(57)【要約】【課題】  バイアス層の保磁力の向上、およびジャンクション抵抗の低下を図ることによって出力の向上が可能な磁気検出素子の製造方法を提供する。【解決手段】  基板上に、反強磁性層２３と固定磁性層２４と非磁性材料層２５とフリー磁性層２６とを含む多層膜３１が形成されている。前記多層膜３１の両側方部には、真空中で削り込んだ凹部３１ａが形成されている。前記凹部３１ａの底面３１ｃは、前記反強磁性層２３の上面２３ａと下面２３ｂとの間に位置している。前記凹部３１ａの底面３１ｃ上に、凹部３１ａ形成工程時と同一の真空中で連続工程によって形成された、膜厚１０Å以上３２Å以下のアモルファス遮断層４０が形成されている。【選択図】  図１
2006114530.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に積層された反強磁性層、固定磁性層、非磁性導電層、およびフリー磁性層を含む多層膜と、前記多層膜の両側方部に形成された凹部を有する磁気検出素子であって、
前記凹部の底面は前記反強磁性層の上面と下面との間に位置し、
前記凹部の底面上に１０Å以上３２Å以下の膜厚で形成されたアモルファス遮断層が形成され、このアモルファス遮断層の上に、バイアス下地層、バイアス層、および電極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２】
前記アモルファス遮断層が、Ａｌ，Ｃｒ，Ｇａ，Ｓｉ，Ｓｎ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｚｎ，Ｚｒから選ばれる少なくとも１種以上の非晶質酸化物で形成された請求項１記載の磁気検出素子。
【請求項３】
前記アモルファス遮断層が、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５またはＳｉＯ２から選ばれる少なくとも１種以上で形成された請求項２記載の磁気検出素子。
【請求項４】
前記アモルファス遮断層が、Ｔａ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｍｎ，Ｎｂ，Ｐｄから選ばれる少なくとも２種以上の非晶質合金で形成された請求項１記載の磁気検出素子。
【請求項５】
前記アモルファス遮断層がＴａで形成された請求項１記載の磁気検出素子。
【請求項６】
以下の工程を有することを特徴とする磁気検出素子の製造方法、
（ａ）基板上に、反強磁性層、固定磁性層、非磁性材料層、およびフリー磁性層を含む多層膜を形成する工程と、
（ｂ）真空中で前記多層膜の両側方部を削り込んで、底面が前記反強磁性層の上面と下面との間に位置する凹部を形成する工程と、
（ｃ）前記凹部の底面上に、前記（ｂ）工程の真空を破らずに同一の真空中で連続工程によってアモルファス遮断層を形成する工程と、
（ｄ）前記アモルファス遮断層の上に、バイアス下地層、バイアス層、および電極層を形成する工程。
【請求項７】
前記（ｃ）工程で、前記アモルファス遮断層を１０Å以上３２Å以下の膜厚で形成する請求項６記載の磁気検出素子の製造方法。
【請求項８】
前記（ｃ）工程で、前記アモルファス遮断層を、Ａｌ，Ｃｒ，Ｇａ，Ｓｉ，Ｓｎ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｚｎ，Ｚｒから選ばれる少なくとも１種以上の非晶質酸化物で形成する請求項６または７記載の磁気検出素子の製造方法。
【請求項９】
前記（ｃ）工程で、前記アモルファス遮断層を、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５またはＳｉＯ２から選ばれる少なくとも１種以上で形成する請求項８記載の磁気検出素子の製造方法。
【請求項１０】
前記（ｃ）工程で、前記アモルファス遮断層を、Ｔａ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｍｎ，Ｎｂ，Ｐｄから選ばれる少なくとも２種以上の非晶質合金で形成する請求項６または７記載の磁気検出素子の製造方法。
【請求項１１】
前記（ｃ）工程で、前記アモルファス遮断層を、Ｔａで形成する請求項６または７記載の磁気検出素子の製造方法。
【請求項１２】
前記（ｃ）工程で、前記アモルファス遮断層の形成を、前記底面の垂直方向の法線Ａに対して角度θ１の方向から行うスパッタリングで行う請求項６ないし１１のいずれかに記載の磁気検出素子の製造方法。
【請求項１３】
前記角度θ１は、０〜１０°の範囲内である請求項１２記載の磁気検出素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気抵抗の変化によって漏れ磁界を検出する磁気検出素子に係り、特にバイアス層の保磁力の向上、およびジャンクション抵抗の低下を図ることによって出力の向上が可能な磁気検出素子、およびその製造方法を提供することを目的とする。
【背景技術】
【０００２】
以下に示す特許文献１（特開２００２−２３２０３７号公報）の図５ないし図１０には、磁気検出素子の製造方法が開示されている。図９ないし図１３は、前記特許文献１の図５ないし図１０を書き写したものであり、各製造工程における磁気検出素子の状態を記録媒体との対向面から示した図である。
【０００３】
前記特許文献１に示された磁気検出素子の製造方法では、まず図９に示すように、下部ギャップ層１２１の上にシード層１２２が形成され、このシード層１２２の上に、下から順に反強磁性層１２３、第１磁性層１２４ａと第２磁性層１２４ｂが非磁性中間層１２４ｃを介して積層されて構成された固定磁性層１２４、非磁性中間層１２５、フリー磁性層１２６、および保護層１２７から成る多層膜１３１を積層し、この多層膜１３１の上にレジスト層１６０を形成する。
【０００４】
