JP2003346309A

JP2003346309A - 薄膜磁気ヘッド、薄膜磁気ヘッド組立体、記憶装置及び薄膜磁気ヘッドの製造方法

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Publication number: JP2003346309A
Application number: JP2002152800A
Authority: JP
Inventors: Koji Shimazawa; 幸司島沢; Yoshihiro Tsuchiya; 芳弘土屋; Koichi Terunuma; 幸一照沼
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2002-05-27
Filing date: 2002-05-27
Publication date: 2003-12-05
Anticipated expiration: 2022-05-27
Also published as: JP3377522B1

Abstract

(57)【要約】【課題】フリー層の両側領域における読みにじみを低
減すると共に、再生出力を安定させることが可能な薄膜
磁気ヘッド、当該薄膜磁気ヘッドを備える薄膜磁気ヘッ
ド組立体及び記憶装置、並びに薄膜磁気ヘッドの製造方
法を提供すること。【解決手段】ＭＲ素子７は、ピン層２１、ピンド層２
３、非磁性層２５及びフリー層２７を含む。硬磁性層９
は、ＭＲ素子７を挟むように配置されて、フリー層２７
にバイアス磁界を印加する。電極層１５は、互いに離間
して一対配置され、フリー層２７にセンス電流を供給す
る。フリー層２７の両側領域における電極層１５と重な
っている部分と電極層１５との間に層構造体１３が配置
されている。層構造体１３は、非磁性層３１、強磁性層
３３及び反強磁性層３５を含んでいる。強磁性層３３
は、反強磁性層３５により磁化方向が固定されており、
磁気膜厚がフリー層２７の磁気膜厚よりも大きく設定さ
れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、薄膜磁気ヘッド、
薄膜磁気ヘッド組立体、記憶装置及び薄膜磁気ヘッドの
製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ハードディスク等の磁気記録媒体の高密
度化に伴い、薄膜磁気ヘッドの性能向上が要求されてい
る。薄膜磁気ヘッドとしては、読み出し用の磁気抵抗効
果素子（以下、ＭＲ（Magneto Resistive）素子とい
う）を有する再生ヘッドが含まれる。再生ヘッドの特性
としては、バルクハウゼンノイズが小さいことが要求さ
れる。バルクハウゼンノイズを低減するためには、ＭＲ
素子を挟むように硬磁性層を配置して、ＭＲ素子に対し
てバイアス磁界を印加してＭＲ素子に含まれるフリー層
を単磁区化することが行われている。

【０００３】ところで、ＭＲ素子（フリー層）を挟むよ
うに硬磁性層を配置すると、ＭＲ素子における硬磁性層
に隣接する端部近傍に、硬磁性層からの磁界によって磁
化の方向が固定されて信号磁界を検知することが出来な
い領域（以下、不感領域という）が生じることとなる。
そのため、ＭＲ素子に電流（センス電流）を供給するた
めの一対の電極層をＭＲ素子に重ならないように配置し
た場合には、供給された電流が不感領域を通ることとな
り、再生ヘッドとしての出力が低下するという問題が存
在する。この問題を解決するためには、電極層をＭＲ素
子に部分的に重なるように配置することが行われている
（たとえば、特開平８−４５０３７号公報、特開平９−
２８２６１８号公報、特開平１１−３１３１３号公報、
特開２０００−７６６２９号公報等）。

【０００４】電極層をＭＲ素子上に重なるように配置し
た場合、ＭＲ素子における不感領域には電流が流れにく
くなり、直接的に再生ヘッドの出力に寄与することはな
い。しかしながら、ＭＲ素子における電極層と重なって
いる部分は、磁気記録媒体から漏洩する磁界を吸収する
ため、吸収された磁界がトラック中央部の高感度領域ま
で伝達し、実効トラック幅が拡大するという読みにじみ
の問題が生じることとなる。この問題を解決するものと
して、特開２００１−１７６０３２号公報には、感磁層
（フリー層）の一部に、金属層を介して強磁性金属層と
反強磁性的交換結合した部分を設け、その部分の再生感
度を下げる技術が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、フリー
層の一部と金属層を介して反強磁性的交換結合する強磁
性金属層を設けた構造の薄膜磁気ヘッドにおいて、外部
磁界が印加されると、フリー層における強磁性金属層と
反強磁性的交換結合した部分の磁化がトラック部分のフ
リー層の磁化と同じ方向となることがあり、実効トラッ
ク幅が拡大するという読みにじみの問題を解決するには
至っていないことが判明した。

【０００６】本発明は、このような課題に鑑みてなされ
たものであり、フリー層の両側領域における読みにじみ
を低減して、実効トラック幅の拡大を抑制することが可
能な薄膜磁気ヘッド、当該薄膜磁気ヘッドを備える薄膜
磁気ヘッド組立体及び記憶装置、並びに薄膜磁気ヘッド
の製造方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る薄膜磁気ヘ
ッドは、外部磁界に応じて磁化の向きが変化するフリー
層を含む磁気抵抗効果素子と、フリー層の両側に当該フ
リー層と重なるように互いに離間して配置されて磁気抵
抗効果素子に電流を供給するための一対の電極層と、を
備えた薄膜磁気ヘッドであって、フリー層の両側領域に
おける電極層と重なっている部分と電極層との間に配置
される層構造体を有し、層構造体は、磁化方向が固定さ
れる導電性の強磁性層と、強磁性層とフリー層との間に
配置される導電性の非磁性層と、強磁性層と電極層との
間に配置され、強磁性層の磁化方向を固定する導電性の
反強磁性層と、を含んでおり、強磁性層の磁気膜厚はフ
リー層の磁気膜厚よりも大きく設定されていることを特
徴としている。

【０００８】本発明に係る薄膜磁気ヘッドでは、反強磁
性層により磁化方向が固定され且つ磁気膜厚がフリー層
の磁気膜厚よりも大きく設定された強磁性層がフリー層
の両側領域における電極層と重なっている部分と電極層
との間に配置されているので、外部磁界が印加される
と、フリー層における電極層と重なっている部分の磁化
はトラック部分のフリー層の磁化とは逆方向に向くこと
となる。これにより、フリー層の両側領域における読み
にじみを低減して、実効トラック幅の拡大を抑制するこ
とができる。

【０００９】また、本発明に係る薄膜磁気ヘッドにおい
て、フリー層及び強磁性層は同じ材料からなり、強磁性
層の厚みはフリー層の厚みよりも大きく設定されている
ことが好適である。この場合には、強磁性層の磁気膜厚
をフリー層の磁気膜厚よりも大きくした構成を容易に実
現することができる。

【００１０】また、本発明に係る薄膜磁気ヘッドにおい
て、層構造体は、反強磁性層と電極層との間に配置さ
れ、強磁性層の磁化方向とは反対の方向に磁化方向が固
定された固定磁化層を更に含むことが好適である。この
場合には、強磁性層と固定磁化層との間で閉じた磁界が
形成されやすくなり、当該強磁性層から発生する漏れ磁
界がフリー層のトラック部分に及ぼす影響が低く抑えら
れることとなる。これにより、強磁性層から発生する漏
れ磁界がフリー層のトラック部分に吸収されてノイズ成
分となるのを抑制することができる。この結果、フリー
層のトラック部分にて磁気記録媒体から漏洩する磁界を
適切に検出することができ、再生出力を安定させること
ができる。

【００１１】また、本発明に係る薄膜磁気ヘッドにおい
て、固定磁化層は、永久磁石層を含むことが好適であ
る。この場合には、強磁性層との間で閉じた磁界を形成
し得る固定磁化層の構成を簡易且つ容易に実現すること
ができる。

