(57)【要約】【課題】  特に、磁気的なトラック幅（Ｍｇ−Ｔｗ）及びＰＷ５０（再生波形の半値幅）を狭くし、適切に高記録密度化を図ることを可能とした薄膜磁気ヘッド及びその製造方法を提供することを目的としている。【解決手段】  保護層２８の上面２８ａを湾曲形状で形成して、フリー磁性層２７の上面２７ｃのトラック幅方向における両側縁部２７ｃ１と上部シールド層３２の下面間の間隔Ｌ１を、フリー磁性層２７の上面２７ｃのトラック幅方向における中央部２７ｃ２と上部シールド層３２の下面間の間隔Ｌ２よりも小さくする。これにより、磁気的なトラック幅（Ｍｇ−Ｔｗ）及びＰＷ５０（再生波形の半値幅）を狭くでき、適切に高記録密度化を図ることが可能となる。【選択図】図１
2008181580.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部シールド層と上部シールド層との間に設けられた下から固定磁性層、非磁性材料層、フリー磁性層及び最上層である保護層の順に積層された積層部分を有する磁気検出素子と、前記磁気検出素子のトラック幅方向の両側に位置し少なくともハードバイアス層を備えた両側領域と、を有し、
前記フリー磁性層のトラック幅方向における上面の両側縁部と前記上部シールド層の下面間の間隔Ｌ１は、前記フリー磁性層のトラック幅方向における上面の中央部と前記上部シールド層の下面間の間隔Ｌ２よりも小さいことを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
【請求項２】
前記保護層の上面はトラック幅方向の中央部が最も上方に突出した湾曲形状である請求項１記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項３】
前記磁気検出素子は、膜面垂直方向に電流が流されるＣＰＰ（current  perpendicular  to  the  plane）型の磁気検出素子であり、前記両側領域は、下から絶縁層及び前記ハードバイアス層の順に積層形成され、
前記ハードバイアス層上から前記保護層上にかけて非磁性金属層が形成され、前記非磁性金属層上に前記上部シールド層が形成されている請求項１又は２に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項４】
以下の工程を有することを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
下部シールド層上に直接あるいは間接的に、下から固定磁性層、非磁性材料層、フリー磁性層及び保護層の順に、積層された積層部分を有する磁気検出素子を形成する工程、
前記磁気検出素子の上面にレジスト層を形成し、前記レジスト層に覆われていない前記磁気検出素子のトラック幅方向の両側を除去する工程、
前記磁気検出素子のトラック幅方向の両側に少なくともハードバイアス層を有する両側領域を形成し、このとき、前記両側領域を前記下部シールド層の上面に対する垂直方向からθ１の傾きにて成膜して、前記磁気検出素子からトラック幅方向に離れた位置の前記両側領域の上面に窪み部を設ける工程、
前記下部シールド層の上面に対する垂直方向からθ２の傾きにてイオンミリングを行い、このときミリング角度θ２を成膜角度θ１よりも大きい角度に設定して、前記窪み部から前記磁気検出素子の上面に向けて突出する前記両側領域の突部を除去するとともに露出した前記保護層の両側側面を削って、前記保護層のトラック幅方向の両側縁部での膜厚を、前記保護層のトラック幅方向の中央部での膜厚よりも薄くする工程、
前記磁気検出素子及び前記両側領域の上方に上部シールド層を形成して、前記フリー磁性層のトラック幅方向における上面の両側縁部と前記上部シールド層の下面間の間隔Ｌ１を、前記フリー磁性層のトラック幅方向における上面の中央部と前記上部シールド層の下面間の間隔Ｌ２よりも小さくする工程。
【請求項５】
前記磁気検出素子を前記下部シールド層上に直接形成し、前記両側領域を、下から絶縁層及び前記ハードバイアス層の順に積層形成し、
前記磁気検出素子上及び前記両側領域上に非磁性金属層を形成し、前記非磁性金属層上に前記上部シールド層を形成する請求項４記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項６】
前記成膜角度θ１を、１０°〜４０°の範囲内とする請求項４又は５に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項７】
前期ミリング角度θ２を、７０°〜８０°の範囲内とする請求項４ないし６のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に磁気的なトラック幅（Ｍｇ−Ｔｗ）及びＰＷ５０（再生波形の半値幅）を狭くし、適切に高記録密度化を図ることを可能とした薄膜磁気ヘッド及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図７は、従来の薄膜磁気ヘッドを記録媒体との対向面と平行な面から切断した断面図である。