次に図１０に示すように、前記多層膜１３１の両側領域をエッチングによって削り込み、凹部１３１ａを形成する。この際、前記多層膜１３１の削り込みは、前記保護層１２７の表面から前記反強磁性層１２３の途中まで行う。
【０００５】
次に図１１に示すように、前記多層膜１３１の両側領域に形成された前記凹部１３１ａ内で前記反強磁性層１２３の上に、アモルファス絶縁層１４０を形成する。そして、前記アモルファス絶縁層１４０の上から前記凹部１３１ａの内側面１３１ｂにかけてバイアス下地層１４１を形成する。そして、図１２に示すように、前記バイアス下地層１４１の上にハードバイアス層１４２を形成した後、図１３に示すように前記ハードバイアス層１４２の上に電極層１４３および保護層１４４を形成し、前記レジスト層１６０を除去すると、図１４に示す磁気検出素子１０１が形成される。
【０００６】
このようにして形成された前記磁気検出素子１０１では、前記多層膜１３１の両側領域に形成された前記凹部１３１ａ内の反強磁性層１２３上に、アモルファス絶縁層１４０上を介してバイアス下地層１４１、ハードバイアス層１４２が形成されているため、前記反強磁性層１２３の上に直接バイアス下地層１４１が形成されていない。したがって、結晶構造が規則化されていないアモルファス状態のアモルファス絶縁層１４０を介在させているため、前記反強磁性層１２３の結晶配向が前記バイアス下地層１４１の配向に影響を与えることがなくなるため、バイアス下地層１４１の上に形成された前記ハードバイアス層１４２の保磁力（Ｈｃ）の向上を図ることが可能となる。
【特許文献１】特開２００２−２３２０３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、図９ないし図１３に示す磁気検出素子１０１の製造工程では、図１０に示す工程の際、前記多層膜１３１の両側を削り込んで前記凹部１３１ａを形成する工程を通常は真空中で行っているものと考えられる。そして、次の図１１に示す工程で前記凹部１３１ａ内に前記アモルファス絶縁層１４０を形成する工程も通常は真空中で行うものと考えられる。
【０００８】
前記特許文献１には、図１０に示す工程で前記凹部１３１ａを形成する工程と、図１１に示す工程で前記凹部１３１ａ内に前記アモルファス絶縁層１４０を形成する工程とを同一の真空中で連続的に行っているか否かに関しては何ら記載されていないが、前記特許文献１の明細書の段落［０１４８］には、「・・・イオンミリングによりエッチングし、反強磁性層が１５０Åの膜厚とされた基板を作成した。次に、上記基板上に・・・アモルファス絶縁層を２５Å成膜した試料・・・をそれぞれ作成する。」と記載されており、文言上エッチングとアモルファス絶縁層の形成とが分離していることから、前記特許文献１に開示された製造方法は、前記多層膜１３１を削り込んで前記凹部１３１ａの形成を行う工程と、前記凹部１３１ａ内に前記アモルファス絶縁層１４０を形成する工程とを、同一の真空中で連続的に行わない非連続工程を想定しているものと考えられる。
【０００９】
しかし、本願発明者らは、前記凹部１３１ａの形成と前記アモルファス絶縁層１４０の形成とを同一の真空中で連続的に行わない非連続工程で行った場合には、同一の真空中で行う連続工程の場合と比較して、前記アモルファス絶縁層１４０の膜厚を大きくしないと、前記ハードバイアス層１４２の保磁力（Ｈｃ）を向上させることができないことを見出した。
【００１０】
ここで、前記アモルファス絶縁層１４０の膜厚が大きいと、前記凹部１３１ａの前記内側面１３１ｂに前記アモルファス絶縁層１４０が付着し易くなるが、前記電極層１４３，１４３間を電流が通過する際、前記内側面１３１ｂに付着した前記アモルファス絶縁層１４０にも電流が流れることになるため、この内側面１３１ｂに付着したアモルファス絶縁層１４０の存在は、いわゆるジャンクション抵抗が高くなるという問題を生じることとなる。
【００１１】
本発明は前記従来の課題を解決するものであり、バイアス層の保磁力を向上するとともに、ジャンクション抵抗の低下を図ることが可能な磁気検出素子、およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、基板上に積層された反強磁性層、固定磁性層、非磁性導電層、およびフリー磁性層を含む多層膜と、前記多層膜の両側方部に形成された凹部を有する磁気検出素子であって、
前記凹部の底面は前記反強磁性層の上面と下面との間に位置し、
前記凹部の底面上に１０Å以上３２Å以下の膜厚で形成されたアモルファス遮断層が形成され、このアモルファス遮断層の上に、バイアス下地層、バイアス層、および電極層が形成されていることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明の磁気検出素子では、前記アモルファス遮断層の膜厚を１０Åとしても、前記バイアス層の保磁力（Ｈｃ）および角型比（Ｓ）を大きくすることができる。また、前記アモルファス遮断層４０を３２Å以下の膜厚で形成されていることから、前記アモルファス遮断層を例えば絶縁性材料によってスパッタなどで形成する際、前記凹部の前記内側面に、前記アモルファス遮断層が付着し難くすることができるため、前記電極層間を電流が通過する際、前記内側面に付着した前記アモルファス遮断層にも電流が流れてしまうといった問題が生じないため、いわゆるジャンクション抵抗が高くなるという問題を抑制することができる。したがって、出力の向上をはかることが可能となる。
【００１４】
ここで、前記アモルファス遮断層が、Ａｌ，Ｃｒ，Ｇａ，Ｓｉ，Ｓｎ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｚｎ，Ｚｒから選ばれる少なくとも１種以上の非晶質酸化物で形成されたものとして構成することができる。
