が設けられて
    いることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の磁気
    抵抗効果素子。
  13. 【請求項１３】 前記磁性層と前記フリー層との間の磁
    気的カップリングは、反強磁性的カップリング又は強磁
    性的カップリングであることを特徴とする請求項１０乃
    至１２のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果素子。
  14. 【請求項１４】 前記磁性層の少なくとも一部が前記縦
    バイアス層に直接接触していることを特徴とする請求項
    １０乃至１３のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果素
    子。
  15. 【請求項１５】 下部導電層と、この下部導電層上に設
    けられ磁化方向が固定された固定層と、この固定層上に
    設けられた第１の非磁性層と、この第１の非磁性層上に
    設けられ印加される磁界によって磁化方向が変化するフ
    リー層と、このフリー層上に設けられこのフリー層と磁
    気的にカップリングする第１の磁性層と、この第１の磁
    性層上に設けられこの第１の磁性層と磁気的にカップリ
    ングする第２の磁性層と、前記第１及び第２の磁性層に
    磁界を印加する縦バイアス層と、を有し、前記第１の非
    磁性層の電気抵抗値変化を検出するセンス電流が前記第
    １の非磁性層に実質的に垂直に流れることを特徴とする
    磁気抵抗効果素子。
  16. 【請求項１６】 前記第１の磁性層は、前記縦バイアス
    層により印加される磁界方向における長さが前記フリー
    層の長さ以上であることを特徴とする請求項１５に記載
    の磁気抵抗効果素子。
  17. 【請求項１７】 前記第２の磁性層は、前記縦バイアス
    層により印加される磁界方向における長さが前記フリー
    層の長さ以上であることを特徴とする請求項１５又は１
    ６に記載の磁気抵抗効果素子。
  18. 【請求項１８】 前記下部導電層と前記固定層との間に
    前記固定層の磁化方向を固定する固定化層が設けられて
    いることを特徴とする請求項１５乃至１７のいずれか１
    項に記載の磁気抵抗効果素子。
  19. 【請求項１９】 前記フリー層と前記第１の磁性層との
    間に第２の非磁性層が設けられていることを特徴とする
    請求項１５乃至１８のいずれか１項に記載の磁気抵抗効
    果素子。
  20. 【請求項２０】 前記第１の磁性層と前記第２の磁性層
    との間に第３の非磁性層が設けられていることを特徴と
    する請求項１５乃至１９のいずれか１項に記載の磁気抵
    抗効果素子。
  21. 【請求項２１】 前記フリー層と前記第１の磁性層との
    間の磁気的カップリングは、反強磁性的カップリング又
    は強磁性的カップリングであることを特徴とする請求項
    １５乃至２０のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果素
    子。
  22. 【請求項２２】 前記第１の磁性層と前記第２の磁性層
    との間の磁気的カップリングは、反強磁性的カップリン
    グ又は強磁性的カップリングであることを特徴とする請
    求項１５乃至２１のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果
    素子。
  23. 【請求項２３】 前記第１の磁性層における飽和磁化と
    膜厚との積が、前記第２の磁性層における飽和磁化と膜
    厚との積と実質的に等しいことを特徴とする請求項１５
    乃至２２のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果素子。
  24. 【請求項２４】 前記第１の磁性層、前記第３の非磁性
    層及び前記第２の磁性層からなる３層膜が、積層反強磁
    性体であることを特徴とする請求項２０乃至２３のいず
    れか１項に記載の磁気抵抗効果素子。
  25. 【請求項２５】 前記第１の磁性層の少なくとも一部が
    前記縦バイアス層に直接接触していることを特徴とする