【０００３】
図７に示すように、下部シールド層１上には積層構造で形成されたトンネル型磁気抵抗効果素子（以下、ＴｕＭＲ素子と称する）２が形成されている。前記ＴｕＭＲ素子２は下から下地層３、反強磁性層４、固定磁性層５、絶縁障壁層６、フリー磁性層７及び保護層８の順に積層されている。
【０００４】
前記下地層３から前記保護層８までの積層体の図７に示す断面形状は略台形状で形成されている。図７に示すように前記ＴｕＭＲ素子２のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の両側には下から絶縁層９及びハードバイアス層１０が積層されている。
【０００５】
図７に示すように前記保護層８上から前記ハードバイアス層１０上にかけて非磁性金属層（下地層）１１が形成され、前記非磁性金属層１１上に上部シールド層１２が形成される。
【０００６】
高記録密度化を図るには、前記下部シールド層１と前記上部シールド層１２間の間隔（Ｒ−ＧＬ）を狭くすることが必要である。
【０００７】
図７に示す従来構造では、前記フリー磁性層７の上面７ａと前記上部シールド層１２の下面間の間隔Ｌ３はほぼ一定となっていた。
【特許文献１】特開２００３−１５２２４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら従来の構造では、フリー磁性層７のトラック幅方向の両側付近にて磁気記録媒体からのノイズ元となる余分な漏れ磁界が適切に上部シールド層１２にて吸収されず、磁気的トラック幅（Ｍｇ−Ｔｗ；実効的な再生トラック幅とも言う）を狭くできずＰＷ５０が広がるといった問題があった。
【０００９】
ＰＷ５０とは、再生波形の半値幅を意味し、ＰＷ５０が狭いとは前記半値幅が狭いことを意味する。
【００１０】
また光学的なトラック幅（Ｏｐｔｉ−Ｔｗ；物理的なトラック幅とも言う）が狭くなるほど前記磁気的トラック幅（Ｍｇ−Ｔｗ）及びＰＷ５０の広がりの度合いが大きくなり、従来構造では、高記録密度化を適切に図ることができなかった。
【００１１】
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、磁気的なトラック幅（Ｍｇ−Ｔｗ）及びＰＷ５０（再生波形の半値幅）を狭くし、適切に高記録密度化を図ることを可能とした薄膜磁気ヘッド及びその製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明における薄膜磁気ヘッドは、下部シールド層と上部シールド層との間に設けられた下から固定磁性層、非磁性材料層、フリー磁性層及び最上層である保護層の順に積層された積層部分を有する磁気検出素子と、前記磁気検出素子のトラック幅方向の両側に位置し少なくともハードバイアス層を備えた両側領域と、を有し、
前記フリー磁性層のトラック幅方向における上面の両側縁部と前記上部シールド層の下面間の間隔Ｌ１は、前記フリー磁性層のトラック幅方向における上面の中央部と前記上部シールド層の下面間の間隔Ｌ２よりも小さいことを特徴とするものである。
【００１３】
これにより、フリー磁性層のトラック幅方向の両側付近にて磁気記録媒体からのノイズ元となる余分な漏れ磁界を適切に上部シールド層にて吸収でき、磁気的トラック幅（Ｍｇ−Ｔｗ）及びＰＷ５０を狭くでき、高記録密度化を適切に図ることが可能である。
【００１４】
本発明では、前記保護層の上面はトラック幅方向の中央部が最も上方に突出した湾曲形状であることが、適切に、前記間隔Ｌ１を、前記間隔Ｌ２よりも小さく出来、好適である。また保護層を加工することで、適切且つ容易に、フリー磁性層上面の両側縁部と上部シールド層の下面間の間隔を狭くでき好適である。
【００１５】
本発明は、前記磁気検出素子は、膜面垂直方向に電流が流されるＣＰＰ（current  perpendicular  to  the  plane）型の磁気検出素子であり、前記両側領域は、下から絶縁層及び前記ハードバイアス層の順に積層形成され、
前記ハードバイアス層上から前記保護層上にかけて非磁性金属層が形成され、前記非磁性金属層上に前記上部シールド層が形成されている構造に適して使用できる。
【００１６】
本発明における薄膜磁気ヘッドの製造方法は、以下の工程を有することを特徴とするものである。
【００１７】
下部シールド層上に直接あるいは間接的に、下から固定磁性層、非磁性材料層、フリー磁性層及び保護層の順に、積層された積層部分を有する磁気検出素子を形成する工程、
前記磁気検出素子の上面にレジスト層を形成し、前記レジスト層に覆われていない前記磁気検出素子のトラック幅方向の両側を除去する工程、
