JP2007158058A - 磁気検出素子 - Google Patents

Abstract

【課題】 特に、積層フェリ構造を構成する非磁性中間層の膜厚を特に変更することなく、飽和磁界（Ｈｓ）、スピンフロップ磁界（Ｈｓｆ）及び及び反強磁性結合エネルギー（Ｊ_Ａ）を適切な範囲内に収めることができ、さらに耐熱性にも優れる磁気検出素子を提供することを目的としている。
【解決手段】 非磁性中間層４ｂは下からＲｕ層１１、Ｒｈ層１２、及びＲｕ層１３の順に積層形成されている。これにより、前記非磁性中間層４ｂの膜厚を特に変更することなく（従来から一般的に用いられている膜厚範囲内で調整しても）、飽和磁界（Ｈｓ）、スピンフロップ磁界（Ｈｓｆ）及び反強磁性結合エネルギー（Ｊ_Ａ）を、前記非磁性中間層４ｂをＲｈだけで形成した場合に比べて適度に弱めることが出来る。
【選択図】図１

Description

本発明は、磁化方向が固定される固定磁性層と、前記固定磁性層に非磁性材料層を介して形成され、外部磁界により磁化方向が変動するフリー磁性層とを有する磁気検出素子に係り、特に前記固定磁性層が積層フェリ構造で形成される磁気検出素子に関する。

下記の特許文献に示すように、スピンバルブ型薄膜素子を構成する固定磁性層は、２つの磁性層と前記磁性層間に介在する非磁性中間層とから成る積層フェリ構造で形成される。このような積層フェリ構造では、２つの磁性層に前記非磁性中間層を介した反強磁性的交換結合磁界（ＲＫＫＹ的相互作用）が作用する。また前記固定磁性層には反強磁性層が接して形成されており、前記反強磁性層との間で交換結合磁界が生じる。そして前記交換結合磁界及び前記反強磁性的交換結合磁界（ＲＫＫＹ的相互作用）により２つの磁性層の磁化方向は互いに反平行状態にされる。この構成により前記固定磁性層の磁化を安定した状態にできる。
特開２００１−１４３２２３号公報 ＵＳＰ ６，１５３，３２０

スピンバルブ型薄膜素子の構成が、前記非磁性中間層以外、同じであっても、前記非磁性中間層の材質や膜厚が変化することで、スピンフロップ磁界（Ｈｓｆ）、飽和磁界（Ｈｓ）及び反強磁性結合エネルギー（Ｊ_Ａ）は変化する。前記スピンフロップ磁界（Ｈｓｆ）とは、図５（固定磁性層のＭ−Ｈ曲線）に示すように磁化方向が反平行である２つの磁性層（Ｐ１とＰ２）に対し、一方の磁性層の磁化方向と平行方向の外部磁界を印加したときに、２つの磁性層の反平行状態が崩れ始める、即ち完全なフェリ磁性状態であった状態が崩れ始めるときの外部磁界の大きさを指す。また前記飽和磁界（Ｈｓ）とは、図５に示すように、磁化方向が反平行である２つの磁性層に対し、一方の磁性層の磁化方向と平行方向の磁界を印加したときに、２つの磁性層の各磁化方向がともに磁界印加方向に飽和し平行方向となるときの磁界の大きさを指す。また反強磁性結合エネルギー（Ｊ_Ａ）と前記飽和磁界（Ｈｓ）との間には、Ｈｓ＝Ｊ_Ａ［（１／（Ｍ_１ｔ_１））＋（１／（Ｍ_２ｔ_２））］の関係が成り立っている。ここで「Ｍ_１」は、固定磁性層を構成する一方の磁性層の飽和磁化、「ｔ_１」は、前記一方の磁性層の膜厚、「Ｍ_２」は、固定磁性層を構成する他方の磁性層の飽和磁化、「ｔ_２」は、前記他方の磁性層の膜厚である。

ところで従来では前記非磁性中間層にＲｕが一般的に使用されていた。かかる場合、前記非磁性中間層を４Å〜９Å程度に調整していた。ちょうど、この程度の膜厚にすると、比較的大きい飽和磁界（Ｈｓ）、スピンフロップ磁界（Ｈｓｆ）を得ることが可能になるためであった。

しかし例えばＣＰＰ−ＧＭＲにおいては、ΔＲＡ（ΔＲ；抵抗変化 Ａ；素子面積）を大きくすべく、固定磁性層の非磁性材料層と接する第２磁性層（フリー磁性層と前記非磁性材料層を介して対向する磁性層）の膜厚を厚く形成したいといった要望があるが、前記第２磁性層の膜厚を厚く形成すると、前記飽和磁界（Ｈｓ）及びスピンフロップ磁界（Ｈｓｆ）が低下し、固定磁性層を安定したフェリ磁性状態に保つことが出来なかった。

そこで前記非磁性中間層をＲｕに代えてＲｈで形成すると、前記飽和磁界（Ｈｓ）が非常に大きくなることがわかっている。このときも前記非磁性中間層の膜厚を４〜９Å程度に設定するが、特に前記非磁性中間層の膜厚を６Å程度にするとほぼ前記飽和磁界（Ｈｓ）のピーク値を得られることがわかっている。しかし、前記飽和磁界（Ｈｓ）が非磁性中間層にＲｕを用いた場合に比べてあまりにも大きくなりすぎ、前記固定磁性層を構成する２つの磁性層の磁化制御を適切に行うことが困難となった。すなわち、非磁性中間層を介して対向する２つの磁性層に対し、前記飽和磁界（Ｈｓ）よりも大きい磁場を与えて、前記磁性層を一旦同じ方向に磁化した後、前記磁場を取り除くと、反強磁性的交換結合磁界（ＲＫＫＹ的相互作用）が作用して２つの磁性層が適切に反平行状態となって磁化されるのであるが、前記飽和磁界（Ｈｓ）があまりにも大きすぎて、前記飽和磁界（Ｈｓ）を越える巨大磁場を与えることが現状の設備では難しかった。

よって前記非磁性中間層としてＲｈを用いた場合には、前記飽和磁界（Ｈｓ）を適度に弱めることが必要となった。それには前記非磁性中間層の膜厚を変更すればよい。

しかし前記非磁性中間層の膜厚を薄くすると、前記非磁性中間層にピンホール等の欠陥が生じやすくなり、前記固定磁性層をフェリ磁性状態に適切に制御することが難しくなる。

一方、前記非磁性中間層の膜厚が厚くなると、ＣＩＰ−ＧＭＲの場合、前記非磁性中間層に流れるセンス電流が大きくなり、シャントロスになるため再生出力が低下し、またＣＰＰ―ＧＭＲ及びＣＩＰ−ＧＭＲでもシールド間隔が広がる結果、線記録密度が低下する等といった問題が生じた。

