(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成されたギャップ層と、このギャップ層上に少なくとも反強磁性層、固定磁性層、非磁性導電層及びフリー磁性層を順に積層して形成された多層抵抗膜と、前記多層抵抗膜のフリー磁性層、非磁性導電層及び固定磁性層の両側に形成されたバイアス下地層及びバイアス層とを含む磁気検出素子であって、
前記反強磁性層は、少なくとも前記多層抵抗膜のフリー磁性層、非磁性導電層及び固定磁性層の両側端面よりも外側に延びた両側領域を有しており、
この反強磁性層の両側領域上にアモルファス導電層が形成され、このアモルファス導電層上に前記バイアス下地層及び前記バイアス層が順に積層形成され、
前記バイアス層は、前記反強磁性層の両側領域、前記アモルファス導電層及び前記バイアス下地層で嵩上げされて、前記フリー磁性層の両側端面に対向することを特徴する磁気検出素子。
【請求項２】
請求項１記載の磁気検出素子において、
前記バイアス下地層が、ｂｃｃ構造の結晶構造体から形成され、少なくとも[２１１]面または[２００]面が膜面垂直方向に配向されていることを特徴する磁気検出素子。
【請求項３】
請求項１記載の磁気検出素子において、
前記バイアス層が、少なくとも[１００]面が膜面垂直方向に優先配向された磁性材料から形成されていることを特徴する磁気検出素子。
【請求項４】
請求項２記載の磁気検出素子において、
前記バイアス下地層が、前記バイアス層と前記フリー磁性層との間に介在されていることを特徴とする磁気検出素子。
【請求項５】
請求項１記載の磁気検出素子において、
前記アモルファス導電層が非磁性材料であることを特徴とする磁気検出素子。
【請求項６】
請求項１記載の磁気検出素子において、
前記アモルファス導電層がＣｏ−Ｔ−Ｚ合金から形成され、ＴはＺｒ、Ｈｆのうち少なくとも１種を含む元素であり、ＺはＴａ、Ｎｂのうち少なくとも１種を含む元素であることを特徴とする磁気検出素子。
【請求項７】
請求項１記載の磁気検出素子において、
前記アモルファス導電層がＮｉ−Ｘ合金からなり、Ｘは少なくともＰを含む元素からなるものであることを特徴とする磁気検出素子。
【請求項８】
請求項１記載の磁気検出素子において、
前記反強磁性層は、前記両側領域の膜厚が該両側領域の間で前記固定磁性層に接している領域の膜厚より薄く、前記アモルファス導電層が前記反強磁性層の両側領域上に所望の膜厚で形成されていることを特徴とする磁気検出素子。
【請求項９】
請求項８記載の磁気検出素子において、
前記アモルファス導電層の膜厚が、６０Å以上３００Å以下であることを特徴とする磁気検出素子。
【請求項１０】
請求項１記載の磁気検出素子において、
前記固定磁性層が、非磁性中間層を挟んで形成された一対の強磁性層を備え、前記一対の強磁性層の磁化方向が互いに反平行であることを特徴とする磁気検出素子。
【請求項１１】
請求項１記載の磁気検出素子において、
前記ギャップ層と前記反強磁性層との間にシードレイヤ層が形成されていることを特徴とする磁気検出素子。
【請求項１２】
請求項１記載の磁気検出素子において、
前記フリー磁性層が、非磁性中間層を挟んで形成された一対の強磁性層を備え、前記一対の強磁性層の磁化方向が互いに反平行であることを特徴とする磁気検出素子。
【請求項１３】
基板のギャップ層上に、少なくとも反強磁性層、固定磁性層、非磁性導電層及びフリー磁性層を順に積層してなる多層抵抗膜を形成する工程と、
前記多層抵抗膜をエッチングによりパターニングし、かつ前記反強磁性層の両側をオーバーエッチングする工程と、
前記反強磁性層の両側のオーバーエッチングされた領域上にアモルファス導電層を形成する工程と、
前記アモルファス導電層上にバイアス下地層を形成する工程と、
前記バイアス下地層上にバイアス層を形成する工程とを含むことを特徴とする磁気検出素子の製造方法。
【請求項１４】
請求項１３記載の磁気検出素子の製造方法において、
前記バイアス下地層の形成工程において、ｂｃｃ構造の結晶構造体からなる前記バイアス下地層の成膜角度を、少なくとも[２１１]面または[２００]面が膜面垂直方向に配向される角度に制御することにより、前記バイアス下地層の成膜を行なうことを特徴する磁気検出素子の製造方法。
【請求項１５】
請求項１３記載の磁気検出素子の製造方法において、
前記バイアス層の形成工程において、前記バイアス層の成膜角度を、少なくとも[１００]面が膜面垂直方向に配向される角度に制御することにより、前記バイアス層の成膜を行なうことを特徴する磁気検出素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気検出素子及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】
磁気検出素子、例えばスピンバルブ型磁気抵抗効果素子は、反強磁性層と、固定磁性層と、非磁性導電層と、フリー磁性層とを有する多層膜のトラック領域の両側領域に、バイアス層と電極層とを備えている。このスピンバルブ型磁気抵抗効果素子素子では、固定磁性層の磁化とフリー磁性層の磁化とがほぼ交叉する方向に設定されており、フリー磁性層の磁化は記録媒体からの漏れ磁束によって変動することにより、固定磁性層との磁化の関係で電気抵抗が変化し、これにより漏れ磁界が再生される。
【０００３】
図１４は、従来のスピンバルブ型磁気抵抗効果素子を記録媒体の対向面(ＡＢＳ面)側から見た断面図である。同図に示すスピンバルブ型磁気抵抗効果素子（第１従来例）は、下地層１０１の上に形成される反強磁性層１０２が図示するトラック幅Ｔｗ方向（Ｘ方向）に長く形成され、トラック幅領域の中心（以下、便宜的にＸ方向の中央ということがある）では反強磁性層１０２が高さ寸法ｄ１だけ突出して形成されている。そして、この突出した反強磁性層１０２上に、固定磁性層１０３、非磁性導電層１０４、フリー磁性層１０５及び保護層１０６が形成されており、下地層１０１から保護層１０６までの積層体が多層膜１０７を構成している。
【０００４】
この第１従来例のスピンバルブ型薄膜素子では、反強磁性層１０２がＰｔ−Ｍｎ（白金−マンガン）合金膜などにより形成される。固定磁性層１０３の磁化は反強磁性層１０２との界面で発生する交換結合磁界により、ハイト方向（図示Ｙ方向）に固定される。固定磁性層１０３及びフリー磁性層１０５は、Ｎｉ−Ｆｅ(ニッケル−鉄)合金、Ｃｏ(コバルト)、Ｆｅ−Ｃｏ(鉄−コバルト)合金、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ合金などで形成されている。非磁性導電層１０４は、Ｃｕ(銅)などの電気抵抗の低い非磁性導電材料で形成されている。Ｚ方向は、薄膜の積層方向である。
【０００５】
そして、図中Ｘ方向に延ばされて形成された反強磁性層１０２上から、及び多層膜１０７の側面にかけて、Ｃｒ（クロム）などで形成された緩衝膜及び配向膜となるバイアス下地層１０８が形成されており、このバイアス下地層１０８上には、例えばＣｏ−Ｐｔ（コバルト−白金）合金などで形成したハードバイアス層（硬磁性層）１０９が積層されている。
【０００６】
このハードバイアス層１０９は、図中Ｘ方向（トラック幅方向）に着磁されており、このハードバイアス層１０９からＸ方向へのバイアス磁界により、フリー磁性層１０５の磁化は同一のＸ方向に揃えられている。バイアス下地層１０８は、ハードバイアス層１０９から発生するバイアス磁界を増大させる。
【０００７】
さらに、このハードバイアス層１０９の上には、Ｃｒ（クロム），Ａｕ（金），Ｔａ（タンタル），Ｗ（タングステン）などで形成された電極層１１１が積層されている。
【０００８】
上述したように、反強磁性層１０２及び多層膜１０７の側面にかけて設けたバイアス下地層１０８の存在により、ハードバイアス層１０９から発生するバイアス磁界を増大できるようになっている。ところで、このハードバイアス層１０９は、フリー磁性層１０５の磁化方向を揃えるためのものであるが、フリー磁性層１０５付近においてこのハードバイアス層（硬磁性層）１０９から発生するバイアス磁界を増大させることが必要である。
【０００９】