前記磁気検出素子のトラック幅方向の両側に少なくともハードバイアス層を有する両側領域を形成し、このとき、前記両側領域を前記下部シールド層の上面に対する垂直方向からθ１の傾きにて成膜して、前記磁気検出素子からトラック幅方向に離れた位置の前記両側領域の上面に窪み部を設ける工程、
前記下部シールド層の上面に対する垂直方向からθ２の傾きにてイオンミリングを行い、このときミリング角度θ２を成膜角度θ１よりも大きい角度に設定して、前記窪み部から前記磁気検出素子の上面に向けて突出する前記両側領域の突部を除去するとともに露出した前記保護層の両側側面を削って、前記保護層のトラック幅方向の両側縁部での膜厚を、前記保護層のトラック幅方向の中央部での膜厚よりも薄くする工程、
前記磁気検出素子及び前記両側領域の上方に上部シールド層を形成して、前記フリー磁性層のトラック幅方向における上面の両側縁部と前記上部シールド層の下面間の間隔Ｌ１を、前記フリー磁性層のトラック幅方向における上面の中央部と前記上部シールド層の下面間の間隔Ｌ２よりも小さくする工程。
【００１８】
上記した工程によって、適切且つ簡単に、前記間隔Ｌ１を、前記間隔Ｌ２よりも小さく出来る。特に狭トラック化に伴いては上記のように保護層を加工することで、適切且つ簡単に、フリー磁性層のトラック幅方向における上面の両側縁部と上部シールド層の下面間の間隔を狭くできる。
【００１９】
本発明は、前記磁気検出素子を前記下部シールド層上に直接形成し、前記両側領域を、下から絶縁層及び前記ハードバイアス層の順に積層形成し、
前記磁気検出素子上及び前記両側領域上に非磁性金属層を形成し、前記非磁性金属層上に前記上部シールド層を形成してなる薄膜磁気ヘッドの製造工程に適して使用できる。
【００２０】
本発明では、前記成膜角度θ１を、１０°〜４０°の範囲内とすることが好ましい。これにより、前記窪み部を適切に形成できる。
【００２１】
また本発明では、前期ミリング角度θ２を、７０°〜８０°の範囲内とすることが好ましい。これにより、適切に、前記窪み部よりも前記磁気検出素子側に位置する前記両側領域を除去するとともに露出した前記保護層の両側側面を削って、前記保護層のトラック幅方向の両側縁部での膜厚を、前記保護層のトラック幅方向の中央部での膜厚よりも薄く出来る。
【発明の効果】
【００２２】
本発明では、磁気的なトラック幅（Ｍｇ−Ｔｗ）及びＰＷ５０（再生波形の半値幅）を狭くでき、適切に高記録密度化を図ることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１は本実施形態のトンネル型磁気検出素子（以下、ＴｕＭＲ素子と言う）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面から切断した部分断面図である。
【００２４】
前記ＴｕＭＲ素子は、例えば、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に設けられて、磁気記録媒体からの記録磁界を検出するものである。
【００２５】
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記録磁界の方向（ハイト方向）、Ｚ方向は、磁気記録媒体の移動方向及び前記ＴｕＭＲ素子の各層の積層方向、である。各方向は残り２つの方向に対し直交する関係となっている。「記録媒体との対向面」とは、Ｘ−Ｚ平面と平行な面である。
【００２６】
図１の最も下に形成されているのは、Ｎｉ−Ｆｅ合金等の磁性材料で形成された下部シールド層２０である。
【００２７】
前記下部シールド層２０上に、ＴｕＭＲ素子２１が直接形成されている。ＴｕＭＲ素子２１は図１に示すように積層構造である。
【００２８】
前記ＴｕＭＲ素子２１は、下から下地層２２、シード層２３、反強磁性層２４、固定磁性層２５、絶縁障壁層２６、フリー磁性層２７、及び、保護層２８の順に積層されている。
【００２９】
前記下地層２２は、Ｔａ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｍｏ，Ｗのうち１種または２種以上の非磁性金属材料で形成されている。前記シード層２３は、例えば、Ｎｉ−Ｆｅ−ＣｒやＣｒによって形成される。
【００３０】
前記反強磁性層２４は、元素α（ただしα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。
【００３１】
これら白金族元素を用いたα−Ｍｎ合金は、耐食性に優れ、またブロッキング温度も高く、さらに交換結合磁界（Ｈｅｘ）を大きくできるなど反強磁性材料として優れた特性を有している。
【００３２】