また前記非磁性中間層の膜厚を４〜９Åの範囲内とすると比較的、安定した前記飽和磁界（Ｈｓ）を得られるが、前記膜厚の範囲から外れると、前記飽和磁界（Ｈｓ）は急激に低下してしまい、前記非磁性中間層の膜厚を変更して所定の飽和磁界（Ｈｓ）を得ることは非常に難しかった。

またＲｈを非磁性中間層として使用した場合、前記非磁性中間層の耐熱性が非常に悪くなり、前記固定磁性層のフェリ磁性状態を安定して保つことが出来ないといった問題もあった。

そこで本発明は、上記従来の課題を解決するためのものであり、特に、積層フェリ構造を構成する非磁性中間層の膜厚を特に変更することなく、飽和磁界（Ｈｓ）、スピンフロップ磁界（Ｈｓｆ）及び及び反強磁性結合エネルギー（Ｊ_Ａ）を適切な範囲内に収めることができ、さらに耐熱性にも優れる磁気検出素子を提供することを目的としている。

本発明における磁気検出素子は、
磁化方向が固定される固定磁性層と、前記固定磁性層に非磁性材料層を介して形成され、外部磁界により磁化方向が変動するフリー磁性層と、を有し、
前記固定磁性層は、第１磁性層、第２磁性層、及び前記第１磁性層と前記第２磁性層との間に形成された非磁性中間層を有して構成され、
前記非磁性中間層は、Ｒｕ層及びＲｈ層を有して形成されることを特徴とするものである。

これにより、非磁性中間層の膜厚を特に変更することなく（従来から用いられてきた膜厚範囲内で形成しても）、すなわち前記非磁性中間層の膜厚を飽和磁界（Ｈｓ）等の調整のために薄くしたり厚くしたりしなくても、飽和磁界（Ｈｓ）、スピンフロップ磁界（Ｈｓｆ）及び反強磁性結合エネルギー（Ｊ_Ａ）を適切な範囲内に収めることができる。特に本発明では、飽和磁界（Ｈｓ）、スピンフロップ磁界（Ｈｓｆ）及び反強磁性結合エネルギー（Ｊ_Ａ）を非磁性中間層をＲｈだけで形成したときよりも適度に弱めることが可能になる。このように前記飽和磁界（Ｈｓ）を弱めることができることで、前記固定磁性層の磁化制御工程で、前記飽和磁界（Ｈｓ）よりも大きい磁場を容易に且つ適切に与えることができ、固定磁性層の磁化制御を適切に行うことが出来る。

本発明では前記非磁性中間層の膜厚を変更することなく（従来から用いられてきた膜厚範囲内で形成しても）、前記非磁性中間層の膜厚に対する前記Ｒｕ層の膜厚の比率を調整することにより、前記飽和磁界（Ｈｓ）、スピンフロップ磁界（Ｈｓｆ）及び反強磁性結合エネルギー（Ｊ_Ａ）を所定の範囲内に簡単且つ適切に調整できる。

以上により本発明では、シールド間隔を広げることなく、シャントロスを増大させることなく（ＣＩＰ−ＧＭＲの場合）、さらに前記非磁性中間層にピンホール等の欠陥部が形成されることなく、従来に比べて固定磁性層のフェリ磁性状態をより安定させることができる。また、前記飽和磁界（Ｈｓ）は、前記非磁性中間層をＲｈだけで形成した場合よりも適度に弱めることが出来るので、前記固定磁性層の磁化制御工程で、前記飽和磁界（Ｈｓ）よりも大きい磁場を与えやすくなり、固定磁性層の磁化制御を適切に行うことが出来る。

また前記ＲｕはＲｈに比べて耐熱性に優れるため、非磁性中間層をＲｈ層とＲｕ層との積層構造にすることで、前記非磁性中間層をＲｈの単層構造で形成する場合に比べて前記非磁性中間層の耐熱性を向上させることが可能である。

本発明では、前記非磁性中間層は、前記Ｒｈ層の上下に前記Ｒｕ層が形成された積層構造で形成されることが好ましい。これにより、より適切に前記非磁性中間層の耐熱性を向上させることが可能である。

また本発明では、前記非磁性中間層の膜厚に対する前記Ｒｕ層の膜厚（前記Ｒｕ層が複数層設けられている場合は、各Ｒｕ層の膜厚）の比（前記Ｒｕ層の膜厚／前記非磁性中間層の膜厚）は０より大きく３／７以下であることが好ましい。これにより、飽和磁界（Ｈｓ）、反強磁性結合エネルギー（Ｊ_Ａ）及びスピンフロップ磁界（Ｈｓｆ）を、前記非磁性中間層をＲｈの単層構造で形成したときよりも適切に弱めることができる。

また本発明における磁気検出素子は、
磁化方向が固定される固定磁性層と、前記固定磁性層に非磁性材料層を介して形成され、外部磁界により磁化方向が変動するフリー磁性層と、を有し、
前記固定磁性層は、第１磁性層、第２磁性層、及び前記第１磁性層と前記第２磁性層との間に形成された非磁性中間層を有して構成され、
前記非磁性中間層は、Ｒｕ−Ｒｈ合金で形成されることを特徴とするものである。

上記構成によっても、非磁性中間層の膜厚を変更することなく（従来から用いられてきた膜厚範囲内で形成しても）、すなわち前記非磁性中間層の膜厚を飽和磁界（Ｈｓ）等の調整のために薄くしたり厚くしたりしなくても、飽和磁界（Ｈｓ）、スピンフロップ磁界（Ｈｓｆ）及び反強磁性結合エネルギー（Ｊ_Ａ）を適切な範囲内に収めることができる。特に本発明では、飽和磁界（Ｈｓ）、スピンフロップ磁界（Ｈｓｆ）及び反強磁性結合エネルギー（Ｊ_Ａ）を、前記非磁性中間層をＲｈだけで形成したときよりも適度に弱めることが可能になる。また前記非磁性中間層をＲｈだけで形成するよりも前記非磁性中間層の耐熱性を向上させることが出来る。

本発明では、前記非磁性中間層と前記第１磁性層との間、あるいは、前記非磁性中間層と前記第２磁性層との間、または前記非磁性中間層と前記第１磁性層との間及び前記非磁性中間層と前記第２磁性層との間には、Ｃｏ層、Ｎｉ層あるいはＣｏＮｉ層が介在することが好ましい。前記Ｃｏ層等を、磁性層と非磁性中間層間に介在させることで、前記非磁性中間層の耐熱性をより効果的に向上させることが可能である。