【００１２】また、本発明に係る薄膜磁気ヘッドにおい
て、固定磁化層は、磁化方向が固定される導電性の強磁
性層を含んでおり、層構造体は、固定磁化層に含まれる
強磁性層と電極層との間に配置され、当該強磁性層の磁
化方向を固定する導電性の反強磁性層を更に含むことが
好適である。

【００１３】本発明に係る薄膜磁気ヘッド組立体は、上
記薄膜磁気ヘッドと、当該薄膜磁気ヘッドが取り付けら
れる可撓性部材と、を備えることを特徴としている。

【００１４】本発明に係る薄膜磁気ヘッド組立体では、
薄膜磁気ヘッドが上記薄膜磁気ヘッドとされるので、上
述したように、フリー層の両側領域における読みにじみ
を低減することができる。

【００１５】本発明に係る記憶装置は、信号を磁気的に
記録する磁気記録媒体と、磁気記録媒体から漏洩する磁
界の変化を電気信号に変換する上記薄膜磁気ヘッドと、
を備えることを特徴としている。

【００１６】本発明に係る記憶装置では、薄膜磁気ヘッ
ドが上記薄膜磁気ヘッドとされるので、上述したよう
に、フリー層の両側領域における読みにじみを低減する
ことができる。

【００１７】そして、本発明に薄膜磁気ヘッドの製造方
法は、外部磁界に応じて磁化の向きが変化するフリー層
を含む磁気抵抗効果素子を備えた薄膜磁気ヘッドの製造
方法であって、磁気抵抗効果素子の上に、導電性の非磁
性層と導電性の強磁性層と導電性の反強磁性層とを順次
積層して層構造体を形成する工程と、層構造体の上に所
望パターンのレジスト層を形成する工程と、レジスト層
をマスクとして層構造体の上に金属層を形成する工程
と、レジスト層を除去する工程と、金属層をマスクとし
て、非磁性層を残すように層構造体の一部を除去する工
程と、を含むことを特徴としている。

【００１８】本発明に薄膜磁気ヘッドの製造方法では、
フリー層において、層構造体が配置される部分と当該層
構造体が配置されない部分とが形成される。フリー層に
おける層構造体が配置される部分の磁化は、外部磁界が
印加されると、フリー層における層構造体が配置されて
いない部分（フリー層のトラック部分に相当する部分）
の磁化とは逆方向に向くこととなる。これにより、フリ
ー層における層構造体が配置される部分での読みにじみ
を低減して、実効トラック幅の拡大を抑制することがで
きる。また、非磁性層を残すように層構造体の一部を除
去しているので、当該非磁性層にてフリー層を保護する
こともできる。

【００１９】また、本発明に係る薄膜磁気ヘッドの製造
方法において、層構造体を形成する工程を行なうに際し
て、反強磁性層の上に永久磁石層を更に積層することが
好適である。この場合には、層構造体に含まれる強磁性
層との間で閉じた磁界を形成し得る構成を簡易且つ容易
に実現することができる。

【００２０】また、本発明に薄膜磁気ヘッドの製造方法
は、外部磁界に応じて磁化の向きが変化するフリー層を
含む磁気抵抗効果素子を備えた薄膜磁気ヘッドの製造方
法であって、磁気抵抗効果素子の上に、導電性の非磁性
層と導電性の強磁性層とを順次積層して第１の層構造体
を形成する工程と、強磁性層の上に所望パターンのレジ
スト層を形成する工程と、レジスト層をマスクとして強
磁性層の上に少なくとも導電性の反強磁性層を積層して
第２の層構造体を形成する工程と、レジスト層をマスク
として第２の層構造体の上に金属層を形成する工程と、
レジスト層を除去する工程と、金属層をマスクとして、
非磁性層を残すように強磁性層を除去する工程と、を含
むことを特徴としている。

【００２１】本発明に薄膜磁気ヘッドの製造方法では、
フリー層において、第１及び第２の層構造体が配置され
る部分と当該第１及び第２の層構造体が配置されない部
分とが形成される。フリー層における第１及び第２の層
構造体が配置される部分の磁化は、外部磁界が印加され
ると、フリー層における第１及び第２の層構造体が配置
されていない部分（フリー層のトラック部分に相当する
部分）の磁化とは逆方向に向くこととなる。これによ
り、フリー層における第１及び第２の層構造体が配置さ
れる部分での読みにじみを低減して、実効トラック幅の
拡大を抑制することができる。また、非磁性層を残すよ
うに強磁性層を除去しているので、当該非磁性層にてフ
リー層を保護することもできる。

【００２２】また、本発明に係る薄膜磁気ヘッドの製造
方法において、第２の層構造体を形成する工程を行なう
に際して、反強磁性層の上に永久磁石層を更に積層する
ことが好適である。この場合、第１の層構造体に含まれ
る強磁性層との間で閉じた磁界を形成し得る構成を簡易
且つ容易に実現することができる。

【００２３】なお、本明細書において、磁気膜厚は、厚
みｔ（ｍ）の薄膜が有する単位面積あたりの磁荷のこと
であり、下記（１）式にて定義する。磁気膜厚（Ａ）＝Ｍ_S*×ｔ … （１）Ｍ_S*：飽和磁化（Ａ／ｍ）

【００２４】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態に係る薄膜磁気
ヘッド、薄膜磁気ヘッド組立体、記憶装置及び薄膜磁気
ヘッドの製造方法について図面を参照して説明する。な
お、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素
には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略
する。なお、図１〜図３、図６及び図７においては、断
面を表すためのハッチングを省略している。また、
「上」及び「下」なる語は図１〜図３、図６及び図７の
上下に従う。

【００２５】（第１実施形態）図１は薄膜磁気ヘッドＭ
Ｈ１の断面構造を説明するための概略図である。薄膜磁
気ヘッドＭＨ１は、再生ヘッドとしての磁気検出素子Ｍ
Ｄと、記録ヘッドとしての磁界形成素子ＲＤとを備えて
いる。磁気検出素子ＭＤは、非磁性基板１、下部磁気シ
ールド層３、下部ギャップ層５、ＭＲ素子７、硬磁性層
９、非磁性層１１、層構造体１３、電極層１５、上部ギ
ャップ層１７、及び上部磁気シールド層１９等を備えて
いる。

【００２６】非磁性基板１は、Ａｌ₂Ｏ₃・ＴｉＣ等を材
料としている。下部磁気シールド層３は、ＮｉＦｅ、セ
ンダスト、ＦｅＣｏ、ＦｅＣｏＮｉ等の軟磁性体を材料
とし、非磁性基板１上に成膜される。下部磁気シールド
層３の厚みは０．５μｍ〜４μｍに設定される。下部ギ
ャップ層５は、Ａｌ₂Ｏ₃、ＡｌＮ、ＳｉＯ₂等の非磁性
の絶縁体を材料とし、下部磁気シールド層３上に成膜さ
れる。下部ギャップ層５の厚みは５ｎｍ〜３０ｎｍに設
定される。

【００２７】ＭＲ素子７はＧＭＲ（Giant Magneto Resi
stive）素子であって、ピン層（反強磁性層）２１、ピ
ンド層（固定磁性層）２３、非磁性層２５、フリー層２
７を含んでいる。このＭＲ素子７は、下部ギャップ層５
上に、ピン層２１、ピンド層２３、非磁性層２５、フリ
ー層２７を薄膜で順次積層成膜、パターンニング（イオ
ンミリング、ＲＩＥ等の手法が利用可能である）するこ
とにより構成される。ピン層２１とピンド層２３の界面
では交換結合が生じ、これによりピンド層２３の磁化の
向きが一定の方向（トラック幅方向と直交する方向）に
固定される。一方、フリー層２７は磁気記録媒体からの
漏洩磁界、すなわち、外部磁界に応じて磁化の向きが変
化する。