また前記反強磁性層２４は、元素αと元素α′（ただし元素α′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てもよい。
【００３３】
前記反強磁性層２４は例えばＩｒ−Ｍｎで形成される。
前記固定磁性層２５は、下から第１固定磁性層２５ａ、非磁性中間層２５ｂ、第２固定磁性層２５ｃの順で積層された積層フェリ構造である。前記反強磁性層２４との界面での交換結合磁界（Ｈｅｘ）及び非磁性中間層２５ｂを介した反強磁性的交換結合磁界（ＲＫＫＹ的相互作用）により前記第１固定磁性層２５ａと第２固定磁性層２５ｃの磁化方向は互いに反平行状態にされる。これは、いわゆる積層フェリ構造と呼ばれ、この構成により前記固定磁性層２５の磁化を安定した状態にでき、また前記固定磁性層２５と反強磁性層２４との界面で発生する交換結合磁界を見かけ上大きくすることができる。
【００３４】
前記第１固定磁性層２５ａ及び第２固定磁性層２５ｃはＣｏ−Ｆｅ、Ｎｉ−Ｆｅ，Ｃｏ−Ｆｅ−Ｎｉなどの強磁性材料で形成されている。また非磁性中間層２５ｂは、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｃｒ、Ｒｅ、Ｃｕなどの非磁性金属材料で形成される。
【００３５】
前記固定磁性層２５は積層フェリ構造でなく、磁性層の単層構造や積層構造であってもよい。
【００３６】
前記絶縁障壁層２６は、例えば、Ｔｉ−Ｏ（酸化チタン）、Ａｌ−Ｏ（酸化アルミニウム）、Ｍｇ−Ｏ（酸化マグネシウム）、あるいは、これらの混合物で形成されている。
【００３７】
前記フリー磁性層２７は、例えばＮｉ−Ｆｅ合金の軟磁性材料で形成される軟磁性層２７ｂと、前記軟磁性層２７ｂと前記絶縁障壁層２６との間に形成される例えばＣｏ−Ｆｅからなるエンハンス層２７ａとで構成される。前記エンハンス層２７ａは、前記絶縁障壁層２６に接して形成される。前記軟磁性層２７ｂは、前記エンハンス層２７ａに比べて例えば低保磁力、低異方性磁界の軟磁気特性に優れた磁性材料で形成されることが好ましい。前記エンハンス層２７ａは、前記軟磁性層２７ｂよりもスピン分極率の大きい磁性材料で形成されることが好ましい。Ｃｏ−Ｆｅ等のスピン分極率の大きい磁性材料で前記エンハンス層２７ａを形成することで、抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を向上させることができる。
【００３８】
なお前記フリー磁性層２７は、複数の磁性層が非磁性中間層を介して積層された積層フェリ構造であってもよい。また前記フリー磁性層２７の上面２７ｃのトラック幅方向（図示Ｘ方向）の幅寸法でトラック幅Ｔｗ（光学的なトラック幅Ｏｐｔｉ−Ｔｗ）が決定される。前記トラック幅Ｔｗは７０〜９０ｎｍで形成されることが、高記録密度化を図る上で好適である。
【００３９】
前記保護層２８は非磁性金属材料で形成される。例えば前記保護層２８はＴａで形成される。また前記保護層２８は図１に示すように単層構造で形成されてもよいし、あるいは、積層構造で形成されてもよい。
【００４０】
図１に示すように下地層２２から前記フリー磁性層２７までの積層部分のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の両側端面２１ａは、下方から上方に向うにしたがって徐々に前記ＴｕＭＲ素子２１のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の幅寸法が狭くなるように傾斜面で形成される。
【００４１】
図１に示すように前記両側端面２１ａ上から前記ＴｕＭＲ素子２１のトラック幅方向の両側に位置する下部シールド層２０上にかけてＡｌ２Ｏ３やＳｉＯ２等で形成された絶縁層２９が形成されている。前記絶縁層２９は、前記ＴｕＭＲ素子２１内の各層の界面と垂直方向に流れる電流が、前記トンネル型磁気抵抗効果素子２１のトラック幅方向の両側領域３３に分流するのを防止するために設けられたものである。
【００４２】
図１に示すように、前記絶縁層２９上にはハードバイアス層３０が形成される。前記ハードバイアス層３０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）合金で形成される。前記絶縁層２９と前記ハードバイアス層３０によって前記両側領域３３が構成される。
【００４３】
図１に示すように前記保護層２８上から前記ハードバイアス層３０上にかけて非磁性金属層３１が形成される。前記非磁性金属層３１は、例えば、Ｒｕ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｔａから選択された少なくとも１種以上にて形成される。前記非磁性金属層３１の平均膜厚は５０〜２００Åである。前記非磁性金属層３１は全域にほぼ均一な膜厚にて形成される。前記非磁性金属層３１は図１に示すように単層構造で形成されてもよいし、あるいは積層構造で形成されてもよい。
