(57)【要約】【課題】狭トラック幅化を進めたときに、フリー磁性層の磁化を変動しやすくして、磁界検出感度を向上させることのできる磁気検出素子を提供する。【解決手段】トラック幅方向寸法Ｗ１を有する第１フリー磁性層２９上に、第１フリー磁性層２９より大きなトラック幅方向寸法Ｗ２を有する第２フリー磁性層３０を積層する。フリー磁性層３１のトラック幅領域Ａの膜厚ｔａをフリー磁性層３１の両側領域Ｂ，Ｂの膜厚ｔｂより厚くして、フリー磁性層３１の両側領域Ｂ，Ｂで発生する静磁界に由来するフリー磁性層３１のトラック幅領域Ａ内の磁束密度を減少させることができ、フリー磁性層３１のトラック幅領域Ａに発生する不感領域を低減することができるので、磁界検出感度が向上する。【選択図】　　図１
2004031547.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下から第１反強磁性層、固定磁性層、非磁性材料層、フリー磁性層を有する多層膜が設けられ、
前記フリー磁性層は、所定のトラック幅方向寸法を有する第１フリー磁性層と、前記第１フリー磁性層上に形成され、前記第１フリー磁性層より大きなトラック幅方向寸法を有する第２フリー磁性層を有するものであり、前記フリー磁性層の磁化方向を一方向にそろえるための第２反強磁性層が前記第２フリー磁性層の上層に形成されており、また、前記多層膜の両側部には一対の電極層が設けられていることを特徴とする磁気検出素子。
【請求項２】
前記第１フリー磁性層と前記第２フリー磁性層が一体の強磁性層として形成されている請求項１に記載の磁気検出素子。
【請求項３】
前記第１フリー磁性層と前記第２フリー磁性層の間に非磁性中間層が形成されている請求項１に記載の磁気検出素子。
【請求項４】
前記非磁性中間層は、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｃｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｒｈのうち１種またはこれらの２種以上の合金で形成されている請求項３に記載の磁気検出素子。
【請求項５】
前記非磁性中間層が、Ｃｕによって形成されている請求項４に記載の磁気検出素子
【請求項６】
前記第１フリー磁性層の前記トラック幅方向寸法が、０．１８μｍ以下である請求項１ないし５のいずれかに記載の磁気検出素子。
【請求項７】
前記第１フリー磁性層の前記トラック幅方向寸法が、０．１５μｍ以下である請求項６に記載の磁気検出素子。
【請求項８】
［（前記フリー磁性層のトラック幅領域の両側領域での膜厚から前記フリー磁性層のトラック幅領域の膜厚を引いた値）／前記フリー磁性層のトラック幅領域の膜厚］×１００（％）は、−８０％以上で０％より小さい範囲内である請求項１ないし７のいずれかに記載の磁気検出素子。
【請求項９】
前記第２フリー磁性層のトラック幅領域の両側領域での膜厚は１０Å以上で５０Å以下である請求項１ないし８のいずれかに記載の磁気検出素子。
【請求項１０】
前記フリー磁性層のトラック幅領域での膜厚は３０Å以上で５０Å以下である請求項１ないし９のいずれかに記載の磁気検出素子。
【請求項１１】
前記第２フリー磁性層のトラック幅領域上にも前記第２反強磁性層が積層され、前記トラック幅領域上の前記第２反強磁性層の膜厚は、その両側に位置する前記第２反強磁性層の両側領域の膜厚よりも薄くなっている請求項１ないし１０のいずれかに記載の磁気検出素子。
【請求項１２】
前記第２フリー磁性層のトラック幅領域上に設けられた前記第２反強磁性層は非反強磁性の性質を有し、前記第２反強磁性層の前記両側領域は反強磁性の性質を有する請求項１１に記載の磁気検出素子。
【請求項１３】
前記第２フリー磁性層のトラック幅領域上に形成された第２反強磁性層の膜厚は５０Å以下で形成され、または前記フリー磁性層のトラック幅領域上には反強磁性層が設けられていない請求項１１または１２に記載の磁気検出素子。
【請求項１４】
前記第２反強磁性層の前記両側領域の内側端面間のトラック幅方向間隔は、前記第１フリー磁性層のトラック幅方向寸法以下である請求項１１ないし１３のいずれかに記載の磁気検出素子。