【００２８】ピン層２１は、ＰｔＭｎ、ＮｉＯ等の反強
磁性体を材料とし、下部ギャップ層５上に成膜される。
ピン層２１の厚みは３ｎｍ〜５０ｎｍに設定される。ピ
ンド層２３は、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、ＮｉＦｅ、ＣｏＦ
ｅ、ＣｏＺｒＮｂ、ＦｅＣｏＮｉ等の強磁性体を材料と
し、ピン層２１上に成膜される。ピンド層２３の厚みは
０．５ｎｍ〜５ｎｍに設定される。非磁性層２５は、Ｃ
ｕ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ａｕ、Ａｇ等の非磁性体を材料
とし、ピンド層２３上に成膜される。非磁性層２５の厚
みは１ｎｍ〜４ｎｍに設定される。フリー層２７は、Ｆ
ｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、ＣｏＺｒＮｂ、
ＦｅＣｏＮｉ等の強磁性体を材料とし、非磁性層１１上
に成膜される。フリー層２７の厚みは０．５ｎｍ〜１０
ｎｍに設定される。

【００２９】硬磁性層９は、ＭＲ素子７を挟むように配
置されて、フリー層２７にバイアス磁界を印加する。フ
リー層２７の磁化の向きは、硬磁性層９からのバイアス
磁界によりトラック幅方向と平行な方向となっており、
ピンド層２３の磁化の向きと直交する方向である。この
硬磁性層９は、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＰｔ、ＣｏＴａ等の
高保磁力を有する硬磁性体を材料として、ＭＲ素子７の
両脇に下地層２８を介して設けられる。下地層２８は、
ＴｉＷ、Ｔａ、ＣｒＴｉ等の金属材料からなり、ＭＲ素
子７の側部及び下部ギャップ層５上に成膜される。な
お、下地層２８及び硬磁性層９は、非磁性層１１及び層
構造体１３の成膜後に成膜される。硬磁性層９の間隔
は、最狭位置において、０．５μｍ程度に設定されてい
る。硬磁性層９上には保護層２９が成膜されており、こ
の保護層２９はＴａ、Ａｌ₂Ｏ₃等からなる。

【００３０】層構造体１３は、フリー層２７の両側領域
における電極層１５と重なっている部分と電極層１５と
の間に配置されており、非磁性層３１、強磁性層３３及
び反強磁性層３５を含んでいる。

【００３１】非磁性層３１は、Ｃｕ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉ
ｒ、Ｔａ、Ａｕ、Ａｇ等の導電性を有する非磁性体を材
料とし、フリー層２７と強磁性層３３との間に配置され
ている。非磁性層３１の厚みは０．３ｎｍ〜２ｎｍに設
定される。本実施形態において、非磁性層３１は、フリ
ー層２７上の全体にわたって成膜されており、トラック
部分のフリー層２７上にも形成されている。

【００３２】強磁性層３３は、フリー層２７の両側領域
に一対配置される。この強磁性層３３は、Ｆｅ、Ｃｏ、
Ｎｉ、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、ＦｅＴａ等の導電性を有す
る強磁性体を材料とし、非磁性層３１上に成膜後パター
ンニングする（イオンミリング、ＲＩＥ（リアクティブ
・イオン・エッチング）等の手法が利用可能である）こ
とにより形成することができる。強磁性層３３の厚みは
１ｎｍ〜４ｎｍに設定される。一対の強磁性層３３の間
隔は、最狭位置において、０．１μｍ程度に設定されて
いる。非磁性層３１は、強磁性層３３等をパターンニン
グする際に、フリー層２７を保護する機能も有すること
となる。

【００３３】ここで、強磁性層３３の磁気膜厚はフリー
層２７の磁気膜厚よりも大きく設定されている。たとえ
ば、フリー層２７にＣｏ₉₀Ｆｅ₁₀（飽和磁化Ｍ_S*：１５
１２ｋＡ／ｍ）を用いて厚みｔを２０ｎｍに設定すると
フリー層２７の磁気膜厚は３０．２４ｍＡとなる。一
方、強磁性層３３にＣｏ₉₀Ｆｅ₁₀を用いた場合、強磁性
層３３の厚みｔを２０ｎｍよりも大きく設定することで
強磁性層３３の磁気膜厚は３０．２４ｍＡよりも大きく
なり、フリー層２７の磁気膜厚よりも大きくなる。ま
た、強磁性層３３にＦｅＴａ（飽和磁化Ｍ_S*：１．５１
２×１０⁶Ａ／ｍ）を用いた場合、強磁性層３３の厚み
ｔを２０ｎｍよりも大きく設定することで強磁性層３３
の磁気膜厚は３０．２４ｍＡよりも大きくなり、Ｃｏ₉₀
Ｆｅ₁₀を用いたフリー層２７の磁気膜厚よりも大きくな
る。なお、Ｆｅの飽和磁化は１７１４ｋＡ／ｍ、Ｃｏの
飽和磁化は１４２２ｋＡ／ｍ、Ｎｉの飽和磁化は４８４
ｋＡ／ｍ、Ｎｉ₈₀Ｆｅ₂₀の飽和磁化は７９６ｋＡ／ｍで
ある。

【００３４】反強磁性層３５は、強磁性層３３と電極層
１５との間に配置されており、フリー層２７の両側領域
に一対配置される。この反強磁性層３５は、ＩｒＭｎ、
ＰｔＭｎ、ＮｉＯ、ＲｕＲｈＭｎ等の導電性を有する反
強磁性体を材料とし、強磁性層３３上に成膜後パターン
ニングする（イオンミリング、ＲＩＥ等の手法が利用可
能である）ことにより形成することができる。強磁性層
３３は、反強磁性層３５によりその磁化方向が固定され
ることとなる。反強磁性層３５の厚みは２ｎｍ〜３０ｎ
ｍに設定される。一対の反強磁性層３５の間隔は、最狭
位置において、０．１μｍ程度に設定されている。

【００３５】電極層１５は、フリー層２７の両側にフリ
ー層２７と当該重なるように互いに離間して配置され、
フリー層２７に電流（センス電流）を供給する。この電
極層１５は、Ａｕ、Ａｇ等の導電性材料からなり、層構
造体１３及び保護層２９上に成膜される。電極層１５上
には保護層３０が成膜されており、この保護層３０はＴ
ａ、Ａｌ₂Ｏ₃等からなる。一方の電極層１５から供給さ
れた電子は、一方の層構造体１３、フリー層２７、非磁
性層１１、他方の層構造体１３を介して、他方の電極層
１５に伝達される。なお、電流は電子とは逆方向に流れ
ることとなる。一対の電極層１５の間隔は、最狭位置に
おいて、０．１μｍ程度に設定されており、硬磁性層９
の間隔よりも小さく設定されている。

【００３６】フリー層２７の両側領域において、フリー
層２７の一部が電極層１５と重なることとなり、層構造
体１３（非磁性層３１、強磁性層３３及び反強磁性層３
５）はフリー層２７の両側領域における電極層１５と重
なっている部分と電極層１５との間に配置される。フリ
ー層２７における電極層１５と重なっていない部分がト
ラック部分として機能する。光学トラック幅は、０．１
μｍ程度に設定されることとなる。