しかしながら、このようなスピンバルブ型薄膜素子では、つまり、反強磁性層１０２を中央部の他に両側領域にも残して、その両側の反強磁性層１０２上にバイアス下地層１０８及びハードバイアス層１０９を積層させる構成のものにあっては、反強磁性層１０２上のハードバイアス層１０９の結晶配向が好ましくない方向になるといった現象を起こし、ハードバイアス層１０９の磁気特性が劣化するトラブルを生じている。その結果、再生波形の直線性や安定性の劣化をもたらしている。
【００１０】
即ち、ハードバイアス層１０９のバイアス特性は、これを形成する際のバイアス下地層１０８の配向構造に非常に強く依存しているが、このバイアス下地層１０８は、例えばＣｒの場合、本来の結晶配向から、その直下にある反強磁性層１０２との積層構造により、この反強磁性層１０２の結晶配向に拘束されて変化するのではないか、と考えられている。このため、そのバイアス下地層１０８上に積層されたハードバイアス層１０９の保磁力が低下してしまうわけである。
【００１１】
そこで、例えば図１５に示すように、下部シールド層１１２及び下部ギャップ層１１３の上に、多層膜１０７を形成後、電極層１１１及びハードバイアス層１０９形成の際に、前処理ミリングを過剰に行い、多層膜１０７に形成された反強磁性層１０２において、この両側に延出する部分さらにその直下にある下部ギャップ層１１３の一部までオーバエッチによって取り除いた後に、バイアス下地層１０８を積層させたスピンバルブ型薄膜素子（第２従来例）も知られている。
【００１２】
このような構成のスピンバルブ型薄膜素子では、良好なハードバイアス特性が得られるが、多層膜１０７の側面においてバイアス層１０９が先細りの状態（フリー層１０５近傍でのハードバイアス層１０９の膜厚が減少してしまう）を呈している。そのため、フリー磁性層１０５の側面付近では、ハードバイアス層１０９が所望の膜厚を形成することが不可能な状態である。従って、フリー磁性層１０５付近において、ハードバイアス層（硬磁性層）１０９から発生するバイアス磁界をより有効に印加させることが困難であった。
【００１３】
従って、所要の保磁力を発揮するためには、多層膜１０７の両側領域での前処理ミリング量については、少なくとも多層膜１０７の全てを除去するか、それより深くイオンミリングすること（オーバーエッチ）が好ましい。ところが、このように多層膜を全て除去し、若しくはそれより深くイオンミリングすると、ハードバイアス層１０９が先細りの状態となり、フリー磁性層１０５に有効なバイアス磁界を印加することが難しくなり、再生波形の直線性や安定性が欠如してしまう。
【００１４】
【発明の目的】
本発明の目的は、上記した事情に鑑み、再生波形の直線性や安定性に優れた磁気検出素子及びその製造方法を得ることにある。
【００１５】
【発明の概要】
本発明に係る磁気検出素子は、基板上に形成されたギャップ層と、このギャップ層上に少なくとも反強磁性層、固定磁性層、非磁性導電層及びフリー磁性層を順に積層して形成された多層抵抗膜と、この多層抵抗膜のフリー磁性層、非磁性導電層及び固定磁性層の両側に形成されたバイアス下地層及びバイアス層とを含む磁気検出素子であって、上記反強磁性層は、少なくとも多層抵抗膜のフリー磁性層、非磁性導電層及び固定磁性層の両側端面よりも外側に延びて形成された両側領域を有しており、この反強磁性層の両側領域上にアモルファス導電層が形成され、このアモルファス導電層上にバイアス下地層及びバイアス層が順に積層形成され、バイアス層は、反強磁性層の両側領域、アモルファス導電層及びバイアス下地層で嵩上げされてフリー磁性層の両側端面に対向することを特徴する。
【００１６】
また前記バイアス下地層が、ｂｃｃ構造の結晶構造体から形成され、少なくとも[２１１]面または[２００]面が膜面垂直方向に配向されていることが望ましい。また前記バイアス層が、少なくとも[１００]面が膜面垂直方向に配向された磁性材料から形成されていることが望ましい。また前記バイアス下地層が、前記バイアス層と前記フリー磁性層との間に介在されていてもよい。
【００１７】
また前記アモルファス導電層が非磁性材料であることが望ましい。また前記アモルファス導電層は、Ｃｏ−Ｔ−Ｚ合金から形成され、ＴはＺｒ、Ｈｆのうち少なくとも１種を含む元素であり、ＺはＴａ、Ｎｂのうち少なくとも１種を含む元素であるもの、或いはＮｉ−Ｘ合金からなり、Ｘは少なくともＰを含む元素からなるものであってもよい。
【００１８】
反強磁性層は両側領域の膜厚が該両側領域の間で固定磁性層に接している領域の膜厚より薄く、前記アモルファス導電層が前記反強磁性層の両側領域上に所望の膜厚で形成されていることが望ましい。また前記アモルファス導電層の膜厚が、６０Å以上３００Å以下であることが望ましい。
【００１９】
固定磁性層は、非磁性中間層を挟んで形成された一対の強磁性層を備え、前記一対の強磁性層の磁化方向が互いに反平行である構造であってもよい。また前記ギャップ層と前記反強磁性層との間にシードレイヤ層が形成されていることが望ましい。
【００２０】
フリー磁性層は、非磁性中間層を挟んで形成された一対の強磁性層を備え、前記一対の強磁性層の磁化方向が互いに反平行である構造であってもよい。
【００２１】
また本発明の磁気検出素子の製造方法は、基板のギャップ層上に、少なくとも反強磁性層、固定磁性層、非磁性導電層及びフリー磁性層を順に積層してなる多層抵抗膜を形成する工程と、前記多層抵抗膜をエッチングによりパターニングし、かつ前記反強磁性層の両側をオーバーエッチングする工程と、前記反強磁性層の両側のオーバーエッチングされた領域上にアモルファス導電層を形成する工程と、前記アモルファス導電層上にバイアス下地層を形成する工程と、前記バイアス下地層上にバイアス層を形成する工程とを含むことを特徴とする。
【００２２】
また前記バイアス下地層の形成工程において、ｂｃｃ構造の結晶構造体からなる前記バイアス下地層の成膜角度を、少なくとも[２１１]面または[２００]面が膜面垂直方向に配向される角度に制御することにより、前記バイアス下地層の成膜を行なうことが望ましい。
【００２３】
また前記バイアス層の形成工程において、前記バイアス層の成膜角度を、少なくとも[１００]面が膜面垂直方向に配向される角度に制御することにより、前記バイアス層の成膜を行なうことが望ましい。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しながら説明する。
【００２５】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る磁気検出素子を記録媒体との対向面（ＡＢＳ面）側から見た断面図、図２は、図１の右側形状を拡大した断面図である。
【００２６】
この第１の実施形態に係る磁気検出素子は、記録媒体に記録されたデータを再生するための巨大磁気抵抗型素子であり、この磁気検出素子は再生用の磁気ヘッドに用いられ、記録媒体からの信号磁界により電気抵抗が変化し、その抵抗の変化を利用して記録媒体の記録データを再生する。
【００２７】
なお、図１には再生用の磁気ヘッドに用いられる磁気検出素子のみが開示されているが、この磁気検出素子の多層抵抗膜２０上（Ｚ方向）に記録用のインダクティブヘッドが積層形成された構造のものであってもよい。このインダクティブヘッドは、磁性材料で形成したコア層とコア層に巻付けたコイル層とを有し、コイル層に記録用電流を通電しコア層に発生する磁界により記録媒体にデータを書き込む構造に構成されている。
【００２８】
再生用磁気ヘッドに用いられる図１の磁気検出素子は、例えばアルミナ−チタンカーバイト（Ａｌ2Ｏ3−ＴｉＣ）で形成されたスライダのトレーリング端面に設けられる。このスライダは、記録媒体との対向面と逆面側で、ステンレス材などによる弾性変形可能なサスペンションに接合され、磁気ヘッド装置が構成される。
【００２９】
この磁気検出素子は、基板Ｂ上に、ＮｉＦｅ合金やセンダストなどの磁性材料からなる下部シールド層２１が形成され、下部シールド層２１上に、Ａｌ2Ｏ3やＳｉＯ2などの絶縁材料を用いて下部ギャップ層２２が形成され、下部ギャップ層２２の形成面α上に多層抵抗膜２０が形成される。
【００３０】
この多層抵抗膜２０は、いわゆるスピンバルブ型多層抵抗膜と呼ばれるものである。以下、この多層抵抗膜２０を構成する各層について説明する。
【００３１】