【請求項１５】
前記第２反強磁性層の前記両側領域の内側端面間のトラック幅方向間隔は、前記第１フリー磁性層のトラック幅方向寸法より大きい請求項１１ないし１３のいずれかに記載の磁気検出素子。
【請求項１６】
前記第２フリー磁性層の上に前記第２反強磁性層が直接積層されている請求項１１ないし１５のいずれかに記載の磁気検出素子。
【請求項１７】
前記第２反強磁性層は前記第２フリー磁性層上に連続成膜されたものである請求項１６に記載の磁気検出素子。
【請求項１８】
前記第２フリー磁性層上に、第３反強磁性層を介して一対の前記第２反強磁性層がトラック幅方向に間隔をあけて形成されている請求項１ないし１０のいずれかに記載の磁気検出素子。
【請求項１９】
第３反強磁性層と前記第２反強磁性層の間に非磁性中間層が積層されている請求項１８に記載の磁気検出素子。
【請求項２０】
前記第３反強磁性層の中央部は非反強磁性の性質を有し、前記第３反強磁性層の両側領域は反強磁性の性質を有する請求項１８または１９に記載の磁気検出素子。
【請求項２１】
前記第３反強磁性層の膜厚は、５Å以上５０Å以下である請求項１８ないし２０のいずれかに記載の磁気検出素子。
【請求項２２】
前記第３反強磁性層は前記第２フリー磁性層上に連続成膜されたものである請求項１８ないし２１のいずれかに記載の磁気検出素子。
【請求項２３】
前記第２フリー磁性層上に、トラック幅方向に間隔をあけて形成されている一対の強磁性層を介して、一対の前記第２反強磁性層が、トラック幅方向に間隔をあけて形成されている請求項１ないし１０のいずれかに記載の磁気検出素子。
【請求項２４】
前記第２反強磁性層は前記強磁性層上に連続成膜されたものである請求項２３に記載の磁気検出素子。
【請求項２５】
前記強磁性層の膜厚と前記第２フリー磁性層の膜厚の合計膜厚が、前記第１フリー磁性層の膜厚と前記第２フリー磁性層の膜厚の合計膜厚より小さい請求項２３または２４に記載の磁気検出素子。
【請求項２６】
前記第２フリー磁性層と前記強磁性層の間に非磁性中間層が積層されている請求項２３ないし２５のいずれかに記載の磁気検出素子。
【請求項２７】
前記非磁性中間層は、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｈ、Ｃｕのいずれか１種または２種以上からなる貴金属で形成されている請求項１９、２０、２１、２２、２６のいずれかに記載の磁気検出素子。
【請求項２８】
前記非磁性中間層は、Ｃｒで形成されている請求項１９、２０、２１、２２、２６のいずれかに記載の磁気検出素子。
【請求項２９】
前記一対の第２反強磁性層のトラック幅方向間隔は、前記第１フリー磁性層のトラック幅方向寸法以下である請求項１８ないし２８のいずれかに記載の磁気検出素子。
【請求項３０】
前記一対の第２反強磁性層のトラック幅方向間隔は、前記第１フリー磁性層のトラック幅方向寸法より大きい請求項１８ないし２８のいずれかに記載の磁気検出素子。
【請求項３１】
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、第１反強磁性層、固定磁性層、非磁性材料層、第１フリー磁性層の順に積層された多層膜を形成する工程と、
（ｂ）前記多層膜のトラック幅方向の両側端部を除去する工程と、
（ｃ）前記多層膜のトラック幅方向の両側に電極層を形成する工程と、
（ｄ）前記第１フリー磁性層上に、前記第１フリー磁性層より大きなトラック幅方向寸法を有する第２フリー磁性層を積層する工程と、
（ｅ）第２フリー磁性層の上層に第２反強磁性層を形成する工程。
【請求項３２】
前記（ａ）工程で、前記第１フリー磁性層上に非磁性中間層を積層し、前記（ｃ）工程と前記（ｄ）工程の間に、前記非磁性中間層を一部または全部除去する工程を有する請求項３１に記載の磁気検出素子の製造方法。
【請求項３３】
前記（ｃ）工程で、第２フリー磁性層を形成後、連続して前記第２反強磁性層を成膜し、さらに、前記（ｅ）工程の代わりに、
（ｆ）前記フリー磁性層のトラック幅領域上の前記第２反強磁性層を除去して、前記トラック幅領域上の前記第２反強磁性層の膜厚を、その両側に位置する前記第２反強磁性層の膜厚よりも薄くする工程を有する請求項３１または３２に記載の磁気検出素子の製造方法。