【００１５】
この場合、前記アモルファス遮断層が、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５またはＳｉＯ２から選ばれる少なくとも１種以上で形成されたものとして構成しても良い。
【００１６】
また、前記アモルファス遮断層が、Ｔａ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｍｎ，Ｎｂ，Ｐｄから選ばれる少なくとも２種以上の非晶質合金で形成されたものとして構成しても良い。
また、前記アモルファス遮断層がＴａで形成されたものとして構成しても良い。
【００１７】
また、本発明の磁気検出素子の製造方法は、以下の工程を有することを特徴とするものである。
（ａ）基板上に、反強磁性層、固定磁性層、非磁性材料層、およびフリー磁性層を含む多層膜を形成する工程と、
（ｂ）真空中で前記多層膜の両側方部を削り込んで、底面が前記反強磁性層の上面と下面との間に位置する凹部を形成する工程と、
（ｃ）前記凹部の底面上に、前記（ｂ）工程の真空を破らずに同一の真空中で連続工程によってアモルファス遮断層を形成する工程と、
（ｄ）前記アモルファス遮断層の上に、バイアス下地層、バイアス層および電極層を形成する工程。
【００１８】
本発明の磁気検出素子の製造方法では、（ｂ）工程で行われる前記凹部の形成工程と、（ｃ）工程で行われる前記アモルファス遮断層形成工程とを、同一の真空中で連続して行っている。このように、前記アモルファス遮断層を凹部の形成と同一の真空中で連続して行うと、一度真空状態を破って非連続工程で形成する場合に比較して、前記アモルファス遮断層の膜厚を薄くしても、前記バイアス層の保磁力（Ｈｃ）および角型比（Ｓ）を大きくできることが分かった。したがって、本発明の製造方法で形成される磁気検出素子では、前記アモルファス遮断層の膜厚を従来よりも薄くしても、前記バイアス層４２の保磁力（Ｈｃ）および角型比（Ｓ）を大きくすることができる。また、このように前記アモルファス遮断層膜厚を小さくすることができることから、前記凹部の内側面に、前記アモルファス遮断層が付着し難くすることができるため、電極層間を電流が通過する際、前記内側面に付着した前記アモルファス遮断層にも電流が流れてしまうといった問題が生じないため、いわゆるジャンクション抵抗が高くなるという問題を、効果的に抑制することができる。したがって、出力の向上をはかることが可能となる。
【００１９】
この場合、前記（ｃ）工程で、前記アモルファス遮断層を１０Å以上３２Å以下の膜厚で形成することもできる。
【００２０】
このように構成すると、バイアス層の保磁力（Ｈｃ）および角型比（Ｓ）を効果的に大きくすることができるとともに、前記凹部の内側面に、前記アモルファス遮断層が付着し難くすることができるため、いわゆるジャンクション抵抗をさらに効果的に抑制できる。
【００２１】
また、前記（ｃ）工程で、前記アモルファス遮断層を、Ａｌ，Ｃｒ，Ｇａ，Ｓｉ，Ｓｎ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｚｎ，Ｚｒから選ばれる少なくとも１種以上の非晶質酸化物で形成することができる。
【００２２】
この場合、前記（ｃ）工程で、前記アモルファス遮断層を、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５またはＳｉＯ２から選ばれる少なくとも１種以上で形成するものとして構成することができる。
【００２３】
また、前記（ｃ）工程で、前記アモルファス遮断層を、Ｔａ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｍｎ，Ｎｂ，Ｐｄから選ばれる少なくとも２種以上の非晶質合金で形成するものとして構成することや、前記（ｃ）工程で、前記アモルファス遮断層を、Ｔａで形成するものとして構成することができる。
【００２４】
また、前記（ｃ）工程で、前記アモルファス遮断層の形成を、前記底面の垂直方向の法線Ａに対して角度θ１の方向から行うスパッタリングで行うものとして構成することができる。
【００２５】
このように構成すると、前記アモルファス遮断層の上面を、前記凹部の前記底面とほぼ平行に形成できるため、前記凹部の前記内側面に、前記アモルファス遮断層が付着し難くすることができるため、いわゆるジャンクション抵抗を抑制することができる。
【００２６】
この場合、前記角度θ１は、０〜１０°の範囲内であるものとすると、いわゆるジャンクション抵抗を効果的に抑制することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の磁気検出素子では、前記アモルファス遮断層の膜厚を１０Åとしても、前記バイアス層の保磁力（Ｈｃ）および角型比（Ｓ）を大きくすることができる。また、前記アモルファス遮断層４０を３２Å以下の膜厚で形成されていることから、前記アモルファス遮断層を例えば絶縁性材料によってスパッタなどで形成する際、前記凹部の前記内側面に、前記アモルファス遮断層が付着し難くすることができるため、前記電極層間を電流が通過する際、前記内側面に付着した前記アモルファス遮断層にも電流が流れてしまうといった問題が生じないため、いわゆるジャンクション抵抗が高くなるという問題を抑制することができる。したがって、出力の向上をはかることが可能となる。
【００２８】
また本発明の磁気検出素子の製造方法では、多層膜に形成される凹部の形成工程と、その後の工程で行われるアモルファス遮断層形成工程とを、同一の真空中で連続して行っている。このように、前記アモルファス遮断層を凹部の形成と同一の真空中で連続して行うと、一度真空状態を破って非連続工程で形成する場合に比較して、前記アモルファス遮断層の膜厚を薄くしても、前記バイアス層の保磁力（Ｈｃ）および角型比（Ｓ）を大きくできることが分かった。したがって、本発明の製造方法で形成される磁気検出素子では、前記アモルファス遮断層の膜厚を従来よりも薄くしても、前記バイアス層４２の保磁力（Ｈｃ）および角型比（Ｓ）を大きくすることができる。したがって、出力の向上をはかることが可能となる。