まず、下部ギャップ層２２の上面に位置する形成面αには、反強磁性層２６が形成される。この反強磁性層２６は、例えば、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′合金（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を含有する反強磁性材料により形成される。一般的には反強磁性層２６はＰｔＭｎ（プラチナマンガン）から形成される。さらに反強磁性層２６の両側領域２６ｂの膜厚ｔ２がトラック幅領域２６ａの膜厚ｔ１より薄く形成され、反強磁性層２６は下部ギャップ層２２上に凸型形状に形成される。
【００３２】
これらの反強磁性材料は、耐食性に優れ、しかもブロッキング温度も高く、反強磁性層２６上に形成される固定磁性層２７との界面で大きな交換結合磁界を発生し得る。
【００３３】
前記反強磁性層２６上には固定磁性層２７が形成されている。この固定磁性層２７はＮｉＦｅ合金、ＣｏＦｅ合金、Ｃｏ、ＣｏＮｉＦｅ合金などにより形成される。この固定磁性層２７が反強磁性層２６上に形成された後、ハイト方向（図示Ｙ方向）への磁場雰囲気中でアニールを施すことにより、固定磁性層２７と反強磁性層２６との界面に発生する交換結合磁界により、固定磁性層２７の磁化はハイト方向（図示Ｙ方向）に固定される。この固定磁性層２７は、例えば、２０Å以上６０Å以下程度の膜厚で形成される。
【００３４】
前記固定磁性層２７上には非磁性導電層２８が形成される。この非磁性導電層２８は、例えばＣｕなどの電気抵抗の低い導電性材料により形成される。この非磁性導電層２８は例えば２５Å程度の膜厚で形成される。
【００３５】
前記非磁性導電層２８上にはフリー磁性層２９が形成される。このフリー磁性層２９は、ＮｉＦｅ合金、ＣｏＦｅ合金、Ｃｏ、ＣｏＮｉＦｅ合金などにより形成される。また、このフリー磁性層２９は、Ｘ方向の幅が磁気的な再生に対応するトラック幅Ｔｗの寸法に設定されている。また、このフリー磁性層２９は、２０Å以上４０Å以下程度の膜厚で形成される。また、このフリー磁性層２９は、非磁性導電層２８と対向する側にＣｒ又はＣｏＦｅ膜等が形成されていてもよい。これにより、非磁性導電層２８との界面での金属元素等の拡散を防止でき、抵抗変化率（ΔＧＭＲ）を大きくすることができる。
【００３６】
前記フリー磁性層２９上には保護層３０が形成される。この保護層３０はＴａなどで形成される。この保護層３０は３０Å程度の膜厚で形成される。
【００３７】
上記した反強磁性層２６から保護層３０の各層で構成される、すなわちＡＢＳ面方向から見たときの断面形状が略台形形状を有する領域、具体的には図１においてＸ１（底辺側）〜Ｘ２（上辺側）との間の幅を有する各層の領域（以下、これをトラック領域という）にある多層抵抗膜２０は、トラック幅方向（図示Ｘ方向）の両側端面２０ａ、２０ａが、反強磁性層２６の上面部側から保護層３０の上面まで連続した傾斜面状に成形されている。なお、このトラック幅領域の寸法は、反強磁性層２６をオーバーエッチングする量に応じて変化する。例えば反強磁性層２６のオーバーエッチング量が最大の場合に後述するアモルファス導電層３２の膜厚が最大（ｔ大）となり、前記トラック幅領域の寸法は最大のＸ１となる。また反強磁性層２６のオーバーエッチング量が最小の場合に後述するアモルファス導電層３２の膜厚が最小（ｔ小）となり、前記トラック幅領域の寸法は最小のＸ１′となる。これにより、反強磁性層２６がフリー磁性層２９のトラック幅Ｔｗ寸法よりトラック幅方向の両側に延びて形成される。この場合、反強磁性層２６のオーバーエッチング量が可及的に大きくすることが、多層抵抗膜２０の電気抵抗の変化率を大きくなる傾向にあることが技術的に確かめられている。
【００３８】
多層抵抗膜２０は、まず各層を下部ギャップ層２２の形成面α上に成膜した後、この多層抵抗膜２０の中央部分上にのみリフトオフ用のレジスト（図６参照）を形成し、このレジストに覆われていない多層抵抗膜２０の両側領域がイオンミリングなどでエッチングして除去される。この際に多層抵抗膜２０の両側面が傾斜面状にエッチング形成される。
【００３９】
この実施形態では、多層抵抗膜２０の両側端面２０ａ、２０ａよりも外側にある、すなわちトラック領域よりもトラック幅方向の外側からトラック領域を臨むように位置し、Ｘ０、Ｚ０を同時に満足する領域（以下、両側領域という）にある各層について、反強磁性層２６の一部のみを残し、その上側の各層全てを除去し、例えば図１に示すような略台形形状に形成する。また反強磁性層２６のトラック領域はオーバーエッチングされて凸型状に形成され、その凸型状の反強磁性層２６のトラック幅方向の両側でオーバーエッチングされた部分にアモルファス導電層３２が形成される。
【００４０】
図１に示すように略台形状の多層抵抗膜２０の両側には、下から順にアモルファス導電層３２、バイアス下地層３３、ハードバイアス層３４、電極層３６及び保護層３７がそれぞれ形成されている。各層については主に図２を参照しながら説明する。
【００４１】
図２は、図１に示す磁気検出素子の右側部分のみを拡大した断面図である。図２に示すように、アモルファス導電層３２は、多層抵抗膜２０の凸型状反強磁性層２６の両側、特にオーバーエッチングされた領域上に形成され、アモルファス導電層３２の多層抵抗膜２０側の端面３２ａは、多層抵抗膜２０の両側端面２０ａと接触して形成される。またアモルファス導電層３２は、反強磁性層２６のトラック領域２６ａの膜厚ｔ１より膜厚ｔ２が薄い両側領域２６ｂ上に形成され、所望の膜厚が確保されている。アモルファス導電層３２の膜厚は、６０Å以上３００Å以下であることが望ましい。
【００４２】
このアモルファス導電層３２は、この上に形成されるバイアス下地層３３及びハードバイアス層３４の結晶配向について、このアモルファス導電層３２直下に位置する反強磁性層２６からの結晶配向特性が悪影響をもたらさぬようにするためのものであって、結晶構造が規則化されていないアモルファス状態の非磁性材料のアモルファス導電層３２を介在させることにより、反強磁性層２６の結晶配向がバイアス下地層３３の結晶配向に悪影響を与えないように機能している。
【００４３】
しかも、このアモルファス導電層３２は、バイアス下地層３３及びハードバイアス層３４の嵩上げ用の基材としても機能しており、これを介して形成されるハードバイアス層３４を多層抵抗膜２０の両側領域内で高い位置に嵩上げして形成し、フリー磁性層２９の両側に十分な体積を有してハードバイアス層３４を対向させる。さらに、このアモルファス導電層３２の膜厚は、バイアス下地層３３の結晶配向に悪影響を与えないようにするため、６０Å〜３００Åの範囲に設定する。
【００４４】
後述する製造方法で説明するように、このアモルファス導電層３２は、スパッタ成膜の際、形成面α上の反強磁性層２６に対してほぼ垂直方向からのイオン照射により成膜される。特に、このアモルファス導電層３２は、イオンビームスパッタ法、ロングスロースパッタ法、コリメーションスパッタ法などを用いて成膜される。またアモルファス導電層３２はスパッタ成膜により一部が多層抵抗層２０の傾斜面２０ａに付着するため、エッチング処理により、多層抵抗膜２０の傾斜面２０ａに付着した余分なアモルファス導電層３２を除去する。
【００４５】
また、アモルファス導電層３２の上面３２ｂは、反強磁性層２６の下面２６ａよりも上側（図示Ｚ方向）に位置していることが好ましい。これによって、ハードバイアス層３４を、多層抵抗膜２０の両側領域内において高い位置で形成でき、フリー磁性層２９の両側に十分な体積を有してハードバイアス層３４を対向させることが可能である。
【００４６】
また前記アモルファス導電層３２上にはバイアス下地層３３が形成される。この場合、バイアス下地層３３は、アモルファス導電層３２上の平坦部３３ａと、多層抵抗膜２０の両側端面２０ａ上の延出部３３ｂとが形成される。さらにバイアス下地層３２は、ｂｃｃ構造の結晶構造体から形成され、少なくとも[２１１]面または[２００]面が膜面垂直方向に配向されている。
【００４７】
後述する製造方法で説明する通り、バイアス下地層３３を形成するときの形成面αの垂直方向に対するスパッタ粒子入射角度は、アモルファス導電層３２の形成時のスパッタ粒子入射角度よりも大きい。これによって、バイアス下地層３３は、アモルファス導電層３２上のみならず多層抵抗膜２０の両側端面２０ａ上にも形成されるが、バイアス下地層３３は少なくとも[２１１]面または[２００]面が膜面垂直方向に配向されているため、フリー磁性層２９と対向するハードバイアス層３４の磁気特性がバイアス下地層３３により改善される。このことは、後述する実施例によって実証する。