【請求項３４】
前記（ｆ）工程によって、前記トラック幅領域上に設けられた前記第２反強磁性層の中央部は非反強磁性の性質を有し、前記中央部の両側領域の前記第２反強磁性層は反強磁性の性質を有するようにする請求項３３に記載の磁気検出素子の製造方法。
【請求項３５】
前記（ｆ）工程において、前記第２反強磁性層の中央部の膜厚を５０Å以下にする請求項３３または３４に記載の磁気検出素子の製造方法。
【請求項３６】
前記（ｆ）工程において、前記第２反強磁性層の両側領域の内側端面間のトラック幅方向間隔を、前記第１フリー磁性層のトラック幅方向寸法以下にする請求項３３ないし３５のいずれかに記載の磁気検出素子の製造方法。
【請求項３７】
前記（ｆ）工程において、前記第２反強磁性層の両側領域の内側端面間のトラック幅方向間隔を、前記第１フリー磁性層のトラック幅方向寸法より大きくする請求項３３ないし３５のいずれかに記載の磁気検出素子の製造方法。
【請求項３８】
前記（ｄ）工程と前記（ｅ）工程の間に、
（ｇ）前記第２フリー磁性層上に、第３反強磁性層を連続して成膜する工程を有し、
前記（ｅ）工程の代わりに、
（ｈ）前記第３反強磁性層上に、一対の前記第２反強磁性層をトラック幅方向に間隔をあけて形成する工程を有する請求項３１または３２に記載の磁気検出素子の製造方法。
【請求項３９】
前記（ｇ）工程において、前記第３反強磁性層を非反強磁性の性質を有する膜厚で形成する請求項３８に記載の磁気検出素子の製造方法。
【請求項４０】
前記（ｇ）工程において、前記第３反強磁性層の膜厚を５Å以上５０Å以下にする請求項３８または３９に記載の磁気検出素子の製造方法。
【請求項４１】
前記（ｇ）工程の後に、
（ｉ）前記第３反強磁性層上に非磁性中間層を積層する工程を有し、
（ｊ）前記非磁性中間層の一部または全部を除去した後、前記（ｈ）工程において前記第２反強磁性層を積層する請求項３８ないし４０のいずれかに記載の磁気検出素子の製造方法。
【請求項４２】
前記（ｅ）工程の代わりに、
（ｋ）前記第２フリー磁性層上に、トラック幅方向に間隔をあけて一対の強磁性層を形成し、前記一対の強磁性層上に、トラック幅方向に間隔をあけて一対の前記第２反強磁性層を連続して成膜する工程を有する請求項３１または３２に記載の磁気検出素子の製造方法。
【請求項４３】
前記（ｋ）工程において、前記強磁性層の膜厚と前記第２フリー磁性層の膜厚の合計膜厚が、前記第１フリー磁性層の膜厚と前記第２フリー磁性層の膜厚の合計膜厚より小さくなるようにする請求項４２に記載の磁気検出素子の製造方法。
【請求項４４】
前記（ｋ）工程において、前記第２フリー磁性層上に、非磁性中間層を積層し、前記非磁性中間層を一部または全部を除去した後、前記強磁性層を積層する請求項４２または４３に記載の磁気検出素子の製造方法。
【請求項４５】
前記（ｉ）工程または前記（ｋ）工程において、前記非磁性中間層を、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｈ、Ｃｕのいずれか１種または２種以上からなる貴金属で形成する請求項４１または４４に記載の磁気検出素子の製造方法。
【請求項４６】
前記（ｉ）工程または前記（ｋ）工程において、前記非磁性中間層を、Ｃｒで形成する請求項４１または４４に記載の磁気検出素子の製造方法。
【請求項４７】
前記（ｈ）または前記（ｋ）工程において、前記一対の第２反強磁性層のトラック幅方向間隔を、前記第１フリー磁性層のトラック幅方向寸法以下にする請求項３８ないし４６のいずれかに記載の磁気検出素子の製造方法。
【請求項４８】
前記（ｈ）または前記（ｋ）工程において、前記一対の第２反強磁性層のトラック幅方向間隔を、前記第１フリー磁性層のトラック幅方向寸法より大きくする請求項３８ないし４６のいずれかに記載の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】