本発明では、前記非磁性中間層の膜厚は４Å〜９Åの範囲内であることが好ましい。この膜厚範囲は、従来、非磁性中間層の膜厚として使用されてきた範囲である。本発明の磁気検出素子では、シールド層の間隔を広げることなく、シャントロスを増大させることなく（ＣＩＰ−ＧＭＲの場合）、さらに前記非磁性中間層にピンホール等の欠陥部が形成されることなく、従来に比べて固定磁性層のフェリ磁性状態をより安定させることが可能である。

本発明では、積層フェリ構造を構成する非磁性中間層をＲｕ層とＲｈ層との積層構造で形成することで、前記非磁性中間層の膜厚を変更しなくても、飽和磁界（Ｈｓ）等を適切な範囲内に調整できる。特に前記非磁性中間層を、Ｒｈの単層構造で形成したときよりも、前記飽和磁界（Ｈｓ）等を適度に弱めることが可能であり、固定磁性層の磁化制御を容易にでき、前記非磁性中間層の膜厚を変更することなく固定磁性層のフェリ磁性状態を従来に比べてより安定させることが可能である。

図１は本実施形態のＣＩＰ型のスピンバルブ型薄膜素子（磁気検出素子）を備えた薄膜磁気ヘッドを、記録媒体との対向面と平行な方向から切断し、その切断面を示す部分断面図である。

前記スピンバルブ型薄膜素子は、ハードディスク装置に設けられた浮上式スライダのトレーリング側端部などに設けられて、ハードディスクなどの記録磁界を検出するものである。なお、図中においてＸ方向は、トラック幅方向、Ｙ方向は、磁気記録媒体からの洩れ磁界の方向（ハイト方向）、Ｚ方向は、ハードディスクなどの磁気記録媒体の移動方向及び前記シングルスピンバルブ型薄膜素子の各層の積層方向、である。各方向は、残り２つの方向に対して直交する関係にある。

符号１０は下部シールド層であり、前記下部シールド層１０上に、下部ギャップ層１５が形成される。前記下部シールド層１０はＮｉＦｅ合金等の磁性材料で形成され、前記下部ギャップ層１５はＡｌ_２Ｏ_３等の絶縁材料で形成される。

前記下部ギャップ層１５上にスピンバルブ型薄膜素子２１が形成されている。前記スピンバルブ型薄膜素子２１は、トラック幅方向（図示Ｘ方向）の中央に積層体２２を有する。

前記積層体２２は、下から、下地層１、シード層２、反強磁性層３、固定磁性層４、非磁性材料層５、フリー磁性層６および保護層１７の順に積層されている。

前記固定磁性層４は積層フェリ構造であり、第１磁性層４ａと、非磁性中間層４ｂと第２磁性層４ｃの積層構造で形成される。前記第１磁性層４ａは前記反強磁性層３と接して形成される。一方、前記第２磁性層４ｃは前記非磁性材料層５に接して形成される。

図１に示すように、前記積層体２２は、トラック幅方向（図示Ｘ方向）の幅寸法が下側から上側に向けて徐々に小さくなる略台形状にて形成されている。

前記積層体２２のトラック幅方向の両側には、下から、バイアス下地層２７、ハードバイアス層２８及び電極層２９が積層されている。

図１に示すように前記スピンバルブ型薄膜素子２１上には上部ギャップ層３０が形成され、前記上部ギャップ層３０上には上部シールド層３１が形成される。前記上部ギャップ層３０はＡｌ２Ｏ３等の絶縁材料で形成され、前記上部シールド層３１はＮｉＦｅ合金等の磁性材料で形成される。

前記下部シールド層１０から前記上部シールド層３１までの構造を薄膜磁気ヘッド（再生ヘッド）と呼ぶ。またスピンバルブ型薄膜素子２１は、積層体２２、バイアス下地層２７、ハードバイアス層２８及び電極層２９から構成される。図１に示すスピンバルブ型薄膜素子２１では、前記電極層２９から前記積層体２２に流れるセンス電流は前記積層体２２の各層に対して界面と平行な方向から流れされる。このような構造は、ＣＩＰ（current in the plane）型と呼ばれる。

各層の材質等について説明する。
前記下地層１は、Ｔａ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｍｏ，Ｗのうち１種または２種以上の元素などの非磁性材料で形成される。前記シード層２は、ＮｉＦｅＣｒまたはＣｒによって形成される。前記シード層２をＮｉＦｅＣｒによって形成すると、前記シード層２は、面心立方（ｆｃｃ）構造を有し、膜面と平行な方向に{１１１}面として表される等価な結晶面が優先配向しているものになる。また、前記シード層２をＣｒによって形成すると、前記シード層２は、体心立方（ｂｃｃ）構造を有し、膜面と平行な方向に{１１０}面として表される等価な結晶面が優先配向しているものになる。

前記反強磁性層３は、元素Ｘ（ただしＸは、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｏｓのうち１種または２種以上の元素である）とＭｎとを含有する反強磁性材料、あるいは、元素Ｘと元素Ｘ′（ただし元素Ｘ′は、Ｎｅ，Ａｒ，Ｋｒ，Ｘｅ，Ｂｅ，Ｂ，Ｃ，Ｎ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｐ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｇａ，Ｇｅ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ａｇ，Ｃｄ，Ｓｎ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗ，Ｒｅ，Ａｕ，Ｐｂ、及び希土類元素のうち１種または２種以上の元素である）とＭｎとを含有する反強磁性材料で形成される。前記反強磁性層３は例えばＩｒＭｎ合金やＰｔＭｎ合金で形成される。

前記固定磁性層４を構成する前記第１磁性層４ａ及び前記第２磁性層４ｃはＣｏＦｅ、ＮｉＦｅ，ＣｏＦｅＮｉなどの強磁性材料で形成されている。前記非磁性中間層４ｂの構造及び材質については後述する。

前記非磁性材料層５は、Ｃｕ、Ａｕ、またはＡｇで形成されている。
また、フリー磁性層６は、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、ＣｏＦｅＮｉなどの強磁性材料で形成されている。前記フリー磁性層６は、ＮｉＦｅ合金が主の磁性層として形成され、ＮｉＦｅ合金層と前記非磁性材料層５との間に拡散防止のためのＣｏＦｅ合金層が設けられている構成であることが好ましい。また前記フリー磁性層６は前記固定磁性層４と同様に積層フェリ構造であってもよい。