【００２９】
また、このように前記アモルファス遮断層の膜厚を小さくすることができることから、前記凹部の内側面に、前記アモルファス遮断層が付着し難くすることができる。したがって前記アモルファス遮断層が絶縁性材量で形成された場合には、電極層間を電流が通過する際、前記内側面に付着した前記アモルファス遮断層にも電流が流れてしまうといった問題が生じないため、いわゆるジャンクション抵抗が高くなるという問題を、効果的に抑制することができる。したがって、出力の向上をはかることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
図１は、本発明における実施形態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。
【００３１】
図１に示す磁気検出素子１は、例えばハードディスク装置などに搭載される磁気ヘッドのＧＭＲヘッドの一部として形成される。記録媒体に記録された外部信号を再生するためのＧＭＲヘッドである。図１には前記磁気検出素子１であるＧＭＲヘッドのみが開示されているが、このＧＭＲヘッドの上に記録用のインダクティブヘッドが積層されていてもよい。前記インダクティブヘッドは磁性材料製のコア層とコイル層とを有して構成される。
【００３２】
また前記磁気検出素子１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上に形成される。前記スライダは、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支持部材と接合され、磁気ヘッド装置が構成される。
【００３３】
図１に示す符号２１は、Ａｌ２Ｏ３やＳｉＯ２などの絶縁材からなる下部ギャップ層であり、この下部ギャップ層２１は図示しない基板上に形成されている。
【００３４】
前記下部ギャップ層２１の上には、シード層２２が形成されている。前記シード層２２は、次に説明する反強磁性層２３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）面が優先配向した非磁性材料あるいは磁性材料で形成される。前記シード層２２は、特に高抵抗材料で形成されることが好ましい。前記シード層２２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）で形成できる。前記シード層２２は、例えば１０Å以上で１００Å以下程度の膜厚で形成される。
【００３５】
次に前記シード層２２の上には反強磁性層２３が形成される。前記反強磁性層２３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で形成されることが好ましい。あるいは前記反強磁性層２３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。
【００３６】
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次に説明する固定磁性層２４との界面で大きな交換結合磁界を発生し得る。また前記反強磁性層２３は、例えば５０Å以上で２５０Å以下の膜厚で形成されることが好ましい。
【００３７】
前記したように、前記シード層２２は、前記反強磁性層２３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で、前記シード層２２上に形成される反強磁性層２３の（１１１）面、さらには前記反強磁性層２３上に形成される各層の（１１１）面を前記界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抵抗変化率（ΔＭＲ）を向上させることが可能である。
【００３８】
次に前記反強磁性層２３の上には固定磁性層２４が形成されている。図１に示す実施形態では、前記固定磁性層２４は、第１磁性層２４ａ第２磁性層２４ｂとが、非磁性中間層２４ｃを介して積層された積層フェリ構造で構成されている。
【００３９】
第１磁性層２４ａ及び第２磁性層２４ｂは強磁性材料により形成されるもので、例えばＮｉＦｅ合金、Ｃｏ、ＣｏＮｉＦｅ合金、ＣｏＦｅ合金、ＣｏＮｉ合金などにより形成される。また、前記第１磁性層２４ａ及び第２磁性層２４ｂは同一の材料で形成されることが好ましい。
【００４０】
また、非磁性中間層２４ｃは非磁性材料により形成されるもので、例えばＲｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｃｒ、Ｒｅ、Ｃｕのうち１種またはこれらの２種以上の合金で形成することができる。
【００４１】
なお図１に示す実施形態においては、前記固定磁性層２４は積層フェリ構造であるが、磁性材料の単層構造、あるいは多層構造で形成されていてもかまわない。
【００４２】
なお図１に示す実施形態においては、第１磁性層２４ａの磁化は図示Ｙ２方向に固定され、第２磁性層２４ｂの磁化は図示Ｙ２方向と逆方向（図示Ｙ１方向）に固定されている。
【００４３】
前記固定磁性層２４は、例えば２０Å以上で６０Å以下程度の膜厚で形成される。
前記固定磁性層２４の上には非磁性材料層２５が形成されている。前記非磁性材料層２５は例えばＣｕなどの電気抵抗の低い導電性材料によって形成される。前記非磁性材料層２５は、例えば２５Å程度の膜厚で形成される。
【００４４】