本発明は主に、ハードディスク装置や磁気センサなどに用いられる磁気検出素子及びその製造方法に係り、特に耐熱性、耐静電気破壊特性に優れた磁気検出素子及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１５は、従来の磁気検出素子の構造を記録媒体との対向面側から見た部分断面図である。
【０００３】
図示しない基板の上に第１反強磁性層１、固定磁性層２、非磁性材料層３及びフリー磁性層４からなる多層膜５が形成されている。フリー磁性層４の上にはトラック幅方向に間隔をあけて、一対の強磁性層６，６及び一対の第２反強磁性層７，７が積層されている。第２反強磁性層７，７の上には電極層８，８が形成されている。
【０００４】
固定磁性層２の磁化は第１反強磁性層１との間で発生する交換結合磁界によって図示Ｙ方向に固定される。一方、フリー磁性層４の磁化は、第２反強磁性層７，７と強磁性層６，６の間で発生する交換結合磁界によって図示Ｘ方向に揃えられる。
【０００５】
図１５に示されるような、第２反強磁性層７，７との間の交換結合磁界によって、フリー磁性層４の磁化制御を行う方式を、エクスチェンジバイアス方式という。
【０００６】
図１５に示す磁気検出素子のトラック幅寸法Ｔｗは、第２反強磁性層７，７のトラック幅方向（図示Ｘ方向）間隔によって規制される。
【０００７】
第２反強磁性層７，７に重なるフリー磁性層４の両側領域Ｃ，Ｃの磁化は、外部磁界が印加されても磁化方向が変動しないように、トラック幅方向（図示Ｘ方向）に強固に固定されている。一方、第２反強磁性層７，７に挟まれた、フリー磁性層の中央部（感度領域）Ｄの磁化は、両側領域Ｃ，Ｃの磁化にならってトラック幅方向にそろえられているが、外部磁界が印加されたときに磁化方向が変動するように調節されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
エクスチェンジバイアス方式の磁気検出素子は、トラック幅寸法Ｔｗの寸法を小さくしたときにも、フリー磁性層４の磁化制御を適切に行うことができ、今後の高記録密度化に対応した磁気検出素子の主流になるものと考えられている。
【０００９】
しかしながら、図１５に示される磁気検出素子には、次のような問題が生じていた。
【００１０】
図１５に示される磁気検出素子のフリー磁性層４の両側領域Ｃ，Ｃ上には、強磁性層６，６が積層されており、両側領域Ｃ，Ｃでは、フリー磁性層４と強磁性層６，６の合計の膜厚Ｔｔが、フリー磁性層４のみからなる中央部Ｄの膜厚Ｔｆより厚くなっている。
【００１１】
従って、強磁性層６，６から発生する静磁界Ｅ及びフリー磁性層４の両側領域Ｃ，Ｃから発生する静磁界が中央部Ｄに入り込み、中央部Ｄの磁化、特に両側領域Ｃ，Ｃに隣接した領域の磁化を固定する。
【００１２】
その結果、中央部Ｄに外部磁界に対して磁化変動しにくい不感領域が発生し、しかもフリー磁性層のトラック幅領域を０．１８μｍ以下にするような狭トラック化に伴ってこの不感領域のトラック幅寸法に対する比率が大きくなるから再生感度が低下する。
【００１３】
また、図１６に示されるようなフリー磁性層４の両側領域Ｃ，Ｃ上に直接第２反強磁性層７，７が積層される磁気検出素子でも、フリー磁性層４の両側領域Ｃ，Ｃから発生する静磁界が中央部Ｄに入り込み、中央部Ｄの磁化を固定するという現象が起こり、中央部Ｄに不感領域が発生するという問題は生じる。
【００１４】
ここで、特開平１０−１２４８２３号公報の図８には、磁化フリー層（フリー磁性層）の両端部外側部（両側領域）の膜厚を磁界検出部（中央部）の膜厚より薄くした磁気抵抗効果素子（磁気検出素子）が記載されている。この構造は、磁化フリー層の両端部外側部から発生し磁界検出部に入り込む静磁界を減少させることができるものと考えられる。
【００１５】
ここで、特開平１０−１２４８２３号公報の図８に記載の磁気検出素子は、明細書の段落（００６７）の記載から明らかなように磁化フリー層の両端部外側部をエッチングによって削ることによって薄くし、その上に例えば反強磁性材料からなるバイアス磁界付与膜を積層するものである。
【００１６】