【００４８】
なお、多層抵抗膜２０の両側領域に形成されるバイアス下地層３３の下方には、アモルファス導電層３２が形成され直接には反強磁性層２６が形成されない。このため、バイアス下地層３３が反強磁性層２６の結晶配向の影響を強く受けることはない。したがって、バイアス下地層３３上に形成されるハードバイアス層３４の保磁力を大きくすることが可能である。
【００４９】
また、前述したように、形成面α上の反強磁性層２６上でのアモルファス導電層３２は、この形成面α上において、バイアス下地層３３を嵩上げさせる機能も有している。これによって、バイアス下地層３３上に形成されるハードバイアス層３４を多層抵抗膜２０のフリー磁性層２９の高さ位置に対応する高い位置に形成することができ、フリー磁性層２９の両側に一層十分な体積を有してハードバイアス層３４を対向させることができる。
【００５０】
前記バイアス下地層３３上にはハードバイアス層３４が形成される。この実施形態では、反強磁性層２６のオーバーエッチングした箇所にアモルファス導電層３２及びバイアス下地層３３を介した位置、すなわちバイアス下地層３３の平坦部３３ａ上における、ハードバイアス層３４の下面３４ａは、フリー磁性層２９の下面２９ａよりも図示下側（図示Ｚ方向の逆方向）に位置し、かつ、平坦部３３ａ上におけるハードバイアス層３４の上面３４ｂは、フリー磁性層２９の下面２９ａよりも図示上側（図示Ｚ方向）に位置することが好ましい。これによって、ハードバイアス層３４を、フリー磁性層２９の両側に十分な大きさの体積を有して対向させることが可能である。またハードバイアス層３４が、少なくとも[１００]面が膜面垂直方向に優先配向された磁性材料から形成されている。このハードバイアス層３４が少なくとも[１００]面が膜面垂直方向に配向されていること、バイアス下地層３３が少なくとも[２１１]または[２００]面が膜面垂直方向に配向されていること、及びアモルファス導電層３２により反強磁性層２６の影響を受けないことにより、ハードバイアス層３４の磁気特性が改善され、ハードバイアス層３４の保磁力Ｈｃが実用に供する１６０ＫＡ／ｍ以上の値となる。この場合、ハードバイアス層３４の角型比Ｓが０．８以上となる。このことは、実施例によって実証する。
【００５１】
またバイアス下地層３３の平坦部３３ａ上におけるハードバイアス層３４の上面３４ｂは、フリー磁性層２９の上面２９ｂと略同一面上に位置するか、あるいはフリー磁性層２９の上面２９ｂよりも図示上側（図示Ｚ方向）に位置することが更に好ましい。これによって、フリー磁性層２９の下面２９ａ及び上面２９ｂから、形成面αと平行な方向に仮想線Ｄ、Ｅを引いた時、多層抵抗膜２０の両側領域における２本の仮想線Ｄ、Ｅ内には、バイアス下地層３３の延出部３３ｂとハードバイアス層３４のみが存在することになるため、ハードバイアス層３４からより十分なバイアス磁界をフリー磁性層２９に供給することが可能になる。
【００５２】
また、ハードバイアス層３４とフリー磁性層２９との間に、テーパー状の膜厚の薄いバイアス下地層３３の延出部３３ｂのみが介在すると、ハードバイアス層３４からのバイアス磁界は極端に小さくならず、十分な大きさのバイアス磁界をフリー磁性層２９に供給できる。
【００５３】
上記の構成であれば、ハードバイアス層３４からフリー磁性層２９に適切な大きさのバイアス磁界を供給でき、これによりフリー磁性層２９の磁化を図示Ｘ方向に適切に単磁区化することが可能である。
【００５４】
前記ハードバイアス層３４上には電極層３６が形成され、電極層３６上にはＴａなどで形成された保護層３７が形成される。
【００５５】
次に、アモルファス導電層３２及びバイアス下地層３３の材質について、以下に説明する。
【００５６】
アモルファス導電層３２は前述したように、そのアモルファス（非晶質）の性質により、直下に反強磁性層２６が存在しても、この配向特性の影響を絶ち切る作用があり、アモルファス導電層３２が非磁性材料で形成されている。
【００５７】
またアモルファス導電層３２がＣｏ−Ｔ−Ｚ合金から形成される場合には、ＴはＺｒ、Ｈｆのうち少なくとも１種を含む元素であり、ＺはＴａ、Ｎｂのうち少なくとも１種を含む元素である。またアモルファス導電層３２がＮｉ−Ｘ合金から形成される場合には、Ｘは少なくともＰを含む元素からなる。またアモルファス導電層３２の膜厚が、６０Å以上３００Å以下の範囲に設定されている。
【００５８】
一方、バイアス下地層３３は、結晶構造がｂｃｃ構造（体心立方構造）の金属膜で形成されることが望ましい。またバイアス下地層３３を成膜する場合は、その成膜方向を制御することにより、少なくとも[２１１]面または[２００]面を膜面垂直方向に配向させる。
【００５９】
上記のように、バイアス下地層３３の下にアモルファス導電層３２が形成され、直接反強磁性層２６が形成されていないため、バイアス下地層の結晶構造を体心立方構造（ｂｃｃ構造）に適正に調整できる。このような結晶構造及び結晶配向性を有する金属膜によってバイアス下地層３３を形成する理由は、このバイアス下地層３３上に形成されるハードバイアス層３４の保磁力（Ｈｃ）と角型比（Ｓ）を高めるためである。
【００６０】
また、ハードバイアス層３４は、ＣｏＰｔ合金やＣｏＰｔＣｒ合金などで形成される。これら合金の結晶構造は、稠密六方構造（ｈｃｐ）となっている。また、ハードバイアス層３４は、膜面垂直方向が[１００]面の配向を有するように成膜する。
【００６１】
ここで、金属膜で形成されたｂｃｃ構造のバイアス下地層３３とハードバイアス層３４を構成するＣｏＰｔ系合金のｈｃｐ構造は、その格子のマッチング関係で、例えばハードバイアス層３４のｈｃｐ構造のｃ軸は、膜面内に配向する。これは、膜面内に着磁しているハードバイアス層３４として非常に有利な構造である。このため、より大きな保磁力と良好な角型比を併せもつことができる。
【００６２】
バイアス下地層３３は結晶構造が体心立方構造（ｂｃｃ構造）を有するため、その金属膜は、Ｃｒ、Ｗ、Ｍｏ、Ｖ、Ｍｎ、Ｎｂ、Ｔａのいずれか１種または２種以上の元素で形成されることが好ましいが、特にＣｒ膜で形成されることが好ましい。このＣｒ膜は、ハードバイアス層３４の結晶配向を整える機能に優れ、ハードバイアス層３４の保磁力を適切に大きくすることができるからである。
【００６３】
形成面α上に形成された多層抵抗膜２０上には、図１に示すように、絶縁材料を使用して上部ギャップ層３８が形成され、上部ギャップ層３８上には磁性材料を使用して上部シールド層３９が形成される。
【００６４】
次に、本発明の第２の実施形態について、図３を参照しながら説明する。この磁気検出素子も、記録媒体に記録されたデータを再生するための磁気ヘッドに用いられる。図３には、この磁気検出素子のみが図示されているが、第１の実施形態と同様に、この磁気検出素子による磁気ヘッド上に記録用のインダクティブヘッドが形成されていてもよい。
【００６５】
この実施形態の第１実施形態と異なる部分は、多層抵抗膜２０の反強磁性層２６とギャップ層２２との間にシードレイヤ層２５を有する点である。即ち、この実施形態では、下部シールド層２１上に形成された下部ギャップ層２２上にシードレイヤ層２５が形成されている。
【００６６】
このシードレイヤ層２５は、下地層２３と、反強磁性層２６との界面と平行方向に面心立方晶の[１１１]面或いは体心立方晶の[１１０]面が優先配向した、非磁性材料或いは磁性材料で形成された配向膜２４とで形成される。
【００６７】
シードレイヤ層２５は、一層の非磁性材料あるいは磁性材料で形された配向層２４のみで構成されていてもよいが、配向層２４の結晶配向を整えるためには下地層２３が形成されている方が好ましい。
【００６８】