【００３７】上部ギャップ層１７は、Ａｌ₂Ｏ₃、Ａｌ
Ｎ、ＳｉＯ₂等の非磁性絶縁材料からなり、保護層２９
及び非磁性層１１上に成膜される。上部ギャップ層１７
の厚みは５ｎｍ〜３０ｎｍに設定される。上部磁気シー
ルド層１９は、ＮｉＦｅ、センダスト、ＦｅＣｏ、Ｆｅ
ＣｏＮｉ等の軟磁性体を材料とし、上部ギャップ層１７
上に成膜される。上部磁気シールド層１９の厚みは０．
５μｍ〜４μｍに設定される。各シールド層３，１９は
軟磁性体材料からなるため、検出対象の磁化遷移領域か
らの漏洩磁界以外の漏洩磁界のＭＲ素子７内部への導入
を抑制する。

【００３８】上述の「軟磁性」及び「硬磁性」なる語は
保持力の大きさを示す規定であるが、全体として「軟磁
性」及び「硬磁性」の機能を奏するものであれば、たと
えば、微視的或いは特定領域において規定外の材料或い
は構造を有するものであってもよい。たとえば、異なる
磁気特性の材料を磁気的に交換結合させたものや一部分
に非磁性体が含まれるものでもあっても、全体として軟
磁性及び硬磁性の機能を奏するものであればよい。

【００３９】次に、薄膜磁気ヘッドＭＨ１の機能につい
て説明する。フリー層２７は、硬磁性層９によって、ト
ラック幅方向に単磁区化されている。フリー層２７の磁
化の向きは、磁化遷移領域からの漏洩磁界によって、す
なわち磁化遷移領域がＮ極であるかＳ極であるかによっ
て、変化する。ピンド層２３の磁化の向きはピン層２１
によって固定されているので、フリー層２７とピンド層
２３の磁化方向間の余弦に対応する抵抗変化により、一
対の電極層１５間における電子の伝達率（電流）が変化
することとなる。この電流の変化を検出することで、磁
気記録媒体の検出対象の磁化遷移領域からの漏洩磁界が
検出される。なお、供給電流（センス電流）を一定とし
つつ電圧を検出することで磁界検出を行なうこともで
き、一般にはこのような形式の検出が用いられる。

【００４０】なお、データの磁気記録についても若干の
説明をしておく。薄膜磁気ヘッドＭＨ１の磁気検出素子
ＭＤ上には磁気データを書き込むための磁界形成素子Ｒ
Ｄが機械的に結合している。磁気記録媒体の磁化遷移領
域への書き込みは、磁界形成素子ＲＤからの漏洩磁界に
よって行われる。

【００４１】以上説明したように、本第１実施形態によ
れば、反強磁性層３５により磁化方向が固定され且つ磁
気膜厚がフリー層２７の磁気膜厚よりも大きく設定され
た強磁性層３３がフリー層２７の両側領域における電極
層１５と重なっている部分と電極層１５との間に配置さ
れているので、外部磁界が印加されると、フリー層２７
における電極層１５と重なっている部分の磁化はトラッ
ク部分のフリー層２７の磁化とは逆方向に向くこととな
る。これにより、フリー層２７の両側領域における読み
にじみを低減して、実効トラック幅の拡大を抑制するこ
とができる。

【００４２】また、本第１実施形態においては、フリー
層２７及び強磁性層３３は同じ材料からなり、強磁性層
３３の厚みはフリー層２７の厚みよりも大きく設定され
ている。これにより、強磁性層３３の磁気膜厚をフリー
層２７の磁気膜厚よりも大きくした構成を容易に実現す
ることができる。

【００４３】（第２実施形態）図２は薄膜磁気ヘッドＭ
Ｈ２の断面構造を説明するための要部拡大概略図であ
る。薄膜磁気ヘッドＭＨ２は、層構造体１３が永久磁石
層（固定磁化層）を更に含む点で薄膜磁気ヘッドＭＨ１
と相違する。

【００４４】層構造体１３は、非磁性層３１、強磁性層
３３、反強磁性層３５及び永久磁石層３７を含んでい
る。永久磁石層３７は、反強磁性層３５と電極層１５と
の間に配置されており、フリー層２７の両側領域に一対
配置される。この永久磁石層３７は、ＣｏＣｒ、ＣｏＣ
ｒＴａ、ＣｏＣｒＴａＰｔ、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＮｉＰ
ｔ、ＣｏＮｉＣｒ、ＣｏＰｔ、ＣｏＴａ等の導電性を有
する反強磁性体を材料とし、その磁化方向は、強磁性層
３３の磁化方向とは反対の方向に固定される。永久磁石
層３７の厚みは５ｎｍ〜１００ｎｍに設定される。一対
の永久磁石層３７の間隔は、最狭位置において、０．１
μｍ程度に設定されている。なお、永久磁石層３７は、
反強磁性層３５上に成膜後パターンニングする（イオン
ミリング、ＲＩＥ等の手法が利用可能である）ことによ
り形成することができる。

【００４５】以上説明したように、本第２実施形態によ
れば、反強磁性層３５により磁化方向が固定され且つ磁
気膜厚がフリー層２７の磁気膜厚よりも大きく設定され
た強磁性層３３がフリー層２７の両側領域における電極
層１５と重なっている部分と電極層１５との間に配置さ
れているので、上述した第１実施形態と同様に、フリー
層２７の両側領域における読みにじみを低減して、実効
トラック幅の拡大を抑制することができる。

【００４６】また、本第２実施形態において、層構造体
１３は、反強磁性層３５と電極層１５との間に配置さ
れ、強磁性層３３の磁化方向とは反対の方向に磁化方向
が固定された永久磁石層３７を更に含んでいる。これに
より、強磁性層３３と永久磁石層３７との間で閉じた磁
界が形成されやすくなり、当該強磁性層３３から発生す
る漏れ磁界がフリー層２７のトラック部分に及ぼす影響
が低く抑えられることとなる。これにより、強磁性層３
３から発生する漏れ磁界がフリー層２７のトラック部分
に吸収されてノイズ成分となるのを抑制することができ
る。この結果、フリー層２７のトラック部分にて磁気記
録媒体から漏洩する磁界を適切に検出することができ、
再生出力を安定させることができる。また、強磁性層３
３との間で閉じた磁界を形成し得る構成を簡易且つ容易
に実現することができる。

【００４７】（第３実施形態）図３は薄膜磁気ヘッドＭ
Ｈ３の断面構造を説明するための要部拡大概略図であ
る。薄膜磁気ヘッドＭＨ３は、層構造体１３が強磁性層
（固定磁化層）を更に含む点等で薄膜磁気ヘッドＭＨ１
と相違する。

【００４８】層構造体１３は、非磁性層３１、第１の強
磁性層３３（第１及び第２実施形態における強磁性層３
３に相当）、第１の反強磁性層３５（第１及び第２実施
形態における反強磁性層３５に相当）、非磁性層４１、
第２の強磁性層４３及び第２の反強磁性層４５を含んで
いる。

【００４９】非磁性層４１は、第２の強磁性層４３と第
１の反強磁性層３５との間に配置されており、フリー層
２７の両側領域に一対配置される。非磁性層３１の厚み
は０．３ｎｍ〜２ｎｍに設定される。非磁性層４１は、
Ｔａ、Ｃｕ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ａｕ、Ａｇ等の導電性
を有する非磁性体を材料とし、その厚みは０．３ｎｍ〜
２ｎｍに設定される。なお、非磁性層４１は、第１の反
強磁性層３５上に成膜後パターンニングする（イオンミ
リング、ＲＩＥ等の手法が利用可能である）ことにより
形成することができる。この非磁性層４１は、第２の強
磁性層４３と第１の反強磁性層３５との間の交換結合力
を断ち切るためのものである。このため、非磁性層４１
を設ける代わりに、第２の強磁性層４３と第１の反強磁
性層３５の界面を粗しておくことで、第２の強磁性層４
３と第１の反強磁性層３５との間の交換結合力を断ち切
るようにしてもよい。