【００４４】
前記非磁性金属層３１上には例えばＮｉ−Ｆｅで形成された上部シールド層３２が形成される。
【００４５】
前記非磁性金属層３１は、前記下部シールド層２０と前記上部シールド層３２間のシールド間隔（Ｒ−ＧＬ）を所定寸法に調整する役割を有する。また前記非磁性金属層３１は前記上部シールド層３２がメッキ形成されるとき、メッキ下地層としての役割も有する。
【００４６】
図１に示す実施形態では、前記下部シールド層２０及び上部シールド層３２が前記ＴｕＭＲ素子２１に対する電極層として機能し、前記ＴｕＭＲ素子２１の各層の膜面に対し垂直方向（図示Ｚ方向と平行な方向）に電流が流される。
【００４７】
前記フリー磁性層２７は、前記ハードバイアス層３０からのバイアス磁界を受けてトラック幅方向（図示Ｘ方向）と平行な方向に磁化されている。一方、固定磁性層２５を構成する第１固定磁性層２５ａ及び第２固定磁性層２５ｃのうち一方は、ハイト方向（図示Ｙ方向）に磁化され、他方は、ハイト方向とは逆方向に磁化されている。すなわち第１固定磁性層２５ａと第２固定磁性層２５ｃはそれぞれ反平行に磁化されている。前記固定磁性層２５は磁化が固定されている（記録磁界によって磁化変動しない）が、前記フリー磁性層２７の磁化は記録磁界により変動する。
【００４８】
前記フリー磁性層２７が、記録磁界により磁化変動すると、第２固定磁性層２５ｃとフリー磁性層２７との磁化が反平行のとき、前記第２固定磁性層２５ｃとフリー磁性層２７との間に設けられた絶縁障壁層２６を介してトンネル電流が流れにくくなって、抵抗値は最大になり、一方、前記第２固定磁性層２５ｃとフリー磁性層２７との磁化が平行のとき、最も前記トンネル電流は流れ易くなり抵抗値は最小になる。
【００４９】
この原理を利用して、磁気記録媒体からの記録磁界の影響を受けてフリー磁性層２７の磁化が変動することにより変化する電気抵抗を電圧変化としてとらえ、磁気記録媒体からの記録磁界が検出されるようになっている。
【００５０】
以下に、図１に示す実施形態の薄膜磁気ヘッドの特徴的部分を説明する。
図１に示すように、前記保護層２８の上面２８ａは、トラック幅方向（図示Ｘ方向）の中央部２８ａ１が最も上方に向けて突出した凸型の湾曲形状で形成される。よって、前記フリー磁性層２７の上面２７ｃのトラック幅方向における両側縁部２７ｃ１と前記上部シールド層３２の下面間の間隔Ｌ１は、前記フリー磁性層２７の上面２７ｃのトラック幅方向における中央部２７ｃ２と前記上部シールド層３２の下面間の間隔Ｌ２よりも小さくなっている。
【００５１】
すなわち、上部シールド層３２が前記フリー磁性層２７の上面２７ｃの中央部２７ｃ２の上方から前記両側縁部２７ｃ１の上方に向けて前記フリー磁性層２７に近づく構造となっており、その結果、前記フリー磁性層２７の両側付近にて、磁気記録媒体からのノイズ元となる漏れ磁界を適切に前記上部シールド層３２にて吸収できる。したがって本実施形態では、磁気的なトラック幅（Ｍｇ−Ｔｗ）及びＰＷ５０（再生波形の半値幅）を狭くでき、高記録密度化に適切に対応可能となる。
【００５２】
図７に示す従来構造では、磁気的トラック幅（Ｍｇ−Ｔｗ）が、０．１５μｍ程度であったところ、本実施形態では、磁気的トラック幅（Ｍｇ−Ｔｗ）が、０．０９５μｍ程度となった。また図７に示す従来構造では、ＰＷ５０が、７０ｎｍよりも大きい数値であったところ、本実施形態では、ＰＷ５０が７０ｎｍを大きく下回った。
【００５３】
前記フリー磁性層２７の上面２７ｃの両側縁部２７ｃ１と上部シールド層３２の下面間の間隔Ｌ１は、前記フリー磁性層２７の上面２７ｃの中央部２７ｃ２と上部シールド層３２の下面間の間隔Ｌ２よりも小さいため、前記両側縁部２７ｃ１の位置でのシールド間隔（Ｒ−ＧＬ１）は、前記中央部２７ｃ２の位置でのシールド間隔（Ｒ−ＧＬ２）よりも小さくなっている。なお図１では、シールド間隔（Ｒ−ＧＬ２）を示す矢印部分が、前記間隔Ｌ２を示す矢印部分から左側にずれて図示されているが、ずらしたのは、双方の矢印部分を明確に示すためであり、実際には、シールド間隔（Ｒ−ＧＬ２）は、前記間隔Ｌ２と重なる位置である。
【００５４】
図１に示すように、前記ＴｕＭＲ素子２１のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の両側に位置するハードバイアス層３０の上面３０ａには、前記ＴｕＭＲ素子２１に近い位置に窪み部３０ｂが形成されている。そして、前記窪み部３０ｂの位置でのシールド間隔（Ｒ−ＧＬ３）が、前記シールド間隔（Ｒ−ＧＬ１）（Ｒ−ＧＬ２）よりも小さくなっている。これによって、より適切に、前記フリー磁性層２７の両側付近にて、磁気記録媒体からのノイズ元となる漏れ磁界を適切に前記上部シールド層３２にて吸収できる。
【００５５】