次に前記非磁性材料層２５の上にはフリー磁性層２６が形成される。前記フリー磁性層２６は、例えばＮｉＦｅ合金、ＣｏＦｅ合金、Ｃｏ、ＣｏＮｉＦｅ合金などにより形成される。また前記フリー磁性層２６は、例えば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。
【００４５】
次に前記フリー磁性層２６の上には保護層２７が形成される。前記保護層２７は、例えばＴａなどで形成される。前記保護層２７の膜厚は、例えば３０Å程度である。
【００４６】
図１に示す実施形態では、前記反強磁性層２３、前記固定磁性層２４、前記非磁性材料層２５、前記フリー磁性層２６、および前記保護層２７で多層膜Ｔ１が構成される。
【００４７】
本発明では、図１に示すように前記多層膜３１には、トラック幅方向（図示Ｘ１−Ｘ２方向）における側方部に凹部３１ａが形成されている。この凹部３１ａの内側面３１ｂ，３１ｂが、前記保護層２７の上面２７ａから前記反強磁性層２３の膜厚方向（図示Ｚ１−Ｚ２方向）の途中部分（中間部分）まで、連続した傾斜面となっており、前記凹部３１ａの底面３１ｃは、前記反強磁性層２３の膜厚方向における中間部分に位置している。すなわち、前記底面３１ｃは、前記反強磁性層２３の上面２３ａと下面２３ｂとの間（中間部）に位置するように形成されているのである。したがって、前記凹部３１ａの前記底面３１ｃは、前記反強磁性層２３が露出している。
【００４８】
なお、前記内側面３１ｂ，３１ｂは連続した傾斜面に替えて、連続した湾曲面として構成されていても良い。
【００４９】
前記凹部３１ａ内には、前記凹部３１ａの前記底面３１ｃの上に、アモルファス遮断層４０が形成されている。
【００５０】
前記アモルファス遮断層４０の上には下から順に、バイアス下地層４１、バイアス層４２、電極層４３、および保護層４４が積層されている。
【００５１】
前記バイアス下地層４１は、前記アモルファス遮断層４０の上面４０ａから前記多層膜３１の内側面３１ｂにかけて形成されており、前記バイアス下地層４１は、前記アモルファス遮断層４０上に形成された平坦部４１ａと、前記多層膜３１の前記内側面３１ｂに沿って前記保護層４４方向に延びる延出部４１ｂとで構成されている。
【００５２】
前記バイアス下地層４１は、例えばＣｒ、Ｗ、Ｍｏ、Ｖ、Ｍｎ、Ｎｂ、Ｔａのうちいずれか１種または２種以上から選択された非磁性材料によって形成によって形成できる。
【００５３】
前記バイアス下地層４１の前記平坦部４１ａは、例えば１５Å以上７５Å以下の膜厚で形成されており、前記バイアス層４２の保磁力や角型比を効果的に向上させる機能を有する。
【００５４】
前記バイアス下地層４１の上にはバイアス層４２が形成されている。前記バイアス層４２は図示Ｘ２方向または図示Ｘ１方向に着磁されており、このバイアス層４２からのＸ１方向またはＸ２方向へのバイアス磁界により、前記フリー磁性層２６の磁化は図示Ｘ１方向、またはＸ２方向に揃えられている。前記バイアス層４２は、例えばＣｏ−Ｐｔ（コバルト−白金）合金やＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ（コバルト−クロム−白金）合金などで形成することができる。前記バイアス層４２は、例えば１００から４００Åの範囲内の膜厚で形成することができる。
【００５５】
前記バイアス層４２の上には、Ｃｒ、Ａｕ、Ｔａ、Ｗなどで形成された電極層４３が形成され、この電極層４３の上には、例えばＴａなどで形成された保護層４４が形成されている。前記保護層４４の膜厚は、例えば５０Å程度である。
【００５６】
図１に示す前記磁気検出素子１では、前記電極層４３、４３の内側先端部４３ａと４３ａのトラック幅方向（図示Ｘ１−Ｘ２方向）の幅寸法を「トラック幅Ｔｗ」と定義する。
【００５７】
前記バイアス下地層４１の結晶構造は体心立方（ｂｃｃ）構造であり、このバイアス下地層４１の（２００）面が、バイアス下地層４１の前記平坦部４１ａと、前バイアス層４２との界面に平行な方向（図示Ｘ１−Ｘ２方向）に配向し、さらに、前記バイアス層４２の結晶構造は稠密六方（ｈｃｐ）構造であり、前記バイアス層４２の｛１００｝面が前記フリー磁性層２６の膜面方向と平行な方向（図示Ｘ方向）に配向している。
【００５８】
前記バイアス下地層４１の結晶構造が体心立方（ｂｃｃ）構造であり、このバイアス下地層４１の（２００）面がバイアス下地層４１の平坦部４１ａとバイアス層４２との界面に平行な方向に配向していると、前記バイアス下地層４１の上に積層される前記バイアス層４２は、｛１００｝面がバイアス下地層４１の平坦部４１ａとバイアス層４２との界面に平行な方向に配向した稠密六方（ｈｃｐ）構造の結晶構造を有するようになる。
【００５９】
前記バイアス層４２の｛１００｝面が、前記バイアス下地層４１の平坦部４１ａと前記バイアス層４２との界面に平行な方向に配向すると、前記バイアス層４２の｛１００｝面を、前記フリー磁性層２６の膜面方向と平行な方向に配向させることができる。すなわち前記バイアス層４２の結晶軸のｃ軸を前記フリー磁性層２６の膜面方向に平行な方向（図示Ｘ方向）を向かせることができ、バイアス磁界を効果的に発生させることができる。また、前記バイアス層４２の保磁力及び角型比を向上させることができ、前記磁気検出素子１のバルクハウゼンノイズを低減し、磁界検出感度を向上させることができる。
【００６０】
本発明の磁気検出素子１では、前記凹部３１ａの底面３１ｃが、前記反強磁性層２３の膜厚方向における中間部に位置している。したがって、後記するバイアス層４２を前記凹部３１ａ内に形成したときに、前記バイアス層４２のフリー磁性層２６近傍である先端部領域の先細りを少なくすることができるため、バイアス磁界を前記フリー磁性層２６に効果的に印加することできるため、再生波形の直線性や安定性を図ることが可能となる。
【００６１】