下地層２３は、Ｔａ（タンタル）、Ｈｆ（ハフニウム）、Ｎｂ（ニオブ）、Ｚｒ（ジルコニウム）、Ｔｉ（チタン）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｗ（タングステン）のうち少なくとも１種以上で形成されることが好ましい。また、配向層２４は、上記のように磁性材料あるいは非磁性材料で形成されるが、特に高抵抗材料で形成することが好ましい。この配向層２４は、例えばＮｉＦｅＹ合金（ただしＹは、Ｃｒ、Ｒｈ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｔｉから選ばれる少なくとも１種以上）で形成されることが好ましい。このうち、配向層２４はＮｉＦｅＣｒ合金で形成されることがより好ましい。この配向層２４の[１１１]面を、より適切に反強磁性層２６との界面と平行な方向に優先配向させることができ、さらに高比抵抗にできるからである。
【００６９】
配向層２４が高比抵抗であると、後述する電極層３６から流れるセンス電流のシードレイヤ層２５への分流を抑制することが可能である。これによって抵抗変化率（ΔＭＲ）を向上させることができ、またバルクハウゼンノイズを減少させることができる。またシードレイヤ層２５はＣｒ単層で形成してもよい。Ｃｒ単層で形成すると、その濡れ性の大きい性質により、各結晶粒が均一な高さに成長するため、膜表面のうねりがなくなり、出力信号の対称性が向上する。
【００７０】
なお、シードレイヤ層２５のうち下地層２３は、０Å以上で５０Å以下程度の膜厚で、配向層２４は１０Å以上で１００Å以下程度の膜厚で形成される。
【００７１】
前記シードレイヤ層２５上には反強磁性層２６が形成されるが、これは先の第１の実施形態のものと同様の構成である。即ち、この反強磁性層２６は、耐食性に優れ、しかもブロッキング温度も高く、反強磁性層２６上に形成される固定磁性層２７との界面で大きな交換結合磁界を発生し得る。また、この反強磁性層２６は５０Å以上で２５０Å以下の膜厚で形成されることが好ましい。
【００７２】
上記したように、シードレイヤ層２５は、反強磁性層２６との界面と平行な方向に面心立方晶の[１１１]面あるいは体心立方晶の[１１０]面が優先配向していることにより、シードレイヤ層２５上に形成される反強磁性層２６の[１１１]面、さらには反強磁性層２６上に形成される各層の[１１１]面、さらには反強磁性層２６上に形成される各層の[１１１]面と平行な方向に優先配向させることが可能であり、これによって結晶粒径が大きくなり、低抵抗率（ΔＧＭＲ）を向上させることができる。
【００７３】
固定磁性層２７は、２０Å以上で６０Å以下程度の膜厚で形成されることが好ましい。一方、非磁性導電層２８は例えば２５Å程度の膜厚で形成される。フリー磁性層２９は、２０Å以上で４０Å以下程度の膜厚で形成されることが好ましい。また、フリー磁性層２９は、２層構造で形成され、非磁性導電層２８と対向する側にＣｏ膜が形成されていることが好ましい。これにより、非磁性導電層２８との界面での金属元素等の拡散を防止でき、抵抗変化率（ΔＧＭＲ）を大きくすることができる。フリー磁性層２９上の保護層３０はＴａなどで形成され、その膜厚は３０Å程度である。
【００７４】
この第２の実施形態でも、シードレイヤ層２５から保護層３０の各層で構成される多層抵抗膜２０のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の両側端面２０ａ、２０ａが、シードレイヤ層２５の下面から保護層３０の上面まで連続した傾斜面となっている。
【００７５】
多層抵抗膜２０は、先の第１の実施形態と同様に、まず各層を形成面α上に成膜した後、多層抵抗膜２０の中央部上にのみリフトオフ用のレジスト層を形成し、レジスト層に覆われていない多層抵抗膜２０の両側領域をエッチングで除去する。
【００７６】
この多層抵抗膜２０の両側領域は、形成面αが露出するまで深くエッチングせず、シードレイヤ層２５の一部を残すか、若しくは反強磁性層２６の一部を残すような構成である。
【００７７】
なお、多層抵抗膜２０の両側領域には、先の第１の実施形態と同様に、下から順にアモルファス導電層３２、バイアス下地層３３、ハードバイアス層３４、電極層３６、及び保護層３７がそれぞれ形成される。
【００７８】
アモルファス導電層３２は、多層抵抗膜２０の両側領域の形成面α上に形成されるが、アモルファス導電層３２の多層抵抗膜２０側の端面３２ａは、多層抵抗膜２０の両側端面２０ａと接して形成される。アモルファス導電層３２上にバイアス下地層３３を介して形成されるハードバイアス層３４は、多層抵抗膜２０の両側領域内で高い位置に形成され、フリー磁性層２９の両側に十分な体積を有して対向される。
【００７９】
この形成面α上でのアモルファス導電層３２の膜厚は６０Å以上３００Å以下であることが好ましい。また、バイアス下地層３３の膜厚は３５Å以上で７５Å以下であることが好ましい。
【００８０】
この実施形態でも、アモルファス導電層３２は、スパッタの際、形成面αに対してほぼ垂直方向からのイオン照射により成膜される。嵩上げ用のアモルファス導電層３２の一部が多層抵抗膜２０の両側端面２０ａ上に形成されるが、この部分はエッチングにより除去される。
【００８１】
なお、アモルファス導電層３２の上面３２ｂは、反強磁性層２６の下面２６ａよりも上側（図示Ｚ方向）に位置していることが好ましい。これによって、ハードバイアス層３４を、多層抵抗膜２０の両側領域内において高い位置で形成でき、フリー磁性層２９の両側に十分な体積を有して対向させることが可能である。
【００８２】
この実施形態では、多層抵抗膜２０の両側領域に形成されるバイアス下地層３３の下には、アモルファス導電層３２が存在し、その下方にシードレイヤ層２５及び反強磁性層２６が存在する。このため、バイアス下地層３３がシードレイヤ層２５及び反強磁性層２６の結晶配向の影響を受けることはない。よって、バイアス下地層３３上に形成されるハードバイアス層３４の保磁力を大きくすることが可能である。しかも、バイアス下地層３３の下にアモルファス導電層３２及び反強磁性層２６の両側領域を介在させ、バイアス下地層３３やハードバイアス層３４の嵩上げを図っているため、バイアス下地層３３が先細りした状態となってこれらの体積が低下するといった不都合を解消することができる。
【００８３】
バイアス下地層３３の平坦部３３ａ上における、ハードバイアス層３４の下面３４ａは、フリー磁性層２９の下面２９ａよりも図示下側（図示Ｚ方向の逆方向）に位置し、かつ、平坦部３３ａ上におけるハードバイアス層３４の上面３４ｂは、フリー磁性層２９の下面２９ａよりも図示上側（図示Ｚ方向）に位置することが好ましい。
【００８４】
さらに、この実施形態では、上記の構成に加えて、バイアス下地層３３の平坦部３３ａ上におけるハードバイアス層３４の上面３４ｂは、フリー磁性層２９の上面２９ｂと同一面上に位置するか、あるいはフリー磁性層２９の上面２９ｂよりも図示上側（図示Ｚ方向）に位置することがさらに好ましい。これによって、フリー磁性層２９の下面２９ａ及び上面２９ｂから、それぞれ形成面αと平行な方向に仮想線（図略）を引いたとき、多層抵抗膜３１の両側領域における２本の仮想線内には、バイアス下地層３３の延出部３３ｂとハードバイアス層３４のみが存在することになるため、ハードバイアス層３４からより十分なバイアス磁界をフリー磁性層２９に供給することが可能になる。
【００８５】
さらに、この実施形態では、先の実施形態のように、ハードバイアス層３４とフリー磁性層２９との間には、テーパー状の膜厚の薄いバイアス下地層３３の延出部３３ｂが介在するため、ハードバイアス層３４からのバイアス磁界は極端に小さくならず、十分な大きさのバイアス磁界をフリー磁性層２９に供給できる。
【００８６】
この実施形態では、バイアス下地層３３の下には、アモルファス導電層３２が存在し、その下方にシードレイヤ層２５及び反強磁性層２６が存在している。そのため、バイアス下地層３３の結晶構造を体心立方構造（ｂｃｃ構造）に適正に調整できる。また、先の実施形態と同様に、バイアス下地層３３は、結晶構造が体心立方構造（ｂｃｃ構造）の金属膜で形成されることが好ましく、バイアス下地層３３の結晶配向は[２００]、[２１１]面配向を有する。
【００８７】
この実施形態のハードバイアス層３４も、ＣｏＰｔ合金やＣｏＰｔＣｒ合金などで形成され、これら合金の結晶構造は、稠密六方構造（ｈｃｐ）となっている。
【００８８】