【００５０】第２の強磁性層４３は、非磁性層４１と第
２の反強磁性層４５との間に配置されており、フリー層
２７の両側領域に一対配置される。この第２の強磁性層
４３は、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、Ｆｅ
Ｔａ等の導電性を有する強磁性体を材料とし、非磁性層
４１上に成膜後パターンニングする（イオンミリング、
ＲＩＥ等の手法が利用可能である）ことにより形成する
ことができる。第２の強磁性層４３の厚みは１ｎｍ〜４
ｎｍに設定される。一対の第２の強磁性層４３の間隔
は、最狭位置において、０．１μｍ程度に設定されてい
る。

【００５１】第２の反強磁性層４５は、第２の強磁性層
４３と電極層１５との間に配置されており、フリー層２
７の両側領域に一対配置される。この第２の反強磁性層
４５は、導電性を有する反強磁性体を材料とし、第２の
強磁性層４３上に成膜後パターンニングする（イオンミ
リング、ＲＩＥ等の手法が利用可能である）ことにより
形成することができる。第２の強磁性層４３は、第２の
反強磁性層４５によりその磁化方向が、第１の強磁性層
３３の磁化方向とは反対の方向に固定されることとな
る。第２の反強磁性層４５の厚みは２ｎｍ〜３０ｎｍに
設定される。一対の第２の反強磁性層４５の間隔は、最
狭位置において、０．１μｍ程度に設定されている。

【００５２】第１の強磁性層３３の磁化方向と第２の強
磁性層４３の磁化方向とを反対とするためには、製造上
の要請から、第１の反強磁性層３５と第２の反強磁性層
４５とで異なるネール温度を有する材料を用いることが
好ましい。第１の反強磁性層３５に用いられる材料のネ
ール温度が第２の反強磁性層４５に用いられる材料のネ
ール温度よりも低い場合における、第１の強磁性層３３
と第２の強磁性層４３との磁化方向を固定する手順は以
下のとおりである。

【００５３】まず、第１の強磁性層３３、第１の反強磁
性層３５、第２の強磁性層４３及び第２の反強磁性層４
５が積層された状態で、第１の強磁性層３３、第１の反
強磁性層３５、第２の強磁性層４３及び第２の反強磁性
層４５を、第１の反強磁性層３５に用いられる材料と第
２の反強磁性層４５に用いられる材料とのネール温度よ
り高い温度まで昇温する。次いで、第１の方向に磁界を
印加した状態で、第１の強磁性層３３、第１の反強磁性
層３５、第２の強磁性層４３及び第２の反強磁性層４５
を、第２の反強磁性層４５に用いられる材料のネール温
度より低く且つ第１の反強磁性層３５に用いられる材料
のネール温度より高い温度まで降温する。これにより、
第２の強磁性層４３の磁化方向が固定されることとな
る。

【００５４】そして、第１の方向とは反対方向である第
２の方向に磁界を印加した状態で、第１の反強磁性層３
５に用いられる材料のネール温度より低い温度まで降温
する。これにより、第１の強磁性層３３の磁化方向が固
定されることとなる。

【００５５】なお、第１の反強磁性層３５に用いられる
材料のネール温度が第２の反強磁性層４５に用いられる
材料のネール温度よりも高い場合には、上述した手順と
は逆となり、まず第１の強磁性層３３の磁化方向を固定
し、その後に第２の強磁性層４３の磁化方向を固定する
ことになる。

【００５６】第１の反強磁性層３５として、たとえば、
３００℃より低いネール温度を有する、ＦｅＭｎ（ネー
ル温度：１５０℃〜２００℃）、ＩｒＭｎ（ネール温
度：２００℃〜２５０℃）、ＲｕＲｈＭｎ（ネール温
度：２００℃〜２５０℃）等を用い、第２の反強磁性層
４５として、たとえば、３００℃より高いネール温度を
有する、ＰｔＭｎ（ネール温度：３２０℃程度）、Ｎｉ
Ｍｎ（ネール温度：３５０℃程度）等を用いることがで
きる。

【００５７】以上説明したように、本第３実施形態によ
れば、第１の反強磁性層３５により磁化方向が固定され
且つ磁気膜厚がフリー層２７の磁気膜厚よりも大きく設
定された第１の強磁性層３３がフリー層２７の両側領域
における電極層１５と重なっている部分と電極層１５と
の間に配置されているので、上述した第１及び第２実施
形態と同様に、フリー層２７の両側領域における読みに
じみを低減して、実効トラック幅の拡大を抑制すること
ができる。

【００５８】また、本第３実施形態において、層構造体
１３は、第１の反強磁性層３５と電極層１５との間に配
置され、第２の反強磁性層４５により第１の強磁性層３
３の磁化方向とは反対の方向に磁化方向が固定された第
２の強磁性層４３を更に含んでいる。これにより、第１
の強磁性層３３と第２の強磁性層４３との間で閉じた磁
界が形成されやすくなり、当該第１の強磁性層３３から
発生する漏れ磁界がフリー層２７のトラック部分に及ぼ
す影響が低く抑えられることとなる。これにより、第１
の強磁性層３３から発生する漏れ磁界がフリー層２７の
トラック部分に吸収されてノイズ成分となるのを抑制す
ることができる。この結果、フリー層２７のトラック部
分にて磁気記録媒体から漏洩する磁界を適切に検出する
ことができ、再生出力を安定させることができる。

【００５９】本発明の薄膜磁気ヘッドにおける、実効ト
ラック幅の拡大を抑制する効果を確認する試験を行っ
た。試験としては、以下の実施例１、比較例１及び２に
ついて、光学トラック幅及び実効トラック幅を測定し
た。光学トラック幅は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を
用いて測定した。また、実効トラック幅は、ピークから
６ｄＢ下がった位置でのトラックプロファイルの幅とし
ている。なお、トラックプロファイルは、磁気記録媒体
に所定のトラック幅（たとえば、０．０５μｍ程度）の
細い領域に信号を記録し、この信号記録部分を磁気検出
素子（ＭＲ素子）に対してトラック幅方向に移動させる
ことによって求められる。実施例１、比較例１及び２に
おいて、ＭＲ素子等の構成は、ＮｉＣｒ５０／ＰｔＭｎ１３０／ＣｏＦｅ１８／Ｒｕ８
／ＣｏＦｅ１８／Ｃｕ１８／ＣｏＦｅ２０／Ｒｕ５（数
値の単位はÅ）とした。

【００６０】（実施例１）層構造体の構成は、ＣｏＦｅ３３／ＩｒＭｎ５０（数値の単位はÅ）とした。実施例１は上述した第１実施形態の構成に対応
している。

【００６１】測定結果を表１に示す。

【表１】

【００６２】（比較例１）比較例１は、層構造体を有さ
ない構成となっている。

【００６３】測定結果を表２に示す。

【表２】

【００６４】（比較例２）層構造体の構成は、ＣｏＦｅ１５／ＩｒＭｎ５０（数値の単位はÅ）とした。比較例２は上述した第１実施形態の構成に対応
しているが、層構造体に含まれる強磁性層の磁気膜厚は
フリー層の磁気膜厚よりも小さく設定されている。