    請求項１５乃至２４のいずれか１項に記載の磁気抵抗効
    果素子。
  26. 【請求項２６】 前記第２の磁性層の少なくとも一部が
    前記縦バイアス層に直接接触していることを特徴とする
    請求項１５乃至２５のいずれか１項に記載の磁気抵抗効
    果素子。
  27. 【請求項２７】 下部導電層と、この下部導電層上に設
    けられ磁化方向が固定された固定層と、この固定層上に
    設けられた非磁性層と、この非磁性層上に設けられ印加
    される磁界によって磁化方向が変化するフリー層と、こ
    のフリー層上に設けられた磁性層と、この磁性層上に設
    けられ前記磁性層に磁界を印加する縦バイアス層と、を
    有し、前記非磁性層の電気抵抗値変化を検出するセンス
    電流が前記非磁性層に実質的に垂直に流れることを特徴
    とする磁気抵抗効果素子。
  28. 【請求項２８】 前記磁性層と前記縦バイアス層との間
    に第２の磁性層を有することを特徴とする請求項２７に
    記載の磁気抵抗効果素子。
  29. 【請求項２９】 下部導電層と、この下部導電層上に設
    けられ磁化方向が固定された第１の固定層と、この第１
    の固定層上に設けられた第１の非磁性層と、この第１の
    非磁性層上に設けられ印加される磁界によって磁化方向
    が変化する第１のフリー層と、この第１のフリー層上に
    設けられこの第１のフリー層と磁気的にカップリングす
    る磁性層と、この磁性層上に設けられこの磁性層と磁気
    的にカップリングする第２のフリー層と、この第２のフ
    リー層上に設けられた第２の非磁性層と、この第２の非
    磁性層上に設けられ磁化方向が固定された第２の固定層
    と、前記磁性層に磁界を印加する縦バイアス層と、を有
    し、前記第１及び第２の非磁性層の電気抵抗値変化を検
    出するセンス電流が前記第１及び第２の非磁性層に実質
    的に垂直に流れることを特徴とする磁気抵抗効果素子。
  30. 【請求項３０】 前記磁性層は、前記縦バイアス層によ
    り印加される磁界方向における長さが前記第１及び第２
    のフリー層の長さ以上であることを特徴とする請求項２
    ９に記載の磁気抵抗効果素子。
  31. 【請求項３１】 前記第１の固定層の下に前記第１の固
    定層の磁化方向を固定する第１の固定化層が設けられて
    いることを特徴とする請求項２９又は３０に記載の磁気
    抵抗効果素子。
  32. 【請求項３２】 前記第２の固定層の上に前記第２の固
    定層の磁化方向を固定する第２の固定化層が設けられて
    いることを特徴とする請求項２９乃至３１に記載の磁気
    抵抗効果素子。
  33. 【請求項３３】 前記第１のフリー層と前記磁性層との
    間の磁気的カップリングは、反強磁性的カップリング又
    は強磁性的カップリングであることを特徴とする請求項
    ２９乃至３２のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果素
    子。
  34. 【請求項３４】 前記磁性層と前記第２のフリー層との
    間の磁気的カップリングは、反強磁性的カップリング又
    は強磁性的カップリングであることを特徴とする請求項
    ２９乃至３３のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果素
    子。
  35. 【請求項３５】 前記磁性層の少なくとも一部が前記縦
    バイアス層に直接接触していることを特徴とする請求項
    ２９乃至３４のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果素
    子。
  36. 【請求項３６】 下部導電層と、この下部導電層上に設
    けられた第１の磁性層と、この第１の磁性層上に設けら
    れこの第１の磁性層と磁気的にカップリングする第２の
    磁性層と、この第２の磁性層上に設けられこの第２の磁
    性層と磁気的にカップリングし印加される磁界によって
    磁化方向が変化するフリー層と、このフリー層上に設け
    られた第１の非磁性層と、この第１の非磁性層上に設け
    られ磁化方向が固定された固定層と、前記第１の磁性層