本発明の磁気検出素子１では、図１に示すように前記アモルファス遮断層４０は前記反強磁性層２３と前記バイアス下地層４１の間に形成されていることから、前記アモルファス遮断層４０の下方に形成されている前記反強磁性層２３からの結晶配向特性によって、前記アモルファス遮断層４０の上方に形成されている前記バイアス下地層４１およびバイアス層４２の結晶配向特性が影響されない。すなわち、前記アモルファス遮断層４０は、前記バイアス下地層４１に対して前記反強磁性層２３からの結晶配向特性を遮断する機能を有するものである。
【００６２】
したがって、前記バイアス下地層４１が前記反強磁性層２３の結晶配向の影響を受けることがなく、前記バイアス層４２に対して、このバイアス層４２の下に形成された前記バイアス下地層４１の結晶配向の影響のみを与えることができるため、前記バイアス層４２の結晶配向を稠密六方（ｈｃｐ）構造とすることが可能となる。これにより、バイアス磁界を効果的に発生させることができ、前記バイアス層４２の保磁力及び角型比を向上させることができるとともに、前記磁気検出素子１のバルクハウゼンノイズを低減し、磁界検出感度を向上させることができる。
【００６３】
前記アモルファス遮断層４０は、前記反強磁性層２３からの結晶配向を遮断する機能を有することが必要とされる。また反強磁性層２３にセンス電流が流れることによって磁気検出素子１の出力が低下することを抑制するため、電気的な絶縁性を有していることが好ましい。
【００６４】
したがって、前記アモルファス遮断層４０の材質は、Ａｌ，Ｃｒ，Ｇａ，Ｓｉ，Ｓｎ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｚｎ，Ｚｒから選ばれる少なくとも１種以上の非晶質である酸化物で形成することが好ましい。
【００６５】
また前記アモルファス遮断層４０は、Ｔａで形成しても良い。
さらには前記アモルファス遮断層４０を、Ｔａ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｍｎ，Ｎｂ，Ｐｄから選ばれる少なくとも２種以上の非晶質合金で形成することができる。
【００６６】
以上の材質のうち、例えば前記アモルファス遮断層４０は、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５，ＳｉＯ２から選ばれる少なくとも１種以上で形成される。
【００６７】
前記アモルファス遮断層４０を絶縁性材料で形成した場合、前記アモルファス遮断層４０の膜厚は、３５Å未満であることが好ましい。前記アモルファス遮断層４０を６５Å未満の膜厚で形成すると、前記アモルファス遮断層４０をスパッタなどで形成する際、前記凹部３１ａの前記内側面３１ｂに、前記アモルファス遮断層４０が付着し難くすることができるため、前記電極層４３と４３間を電流が通過する際、前記内側面３１ｂに付着した前記アモルファス遮断層４０にも電流が流れてしまうといった問題が生じないため、いわゆるジャンクション抵抗が高くなるという問題を抑制することができる。
【００６８】
なお後記するように、本発明では前記アモルファス遮断層４０の形成を、前記凹部３１ａの形成と同一の真空中で連続して行っている。このように、前記アモルファス遮断層４０を凹部３１ａの形成と同一の真空中で連続して行うと、異なる真空中で非連続により形成する場合に比較して、膜厚を薄くしても前記バイアス層４２の保磁力（Ｈｃ）、および角型比（Ｓ）を大きくできることが分かった。したがって、本発明の磁気検出素子１では、前記アモルファス遮断層４０の膜厚を従来よりも薄い３５Å未満とし、さらには１０Åとしても、前記バイアス層４２の保磁力（Ｈｃ）および角型比（Ｓ）を大きくすることができるとともに、前記したようにジャンクション抵抗の低下を図ることが可能となる。したがって、出力の向上をはかることが可能となる。
【００６９】
また、前記アモルファス遮断層４０が形成された前記凹部３１ａの前記底面３１ｃは、前記反強磁性層２３の下面２３ｂよりも上方に位置しているため、前記アモルファス遮断層４０の上面４０ａは、前記反強磁性層２３の下面２３ｂよりも上方に位置している。したがって、前記バイアス層４２を前記凹部３１ａ内で膜厚方向（図示Ｚ１−Ｚ２方向）において高い位置に形成できるため、前記バイアス層４２を、前記多層膜３１の前記内側面３１ｂに沿って前記保護層４４方向に延びる部分の先細りを少なくすることができるため、前記フリー磁性層２６の両側方に充分に大きな体積を確保して対向させることができ、フリー磁性層２６にバイアス磁界を充分に与えることが可能となる。
【００７０】
次に、図１に示す磁気検出素子１の製造方法について、図２ないし図６を用いて説明する。
【００７１】
まず図２に示すように、図示しない基板上に形成された下部ギャップ層２１上に、下から順にシード層２２、反強磁性層２３、第１磁性層２４ａと非磁性中間層２４ｃと第２磁性層２４ｂとからなる固定磁性層２４、非磁性材料層２５、フリー磁性層２６、および保護層２７を連続工程で成膜し、多層膜３１を成膜する。この成膜にはスパッタや蒸着法が使用される。スパッタ法には、ＤＣマグネトロンスパッタ法、ＲＦスパッタ法、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使用できる。なお本明細書で言う「連続工程」とは、真空状態を破らずに、同一の真空成膜装置内において同一の真空中で工程を行うことを意味する。以下同じである。
【００７２】