図１に示すように前記絶縁層２９は、前記保護層２８の位置まで延出形成されていない。すなわち前記保護層２８は前記絶縁層２９の最も高い位置よりも上側に設けられている。よって、仮に前記非磁性金属層３１が形成されない場合、前記フリー磁性層２７と上部シールド層３２とが接触しやすくなり、あるいは少なくとも両層が互いに磁気的な影響を及ぼしやすくなる。したがって図１に示すように、前記保護層２８上からハードバイアス層３０上にかけて非磁性金属層３１を形成し、前記非磁性金属層３１上に上部シールド層３２を形成する形態であることが、フリー磁性層２７と上部シールド層３２間の磁気的干渉を緩和でき好適である。
【００５６】
前記保護層２８は図１に示す形状に限定されない。図２のように、保護層４０の上面４０ａには、トラック幅方向（図示Ｘ方向）の両側に一段下がった段差部４０ｂが形成され、これにより前記保護層４０のトラック幅方向の両側領域４０ｄでの膜厚は、前記保護層４０のトラック幅方向の中央領域４０ｃでの膜厚よりも薄くなっている。よって、フリー磁性層２７のトラック幅方向（図示Ｘ方向）における上面２７ｃの両側縁部２７ｃ１と前記上部シールド層３２の下面間の間隔Ｌ１は、前記フリー磁性層２７のトラック幅方向（図示Ｘ方向）における上面２７ｃの中央部２７ｃ２と上部シールド層３２の下面間の間隔Ｌ２よりも小さくなっている。
【００５７】
前記保護層４０は、単層構造で形成されてもよいが、図２に示す点線部分Ａを界面として２層構造で形成されてもよい。
【００５８】
前記間隔Ｌ１は１５０〜３００Å程度、前記間隔Ｌ２は５０〜２００Å程度で形成される。また前記間隔Ｌ１は前記間隔Ｌ２の１．５〜３．０倍程度であることが好適である。
【００５９】
本実施形態では、前記フリー磁性層２７の上面２７ｃの全域を前記保護層２８で適切に覆うとともに、図１のように、フリー磁性層２７の上面２７ｃの中央部２７ｃ２から両側縁部２７ｃ１に向けて、連続的に前記フリー磁性層２７と上部シールド層３２間の間隔が狭くなるように、あるいは図２のように、フリー磁性層２７の上面２７ｃの中央部２７ｃ２から両側縁部２７ｃ１に向けて、段階的に前記フリー磁性層２７と上部シールド層３２間の間隔が狭くなるように、前記保護層２８の形状を加工している。
【００６０】
図１、図２に示すＴｕＭＲ素子２１では下地層２２、シード層２３は必須の層ではない。また反強磁性層２４も固定磁性層自体の一軸異方性によって固定磁性層２５の磁化が固定される、いわゆる自己固定式の磁気検出素子であれば必要ないが、適切且つ簡単に固定磁性層２５を磁化固定するには前記反強磁性層２４を用いることが好適である。
【００６１】
図１及び図２に示す実施形態では、ＴｕＭＲ素子２１が用いられているが、前記ＴｕＭＲ素子２１に代えて、前記絶縁障壁層２６の部分がＣｕ等の非磁性金属材料で形成されたＣＰＰ（Current  Perpendicular  to  the  Plane）−ＧＭＲ（Giant  Magneto  Resistive）素子が用いられてもよい。なおＴｕＭＲ素子２１も、ＣＰＰ型磁気検出素子の一種である。
【００６２】
また本実施形態は、ＣＩＰ（Current  In  the  Plane）型の磁気抵抗効果素子にも適用可能である。ＣＩＰ型とは、膜面と平行な面に電流が流される構造である。ＣＩＰ型では、磁気検出素子と下部シールド層２０との間に絶縁材料で形成された下部ギャップ層を形成することが必要である。また前記非磁性金属層３１と磁気検出素子及び両側領域３３との間に、絶縁材料で形成された上部ギャップ層を形成することが必要である。
【００６３】
またＣＩＰ型では、図１に示す両側領域３３の位置にハードバイアス層３０と電極層（図示しない）を成膜することが必要である。
【００６４】
本実施形態の適用は、ＣＰＰ型磁気検出素子のほうがＣＩＰ型磁気検出素子よりも有利である。ＣＩＰ型磁気検出素子では上記のように、両側領域３３の位置にハードバイアス層３０と電極層（図示しない）を成膜することが必要である。ハードバイアス層３０はフリー磁性層２７に対してバイアス磁界を与えるためのものであるから、ＣＩＰ型、ＣＰＰ型に係らず、ある程度厚い膜厚で形成されることが必要である。そしてＣＩＰ型では、前記ハードバイアス層３０上にさらに前記電極層が重ねて形成されるが、これによりＣＩＰ型磁気検出素子では両側領域３３の膜厚が非常に厚くなってしまい、後述する図５での製造工程中のハードバイアス層３０の上面３０ｃ（両側領域３３上の上面）に窪み部３０ｄを適切に形成できない。そのため、次に説明する製造方法での保護層の形状コントロールは、ＣＰＰ型磁気検出素子のほうがＣＩＰ型磁気検出素子よりも簡単に行える。
【００６５】
またＣＩＰ型では、磁気検出素子の上下面に夫々、絶縁性のギャップ層を設ける構造であるため、前記ギャップ層を形成しないＣＰＰ型に比べてシールド層と磁気検出素子間の間隔が大きくなる。よって磁気検出素子とシールド層との間隔が狭いＣＰＰ型に本実施形態を適用したほうがより有効である。