前記保護層１７はＴａ等で形成される。
前記バイアス下地層２７は、例えばＣｒ、Ｗ、Ｔｉで形成される。前記ハードバイアス層２８は、例えばＣｏＰｔ合金やＣｏＣｒＰｔ合金などで形成される。前記電極層２９は、Ｃｒ，Ｗ，Ａｕ，Ｒｈ，α―Ｔａ等の導電性材料により形成される。

図１に示すスピンバルブ型薄膜素子の特徴的部分について説明する。図１に示す実施形態では、前記固定磁性層４が、第１磁性層４ａと第２磁性層４ｃと前記第１磁性層４ａと第２磁性層４ｃ間に介在する非磁性中間層４ｂとを有して成る積層フェリ構造で形成される。前記第１磁性層４ａと第２磁性層４ｃの磁化方向は、前記反強磁性層３との界面で生じる交換結合磁界、及び非磁性中間層４ｂを介した反強磁性的交換結合磁界（ＲＫＫＹ的相互作用）により互いに反平行状態にされる。

図１に示す実施形態では、前記非磁性中間層４ｂが、下からＲｕ層１１，Ｒｈ層１２及びＲｕ層１３の順に積層された積層構造で形成されている。

これにより、前記非磁性中間層４ｂの膜厚を特に変更することなく（従来から一般的に用いられている膜厚範囲内で調整しても）、飽和磁界（Ｈｓ）、スピンフロップ磁界（Ｈｓｆ）及び反強磁性結合エネルギー（Ｊ_Ａ）を、前記非磁性中間層４ｂをＲｈだけで形成した場合に比べて適度に弱めることが出来る。

なお前記スピンフロップ磁界（Ｈｓｆ）とは、図５（固定磁性層のＭ−Ｈ曲線）に示すように磁化方向が反平行である２つの磁性層（第１磁性層４ａと第２磁性層４ｃ）に対し、一方の磁性層の磁化方向と平行方向の外部磁界を印加したときに、２つの磁性層の反平行状態が崩れ始める、即ち完全なフェリ磁性状態であった状態が崩れ始めるときの外部磁界の大きさを指す。また前記飽和磁界（Ｈｓ）とは、図５に示すように、磁化方向が反平行である２つの磁性層に対し、一方の磁性層の磁化方向と平行方向の磁界を印加したときに、２つの磁性層の各磁化方向がともに磁界印加方向に飽和し平行方向となるときの磁界の大きさを指す。また反強磁性結合エネルギー（Ｊ_Ａ）と前記飽和磁界（Ｈｓ）との間には、Ｈｓ＝Ｊ_Ａ［（１／（Ｍ_１ｔ_１））＋（１／（Ｍ_２ｔ_２））］の関係が成り立っている。ここで「Ｍ_１」は、固定磁性層を構成する一方の磁性層の飽和磁化、「ｔ_１」は、前記一方の磁性層の膜厚、「Ｍ_２」は、固定磁性層を構成する他方の磁性層の飽和磁化、「ｔ_２」は、前記他方の磁性層の膜厚である。

飽和磁界（Ｈｓ）、スピンフロップ磁界（Ｈｓｆ）及び反強磁性結合エネルギー（Ｊ_Ａ）が大きいということは、第１磁性層４ａおよび第２磁性層４ｃが、外部磁界によって容易に磁化変動せず、安定したフェリ磁性状態を保つことを意味する。なお前記飽和磁界（Ｈｓ）等の値は、第１磁性層４ａおよび第２磁性層４ｃの材質や膜厚が変わることによっても変化するが、本実施形態では、第１磁性層４ａおよび第２磁性層４ｃの材質や膜厚は変更しないものとして説明する。すなわち本実施形態では、第１磁性層４ａおよび第２磁性層４ｃの材質や膜厚を固定した下で、前記非磁性中間層４ｂの構成を変えて前記飽和磁界（Ｈｓ）を適切な範囲内に調整するものである。

上記したように本実施形態では、前記非磁性中間層４ｂの膜厚を特に変更することなく（従来から一般的に用いられている膜厚範囲内で調整しても）、飽和磁界（Ｈｓ）、スピンフロップ磁界（Ｈｓｆ）及び反強磁性結合エネルギー（Ｊ_Ａ）を、前記非磁性中間層４ｂをＲｈだけで形成した場合に比べて適度に弱めることが出来る。

前記非磁性中間層４ｂをＲｈの単層構造で概ね４〜９Å程度で形成した場合、前記飽和磁界（Ｈｓ）、前記スピンフロップ磁界（Ｈｓｆ）及び前記反強磁性結合エネルギー（Ｊ_Ａ）はかなり大きな値に比較的安定した状態で設定でき、特に前記非磁性中間層４ｂを６Å程度で形成すると、前記飽和磁界（Ｈｓ）、前記スピンフロップ磁界（Ｈｓｆ）及び前記反強磁性結合エネルギー（Ｊ_Ａ）はほぼピーク値となり、非常に高くなることがわかっている。従来では、Ｒｈで形成された前記非磁性中間層４ｂを用いた場合、前記飽和磁界（Ｈｓ）があまりにも高すぎて、前記第１磁性層４ａおよび第２磁性層４ｃの磁化制御を適切に行うことが出来ず、前記第１磁性層４ａおよび第２磁性層４ｃを適切に単磁区化できず、安定したフェリ磁性状態を得られないといった問題があった。前記飽和磁界（Ｈｓ）、スピンフロップ磁界（Ｈｓｆ）及び前記反強磁性結合エネルギー（Ｊ_Ａ）を弱めるには、前記非磁性中間層４ｂの膜厚を変更すればよいが、記非磁性中間層４ｂを薄くしていくと、前記非磁性中間層４ｂにピンホール等の欠陥部が形成されやすくなり、また前記非磁性中間層４ｂを厚くしていくと、前記電極層２９から前記非磁性中間層４ｂに流れるセンス電流量が多くなり（シャントロス）、またシールド層１０，３１間の間隔が広がるといった問題があるので、前記非磁性中間層４ｂは従来と同様の膜厚、すなわち具体的には４〜９Åの範囲内に収め、且つ、前記飽和磁界（Ｈｓ）、前記スピンフロップ磁界（Ｈｓｆ）及び前記反強磁性結合エネルギー（Ｊ_Ａ）を、前記非磁性中間層４ｂをＲｈの単層構造で形成したときよりも弱めたい。