    に磁界を印加する縦バイアス層と、を有し、前記第１の
    非磁性層の電気抵抗値変化を検出するセンス電流が前記
    第１の非磁性層に実質的に垂直に流れることを特徴とす
    る磁気抵抗効果素子。
  37. 【請求項３７】 前記第１の磁性層は、前記縦バイアス
    層により印加される磁界方向における長さが前記フリー
    層の長さ以上であることを特徴とする請求項３６に記載
    の磁気抵抗効果素子。
  38. 【請求項３８】 前記第２の磁性層は、前記縦バイアス
    層により印加される磁界方向における長さが前記フリー
    層の長さ以上であることを特徴とする請求項３６又は３
    ７に記載の磁気抵抗効果素子。
  39. 【請求項３９】 前記固定層上に前記固定層の磁化方向
    を固定する固定化層が設けられていることを特徴とする
    請求項３６乃至３８のいずれか１項に記載の磁気抵抗効
    果素子。
  40. 【請求項４０】 前記第１の磁性層と前記第２の磁性層
    との間に第２の非磁性層が設けられていることを特徴と
    する請求項３６乃至３９のいずれか１項に記載の磁気抵
    抗効果素子。
  41. 【請求項４１】 前記第２の磁性層と前記フリー層との
    間に第３の非磁性層が設けられていることを特徴とする
    請求項３６乃至４０のいずれか１項に記載の磁気抵抗効
    果素子。
  42. 【請求項４２】 前記フリー層と前記第２の磁性層との
    間の磁気的カップリングは、反強磁性的カップリング又
    は強磁性的カップリングであることを特徴とする請求項
    ３６乃至４１のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果素
    子。
  43. 【請求項４３】 前記第１の磁性層と前記第２の磁性層
    との間の磁気的カップリングは、反強磁性的カップリン
    グ又は強磁性的カップリングであることを特徴とする請
    求項３６乃至４２のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果
    素子。
  44. 【請求項４４】 前記第１の磁性層における飽和磁化と
    膜厚との積が、前記第２の磁性層における飽和磁化と膜
    厚との積に実質的に等しいことを特徴とする請求項３６
    乃至４３のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果素子。
  45. 【請求項４５】 前記第１の磁性層、前記第２の非磁性
    層及び前記第２の磁性層からなる３層膜が、積層反強磁
    性体であることを特徴とする請求項３６乃至４４のいず
    れか１項に記載の磁気抵抗効果素子。
  46. 【請求項４６】 前記第１の磁性層の少なくとも一部が
    前記縦バイアス層に直接接触していることを特徴とする
    請求項３６乃至４５のいずれか１項に記載の磁気抵抗効
    果素子。
  47. 【請求項４７】 前記第２の磁性層の少なくとも一部が
    前記縦バイアス層に直接接触していることを特徴とする
    請求項３６乃至４６のいずれか１項に記載の磁気抵抗効
    果素子。
  48. 【請求項４８】 下部導電層と、この下部導電層上に設
    けられた縦バイアス層と、この縦バイアス層上に設けら
    れた第１の磁性層と、この第１の磁性層上に設けられこ
    の第１の磁性層と磁気的にカップリングしている第２の
    磁性層と、この第２の磁性層上に設けられこの第２の磁
    性層と磁気的にカップリングし印加される磁界によって
    磁化方向が変化するフリー層と、このフリー層上に設け
    られた第１の非磁性層と、この第１の非磁性層上に設け
    られ磁化方向が固定された固定層と、を有し、前記第１
    の非磁性層の電気抵抗値変化を検出するセンス電流が前
    記第１の非磁性層に実質的に垂直に流れることを特徴と
    する磁気抵抗効果素子。
  49. 【請求項４９】 前記第１の磁性層は、前記縦バイアス
    層により印加される磁界方向における長さが前記フリー
    層の長さ以上であることを特徴とする請求項４８に記載
    の磁気抵抗効果素子。
  50. 【請求項５０】 前記第２の磁性層は、前記縦バイアス