【００６６】
次に図１に示す薄膜磁気ヘッドの製造方法について説明する。図３ないし図６は、製造工程中における薄膜磁気ヘッドを図１と同じ位置にて切断した部分断面図である。
【００６７】
図３に示す工程では、下部シールド層２０上に、下から下地層２２、シード層２３、反強磁性層２４、固定磁性層２５、絶縁障壁層２６、フリー磁性層２７及び保護層２８の順に積層された積層体４６を形成する。各層をスパッタ成膜する。図３に示す工程では、前記固定磁性層２５を第１固定磁性層２５ａ、非磁性中間層２５ｂ及び第２固定磁性層２５ｃの積層構造から成る積層フェリ構造で形成する。また図３に示す工程では、フリー磁性層２７をエンハンス層２７ａと軟磁性層２７ｂの積層構造で形成する。
【００６８】
図３に示すように前記保護層２８上にレジスト層４５を形成する。図３に示す前記レジスト層４５は、前記保護層２８上に塗布されたレジスト層を露光現像して図３に示す所定形状に加工したものである。前記レジスト層の膜厚は、前記ＴｕＭＲ素子２１の膜厚に対して５倍〜６倍程度である。
【００６９】
図４に示す工程では、図３に示す前記レジスト層４５に覆われていない前記積層体４６の両側端部をイオンミリングにて除去し、前記レジスト層４５下に位置する前記積層体４６の中央領域４６ａをＴｕＭＲ素子２１として残す。
【００７０】
図４に示すように前記ＴｕＭＲ素子２１のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の両側端面２１ｂは、下方から上方に向けて徐々に前記ＴｕＭＲ素子２１のトラック幅方向への幅寸法が小さくなる傾斜面で形成される。図４に示すように図４工程の終了時点で前記ＴｕＭＲ素子２１の断面形状は略台形状である。
【００７１】
図５に示す工程では、前記ＴｕＭＲ素子２１の両側端面２１ｂ上から前記ＴｕＭＲ素子２１のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の両側に広がる下部シールド層２０上にかけて絶縁層２９をスパッタ成膜する。続いて、前記絶縁層２９上にハードバイアス層３０をスパッタ成膜する。
【００７２】
図５に示す工程では、前記絶縁層２９及び前記ハードバイアス層３０を、スパッタ角度（成膜角度）θ１にてスパッタ成膜する。前記スパッタ角度θ１は、下部シールド層２０の上面２０ａに対する垂直方向（図示Ｚ方向）からの傾きで規定される。
【００７３】
本実施形態では、前記スパッタ角度θ１を、次の工程でのミリング角度θ２よりも小さい値に設定する。本実施形態では、前記スパッタ角度θ１を１０°〜４０°の範囲内に設定することが好適である。
【００７４】
このように前記スパッタ角度θ１を小さい値に設定して、スパッタ角度θ１を、下部シールド層２０の上面２０ａに対する垂直方向に近付けることで、ＴｕＭＲ素子２１からトラック幅方向（図示Ｘ方向）へ少し離れた位置での前記ハードバイアス層３０の上面３０ｃに、窪み部３０ｄを形成できる。前記窪み部３０ｄが形成される理由は、前記ＴｕＭＲ素子２１上に背の高いレジスト層４５が形成されていること、及び、絶縁層２９の形成時に、前記レジスト層４５の側面４５ａに薄い膜厚の絶縁材料層２９ａが付着し、さらにハードバイアス層３０の形成時に、前記絶縁材料層２９ａ上に徐々にバイアス材料層３０ｆが付着することで、シャドー効果により、ＴｕＭＲ素子２１からトラック幅方向へ、やや離れた位置での付き回りが低下し、その部分に窪み部３０ｄが形成されるのである。
【００７５】
前記窪み部３０ｄの位置（最も高さの低い位置）を前記保護層２８の下面２８ｂと同程度に調整することが好適である。位置調整は、スパッタ角度θ１や、レジスト層４５の高さの調整によって行うことが出来る。前記窪み部３０ｄを前記保護層２８の下面２８ｂよりもかなり下の方に形成してしまうと次工程でのイオンミリングによってフリー磁性層２７の一部も除去されやすくなる。前記窪み部３０ｄを前記保護層２８の下面２８ｂよりもかなり上の方に形成してしまうと次工程でのイオンミリングによって保護層２８を適切に削ることができず、図１に示すように保護層２８の上面２８ａを湾曲形状に出来ない。よって、前記窪み部３０ｄの位置を前記保護層２８の下面２８ｂと同程度に調整する。
【００７６】
図５に示すように、ハードバイアス層３０には、前記窪み部３０ｄから前記ＴｕＭＲ素子２１の上面方向に向けて極薄の突部３０ｅが形成される。
【００７７】