ところが、強磁性材料からなる磁化フリー層をエッチングした面上に反強磁性材料からなる膜を積層しても、十分な交換結合磁界を発生させることができない。すなわち、特開平１０−１２４８２３号公報の図８に記載の磁気抵抗効果素子では、磁界検出部以外の両端部外側部でも磁界を検出してしまうサイドリーディングの問題が大きくなってしまうのである。
【００１７】
本発明は、上記従来の課題を解決するためのものであり、エクスチェンジバイアス方式の磁気検出素子及びその製造方法において、フリー磁性層の中央部に生じる不感領域を低減すると同時に、サイドリーディングの増加を抑えることのできる磁気検出素子及びその製造方法を提供することを目的とするものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明の磁気検出素子は、下から第１反強磁性層、固定磁性層、非磁性材料層、フリー磁性層を有する多層膜が設けられ、
前記フリー磁性層は、所定のトラック幅方向寸法を有する第１フリー磁性層と、前記第１フリー磁性層上に形成され、前記第１フリー磁性層より大きなトラック幅方向寸法を有する第２フリー磁性層を有するものであり、前記フリー磁性層の磁化方向を一方向にそろえるための前記第２反強磁性層が前記第２フリー磁性層の上層に形成されており、また、前記多層膜の両側部には一対の電極層が設けられていることを特徴とするものである。
【００１９】
ここで、トラック幅寸法とは、外部磁界によって磁化方向が変動するフリー磁性層の領域のトラック幅方向寸法、または前記一対の電極層間を流れる直流電流の最短経路距離のうち小さい方である。また、外部磁界によって磁化方向が変動するフリー磁性層の領域、または前記一対の電極層間を流れる直流電流の最短経路に重なるフリー磁性層の領域、のうち小さい方をトラック幅領域という。
【００２０】
前記フリー磁性層のトラック幅領域の膜厚を薄くすると、磁気検出素子の磁界検出感度が向上する。しかし、前記フリー磁性層のトラック幅領域の膜厚は少なくとも３０Å以上ないと再生波形の不安定性を招いたり、熱揺らぎに起因するノイズが生じやすくなる。
【００２１】
一方、前記フリー磁性層の前記第２反強磁性層と重なる領域（両側領域）の膜厚は薄い方が、前記第２反強磁性層との間で発生する交換結合磁界が大きくなり、サイドリーディングを減少させることができる。
【００２２】
本発明では、上記の構成をとることにより、前記フリー磁性層のトラック幅領域は、前記第１フリー磁性層及び前記第２フリー磁性層が重ねられた構造となる。また、前記第２反強磁性層の下層には、第１フリー磁性層と第２フリー磁性層のうち、第２フリー磁性層のみが積層されている領域が形成される。
【００２３】
すなわち、本発明では、前記フリー磁性層の前記第２反強磁性層と重なる領域に、その膜厚がトラック幅領域の膜厚より薄くなる領域が存在することになる。
【００２４】
従って、本発明では、前記フリー磁性層のトラック幅領域の膜厚を維持したまま、前記フリー磁性層の前記第２反強磁性層と重なる領域（両側領域）の膜厚を薄くして、前記第２反強磁性層との間で発生する交換結合磁界を大きくでき、サイドリーディングを減少させることができる。
【００２５】
また、前記フリー磁性層の両側領域の膜厚を薄くすることにより、前記両側領域で発生する静磁界を減少させることができる。
【００２６】
ここで、前記フリー磁性層の両側領域の膜厚が、前記フリー磁性層のトラック幅領域の膜厚より薄いということは、前記フリー磁性層のトラック幅領域の膜厚が前記フリー磁性層の両側領域の膜厚より厚いということである。従って、本発明では、前記フリー磁性層の両側領域で発生する静磁界に由来する前記フリー磁性層のトラック幅領域内の磁束密度を減少させることができ、前記トラック幅領域に発生する不感領域を低減することができるので、磁界検出感度が向上する。ここで、前記フリー磁性層の不感領域とは、外部磁界を印加しても磁化が変動しにくい領域のことである。
【００２７】
また、本発明のように、前記第１フリー磁性層の上に前記第２フリー磁性層を積層する構造であると、前記第２フリー磁性層、または前記第２フリー磁性層の上に積層された強磁性層と、その上に積層される反強磁性層を連続成膜することが可能になり、サイドリーディングを十分に低減するために必要な交換結合磁界を発生させることが容易になる。