そこで本実施形態では前記非磁性中間層４ｂを、Ｒｈ層１２とＲｕ層１１，１３との積層構造で形成した。これにより、前記非磁性中間層４ｂの膜厚を特に変更することなく（従来から一般的に用いられている膜厚範囲内で調整しても）、前記飽和磁界（Ｈｓ）、前記スピンフロップ磁界（Ｈｓｆ）及び前記反強磁性結合エネルギー（Ｊ_Ａ）を、前記非磁性中間層４ｂをＲｈの単層構造で形成したときよりも適度に弱くすることが可能になる。前記非磁性中間層４ｂをＲｈの単層構造で形成した場合、前記非磁性中間層４ｂをほぼ６Åの膜厚で形成すると前記飽和磁界（Ｈｓ）等がほぼピーク値となるが、本実施形態では、少なくとも前記ピーク値よりも小さい前記飽和磁界（Ｈｓ）、前記スピンフロップ磁界（Ｈｓｆ）及び前記反強磁性結合エネルギー（Ｊ_Ａ）を得ることが可能である。

また本実施形態では、前記非磁性中間層４ｂをＲｕ層１１，１３とＲｈ層１２の積層構造で形成することで、前記非磁性中間層４ｂの膜厚を特に変更することなく（従来から一般的に用いられている膜厚範囲内で調整しても）、前記飽和磁界（Ｈｓ）、前記スピンフロップ磁界（Ｈｓｆ）及び前記反強磁性結合エネルギー（Ｊ_Ａ）を、前記非磁性中間層４ｂをＲｕの単層構造で形成したときよりも大きくすることが可能となる。

また本実施形態では、前記Ｒｈ層１２の上下にＲｕ層１１，１３が設けられているが、Ｒｈ層１２は、第１磁性層４ａ，及び第２磁性層４ｃと接触して形成されると前記非磁性中間層４ｂの耐熱性が非常に低下してしまう。したがってＲｈ層１２に比べて耐熱性に優れるＲｕ層１１，１３を前記Ｒｈ層１２の上下に設けて第１磁性層４ａと第２磁性層４ｃにＲｈ層１２が直接接触しないようにすることで、前記非磁性中間層４ｂの耐熱性を向上させることができ、熱処理後においても安定した前記飽和磁界（Ｈｓ）、前記スピンフロップ磁界（Ｈｓｆ）及び前記反強磁性結合エネルギー（Ｊ_Ａ）を得ることが出来る。

上記したように本実施形態では前記非磁性中間層４ｂの膜厚は４Å〜９Åの範囲内であることが好ましい。前記膜厚が４Åより小さくなると前記非磁性中間層４ｂにピンホール等の欠陥部が形成されやすくなり、前記固定磁性層４を適切にフェリ磁性状態にできない（磁化に乱れが生じやすい）。また前記膜厚が９Åより大きくなると、前記電極層２９から非磁性中間層４ｂに流れるセンス電流量が増えてシャントロスとなり再生出力の低下や、シールド層１０，３１の間隔が広がることで線記録密度が低下する等の問題が生じる。よって本実施形態では前記非磁性中間層４ｂの膜厚を４Å〜９Åの範囲に調整している。

また本実施形態では前記非磁性中間層４ｂの膜厚Ｈ１を４〜９Åの範囲内とし、且つ、前記非磁性中間層４ｂに占めるＲｕ層１１，１３（及びＲｈ層１２）の膜厚比率を調整して、前記飽和磁界（Ｈｓ）、前記スピンフロップ磁界（Ｈｓｆ）及び前記反強磁性結合エネルギー（Ｊ_Ａ）を適度な大きさに調整する。すなわち前記非磁性中間層４ｂの膜厚Ｈ１を一定にしても、前記膜厚比率が変動すれば、前記飽和磁界（Ｈｓ）、前記スピンフロップ磁界（Ｈｓｆ）及び前記反強磁性結合エネルギー（Ｊ_Ａ）の値も変動するのである。

図１に示すように、前記Ｒｕ層１１の膜厚はＨ２で、前記Ｒｕ層１３の膜厚はＨ３である。本実施形態では前記非磁性中間層４ｂの膜厚Ｈ１に対するＲｕ層１１の膜厚Ｈ２の比（膜厚Ｈ２／膜厚Ｈ１）、及び前記非磁性中間層４ｂの膜厚Ｈ１に対するＲｕ層１３の膜厚Ｈ３の比（膜厚Ｈ３／膜厚Ｈ１）は、夫々、０より大きく３／７以下であることが好ましい。前記比は２／７以下であることがより好ましい。これにより、前記飽和磁界（Ｈｓ）、前記スピンフロップ磁界（Ｈｓｆ）及び前記反強磁性結合エネルギー（Ｊ_Ａ）を、前記非磁性中間層４ｂをＲｈの単層構造で形成したときよりも適切に弱めることが出来る。

ところで前記非磁性中間層４ｂをＲｕの単層構造で形成し、前記非磁性中間層４ｂの膜厚を４〜９Åの範囲内としたとき、前記非磁性中間層４ｂを約９Åの膜厚で形成すると、前記飽和磁界（Ｈｓ）、反強磁性結合エネルギー（Ｊ_Ａ）、及びスピンフロップ磁界（Ｈｓｆ）を比較的大きな値にできることがわかっている。従来から前記非磁性中間層４ｂとしてＲｕを用いる場合、概ね９Å前後の膜厚が好ましく用いられてきた。

本実施形態では、前記非磁性中間層４ｂの膜厚Ｈ１は６〜７Åで、且つ、前記比（膜厚Ｈ２／膜厚Ｈ１）、及び前記比（膜厚Ｈ３／膜厚Ｈ１）は、夫々、０より大きく１．５／７以下であることがより好ましく、さらに好ましくは１／７以下である。これにより、前記非磁性中間層４ｂをＲｕの単層構造で９Å程度の膜厚で形成したとき以上の前記飽和磁界（Ｈｓ）、反強磁性結合エネルギー（Ｊ_Ａ）、及びスピンフロップ磁界（Ｈｓｆ）を得ることが可能である。

最も好ましくは、前記非磁性中間層４ｂの膜厚Ｈ１を６Åとし、前記比（膜厚Ｈ２／膜厚Ｈ１）、及び前記比（膜厚Ｈ３／膜厚Ｈ１）を、夫々０より大きく１．５／６以下にすることである。これにより確実に、前記非磁性中間層４ｂをＲｕの単層構造で９Å程度の膜厚で形成したとき以上の前記飽和磁界（Ｈｓ）、反強磁性結合エネルギー（Ｊ_Ａ）、及びスピンフロップ磁界（Ｈｓｆ）を得ることが可能である。