次に図６に示す工程では、前記ハードバイアス層３０の上面３０ｃを、イオンミリングする。イオンミリングのミリング角度θ２を、下部シールド層２０の上面２０ａに対する垂直方向からの傾きとし、前記ミリング角度θ２を前記スパッタ角度θ１よりも大きい値に設定する。前記ミリング角度θ２を７０°〜８０°の範囲内に設定することが好適である。このように前記イオンミリングを、下部シールド層２０の上面２０ａ方向に近付けて行う。これにより、図６に示す一点鎖線の丸で囲った、前記ハードバイアス層３０の突部３０ｅが適切に除去される。前記イオンミリングによって、前記ハードバイアス層３０の上面３０ｃとともに、前記バイアス材料層３０ｆ、絶縁材料層２９ａ、及びレジスト層４５も徐々に除去されていく。前記突部３０ｅは、膜厚の薄い保護層２８の上面側から削られて無くなっていき、前記突部３０ｅの除去部分から前記保護層２８の側面２８ｃが現れる。
【００７８】
本実施形態では、前記保護層２８の側面２８ｃもさらにイオンミリングによって削っていく。このとき、前記保護層２８の上に形成されたレジスト層４５も徐々に削られていくが、レジスト層４５の存在により、前記保護層２８のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の中央付近が最も削られにくい。よって前記保護層２８はトラック幅方向（図示Ｘ方向）における両側縁部での膜厚が、前記トラック幅方向の中央部での膜厚より薄くなる。図６に示す点線がイオンミリングを終了したときの保護層２８の上面２８ａ及びハードバイアス層３０の上面３０ａの位置を示し、図６で示すように前記保護層２８の上面２８ａは上方に突型の湾曲形状となる。
【００７９】
そして前記保護層２８上からハードバイアス層３０上にかけて図１に示す非磁性金属層３１を形成し、さらに前記非磁性金属層３１上に上部シールド層３２を形成する。
【００８０】
本実施形態では、図５のスパッタ成膜、及び、図６のイオンミリングによってＴｕＭＲ素子２１の最上層に位置する保護層２８の上面２８ａを湾曲形状で形成でき、これによって適切且つ簡単に、前記フリー磁性層２８のトラック幅方向（図示Ｘ方向）における上面２７ｃの両側縁部２７ｃ１と前記上部シールド層３２の下面間の間隔Ｌ１を、前記フリー磁性層２７のトラック幅方向における上面の中央部２７ｃ２と上部シールド層３２の下面間の間隔Ｌ２よりも小さくすることが可能である（図１を参照されたい）。
【００８１】
図２に示す段差形状の保護層４０を形成するには、段差部４０ｂの部分を削り込むか、あるいは、保護層４０をミリング速度の遅い下層とミリング速度の速い上層の２層で形成し、前記上層の両側部を適切にイオンミリングで除去して図２に示す段差部４０ｂを形成する。
【００８２】
本実施形態の薄膜磁気ヘッドは、ハードディスク装置に内蔵される薄膜磁気ヘッドとしての用途以外に、ＭＲＡＭ（磁気抵抗メモリ）や磁気センサとして用いることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本実施形態のＴｕＭＲ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面から切断した部分断面図、
【図２】図１とは異なる実施形態の薄膜磁気ヘッドを、記録媒体との対向面と平行な面から切断した部分断面図、
【図３】図１に示す薄膜磁気ヘッドの製造工程を示す一工程図（製造工程中における薄膜磁気ヘッドを図１と同じ位置にて切断した部分断面図）、
【図４】図３の次に行われる一工程図（製造工程中における薄膜磁気ヘッドを図１と同じ位置にて切断した部分断面図）、
【図５】図４の次に行われる一工程図（製造工程中における薄膜磁気ヘッドを図１と同じ位置にて切断した部分断面図）、
【図６】図５の次に行われる一工程図（製造工程中における薄膜磁気ヘッドを図１と同じ位置にて切断した部分断面図）、
【図７】従来の薄膜磁気ヘッドを記録媒体との対向面と平行な面から切断した断面図、
【符号の説明】
【００８４】
２０  下部シールド層
２１  トンネル型磁気検出素子（ＴｕＭＲ素子）
２４  反強磁性層
２５  固定磁性層
２６  絶縁障壁層
２７  フリー磁性層
２７ｃ  （フリー磁性層の）の上面
２７ｃ１  （フリー磁性層の上面の）両側縁部
２７ｃ２  （フリー磁性層の上面の）中央部
２８、４０  保護層
２９  絶縁層
３０  ハードバイアス層
３０ｂ、３０ｄ  （ハードバイアス層の上面の）窪み部
３１  非磁性金属層
３２  上部シールド層
３３  両側領域
４０ｂ  （保護層の）段差部
４５  レジスト層
４６  積層体
Ｌ１  フリー磁性層の上面の両側縁部と上部シールド層の下面間の間隔
Ｌ２  フリー磁性層の上面の中央部と上部シールド層の下面間の間隔
Ｒ−ＧＬ１、Ｒ−ＧＬ２、Ｒ−ＧＬ３  シールド間隔
θ１  スパッタ角度（成膜角度）
θ２  ミリング角度
【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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