【００２８】
本発明では、前記第１フリー磁性層と前記第２フリー磁性層が一体の強磁性層として形成されるようにできる。
【００２９】
また、前記第１フリー磁性層と前記第２フリー磁性層の間に非磁性中間層が形成されていてもよい。この非磁性中間層は、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｃｒ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｒｈのうち１種またはこれらの２種以上の合金で形成されることが好ましく、特に、Ｃｕによって形成されることがより好ましい。
【００３０】
なお、本発明は、前記第１フリー磁性層の前記トラック幅方向寸法が、０．１８μｍ以下であるときに特に有効である。本発明の構造を有する前記フリー磁性層は、前記トラック幅方向寸法が０．１８μｍより大きくなるとトラック幅領域中央部での縦バイアス磁界が弱くなりすぎて、再生波形の不安定性を引き起こす。
【００３１】
なお、より好ましくは、前記第１フリー磁性層の前記トラック幅方向寸法が、０．１５μｍ以下であることである。
【００３２】
また、［（前記フリー磁性層のトラック幅領域の両側領域での膜厚から前記フリー磁性層のトラック幅領域の膜厚を引いた値）／前記フリー磁性層のトラック幅領域の膜厚］×１００（％）は、−８０％以上で０％より小さい範囲内であることが好ましい。
【００３３】
さらに、前記第２フリー磁性層のトラック幅領域の両側領域での膜厚が１０Å以上５０Å以下であること、また前記フリー磁性層のトラック幅領域での膜厚が３０Å以上で５０Å以下であることが好ましい。
【００３４】
本発明は例えば、前記第２フリー磁性層の上に前記第２反強磁性層が直接積層されるときには、前記第２フリー磁性層のトラック幅領域上にも前記第２反強磁性層が積層され、前記トラック幅領域上の前記第２反強磁性層の膜厚は、その両側に位置する前記第２反強磁性層の両側領域の膜厚よりも薄くなっているものである。
【００３５】
さらに、前記第２フリー磁性層のトラック幅領域上に設けられた前記第２反強磁性層は非反強磁性の性質を有し、前記第２反強磁性層の両側領域は反強磁性の性質を有することがより好ましい。
【００３６】
これによって前記フリー磁性層のトラック幅領域と前記第２反強磁性層間では交換結合磁界が発生せず、前記フリー磁性層のトラック幅領域の磁化がトラック幅方向に強固に固定されることが無い。一方、前記第２反強磁性層の両側領域は、反強磁性の性質を有しているため、磁場中アニールによって前記第２反強磁性層の両側領域は規則化変態し、前記第２反強磁性層の両側領域とフリー磁性層の両側領域間で適切な大きさの交換結合磁界が発生し、これによって、前記フリー磁性層の両側領域はトラック幅方向に強固に固定された状態になる。
【００３７】
前記第２フリー磁性層のトラック幅領域上に形成された第２反強磁性層の膜厚は５０Å以下で形成され、または前記フリー磁性層のトラック幅領域上には反強磁性層が設けられていないことが好ましい。
【００３８】
前記フリー磁性層のトラック幅領域上に形成される第２反強磁性層が５０Å以下の膜厚であれば、前記第２反強磁性層とフリー磁性層のトラック幅領域間で交換結合磁界は発生しないか、発生してもその値は小さい。
【００３９】
また、前記第２反強磁性層の前記両側領域の内側端面間のトラック幅方向間隔は、例えば、前記第１フリー磁性層のトラック幅方向寸法以下である。
【００４０】
この構成は、前記第２反強磁性層を前記第１フリー磁性層の両側領域にも重ねることができ、サイドリーディングを減少させるのに適した構成である。
【００４１】
あるいは、前記第２反強磁性層の前記両側領域の内側端面間のトラック幅方向間隔が、前記第１フリー磁性層のトラック幅方向寸法より大きくなっていてもよい。
【００４２】
この構成は、前記第２反強磁性層と前記第２フリー磁性層間に生じる交換結合磁界によって、前記フリー磁性層のトラック幅領域に不感領域が形成されることを抑制するために適した構成である。このとき、前記多層膜の両側に形成される一対の電極層のトラック幅方向間隔で、トラック幅寸法が規定されることが好ましい。