なお図１の実施形態において、Ｒｕ層１１，１３とＲｈ層１２との界面付近では熱等の影響を受けて元素拡散が生じやすくなっている。よってＲｕ濃度は、前記非磁性中間層４ｂの下層側から膜厚の中心に向けて、及び前記中心から上層側に向けて、徐々に低下する傾向を示し、一方、Ｒｈ濃度は、前記非磁性中間層４ｂの膜厚の中心付近で最も高くなり、前記中心から上層側及び下層側に向けて徐々に低下する傾向を示す。なお組成分析には、ＳＩＭＳ分析装置や電解放射型透過電子顕微鏡（ＦＥ−ＴＥＭ）を用いたナノビーム特性Ｘ線分析（Ｎａｎｏ−ｂｅａｍ ＥＤＸ）等を用いる。

図２は、図１と異なって、前記非磁性中間層４ｂと前記第１磁性層４ａとの間にＣｏ層１４が形成され、前記非磁性中間層４ｂと前記第２磁性層４ｃとの間にＣｏ層１６が形成されている。なお図２において図１と同じ符号が付けられている層は同じ層を示している。

図２に示す実施形態により、さらに効果的に前記非磁性中間層４ｂの耐熱性を向上させることが可能になる。前記第１磁性層４ａおよび第２磁性層４ｃがＦｅを含む磁性材料で形成されると、前記非磁性中間層４ｂの耐熱性の低下が懸念されるので、図２のように、Ｃｏ層１４，１６を前記第１磁性層４ａと前記非磁性中間層４ｂとの間、及び前記第２磁性層４ｃと前記非磁性中間層４ｂとの間に介在させることで、前記第１磁性層４ａおよび第２磁性層４ｃをＦｅを含む磁性材料で形成しても、より効果的に前記非磁性中間層４ｂの耐熱性を向上させることが可能である。また前記Ｃｏ層１４，１６を介在させることで、前記非磁性中間層４ｂを、例えば下からＲｈ層、Ｒｕ層、Ｒｈ層の順に積層した構造で形成したり、Ｒｈ層とＲｕ層の２層構造で形成しても、前記非磁性中間層４ｂの耐熱性を適切に向上させることが可能である。前記Ｃｏ層１４，１６に代えてＮｉ層やＣｏＮｉ層を用いてもよいが、Ｃｏ層１４，１６であることが、前記非磁性中間層４ｂの耐熱性を適切に向上させることができて好ましい。

図３に示す実施形態では、図１や図２と異なって、非磁性中間層４ｄは１層構造で形成されている。図３では前記非磁性中間層４ｄは、Ｒｕ−Ｒｈ合金で形成される。なお図３において図１，図２と同じ符号が付けられている層は同じ層を示している。

図３に示す構造によっても、前記非磁性中間層４ｄの膜厚を特に変更することなく（従来から一般的に用いられている膜厚範囲内で調整しても）、前記飽和磁界（Ｈｓ）、前記スピンフロップ磁界（Ｈｓｆ）及び前記反強磁性結合エネルギー（Ｊ_Ａ）を、前記非磁性中間層４ｂをＲｕの単層構造で形成したときよりも小さくすることができ、さらに前記非磁性中間層４ｄをＲｕの単層構造で形成した場合よりも、前記飽和磁界（Ｈｓ）、前記スピンフロップ磁界（Ｈｓｆ）及び前記反強磁性結合エネルギー（Ｊ_Ａ）を大きくすることが可能である。前記非磁性中間層４ｄにはＲｈが含まれているので、前記非磁性中間層４ｄがＦｅを含む第１磁性層４ａおよび第２磁性層４ｃに接して形成されると前記非磁性中間層４ｄの耐熱性が低下しやすく、よって耐熱性向上のために図２と同様に、前記非磁性中間層４ｄと前記第１磁性層４ａとの間、及び前記非磁性中間層４ｄと前記第２磁性層４ｃとの間にＣｏ層１４，１６を介在させることが好ましい。

図３では、前記非磁性中間層４ｄを、Ｒｕ−Ｒｈのターゲットを用いてスパッタ成膜する。あるいはＲｕのターゲットとＲｈのターゲットを用いてスパッタ成膜する。

図４に示すスピンバルブ型薄膜素子４０は、図１ないし図３に示すスピンバルブ型薄膜素子と違って、ＣＰＰ（current perpendicular to the plane）−ＧＭＲである。

図４に示す実施形態では、下部シールド層１０上に、前記スピンバルブ型薄膜素子４０が形成される。前記スピンバルブ型薄膜素子４０はトラック幅方向（図示Ｘ方向）の中央に、積層体４１が形成されている。前記積層体４１は、下から下地層１、シード層２、下側反強磁性層４２、下側固定磁性層４３、下側非磁性材料層４４、フリー磁性層４５、上側非磁性材料層４６、上側固定磁性層４７、上側反強磁性層４８及び保護層１７の順に積層されている。前記スピンバルブ型薄膜素子４０はいわゆるデュアルスピンバルブ型薄膜素子である。

図４に示すように前記積層体４１のトラック幅方向の両側端面は、前記積層体４１のトラック幅方向の幅寸法が下側から上側に向けて徐々に小さくなる傾斜面、あるいは湾曲面で形成されており、前記積層体４１のトラック幅方向の両側には下から絶縁層５０、ハードバイアス層２８及び絶縁層５１がこの順で積層されている。そして図４に示すように前記スピンバルブ型薄膜素子４０上に上部シールド層３１が形成されている。前記下部シールド層１０及び上部シールド層３１は前記スピンバルブ型薄膜素子４０の積層体４１に対する電極としても機能し、前記積層体４１を構成する各層の界面に対し垂直方向に電流が流される。

なお前記非磁性材料層４４，４６はＣｕ等の非磁性導電材料で形成されてもよいし、あるいはＡｌ_２Ｏ_３，ＴｉＯ_ｘ，ＭｇＯ_ｘ等の絶縁材料で形成されてもよい。前記非磁性材料層４４、４６が前記絶縁材料で形成された構造では、トンネル効果を利用して抵抗変化を生じさせるトンネル型磁気抵抗効果型素子となる。

図４に示す実施形態でも前記固定磁性層４３，４７は第１磁性層４３ａ，４７ａと第２磁性層４３ｃ，４７ｃと、前記第１磁性層４３ａ，４７ａと前記第２磁性層４３ｃ，４７ｃの間に形成された非磁性中間層４３ｂ，４７ｂとを有して構成される積層フェリ構造である。前記非磁性中間層４３ｂ，４７ｂは、図１と同様にＲｕ層５５，Ｒｈ層５６，Ｒｕ層５７の積層構造で形成される。