この実施形態でも、上記の金属膜で形成されたｂｃｃ構造のバイアス下地層３３とハードバイアス層３４を構成するＣｏＰｔ系合金の（ｈｃｐ）構造は、その格子のマッチングの関係で、ハードバアイス層３４のｈｃｐ構造のｃ軸は、膜面内に配向される。その結果、膜面内に着磁して用いるハードバイアス層３４として、非常に有利な構造である。すなわち、より大きな保磁力（Ｈｃ）と良好な角型比を併せもつことができる。
【００８９】
なお、この実施形態でも、図３に示すように、形成面α上に形成された多層抵抗膜２０上には、絶縁材料を使用して上部ギャップ層３８が形成され、この上部ギャップ層３８の上には磁性材料を使用して上部シールド層３９が形成される。
【００９０】
従って、この第２の実施形態によれば、最下層にシードレイヤ層２５を形成し、その上に反強磁性層２６を形成することにより、反強磁性層２６の結晶配向が整えられ、多層抵抗膜２０の抵抗変化率を向上させることができる。
【００９１】
また、この実施形態によれば、多層抵抗膜２０の両側に形成されるバイアス下地層３３の下側には、アモルファス導電層３２が存在し、その下方にシードレイヤ層２５が存在するため、バイアス下地層３３を適切な結晶構造及び結晶配向を有して形成することができる。これによって、バイアス下地層３３上に形成されるハードバイアス層３４の保磁力を高めることができる。
【００９２】
次に、本発明の第３の実施形態について、図４を参照しながら説明する。図４は、本発明における第３の実施形態に係る磁気検出素子を記録媒体との対向面（ＡＢＳ面）側から見た部分断面図である。
【００９３】
この磁気検出素子も、記録媒体に記録されたデータを再生するための磁気ヘッドに用いられる。図４には、この磁気検出素子のみが図示されているが、第１の実施形態と同様に、この磁気検出素子による磁気ヘッド上に記録用のインダクティブヘッドが形成されていてもよい。
【００９４】
図４の第３の実施形態と図１の第１の実施形態との相違点は、固定磁性層２７及びフリー磁性層２９の構造にある。図１では固定磁性層２７及びフリー磁性層２９は共に単層で形成されていたが、図４では固定磁性層２７及びフリー磁性層２９が共に３層で形成されている。
【００９５】
固定磁性層２７は、強磁性層４０、非磁性中間層４１及び強磁性層４２で構成されている。強磁性層４０と４２は、例えばＣｏ(コバルト)で形成され、非磁性中間層４１は、例えばＲｕ（ルテニウム）などの非磁性層で形成される。この３層構成により、強磁性層４０と強磁性層４２の磁化方向は互いに反平行状態にされる。これは、いわゆるフェリ状態と呼ばれるものであり、固定磁性層２７の磁化を安定した状態にでき、また固定磁性層２７と反強磁性層２６との界面で発生する交換結合磁界を大きくすることができる。
【００９６】
同様に、フリー磁性層２９は、Ｃｏなどで形成した強磁性層４３、強磁性層４５と、この強磁性層４３、４５間のＲｕなどの非磁性中間層４４とで構成されている。これにより、強磁性層４３、４５の磁化は互いに反平行にされ、フリー磁性層２９の磁化を安定した状態に保持でき、各強磁性層４３、４５の磁気的な膜厚を薄く形成できる。その結果、フリー磁性層２９の磁化は、強磁性層４３、４５が外部磁界に対し反平行を保ちながら反転しやすくなり、再生特性の向上を図ることができる。このフェリ構造は、固定磁性層２７及びフリー磁性層２９のどちらか一方において形成されていてもよい。
【００９７】
この強磁性層４０、４２および強磁性層４３、４５の膜厚はそれぞれ１０〜７０Å程度で形成される。また非磁性中間層４１、４４の膜厚は３Å〜１０Å程度で形成される。
【００９８】
この第３の実施形態においても、多層抵抗膜４６の最下層はシードレイヤ層２５であり、また多層抵抗膜４６のトラック幅方向（図示Ｘ方向）における両側端面４６ａ、４６ａは、シードレイヤ層２５の下面から保護層３０の上面にまで連続する傾斜面となっている。また、バイアス下地層３３の下側には、アモルファス導電層３２が存在し、その下方にシードレイヤ層２５及び反強磁性層２６が存在するため、バイアス下地層３３を所定の結晶配向に保つことができる。
【００９９】
しかも、前記多層抵抗膜４６の凸形状反強磁性層２６の両側（特にオーバーエッチングされた箇所）にはアモルファス導電層３２を形成することにより、保磁力の大きいハードバイアス層３４をフリー磁性層２９の両側に十分な膜厚を有して対向させることができる。また、このフリー磁性層２９とハードバイアス層３４間に介在するバイアス下地層３３の膜厚も薄く形成できることから、ハードバイアス層３４からのバイアス磁界をフリー磁性層２９に十分に供給でき、フリー磁性層２９の単磁区化を促進させることができる。
【０１００】
さらに、固定磁性層２７の中間層４１の上面までアモルファス導電層３２を形成することが望ましい。すなわち、固定磁性層２７の中間層４１、磁性層４０、反強磁性層２６へのセンス電流の流れ込みを少なくすることにより、シャントロスが低減し出力を大きくすることができる。
【０１０１】
次に、図５〜図１０は、図１に示す磁気検出素子の製造方法を工程順に示す断面図である。なお、各図は記録媒体との対向面（ＡＢＳ面）側から見た部分断面図である。
【０１０２】
図５に示す工程では、基板Ｂ上に、パーマロイやセンダストなどの磁性材料で形成された下部シールド層２１を形成し、下部シールド層２１上に、アルミナなどの絶縁材料で形成された下部ギャップ層２２を形成する。
【０１０３】
次に、下部ギャップ層２２上の全面に、磁気検出素子の多層抵抗膜２０を構成する各層を成膜する。即ち、まず、下部ギャップ層２２上にＰｔＭｎ合金などで形成された反強磁性層２６を形成する。さらに反強磁性層２６上に、ＮｉＦｅ合金などの磁性材料で形成された固定磁性層２７、Ｃｕなどで形成された非磁性導電層２８、ＮｉＦｅ合金などで形成されたフリー磁性層２９、及びＴａなどで形成された保護層３０を形成する。
【０１０４】
また、図３に示すシードレイヤ層２５を形成するには、まず、下部ギャップ層２２上にＴａなどの下地層２３及びＮｉＦｅＣｒ合金などの非磁性材料層２４で構成されるシードレイヤ層２５を形成する。次に、シードレイヤ層２５上にＰｔＭｎ合金などで形成された反強磁性層２６を形成する。また図４に示す多層抵抗膜４６を成膜するには、固定磁性層２７及びフリー磁性層２９をフェリ状態にして形成する。
【０１０５】
次に図５に示すように、保護層３０上の中央部部分にリフトオフ用のレジストＲを塗布工程・露光現像工程によりパターニング形成する。図５に示すように、レジストＲの下面５７ｂには、切り込み部５７ａ、５７ａが設けられる。
【０１０６】
次に図６に示す工程では、レジストＲによって覆われていない多層抵抗膜２０のトラック幅方向（図示Ｘ方向）における両側領域２０ｂ、２０ｂをエッチングにより除去する。
【０１０７】
この実施形態では、多層抵抗膜２０の両側領域２０ｂ、２０ｂを、下部ギャップ層２２の上面（磁気抵抗効果素子の形成面α）が露出することがない程度の深さまで浅く反強磁性膜２６の一部をオーバーエッチングして削り込む。これにより、残された多層抵抗膜２０の両側端面２０ａ、２０ａは、反強磁性膜２６の上面から保護層３０の上面にまで連続した傾斜面となり、多層抵抗膜３１はほぼ台形状となる。
【０１０８】
次に図７に示すように、凸型形状の反強磁性層２６の両側（特にオーバーエッチングされた箇所）上にアモルファス導電層３２をスパッタ成膜する。なお、このとき、このアモルファス導電層３２の多層抵抗膜２０側の端面３２ａが多層抵抗膜２０の両側端面２０ａに接するようにする。
【０１０９】
図７に示すように、アモルファス導電層３２のスパッタ成膜は、形成面αの垂直方向（図示Ｚ方向）に対して、第１のスパッタ粒子入射角度θ１を有して行なわれる。この第１のスパッタ粒子入射角度θ１は、具体的には、０°以上で１０°以下であることが好ましい。このとき、レジストＲにもアモルファス層３２と同一の材料の層３２′が付着する。
【０１１０】
即ち、アモルファス導電層３２は、前記形成面αに対してほぼ垂直方向からスパッタ成膜される。具体的には、ロングスロースパッタ法（ＬＴＳ）、イオンビームスパッタ法（ＩＢＤ）、コリメーションスパッタ法などにより行うことが好ましい。
【０１１１】
さらに多層抵抗膜２０の両側領域２０ａに付着したアモルファス導電層３２をエッチングにより除去する。この場合、アモルファス導電層３２を完全にエッチングにより除去することが理想的であるが、アモルファス導電層３２は導電性を有するものであるため、フリー磁性層２９を流れるセンス電流を遮断させることがなく、多少残留しても問題がない。これにより、エッチング処理時間を短縮して多層抵抗層２０をエッチングから保護することができる。