【００６５】測定結果を表３に示す。

【表３】

【００６６】上記した測定結果から分かるように、比較
例１においては、光学トラック幅が０．２μｍより小さ
くなると、読みにじみが顕著に表れている。また、実施
例１と比較例２とを比べると、同じ光学トラック幅であ
っても、実施例１の方が実効トラック幅が狭くなってい
る。以上の結果、本発明の有効性が確認された。

【００６７】次に、上述の薄膜磁気ヘッドＭＨ１〜ＭＨ
３を用いた薄膜磁気ヘッド組立体ＨＧＡについて説明す
る。

【００６８】図４は、薄膜磁気ヘッド組立体ＨＧＡ主要
部の側面図である。薄膜磁気ヘッド組立体ＨＧＡは、薄
膜磁気ヘッドとして上記第１実施形態の薄膜磁気ヘッド
ＭＨ１を備えている。もちろん、第１実施形態の薄膜磁
気ヘッドＭＨ１の代わりに、第２実施形態の薄膜磁気ヘ
ッドＭＨ２あるいは第３実施形態の薄膜磁気ヘッドＭＨ
３を用いるようにしてもよい。

【００６９】この薄膜磁気ヘッド組立体ＨＧＡは、薄膜
磁気ヘッドＭＨ１に加えて可撓性部材５１を備えてい
る。可撓性部材５１は、その長手方向と厚み方向を含む
平面内において撓むことができる。薄膜磁気ヘッドＭＨ
１は、ＭＲ素子７における各層２１，２３，２５，２７
の積層方向と上記長手方向が略一致するように可撓性部
材５１に取り付けられる。薄膜磁気ヘッドＭＨ１は、非
磁性基板１をスライダとする機能素子であって、スライ
ダ１はＭＲ素子７における各層２１，２３，２５，２７
の積層方向に沿って延びる凹溝５３を有している。この
凹溝５３は薄膜磁気ヘッドＭＨ１浮上時の空力特性を規
定する。

【００７０】薄膜磁気ヘッドＭＨ１が取り付けられた可
撓性部材５１は、薄膜磁気ヘッドＭＨ１の受ける力によ
って厚み方向に撓むこととなる。ＭＲ素子７における各
層２１，２３，２５，２７の積層方向（可撓性部材５１
の長手方向）は記録媒体の磁化遷移領域が連続してなる
トラック周方向に略一致する。

【００７１】次に、上述の薄膜磁気ヘッドＭＨ１〜ＭＨ
３（薄膜磁気ヘッド組立体ＨＧＡ）を用いた記憶装置Ｈ
Ｄについて説明する。

【００７２】図５は記憶装置ＨＤの平面図である。この
記憶装置ＨＤは筐体６１を備えている。筐体６１内部に
は薄膜磁気ヘッドＭＨ１を有する薄膜磁気ヘッド組立体
ＨＧＡに加えて磁気記録媒体ＲＭが配置される。なお、
薄膜磁気ヘッド組立体ＨＧＡは、可撓性部材５１の長手
方向の一端部が固定されるアーム６３を有するヘッド・
ジンバル・アセンブリである。アーム６３が中央部近傍
に設けられた回転軸６５を中心として回転すると、薄膜
磁気ヘッドＭＨ１が磁気記録媒体ＲＭの径方向に沿って
移動する。また、磁気記録媒体ＲＭは円盤状であって、
その周方向に沿って磁化遷移領域が連続してなるトラッ
クを有し、円盤の中心に設けられた回転軸６７を中心と
して回転すると磁化遷移領域は薄膜磁気ヘッドＭＨ１に
対して相対的に移動する。

【００７３】薄膜磁気ヘッドＭＨ１（ＭＲ素子７）は、
ＭＲ素子７における各層２１，２３，２５，２７の積層
方向に平行な面が磁気記録媒体ＲＭに対向するように配
置されており、磁気記録媒体ＲＭの磁化遷移領域からの
漏洩磁界を検出することができる。このＭＲ素子７にお
ける各層２１，２３，２５，２７の積層方向に平行な面
がエアベアリング面ＡＢＳとなる。なお、磁気記録媒体
ＲＭへの記録方式としては長手磁気記録方式や垂直磁気
記録方式等を用いることができる。

【００７４】以上説明したように、上記の薄膜磁気ヘッ
ド組立体ＨＧＡ及び記憶装置ＨＤでは、薄膜磁気ヘッド
が第１〜第３実施形態の薄膜磁気ヘッドＭＨ１〜ＭＨ３
とされるので、フリー層２７の両側領域における読みに
じみを低減して実効トラック幅の拡大を抑制することが
できる。また、薄膜磁気ヘッドとして第２及び第３実施
形態の薄膜磁気ヘッドＭＨ２，ＭＨ３を用いた場合に
は、トラック部分のフリー層２７にて磁気記録媒体ＲＭ
から漏洩する磁界を適切に検出して再生出力を安定させ
ることができる。

【００７５】次に、図６（ａ）〜（ｅ）及び図７（ａ）
〜（ｅ）を参照して、薄膜磁気ヘッド、特に、薄膜磁気
ヘッドに含まれるＭＲ素子及び層構造体の製造方法につ
いて説明する。なお、以下の説明においては、薄膜磁気
ヘッドとしては、第２実施形態の薄膜磁気ヘッドＭＨ２
に対応する構成のものを用いる。図６（ａ）〜（ｅ）及
び図７（ａ）〜（ｅ）は、薄膜磁気ヘッドに含まれるＭ
Ｒ素子及び層構造体の製造方法を説明するための説明図
である。

【００７６】図６（ａ）〜（ｅ）に基づいて、薄膜磁気
ヘッドに含まれるＭＲ素子及び層構造体の製造方法の一
例を説明する。

【００７７】まず、図６（ａ）に示されるように、各層
２１，２３，２５，２７，３１，３３，３５，３７を規
定の厚みになるまで順次積層して、ＭＲ素子７及び層構
造体１３を形成する。層構造体１３は、ＭＲ素子７の上
に形成される。各層２１，２３，２５，２７，３１，３
３，３５，３７の形成方法としては、スパッタリング法
を用いることができる。

【００７８】続いて、図６（ｂ）に示されるように、上
記工程によって形成された層構造体１３（永久磁石層３
７）上に、所望パターンのレジスト層７１を形成する。
レジスト層７１の形成は、フォトリソグラフィ法を用い
ることができる。

【００７９】次に、図６（ｃ）に示されるように、上記
工程によって形成されたレジスト層７１をマスクとし
て、層構造体１３（永久磁石層３７）上に金属層８１を
形成する。金属層８１は、Ｔａ、ＴｉＷ、Ｍｏ等を原材
料とするスパッタリング法を用いて形成することができ
る。

【００８０】次に、図６（ｄ）に示されるように、レジ
スト層７１を除去（リフトオフ）する。これにより、層
構造体１３（永久磁石層３７）の表面の一部領域が露出
することとなる。

【００８１】そして、図６（ｅ）に示されるように、上
記工程によって形成された金属層８１をマスクとして、
露出した一部領域を表面側から非磁性層３１の表面まで
深さ方向に沿って除去し、金属層８１によりマスクされ
た部分の強磁性層３３、反強磁性層３５及び永久磁石層
３７を残留させる。残留した部分の間隔は、光学トラッ
ク幅となる。上記除去には、ＲＩＥ法を用いることがで
きる。