前記下部ギャップ層２１上に前記保護層２７までの多層膜３１を積層した後、第１の磁場中アニールを施す。トラック幅Ｔｗ（図示Ｘ１−Ｘ２方向）と直交する方向である第１の磁界（図示Ｙ２方向）を印加しつつ、第１の熱処理温度で熱処理し、前記反強磁性層２３と前記固定磁性層２４を構成する第１磁性層２４ａとの間に交換結合磁界を発生させて、前記第１磁性層２４ａの磁化を図示Ｙ２方向に固定する。もう一方の第２磁性層２４ｂの磁化は、前記第１磁性層２４ａとの間で働くＲＫＫＹ相互作用による交換結合によって、図示Ｙ１方向に固定される。例えば、前記第１の熱処理温度は２７０℃であり、磁界の大きさは８００（ｋＡ／ｍ）である。
【００７３】
次に図３に示す工程では、前記保護層２７上にリフトオフ用のレジスト層６０を形成する。前記レジスト層６０を保護層２７上に形成した後、真空のチャンバ内で、前記レジスト層６０に覆われていない前記多層膜３１の図示破線部分を、イオンミリングなどの公知の方法で削り込む。これにより前記レジスト層６０からはみ出した前記多層膜３１の両側部分は削られ、前記多層膜３１に凹部３１ａが形成される。このときの状態を示したのが図４である。
【００７４】
図４に示すように、この凹部３１ａの内側面３１ｂ，３１ｂを、前記保護層２７の上面２７ａから前記反強磁性層２３の膜厚方向（図示Ｚ１−Ｚ２方向）の途中部分（中間部分）まで、連続した傾斜面となるように形成し、前記凹部３１ａの底面３１ｃが、前記反強磁性層２３の膜厚方向における中間部分に位置しているように形成する。すなわち、前記底面３１ｃは、前記反強磁性層２３の上面２３ａと下面２３ｂとの間に位置するように形成するのである。したがって、前記凹部３１ａの前記底面３１ｃは、前記反強磁性層２３が露出した状態に形成される。なお、前記内側面３１ｂ，３１ｂを連続した傾斜面に替えて、連続した湾曲面として形成しても良い。
【００７５】
次に図５に示すように、図３および図４に示す工程から真空状態を破らずに同一の真空中において、前記凹部３１ａの前記底面３１ｃの上に、アモルファス遮断層４０をスパッタリングなどの方法で形成する。このとき、図５に示すように、前記凹部３１ａの前記底面３１ｃの垂直方向の法線Ａに対して角度θ１の方向から行われる。前記角度θ１は、０〜１０°の範囲内であることが好ましい。前記角度θ１を前記範囲内とすると、前記アモルファス遮断層４０の上面４０ａを、前記凹部３１ａの前記底面３１ｃとほぼ平行に形成されるため、前記凹部３１ａの前記内側面３１ｂに、前記アモルファス遮断層４０が付着し難くすることができる。したがって、前記電極層４３と４３間を電流が通過する際、前記内側面３１ｂに付着した前記アモルファス遮断層４０にも電流が流れてしまうといった問題が生じないため、いわゆるジャンクション抵抗が高くなるという問題を抑制することができる。
【００７６】
前記アモルファス遮断層４０の膜厚は、ジャンクション抵抗を低く抑えるために３２Å未満で形成されることが好ましく、また保磁力（Ｈｃ）および角型比（Ｓ）を大きくするために１０Å以下で形成されると更に好ましい。
【００７７】
なお、前記アモルファス遮断層４０を形成した際、前記レジスト層６０の表面にも、前記アモルファス遮断層４０と同じ材料層７０が付着する。
【００７８】
次に図６に示すように、前記アモルファス遮断層４０の上から前記凹部３１ａの前記内側面３１ｂにかけて、バイアス下地層４１をスパッタリングや蒸着法などの公知の方法で成膜し、さらに前記バイアス下地層４１上にバイアス層４２、電極層４３、および保護層４４をスパッタリングや蒸着法などの公知の方法で連続成膜する。
【００７９】
これにより前記レジスト層６０上に形成された前記材料層７０の上にも、前記バイアス下地層４１と同じ材料層７１、前記バイアス層４２と同じ材料層７２、前記電極層４３と同じ材料層７３、および前記保護層４４と同じ材料層７４が付着する。
【００８０】
本発明では、図３または図４に示す、前記凹部３１ａの形成工程と、図５に示す前記アモルファス遮断層４０の形成工程とを、同一の真空成膜装置内において同一の真空中で連続して行っている。このように、前記アモルファス遮断層４０を凹部３１ａの形成と同一の真空中で連続して行うと、一度真空状態を破って前記底面３１ｃを構成する前記反強磁性層２３を大気暴露してしまう非連続工程で形成する場合に比較して、前記アモルファス遮断層４０の膜厚を薄くしても、前記バイアス層４２の保磁力（Ｈｃ）および角型比（Ｓ）を大きくできることが分かった。したがって、本発明の磁気検出素子１では、前記アモルファス遮断層４０の膜厚を従来よりも薄い３２Å未満とし、さらには１０Åとしても、前記バイアス層４２の保磁力（Ｈｃ）および角型比（Ｓ）を大きくすることができる。したがって、出力の向上をはかることが可能となる。
【００８１】
また、このように前記アモルファス遮断層４０の膜厚を小さくすることができることから、前記凹部３１ａの前記内側面３１ｂに、前記アモルファス遮断層４０が付着し難くすることができるため、前記電極層４３と４３間を電流が通過する際、前記内側面３１ｂに付着した前記アモルファス遮断層４０にも電流が流れてしまうといった問題が生じないため、いわゆるジャンクション抵抗が高くなるという問題を、効果的に抑制することができる。したがって、出力の向上をはかることが可能となる。
【００８２】
また、前記アモルファス遮断層４０が形成された前記凹部３１ａの前記底面３１ｃは、前記反強磁性層２３の下面２３ｂよりも上方に位置しているため、前記アモルファス遮断層４０の上面４０ａは、前記反強磁性層２３の下面２３ｂよりも上方に位置している。したがって、前記バイアス層４２を前記凹部３１ａ内で膜厚方向（図示Ｚ１−Ｚ２方向）において高い位置に形成できるため、前記バイアス層４２を、前記多層膜３１の前記内側面３１ｂに沿って前記保護層４４方向に延びる部分の先細りを少なくすることができるため、前記フリー磁性層２６の両側方に充分に大きな体積を確保して対向させることができ、フリー磁性層２６にバイアス磁界を充分に与えることが可能となる。
【００８３】