これにより、前記非磁性中間層４３ｂ，４７ｂの膜厚を特に変更することなく（従来から一般的に用いられている膜厚範囲内で調整しても）、前記飽和磁界（Ｈｓ）、前記スピンフロップ磁界（Ｈｓｆ）及び前記反強磁性結合エネルギー（Ｊ_Ａ）を、前記非磁性中間層４３ｂ，４７ｂをＲｈの単層構造で形成したときよりも弱くすることが可能である。さらに前記非磁性中間層４３ｂ，４７ｂをＲｕの単層構造で形成した場合よりも、前記飽和磁界（Ｈｓ）、前記スピンフロップ磁界（Ｈｓｆ）及び前記反強磁性結合エネルギー（Ｊ_Ａ）を大きくすることができる。

よって本実施形態では、前記非磁性中間層４３ｂ，４７ｂにピンホール等の欠陥部が形成されることなく、さらにシールド層１０，３１の間隔を広げることなく前記固定磁性層４３，４７を従来に比べて安定したフェリ磁性状態に制御できる。

図４に示すデュアル型の積層体４１の構成は、図１ないし図３に示すＣＩＰ−ＧＭＲにも適用できる。また図４に示す実施形態において、図２と同様に非磁性中間層と第１磁性層との間、及び非磁性中間層と第２磁性層との間にＣｏ層１４，１６を介在させたり、あるいは図３と同様に非磁性中間層をＲｕ−Ｒｈ合金で形成してもよい。

図１に示すスピンバルブ型薄膜素子２１の製造方法を簡単に説明する。
図１に示す下部シールド層１０上の下部ギャップ層１５上に、下から、下から、下地層１、シード層２、反強磁性層３、固定磁性層４、非磁性材料層５、フリー磁性層６および保護層１７の順に同一真空中で積層する。

図１に示すように前記固定磁性層４を形成するとき、下から第１固定磁性層４ａ，非磁性中間層４ｂ，第２固定磁性層４ｃの順に積層し、前記非磁性中間層４ｂを形成するとき、下からＲｕ層１１，Ｒｈ層１２及びＲｕ層１３の順に積層する。

前記非磁性中間層４ｂの膜厚を４〜９Åの範囲内で形成し、しかも前記非磁性中間層４ｂの膜厚Ｈ１に対するＲｕ層１１の膜厚Ｈ２の比（膜厚Ｈ２／膜厚Ｈ１）、及び前記非磁性中間層４ｂの膜厚Ｈ１に対するＲｕ層１３の膜厚Ｈ３の比（膜厚Ｈ３／膜厚Ｈ１）を、夫々、０より大きく３／７以下で形成することが好ましい。前記比を２／７以下にすることがより好ましい。

前記下地層１〜保護層１７までの積層体２２を形成した後、磁場中熱処理を施して、前記第１固定磁性層４ａと第２固定磁性層４ｃの磁化を反平行で且つハイト方向と平行な方向に固定する。

その後、図１に示すように前記積層体２２のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の両側端面をエッチング加工して図示Ｘ−Ｚ平面と平行な方向での断面形状を略台形状にし、図１に示すように前記積層体２２のトラック幅方向の両側に、下から、バイアス下地層２７、ハードバイアス層２８及び電極層２９の順に積層する。

図２の実施形態では、前記固定磁性層４を形成するとき、下から第１固定磁性層４ａ，Ｃｏ層１４，Ｒｕ層１１，Ｒｈ層１２，Ｒｕ層１３，Ｃｏ層１６及び第２固定磁性層４ｃの順に積層する。それ以外の工程は図１での製造工程と同じである。

図３に示す実施形態では、上記したとおり、前記非磁性中間層４ｄを、例えばＲｕ−Ｒｈターゲットを用いてスパッタ成膜する。それ以外の工程は図１での製造工程と同じである。

図４は、図１に示すスピンバルブ型薄膜素子の積層体２２と層数が異なるだけで、図１と同様の製造工程を用いて形成する。

以下に示す基本膜構成を形成した。前記基本膜構成は下から、
下地層；Ｔａ（３０）／シード層；ＮｉＦｅＣｒ（５０）／反強磁性層；ＩｒＭｎ（１５）／固定磁性層［第１磁性層；Ｆｅ_{３０ａｔ％}Ｃｏ_{７０ａｔ％}（８０）／非磁性中間層／第２磁性層；Ｆｅ_{４０ａｔ％}Ｃｏ_{６０ａｔ％}（１６０）］／非磁性材料層；Ｃｕ（５０）／保護層１７；Ｔａ（３０）であった。なお括弧内の数値は膜厚を示し単位はÅである。

前記非磁性中間層を、下からＲｕ（ｘ）／Ｒｈ（ｙ）／Ｒｕ（ｘ）の順に積層形成した。ｘ，ｙは膜厚を示している。前記非磁性中間層４ｂの膜厚Ｈ１を６Åあるいは７Åで形成した。すなわちＲｕ及びＲｈの膜厚（ｘ）（ｙ）は、２ｘ＋ｙ＝６Åあるいは７Åとなるように調整した。なお前記基本膜構成に対し、特に熱処理は施していない。

そしてＲｕ（ｘ）の膜厚を変化させたときの飽和磁界（Ｈｓ）、反強磁性結合エネルギー（Ｊ_Ａ）、及びスピンフロップ磁界（Ｈｓｆ）を測定した。その実験結果を図６〜図８に示す。

図６〜図８に示すようにＲｕ厚（ｘ）が０Åのとき、すなわち非磁性中間層がＲｈのみで形成されている場合、飽和磁界（Ｈｓ）、反強磁性結合エネルギー（Ｊ_Ａ）、及びスピンフロップ磁界（Ｈｓｆ）は非常に高い値を示すことがわかった。前記非磁性中間層を６Åにし、前記非磁性中間層をＲｈのみで形成すると、前記飽和磁界（Ｈｓ）、反強磁性結合エネルギー（Ｊ_Ａ）、及びスピンフロップ磁界（Ｈｓｆ）は特に高い値を示した。これは前記非磁性中間層にＲｈを使用した場合のほぼピーク値である。

図６〜図８に示すようにＲｕ厚（ｘ）を大きくしていくと、飽和磁界（Ｈｓ）、反強磁性結合エネルギー（Ｊ_Ａ）、及びスピンフロップ磁界（Ｈｓｆ）は小さくなっていくことがわかった。

図６〜図８に示すように、非磁性中間層の膜厚に対する片側のＲｕ厚（Ｘ）の比（すなわち図１で説明した比（膜厚Ｈ２／膜厚Ｈ１）、及び（膜厚Ｈ３／膜厚Ｈ１））を０より大きく３／７以下にすることで、前記非磁性中間層をＲｈの単層構造で形成するよりも飽和磁界（Ｈｓ）及び反強磁性結合エネルギー（Ｊ_Ａ）を十分に小さくできることがわかった。また前記比を２／７以下にすると、上記基本構成を用いた場合では、前記飽和磁界（Ｈｓ）は２０００Ｏｅ（約１５８ｋＡ／ｍ）程度になることがわかった。この値は上記基本膜構成の非磁性中間層をＲｕの単層構造で約９Åの膜厚で形成したときの飽和磁界（Ｈｓ）の値とほぼ同等である。