【００８２】以上のように、図６（ａ）〜（ｅ）に示さ
れた製造方法によれば、フリー層２７において、層構造
体１３（強磁性層３３、反強磁性層３５及び永久磁石層
３７）が配置される部分と当該層構造体１３（強磁性層
３３、反強磁性層３５及び永久磁石層３７）が配置され
ない部分とが形成される。フリー層２７における層構造
体１３（強磁性層３３、反強磁性層３５及び永久磁石層
３７）が配置される部分の磁化は、外部磁界が印加され
ると、フリー層２７における層構造体１３（強磁性層３
３、反強磁性層３５及び永久磁石層３７）が配置されて
いない部分（フリー層２７のトラック部分に相当する部
分）の磁化とは逆方向に向くこととなる。これにより、
フリー層２７における層構造体１３（強磁性層３３、反
強磁性層３５及び永久磁石層３７）が配置される部分で
の読みにじみを低減して、実効トラック幅の拡大を抑制
することができる。また、非磁性層３１を残すように層
構造体１３の一部を除去しているので、当該非磁性層３
１にてフリー層２７を保護することもできる。

【００８３】また、図６（ａ）〜（ｅ）に示された製造
方法において、層構造体１３を形成する工程を行なうに
際して、反強磁性層３５の上に永久磁石層３７を更に積
層している。これにより、層構造体１３に含まれる強磁
性層３３との間で閉じた磁界を形成し得る構成を簡易且
つ容易に実現することができる。

【００８４】続いて、図７（ａ）〜（ｅ）に基づいて、
薄膜磁気ヘッドに含まれるＭＲ素子及び層構造体の製造
方法の一例を説明する。

【００８５】まず、図７（ａ）に示されるように、各層
２１，２３，２５，２７，３１，３３を規定の厚みにな
るまで順次積層して、ＭＲ素子７及び第１の層構造体１
３ａを形成する。第１の層構造体１３ａは、ＭＲ素子７
の上に形成される。各層２１，２３，２５，２７，３
１，３３の形成方法としては、スパッタリング法を用い
ることができる。

【００８６】続いて、図７（ｂ）に示されるように、上
記工程によって形成された第１の層構造体１３ａ（強磁
性層３３）上に、所望パターンのレジスト層７３を形成
する。レジスト層７３の形成は、フォトリソグラフィ法
を用いることができる。

【００８７】次に、図７（ｃ）に示されるように、上記
工程によって形成されたレジスト層７３をマスクとし
て、第１の層構造体１３ａ（強磁性層３３）上に各層３
５，３７を規定の厚みになるまで順次積層して、第２の
層構造体１３ｂを形成する。各層３５，３７の形成方法
としては、スパッタリング法を用いることができる。続
いて、図７（ｃ）に示されるように、レジスト層７１を
マスクとして、第２の層構造体１３ｂ（永久磁石層３
７）上に金属層８１を形成する。金属層８１は、上述し
たように、Ｔａ、ＴｉＷ、Ｍｏ等を原材料とするスパッ
タリング法を用いて形成することができる。

【００８８】次に、図７（ｄ）に示されるように、レジ
スト層７３を除去（リフトオフ）する。これにより、第
１の層構造体１３ａ（強磁性層３３）の表面の一部領域
が露出することとなる。

【００８９】そして、図７（ｅ）に示されるように、上
記工程によって形成された金属層８１をマスクとして、
露出した一部領域を表面側から非磁性層３１の表面まで
深さ方向に沿って除去し、金属層８１によりマスクされ
た部分の強磁性層３３、反強磁性層３５及び永久磁石層
３７を残留させる。残留した部分の間隔は、光学トラッ
ク幅となる。また、第１の層構造体１３ａと第２の層構
造体１３ｂとで、層構造体１３が構成されることとな
る。上記除去には、ＲＩＥ法を用いることができる。

【００９０】以上のように、図７（ａ）〜（ｅ）に示さ
れた製造方法によれば、フリー層２７において、第１及
び第２の層構造体１３ａ，１３ｂ（強磁性層３３、反強
磁性層３５及び永久磁石層３７）が配置される部分と当
該第１及び第２の層構造体１３ａ，１３ｂ（強磁性層３
３、反強磁性層３５及び永久磁石層３７）が配置されな
い部分とが形成される。フリー層２７における第１及び
第２の層構造体１３ａ，１３ｂ（強磁性層３３、反強磁
性層３５及び永久磁石層３７）が配置される部分の磁化
は、外部磁界が印加されると、フリー層２７における第
１及び第２の層構造体１３ａ，１３ｂ（強磁性層３３、
反強磁性層３５及び永久磁石層３７）が配置されていな
い部分（フリー層２７のトラック部分に相当する部分）
の磁化とは逆方向に向くこととなる。これにより、フリ
ー層２７における第１及び第２の層構造体１３ａ，１３
ｂ（強磁性層３３、反強磁性層３５及び永久磁石層３
７）が配置される部分での読みにじみを低減して、実効
トラック幅の拡大を抑制することができる。また、非磁
性層３１を残すように強磁性層３３を除去しているの
で、当該非磁性層３１にてフリー層２７を保護すること
もできる。

【００９１】また、図７（ａ）〜（ｅ）に示された製造
方法において、第２の層構造体１３ｂを形成する工程を
行なうに際して、反強磁性層３５の上に永久磁石層３７
を更に積層している。これにより、第１の層構造体１３
ａに含まれる強磁性層３３との間で閉じた磁界を形成し
得る構成を簡易且つ容易に実現することができる。

【００９２】本発明は、上述した実施形態に限定される
ものではない。たとえば、各層の構造は単一の材料から
なる必要はなく、全体として規定の機能を奏するもので
あれば、複数の材料からなることとしてもよく、たとえ
ば、合金として、混在して或いは層構造の組み合わせと
してもよい。また、これらの層間に他の層が介在するこ
ととしてもよい。

【００９３】また、本実施形態においては、薄膜磁気ヘ
ッドＭＨ１〜ＭＨ３が再生ヘッドとしての磁気検出素子
ＭＤと、記録ヘッドとしての磁界形成素子ＲＤとを備え
ているが、磁気検出素子ＭＤのみを備えるものであって
もよい。

【００９４】また、上述した薄膜磁気ヘッドに含まれる
ＭＲ素子及び層構造体の製造方法については、薄膜磁気
ヘッドとして、第２実施形態の薄膜磁気ヘッドＭＨ２に
対応する構成のものに適用した例を説明したが、第１及
び第３実施形態の薄膜磁気ヘッドＭＨ１，３に対応する
構成のものにも適用することができる。

【００９５】

【発明の効果】以上、詳細に説明したとおり、本発明に
よれば、フリー層の両側領域における読みにじみを低減
して、実効トラック幅の拡大を抑制することが可能な薄
膜磁気ヘッド、当該薄膜磁気ヘッドを備える薄膜磁気ヘ
ッド組立体及び記憶装置、並びに薄膜磁気ヘッドの製造
方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態に係る薄膜磁気ヘッドの断面構造
を説明するための概略図である。