【０１１２】
またアモルファス導電層３２の上面３２ｂは、反強磁性層２６の下面２６ａよりも上側に位置するようにアモルファス導電層３２の膜厚を制御して成膜することが好ましい。なお、アモルファス導電層３２の膜厚は、６０Å〜３００Åの範囲であることが好ましい。
【０１１３】
また、以下の工程で成膜されるバイアス下地層３３、ハードバイアス層３４、電極層３６、及び保護層３７もまた上記のスパッタ法によって成膜することが好ましい。
【０１１４】
また、この実施形態では、バイアス下地層３３を、結晶構造が（ｂｃｃ）構造の金属膜で形成することが好ましい。この金属膜にはＣｒ、Ｗ、Ｍｏ、Ｖ、Ｍｎ、Ｎｂ、Ｔａを挙げることができ、これら１種以上あるいは２種以上の元素を選択することが可能であるが、この実施形態では特にＣｒ膜でバイアス下地層３３をスパッタ成膜することが好ましい。
【０１１５】
次に図８に示す工程では、アモルファス導電層３２の上面３２ｂから多層抵抗膜２０の両側端面２０ａにかけてバイアス下地層３３をスパッタ成膜する。同図に示すように、バイアス下地層３３は、形成面αの垂直方向（図示Ｚ方向）に対して、第２のスパッタ粒子入射角度θ２を有してスパッタ成膜されるが、第２のスパッタ粒子入射角度θ２は、第１のスパッタ粒子入射角度θ１よりも大きいことが好ましい。この第２のスパッタ粒子入射角度θ２は、具体的には１５°以上で６０°以下であることが好ましい。より好ましくは３０°以上で６０°以下である。このとき、レジストＲ上にもバイアス下地層３３と同一の材料の層３３′が形成される。
【０１１６】
即ち、バイアス下地層３３は、アモルファス導電層３２の形成のときよりも、形成面αの垂直方向に対してより傾いた方向からスパッタ成膜される。このため、同図に示すように、バイアス下地層３３は、アモルファス導電層３２上のみならず、多層抵抗膜２０の両側端面２０ａ上にも成膜されやすい。なお、このように、バイアス下地層３３が多層抵抗膜２０の両側端面２０ａ上に延出形成されるときは、バイアス下地層３３はフリー磁性層２９の両側端面にまで延出形成されることが好ましいが、バイアス下地層３３がフリー磁性層２９の両側端面の下側までしか延出していなくてもかまわない。また、バイアス下地層３３は、多層抵抗膜２０の両側端面上に延出せずアモルファス導電層３２上にのみ形成されていてもよい。
【０１１７】
また、形成面α上におけるバイアス下地層３３の上面３３ｃが、フリー磁性層２９の下面２９ａよりも下側に位置するように、図８での工程時におけるアモルファス導電層３２及び図９での工程時におけるバイアス下地層３３の膜厚を適切に調整しながらスパッタ成膜することが好ましい。これによって、ハードバイアス層３４をフリー磁性層２９の両側に十分な体積を有して対向させることが可能である。
【０１１８】
また、この実施形態では、前述したように、バイアス下地層３３を、結晶構造が（ｂｃｃ）構造の金属膜で形成することが好ましく、そのような金属膜としてはＣｒ、Ｗ、Ｍｏ、Ｖ、Ｍｎ、Ｎｂ、Ｔａのうちいずれか１種以上を選択できる。このうちＣｒ膜でバイアス下地層３３を形成することが好ましい。このＣｒ膜は、次の工程で形成されるハードバイアス層３４の結晶構造を（ｈｃｐ）構造にしやすく、ハードバイアス層３４の保磁力を大きくすることができるからである。
【０１１９】
次に図９に示す工程では、バイアス下地層３３上にＣｏＰｔＣｒ合金などによるハードバイアス層３４をスパッタ成膜する。このとき、レジストＲ上にもハードバイアス層３４と同一の材料の層３４′が形成される。この実施形態では、上記したように、凸型状の反強磁性層２６の両側にアモルファス導電層３２を形成しており、これによってアモルファス導電層３２上にバイアス下地層３３を介して形成されるハードバイアス層３４を、フリー磁性層２９の両側に十分な体積を有して対向させることが可能である。
【０１２０】
したがって、この実施形態の製造方法によって形成された磁気検出素子によれば、ハードバイアス層３４からのバイアス磁界を適切にフリー磁性層２９に供給でき、フリー磁性層２９の磁化を適切に単磁区化することが可能になっている。
【０１２１】
また、この実施形態では、バイアス下地層３３の下にアモルファス導電層３２が形成されるため、直接に反強磁性層２６が形成されておらず、バイアス下地層３３の結晶配向を適切に整えることができ、よってバイアス下地層３３上に形成されるハードバイアス層３４の保磁力を高めることができる。
【０１２２】
また、この実施形態では、図９に示す工程時において、ハードバイアス層３４の上面３４ｂが、フリー磁性層２９の上面２９ｂよりも上側に位置するように、ハードバイアス層３４を成膜することが好ましい。
【０１２３】
さらに、ハードバイアス層３４の下面３４ａが、フリー磁性層２９の下面２９ａよりも下側に位置していれば、フリー磁性層２９の両側には、形成面αと平行な方向におけるフリー磁性層２９の膜厚範囲内にバイアス下地層３３を介してハードバイアス層３４のみが対向するため、ハードバイアス層３４からフリー磁性層２９に、より十分なバイアス磁界を供給でき、より適切にフリー磁性層２９の磁化の単磁区化を促進させることができる。
【０１２４】
次に図１０に示す工程では、ハードバイアス層３４上にＣｒやＡｕなどの電極層３６をスパッタ成膜した後、電極層３６上にＴａなどの保護層３７をスパッタ成膜する。このとき、レジストＲ上に、電極層３６と同一の材料の層３６′、保護層３７と同一の材料の層３７′が重ねられて形成される。
【０１２５】
そして図１０に示すリフトオフ用のレジストＲを除去し、続いて多層抵抗膜２０上に、図示しない上部ギャップ層３８及び上部シールド層３９を形成すると、図１に示す磁気検出素子が完成する。
【０１２６】
以上のように、この実施形態では、多層抵抗膜２０上に一つのリフトオフ用のレジストＲを用いることにより、多層抵抗膜２０の両側領域のエッチング工程及びアモルファス導電層３２、バイアス下地層３３、ハードバイアス層３４、電極層３６及び保護層３７のスパッタ成膜を連続して行うことができる。このため、上記の製造方法を用いればこの実施形態に係る磁気検出素子を容易に製造することができる。
【０１２７】
また、この実施形態では、アモルファス導電層３２の形成時における第１のスパッタ粒子入射角度θ１をバイアス下地層３３の形成時における第２のスパッタ粒子入射角度θ２よりも小さくすることで、アモルファス導電層３２及びバイアス下地層３３を容易に所定の形状で形成できる。さらにこの製造方法によれば、ハードバイアス層３４をフリー磁性層２９の両側に十分な体積を有して対向させることが容易に行える。
【０１２８】
（実施例）
次にバイアス下地層３３の下層にアモルファス金属層３２を形成し、アモルファス金属層３２上にバイアス下地層３３と、ハードバイアス層３４とを順に形成し、さらにバイアス下地層３３としてＣｒを用い、ハードバイアス層３４としてＣｏＰｔを用いた場合において、バイアス下地層３３の成膜角度に対するハードバイアス層３４のＸ線回折（ＸＲＤ）ピーク比の依存性について実験を行なった。
【０１２９】
図１１（ａ）は、バイアス下地層３３として用いたＣｒの成膜角度と、ハードバイアス層３４として用いたＣｏＰｔの[２００]面と[１００]面とのＸ線回折（ＸＲＤ）ピーク比との関係を数値で示す図、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）に示された数値をグラフに表した図、図１１（ｃ）は、ハードバイアス層３４として用いたＣｏＰｔの[２００]面と[１００]面とのＸＲＤピーク比と、ＣｏＰｔからなるバイアス層３３の保磁力（Ｈｃ）との関係を数値で示す図、図１１（ｄ）は、図１１（ｃ）に示す数値をグラフに表した図である。また図１２（ａ）はＣｒの成膜角度が２０°の場合の配向状態、図１２（ｂ）はＣｒの成膜角度が５０°の場合の配向状態、図１２（ｃ）はＣｒの成膜角度に対する、ＣｏＰｔの配向依存性及びＣｏＰｔの保磁力Ｈｃの依存性を多重記録して示すものである。
【０１３０】