    層により印加される磁界方向における長さが前記フリー
    層の長さ以上であることを特徴とする請求項４８又は４
    ９に記載の磁気抵抗効果素子。
  51. 【請求項５１】 前記第１の磁性層と前記第２の磁性層
    との間に第２の非磁性層が設けられていることを特徴と
    する請求項４８乃至５０のいずれか１項に記載の磁気抵
    抗効果素子。
  52. 【請求項５２】 前記第２の磁性層と前記フリー層との
    間に第３の非磁性層が設けられていることを特徴とする
    請求項４８乃至５１のいずれか１項に記載の磁気抵抗効
    果素子。
  53. 【請求項５３】 前記フリー層と前記第２の磁性層との
    間の磁気的カップリングは、反強磁性的カップリング又
    は強磁性的カップリングであることを特徴とする請求項
    ４８乃至５２のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果素
    子。
  54. 【請求項５４】 前記第１の磁性層と前記第２の磁性層
    との間の磁気的カップリングは、反強磁性的カップリン
    グ又は強磁性的カップリングであることを特徴とする請
    求項４８乃至５３のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果
    素子。
  55. 【請求項５５】 前記第１の磁性層における飽和磁化と
    膜厚との積が、前記第２の磁性層における飽和磁化と膜
    厚との積に実質的に等しいことを特徴とする請求項４８
    乃至５４のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果素子。
  56. 【請求項５６】 前記第１の磁性層、前記第２の非磁性
    層及び前記第２の磁性層からなる３層膜が、積層反強磁
    性体であることを特徴とする請求項４８乃至５５のいず
    れか１項に記載の磁気抵抗効果素子。
  57. 【請求項５７】 前記第１の磁性層の少なくとも一部が
    前記縦バイアス層に直接接触していることを特徴とする
    請求項４８乃至５６のいずれか１項に記載の磁気抵抗効
    果素子。
  58. 【請求項５８】 前記第２の磁性層の少なくとも一部が
    前記縦バイアス層に直接接触していることを特徴とする
    請求項４８乃至５７のいずれか１項に記載の磁気抵抗効
    果素子。
  59. 【請求項５９】 請求項１乃至５８のいずれか１項に記
    載の磁気抵抗効果素子と、この磁気抵抗効果素子の基材
    となる下シールド層と、前記磁気抵抗効果素子上に設け
    られ前記磁気抵抗効果素子にこの磁気抵抗効果素子の電
    気抵抗値変化を検出するセンス電流を入力するための上
    部導電層と、この上部導電層上に設けられた上シールド
    層と、を有することを特徴とする磁気抵抗効果ヘッド。
  60. 【請求項６０】 前記磁気抵抗効果素子における下部導
    電層が前記下シールド層と一体であることを特徴とする
    請求項５９に記載の磁気抵抗効果ヘッド。
  61. 【請求項６１】 前記上部導電層が前記上シールド層と
    一体であることを特徴とする請求項５９又は６０に記載
    の磁気抵抗効果ヘッド。
  62. 【請求項６２】 請求項５９乃至６１のいずれか１項に
    記載の磁気抵抗効果ヘッドと、前記磁気抵抗効果ヘッド
    にセンス電流を供給する電流発生回路と、前記磁気抵抗
    効果ヘッドの電気抵抗変化を検出して前記磁気抵抗効果
    ヘッドに印加された磁界を求めるデータ読取回路と、を
    有することを特徴とする磁気抵抗変換システム。
  63. 【請求項６３】 請求項６２に記載の磁気抵抗変換シス
    テムと、この磁気抵抗変換システムによりデータを記録
    及び再生する複数個のトラックを有する磁気記録媒体
    と、前記磁気記録媒体における選択されたトラックが配
    置されている位置へ前記磁気抵抗変換システムを移動さ
    せる第１のアクチュエータと、前記トラックを回転駆動
    させる第２のアクチュエータと、を有することを特徴と
    する磁気記録システム。
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