【図２】第２実施形態に係る薄膜磁気ヘッドの断面構造
を説明するための要部拡大概略図である。

【図３】第３実施形態に係る薄膜磁気ヘッドの断面構造
を説明するための要部拡大概略図である。

【図４】薄膜磁気ヘッド組立体主要部の側面図である。

【図５】図４に示す薄膜磁気ヘッド組立体を用いた記憶
装置の平面図である。

【図６】薄膜磁気ヘッドに含まれるＭＲ素子及び層構造
体の製造方法を説明するための説明図である。

【図７】薄膜磁気ヘッドに含まれるＭＲ素子及び層構造
体の製造方法を説明するための説明図である。

【符号の説明】

７…磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）、９…硬磁性層、１
３…層構造体、１３ａ…第１の層構造体、１３ｂ…第２
の層構造体、１５…電極層、２１…ピン層、２３…ピン
ド層、２５…非磁性層、２７…フリー層、３１…非磁性
層、３３…強磁性層（第１の強磁性層）、３５…反強磁
性層（第１の反強磁性層）、３７…永久磁石層、４１…
非磁性層、４３…第２の強磁性層、４５…第２の反強磁
性層、５１…可撓性部材、７１，７３…レジスト層、８
１…金属層、ＨＤ…記憶装置、ＨＧＡ…薄膜磁気ヘッド
組立体、ＭＤ…磁気検出素子、ＭＨ１〜３…薄膜磁気ヘ
ッド、ＲＭ…磁気記録媒体。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１４年１０月１８日（２００２．１０．
１８）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る薄膜磁気ヘ
ッドは、外部磁界に応じて磁化の向きが変化するフリー
層を含む磁気抵抗効果素子と、フリー層の両側に当該フ
リー層と重なるように互いに離間して配置されて磁気抵
抗効果素子に電流を供給するための一対の電極層と、磁
気抵抗効果素子を挟むように配置されてフリー層にバイ
アス磁界を印加する硬磁性層と、を備えた薄膜磁気ヘッ
ドであって、フリー層の両側領域における電極層と重な
っている部分と電極層との間に配置される層構造体を有
し、層構造体は、磁化方向が固定される導電性の強磁性
層と、強磁性層とフリー層との間に配置される導電性の
非磁性層と、強磁性層と電極層との間に配置され、強磁
性層の磁化方向を固定する導電性の反強磁性層と、を含
み、強磁性層の磁気膜厚はフリー層の磁気膜厚よりも大
きく設定されており、外部磁界が印加されると、フリー
層における電極層と重なっている部分の磁化はフリー層
におけるトラック部分の磁化とは逆方向に向くことを特
徴としている。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１７】そして、本発明に薄膜磁気ヘッドの製造方
法は、上記薄膜磁気ヘッドの製造方法であって、磁気抵
抗効果素子の上に、導電性の非磁性層と導電性の強磁性
層と導電性の反強磁性層とを順次積層して層構造体を形
成する工程と、層構造体の上に所望パターンのレジスト
層を形成する工程と、レジスト層をマスクとして層構造
体の上に金属層を形成する工程と、レジスト層を除去す
る工程と、金属層をマスクとして、非磁性層を残すよう
に層構造体の一部を除去する工程と、を含むことを特徴
としている。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２０】また、本発明に薄膜磁気ヘッドの製造方法
は、上記薄膜磁気ヘッドの製造方法であって、磁気抵抗
効果素子の上に、導電性の非磁性層と導電性の強磁性層
とを順次積層して第１の層構造体を形成する工程と、強
磁性層の上に所望パターンのレジスト層を形成する工程
と、レジスト層をマスクとして強磁性層の上に少なくと
も導電性の反強磁性層を積層して第２の層構造体を形成
する工程と、レジスト層をマスクとして第２の層構造体
の上に金属層を形成する工程と、レジスト層を除去する
工程と、金属層をマスクとして、非磁性層を残すように
強磁性層を除去する工程と、を含むことを特徴としてい
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者照沼幸一東京都中央区日本橋一丁目13番１号ティーディーケイ株式会社内Ｆターム(参考） 5D034 BA02 BA03 BA04 BA05 BA12 CA04 CA08 DA07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外部磁界に応じて磁化の向きが変化する
フリー層を含む磁気抵抗効果素子と、前記フリー層の両
側に当該フリー層と重なるように互いに離間して配置さ
れて前記磁気抵抗効果素子に電流を供給するための一対
の電極層と、を備えた薄膜磁気ヘッドであって、前記フリー層の両側領域における前記電極層と重なって
いる部分と前記電極層との間に配置される層構造体を有
し、前記層構造体は、磁化方向が固定される導電性の強磁性層と、前記強磁性層と前記フリー層との間に配置される導電性
の非磁性層と、前記強磁性層と前記電極層との間に配置され、前記強磁
性層の磁化方向を固定する導電性の反強磁性層と、を含
んでおり、前記強磁性層の磁気膜厚は前記フリー層の磁気膜厚より
も大きく設定されていることを特徴とする薄膜磁気ヘッ
ド。
【請求項２】前記フリー層及び前記強磁性層は同じ材
料からなり、前記強磁性層の厚みは前記フリー層の厚み
よりも大きく設定されていることを特徴とする請求項１
に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項３】前記層構造体は、前記反強磁性層と前記電極層との間に配置され、前記強
磁性層の磁化方向とは反対の方向に磁化方向が固定され
た固定磁化層を更に含むことを特徴とする請求項１に記
載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項４】前記固定磁化層は、永久磁石層を含むこ
とを特徴とする請求項３に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項５】前記固定磁化層は、磁化方向が固定され
る導電性の強磁性層を含んでおり、前記層構造体は、前記固定磁化層に含まれる前記強磁性
層と前記電極層との間に配置され、当該強磁性層の磁化
方向を固定する導電性の反強磁性層を更に含むことを特
徴とする請求項３に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項６】請求項１〜５のいずれか一項に記載の薄
膜磁気ヘッドと、当該薄膜磁気ヘッドが取り付けられる
可撓性部材と、を備えることを特徴とする薄膜磁気ヘッ
ド組立体。
【請求項７】信号を磁気的に記録する磁気記録媒体
と、前記磁気記録媒体から漏洩する磁界の変化を電気信
号に変換する請求項１〜５のいずれか一項に記載の薄膜
磁気ヘッドと、を備えることを特徴とする記憶装置。
【請求項８】外部磁界に応じて磁化の向きが変化する
フリー層を含む磁気抵抗効果素子を備えた薄膜磁気ヘッ
ドの製造方法であって、前記磁気抵抗効果素子の上に、導電性の非磁性層と導電
性の強磁性層と導電性の反強磁性層とを順次積層して層
構造体を形成する工程と、前記層構造体の上に所望パターンのレジスト層を形成す
る工程と、前記レジスト層をマスクとして前記層構造体の上に金属
層を形成する工程と、前記レジスト層を除去する工程と、前記金属層をマスクとして、前記非磁性層を残すように
前記層構造体の一部を除去する工程と、を含むことを特
徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項９】前記層構造体を形成する工程において、
前記反強磁性層の上に永久磁石層を更に積層することを
特徴とする請求項８に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方
法。
【請求項１０】外部磁界に応じて磁化の向きが変化す
るフリー層を含む磁気抵抗効果素子を備えた薄膜磁気ヘ
ッドの製造方法であって、前記磁気抵抗効果素子の上に、導電性の非磁性層と導電
性の強磁性層とを順次積層して第１の層構造体を形成す
る工程と、前記強磁性層の上に所望パターンのレジスト層を形成す
る工程と、前記レジスト層をマスクとして前記強磁性層の上に少な
くとも導電性の反強磁性層を積層して第２の層構造体を
形成する工程と、前記レジスト層をマスクとして前記第２の層構造体の上
に金属層を形成する工程と、前記レジスト層を除去する工程と、前記金属層をマスクとして、前記非磁性層を残すように
前記強磁性層を除去する工程と、を含むことを特徴とす
る薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項１１】前記第２の層構造体を形成する工程に
おいて、前記反強磁性層の上に永久磁石層を更に積層す
ることを特徴とする請求項１０に記載の薄膜磁気ヘッド
の製造方法。