また前記比を１．５／７以下にすることがより好ましく、さらに好ましくは１／７以下に設定することである。これにより、上記基本構成を用いた場合では、スピンフロップ磁界（Ｈｓｆ）を、約２００Ｏｅ（約１５．８ｋＡ／ｍ）以上、好ましくは４００Ｏｅ（約３１．６ｋＡ／ｍ）以上に調整できる。なお４００Ｏｅのスピンフロップ磁界（Ｈｓｆ）は、上記基本膜構成の前記非磁性中間層をＲｕの単層構造で約９Åの膜厚で形成したときの値とほぼ同等である。

特に前記非磁性中間層の膜厚を６Åに一定にした場合、非磁性中間層の膜厚に対するＲｕ厚（ｘ）の比率を１．５／６以下にすると、上記基本構成を用いた場合では、飽和磁界（Ｈｓ）を約７０００Ｏｅ（約５５３ｋＡ／ｍ）以上、反強磁性結合エネルギー（Ｊ_Ａ）を約７００ｎＪ／ｃｍ^２以上、スピンフロップ磁界（Ｈｓｆ）を４００Ｏｅ（約３１．６ｋＡ／ｍ）以上に出来、これは、上記基本膜構成の前記非磁性中間層をＲｕの単層構造で約９Åで形成したときの飽和磁界（Ｈｓ）、反強磁性結合エネルギー（Ｊ_Ａ）、及びスピンフロップ磁界（Ｈｓｆ）の各値よりも高い値であることがわかった。

第１の実施形態のスピンバルブ型薄膜素子（磁気検出素子）を備えた薄膜磁気ヘッド（再生ヘッド）を、記録媒体との対向面と平行な方向から切断し、その切断面を示す部分断面図、 第２の実施形態のスピンバルブ型薄膜素子（磁気検出素子）を備えた薄膜磁気ヘッド（再生ヘッド）を、記録媒体との対向面と平行な方向から切断し、その切断面を示す部分断面図、 第３の実施形態のスピンバルブ型薄膜素子（磁気検出素子）を備えた薄膜磁気ヘッド（再生ヘッド）を、記録媒体との対向面と平行な方向から切断し、その切断面を示す部分断面図、 第４の実施形態のスピンバルブ型薄膜素子（磁気検出素子）を備えた薄膜磁気ヘッド（再生ヘッド）を、記録媒体との対向面と平行な方向から切断し、その切断面を示す部分断面図、 スピンバルブ型薄膜素子の固定磁性層のＭ−Ｈ曲線を示す図、 基本膜構成中に占める非磁性中間層をＲｕ（ｘ）／Ｒｈ（ｙ）／Ｒｕ（ｘ）｛ｘ、ｙは膜厚で単位はÅ｝で形成し、前記非磁性中間層の膜厚を６Åあるいは７Åで形成したときの、Ｒｕ（ｘ）および膜厚比率と飽和磁界（Ｈｓ）との関係を示すグラフ、 基本膜構成中に占める非磁性中間層をＲｕ（ｘ）／Ｒｈ（ｙ）／Ｒｕ（ｘ）｛ｘ、ｙは膜厚で単位はÅ｝で形成し、前記非磁性中間層の膜厚を６Åあるいは７Åで形成したときの、Ｒｕ（ｘ）および膜厚比率と反強磁性結合エネルギー（Ｊ_Ａ）との関係を示すグラフ、 基本膜構成中に占める非磁性中間層をＲｕ（ｘ）／Ｒｈ（ｙ）／Ｒｕ（ｘ）｛ｘ、ｙは膜厚で単位はÅ｝で形成し、前記非磁性中間層の膜厚を６Åあるいは７Åで形成したときの、Ｒｕ（ｘ）および膜厚比率とスピンフロップ磁界（Ｈｓｆ）との関係を示すグラフ、

符号の説明

１ 下地層
２ シード層
３ 反強磁性層
４、４３、４７ 固定磁性層
４ａ、４３ａ、４７ａ 第１磁性層
４ｂ、４ｄ、４３ｂ、４７ｂ 非磁性中間層
４ｃ、４３ｃ、４７ｃ 第２磁性層
５ 非磁性材料層
６ フリー磁性層
１１、１３、５５、５７ Ｒｕ層
１２、５６ Ｒｈ層
１４、１６ Ｃｏ層
１７ 保護層

Claims (6)

1. 磁化方向が固定される固定磁性層と、前記固定磁性層に非磁性材料層を介して形成され、外部磁界により磁化方向が変動するフリー磁性層と、を有し、
   前記固定磁性層は、第１磁性層、第２磁性層、及び前記第１磁性層と前記第２磁性層との間に形成された非磁性中間層を有して構成され、
   前記非磁性中間層は、Ｒｕ層及びＲｈ層を有して形成されることを特徴とする磁気検出素子。
2. 前記非磁性中間層は、前記Ｒｈ層の上下に前記Ｒｕ層が形成された積層構造で形成される請求項１記載の磁気検出素子。
3. 前記非磁性中間層の膜厚に対する前記Ｒｕ層の膜厚（前記Ｒｕ層が複数層設けられている場合は、各Ｒｕ層の膜厚）の比（前記Ｒｕ層の膜厚／前記非磁性中間層の膜厚）は０より大きく３／７以下である請求項１又は２に記載の磁気検出素子。
4. 磁化方向が固定される固定磁性層と、前記固定磁性層に非磁性材料層を介して形成され、外部磁界により磁化方向が変動するフリー磁性層と、を有し、
   前記固定磁性層は、第１磁性層、第２磁性層、及び前記第１磁性層と前記第２磁性層との間に形成された非磁性中間層を有して構成され、
   前記非磁性中間層は、Ｒｕ−Ｒｈ合金で形成されることを特徴とする磁気検出素子。
5. 前記非磁性中間層と前記第１磁性層との間、あるいは、前記非磁性中間層と前記第２磁性層との間、または前記非磁性中間層と前記第１磁性層との間及び前記非磁性中間層と前記第２磁性層との間には、Ｃｏ層、Ｎｉ層あるいはＣｏＮｉ層が介在する請求項１ないし４のいずれかに記載の磁気検出素子。
6. 前記非磁性中間層の膜厚は４Å〜９Åの範囲内である請求項１ないし５のいずれかに記載の磁気検出素子。

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