なお、図１には、前記フリー磁性層２６が１層で構成されるものを例にして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば前記フリー磁性層２６が第１の磁性層と第２の磁性層とが非磁性中間層を介して積層された、いわゆる積層フェリフリー構造として構成しても良い。この場合、図２に示す工程で前記非磁性材料層２５を形成した後、フリー磁性層２６を構成する第１磁性層と非磁性昼間層と第２磁性層とを下から順に積層して、フリー磁性層２６を形成すれば良い。
【００８４】
また、図１には、前記固定磁性層２４が３層構造のいわゆる積層フェリピンド構造のものを例にして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば前記固定磁性層２４が１層の磁性層で構成されるものとしても良い。この場合、図２に示す工程で、前記反強磁性層２３を形成した後、前記固定磁性層２４を構成する１層の磁性層を形成すれば良い。
【実施例１】
【００８５】
図１に示す構造の磁気検出素子１として、シード層２２および多層膜３１を、ＮｉＦｅ３８Ｃｒ（４２Å）／ＰｔＭｎ（１４０Å）／ＣｏＦｅ（１６Å）／Ｒｕ（８．７Å）／ＣｏＦｅ（２２Å）／Ｃｕ（１９Å）／ＣｏＦｅ（１０Å）／ＮｉＦｅ（３２Å）／Ｔａ（３０Å）としたものを形成した。また、前記アモルファス遮断層４０、バイアス下地層４１、バイアス層４２および保護層４４を、Ａｌ２Ｏ３（ＸÅ）／Ｃｒ（３２Å）／ＣｏＰｔ（１５０Å）／Ｔａ（５０Å）としたものを形成した。
【００８６】
このような膜構成の磁気検出素子を、図３および図４に示す工程で前記凹部３１ａの形成を行った後に、一度真空状態を破って図５に示す工程によって前記アモルファス遮断層４０を形成したものを比較例とした。このとき、Ａｌ２Ｏ３（ＸÅ）の膜厚Ｘを２５Åとしたものを比較例１とし、５０Åとしたものを比較例２とし、１００Åとしたものを比較例３とした。
【００８７】
また、図３および図４に示す工程で前記凹部３１ａの形成を行った後に、同一の真空成膜装置内において同一の真空中で連続して図５に示す工程によって前記アモルファス遮断層４０を形成したものを実施例とした。
【００８８】
前記実施例について、アモルファス遮断層４０の膜厚Ｘを２７〜３７Åの範囲で変化させて５ｍＡの電流を流したときの、膜厚Ｘと抵抗値（ジャンクション抵抗値）との関係を示す表を図７に示す。
【００８９】
図７に示すように、前記アモルファス遮断層４０の膜厚を３２Åより大きくすると、抵抗値（ジャンクション抵抗値）が急激に大きくなる。したがって、前記アモルファス遮断層４０の膜厚を３２Å以下とすると、抵抗値（ジャンクション抵抗値）を小さくすることができることが分かる。
【００９０】
また、前記実施例のＡｌ２Ｏ３（ＸÅ）の膜厚Ｘを１０Åとし、これら比較例１ないし３、およびＡｌ２Ｏ３（ＸÅ）の膜厚Ｘを１０Åとした実施例の磁気特性の測定結果を示す表を図８に示す。
【００９１】
図８に示すとおり、実施例では、比較例１および２よりもアモルファス絶縁層の膜厚が小さいにも拘らず、保磁力（Ｈｃ）および角型比（Ｓ）が大きくなっている。また、比較例を実施例よりも保磁力（Ｈｃ）が大きくなるようにするには、比較例３のようにアモルファス絶縁層の膜厚を１００Å程度と大きくしなくては成らない。また、比較例３では、アモルファス絶縁層の膜厚を実施例の１０倍としても、角型比（Ｓ）が小さいことが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明の実施形態の磁気検出素子を記録媒体との対向面から示す部分断面図、
【図２】図１に示す磁気検出素子の製造方法を示す一工程図、
【図３】図２に示す工程の次に行われる一工程図、
【図４】図３に示す工程の次に行われる一工程図、
【図５】図４に示す工程の次に行われる一工程図、
【図６】図５に示す工程の次に行われる一工程図、
【図７】本発明の実施例について、アモルファス遮断層の膜厚と抵抗値の関係を示す表、
【図８】本発明の実施例と比較例の磁気特性測定結果を示す表、
【図９】従来の磁気検出素子の製造方法を示す一工程図、
【図１０】図８に示す工程の次に行われる一工程図、
【図１１】図９に示す工程の次に行われる一工程図、
【図１２】図１０に示す工程の次に行われる一工程図、
【図１３】図１１に示す工程の次に行われる一工程図、
【図１４】従来の磁気検出素子を記録媒体との対向面から示す部分断面図、
【符号の説明】
【００９３】
１  磁気検出素子
２１  下部ギャップ層
２２  シード層
２３  反強磁性層
２３ａ  上面
２３ｂ  下面
２４  固定磁性層
２４ａ  第１磁性層
２４ｂ  第２磁性層
２４ｃ  非磁性中間層
２５  非磁性材料層
２６  フリー磁性層
３１  多層膜
３１ａ  凹部
３１ｂ  内側面
３１ｃ  底面
４０  アモルファス遮断層
４０ａ  上面
４１  バイアス下地層
４２  バイアス層
４３  電極層
【図１】
2006114530.tif 000003
【図２】
2006114530.tif 000004
【図３】
2006114530.tif 000005
【図４】
2006114530.tif 000006
【図５】
2006114530.tif 000007
【図６】
2006114530.tif 000008
【図７】
2006114530.tif 000009
【図８】
2006114530.tif 000010
【図９】
2006114530.tif 000011
【図１０】
2006114530.tif 000012
【図１１】
2006114530.tif 000013
【図１２】
2006114530.tif 000014
【図１３】
2006114530.tif 000015
【図１４】
2006114530.tif 000016