ここで、Ｃｒからなるバイアス下地層３３の成膜角度と、ＣｏＰｔからなるハードバイアス層３４の成膜角度とは、基板Ｂに対する垂直方向に対するスパッタ粒子の入射方向がなす角度（図７のθ１、図８のθ２に相当する）に設定する。またＣ０Ｐｔ膜の成膜角度は２０°に制御して固定している。
【０１３１】
図１１及び図１２に示すように、Ｃｒの成膜角度が２０°の場合には、Ｃｒ膜は[１１０]面が膜面垂直方向に優先配向するのみであり、しかもＣｏＰｔ膜は[１００]面と[２００]面とのピーク比（Ｉ（[１００]／[２００]））が小さく（０．０８）、ＣｏＰｔ膜の保磁力Ｈｃは小さい（１３６ＫＡ／ｍ）。
【０１３２】
Ｃｒの成膜角度を５０°、すなわちＣｒの粒子入射方向を基板Ｂ側（水平面側）に寝かせると、Ｃｒ膜は[１１０]面に加えて[２００]面、[２１１]面が優先配向され、これにより、ＣｏＰｔ膜は[１００]面と[２００]面とのピーク比（Ｉ（[１００]／[２００]））が増大し（０．１５）、ＣｏＰｔ膜の保磁力Ｈｃも増大する（１７１ＫＡ／ｍ）。
【０１３３】
また、バイアス下地層３３としてのＣｒの成膜角度を６０°にして、Ｃｒの粒子入射方向を基板Ｂ側（水平面側）に寝かせると、Ｃｒ膜は[１１０]面に加えて[２００]面、[２１１]面が優先配向され、これにより、ＣｏＰｔ膜は[１００]面と[２００]面とのピーク比（Ｉ（[１００]／[２００]））が増大し（０．４４）、ＣｏＰｔ膜の保磁力Ｈｃも増大する（１９１ＫＡ／ｍ）。
【０１３４】
さらにＣｒの成膜角度を７０°、すなわちＣｒの粒子入射方向をさらに基板Ｂ側（水平面側）に寝かせると、Ｃｒ膜は[１１０]面に加えて[２００]面、[２１１]面が優先配向され、これにより、ＣｏＰｔ膜は[１００]面と[２００]面とのピーク比（Ｉ（[１００]／[２００]））が増大し（１．１５）、ＣｏＰｔ膜の保磁力Ｈｃも増大する（１９７ＫＡ／ｍ）。
【０１３５】
ハードバイアス層３４としてのＣｏＰｔ膜の保磁力Ｈｃが１６０ＫＡ／ｍ以上であれば、実用に供することができるものであり、Ｃｒ膜の結晶の配向状態及びＣｏＰｔ膜の検証の配向状態を制御することにより、ＣｏＰｔ膜（ハードバイアス層３４）の保磁力を実用に耐える値に向上させることができることが分かる。また本発明では、ＣｏＰｔ膜の[１００]面と[２００]面のピーク比（Ｉ（[１００]／[２００]））は０．５以上であることが好ましい。０．５以上であると、約１９０ＫＡ／ｍ以上の安定した保磁力（Ｈｃ）が得られる。このときのバイアス下地層の成膜角度は６１°以上が好ましい。また、より好ましくは、そのピーク比（Ｉ（[１００]／[２００]））が１．０以上である。ピーク比が１．０以上であると、[１００]面を[２００]面に対して優先配向することができ、約１９５ＫＡ／ｍ以上の大きくて安定した保磁力が得られる。このとき、バイアス下地層の成膜速度は６７°以上が好ましい。
【０１３６】
このことは、バイアス下地層３３としてＣｒに代えてＷ（タングステン）を用いた場合についても同様な結果が得られており、バイアス下地層３３としてｂｃｃ構造の結晶構造体を用いる限り同様の特性を示すことが確かめられている。またハードバイアス層３４としてのＣｏＰｔ合金に代えてＣｏＣｒＰｔ合金を用いた場合にも同様な特性を示すことが確かめられている。この場合、ハードバイアス層３４の成膜角度は２０°付近がよいことが確かめられている。
【０１３７】
なお、本発明の磁気検出素子は磁気ヘッドに適用したが、これに限定されるものではなく、磁気センサにも同様に適用してもよい。
【０１３８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、多層抵抗膜の両側領域のギャップ層若しくは反強磁性層上に、アモルファス導電層を介してバイアス下地層、バイアス層が形成され、反強磁性層上に直接バイアス下地層が形成されない構成とするため、反強磁性層の強力な配向特性がバイアス下地層に直接影響を及ぼすのをアモルファス導電層で防止することができ、良好なハード膜特性（例えばＨｃ≧１６０ＫＡ／ｍ、Ｓ≧０．８）をバイアス層の先細りのない形状で実現することができる。これにより、安定性を確保でき、かつ狭ギャップ・狭トラック幅に対応することができる。
【０１３９】
さらに、アモルファス導電層を介してバイアス下地層、バイアス層が積層されており、このアモルファス導電層がバイアス下地層やバイアス層の嵩上げ機能を果たしているから、特にボトムタイプのスピンバルブ型の磁気検出素子でも、バイアス下地層上に形成されるバイアス層を、多層抵抗膜の両側領域内で高い位置に形成でき、フリー磁性層の両側に十分な体積を有して対向させることができる。
【０１４０】
さらに、アモルファス導電層が多層抵抗膜とバイアス下地層及びバイアス層との界面に残留したとしても、導電性を有するものであるため、接合抵抗が増大することがなく、磁気ヘッドとしての特性劣化を防止することができる。
【０１４１】
さらに、センス電流が多層抵抗膜のフリー磁性層／非磁性層／固定磁性層の近傍を流れることなり、シャントロスを低減して出力を向上させることができる。
【０１４２】
さらに、アモルファス導電層を成膜する工程において、多層抵抗膜の両側領域のうちバイアス下地層、バイアス層が接合すべき領域にアモルファス導電層が付着したとしても、アモルファス導電層が導電性を有するため、このアモルファス導電層を完全に除去する必要がなく、エッチング処理により多層抵抗膜に損傷を与えることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る磁気検出素子を記録媒体との対向面側から見た部分断面図である。
【図２】図１に示す磁気検出素子の右側形状を拡大した部分断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る磁気検出素子の右側形状を拡大した部分断面図である。
【図４】本発明の第３の実施形態に係る磁気検出素子を記録媒体との対向面側から見た部分断面図である。
【図５】本発明の第４の実施形態に係る磁気検出素子を記録媒体との対向面側から見た部分断面図である。
【図６】図１に示す磁気検出素子の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図７】図１に示す磁気検出素子の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図８】図１に示す磁気検出素子の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図９】図１に示す磁気検出素子の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図１０】図１に示す磁気検出素子の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図１１】図１１（ａ）は、バイアス下地層のＣｒ成膜角度と、バイアス層のＣｏＰｔのＸＲＤピーク比との関係を数値で示す図、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）に示された数値をグラフに表した図、図１１（ｃ）は、バイアス層のＣｏＰｔのＸＲＤピーク比と、ＣｏＰｔからなるバイアス層の保磁力（Ｈｃ）との関係を数値で示す図、図１１（ｄ）は、図１１（ｃ）に示す数値をグラフに表した図である。
【図１２】図１２（ａ）はＣｒの成膜角度が２０°の場合の配向状態、図１２（ｂ）はＣｒの成膜角度が５０°の場合の配向状態、図１２（ｃ）はＣｒの成膜角度に対する、ＣｏＰｔの配向依存性及びＣｏＰｔの保磁力Ｈｃの依存性を多重記録して示す図である。
【図１３】従来例の磁気検出素子を記録媒体との対向面側から見た部分断面図である。
【図１４】従来例の磁気検出素子を記録媒体との対向面側から見た部分断面図である。
【符号の説明】
２０  多層抵抗膜
２１  下部シールド層
２２  下部ギャップ層
２５  シードレイヤ層
２６  反強磁性層
２７  固定磁性層
２８  非磁性導電層
２９  フリー磁性層
３０  保護層
３２  アモルファス導電層
３３  バイアス下地層
３４  ハードバイアス層
３６  電極層
４６  多層抵抗膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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