【００４３】
なお、前記第２フリー磁性層の上に前記第２反強磁性層が直接積層されているものであることが好ましく、このとき、前記第２反強磁性層を前記第２フリー磁性層上に連続成膜されたものにできる。
【００４４】
あるいは、本発明の磁気検出素子は、前記第２フリー磁性層上に、第３反強磁性層を介して一対の前記第２反強磁性層がトラック幅方向に間隔をあけて形成されているものである。
【００４５】
本発明では、上記のようにフリー磁性層上に前記第３反強磁性層を設け、この第３反強磁性層の両側領域上に前記第２反強磁性層を設けている。従って前記フリー磁性層の両側領域上では、前記第２反強磁性層と前記第３反強磁性層とを合わせた膜厚の厚い反強磁性層が形成されており、この反強磁性層との間で発生する交換結合磁界によって前記フリー磁性層の両側領域は、適切にトラック幅方向に固定された状態になっている。一方、前記フリー磁性層のトラック幅領域は、外部磁界に対し磁化反転できる程度に弱く単磁区化されている。
【００４６】
なお、本発明では、第３反強磁性層と前記第２反強磁性層の間に非磁性中間層が積層されていてもよい。
【００４７】
前記非磁性中間層は、前記第３反強磁性層を大気暴露による酸化から防止するためのものである。
【００４８】
また本発明では、前記第３反強磁性層の中央部は非反強磁性の性質を有し、前記第３反強磁性層の両側領域は反強磁性の性質を有することが好ましい。
【００４９】
前記第３反強磁性層の中央部が非反強磁性の性質を有していると、磁場中アニールによっても前記第３反強磁性層の中央部は規則変態しづらく、よって前記第３反強磁性層の中央部と前記フリー磁性層のトラック幅領域間で交換結合磁界は発生せず、前記フリー磁性層のトラック幅領域の磁化がトラック幅方向に強固に固定されるといったことがない。一方、前記第３反強磁性層の両側領域は、その上に形成される前記第２反強磁性層と合わせて一体の反強磁性層のようになり、磁場中アニールによって規則化変態しやすく、したがって、前記第３反強磁性層の両側領域とフリー磁性層の両側領域間では交換結合磁界が発生し、前記フリー磁性層の両側領域をトラック幅方向に強固に固定することが可能になっている。
【００５０】
なお本発明では、前記第３反強磁性層の膜厚は５Å以上で５０Å以下であることが好ましい。
【００５１】
また、本発明では、前記第３反強磁性層を、前記第２フリー磁性層上に連続成膜したものにできる。
【００５２】
あるいは、本発明の磁気検出素子は、前記第２フリー磁性層上に、トラック幅方向に間隔をあけて形成されている一対の強磁性層を介して、一対の前記第２反強磁性層がトラック幅方向に間隔をあけて形成されているものである。
【００５３】
本発明では、前記第２反強磁性層を、前記強磁性層上に連続成膜したものにできる。
【００５４】
なお、前記フリー磁性層のトラック幅領域に、両側領域から入り込む静磁界を抑制し、また、前記第２反強磁性層と前記強磁性層間に発生する交換結合磁界を大きくするためには、前記強磁性層の膜厚と前記第２フリー磁性層の膜厚の合計膜厚が、前記第１フリー磁性層の膜厚と前記第２フリー磁性層の膜厚の合計膜厚より小さいことが好ましい。
【００５５】
また、前記第２フリー磁性層と前記強磁性層の間に非磁性中間層が積層されていてもよい。
【００５６】
前記非磁性中間層は、前記第２フリー磁性層を大気暴露による酸化から防止するためのものである。
【００５７】
本発明では、前記非磁性中間層は、例えば、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｈ、Ｃｕのいずれか１種または２種以上からなる貴金属、またはＣｒで形成される。
【００５８】
これらの材料は、酸化されにくい材質、あるいは酸化が膜厚方向に進行しにくい材質であり、非磁性中間層の膜厚が薄くても十分な酸化防止効果を発揮する。したがって、磁気検出素子の製造過程で、前記非磁性中間層の表面に酸化層が形成されても、低エネルギーのイオンミリングで前記酸化層を除去でき、前記非磁性中間層の下層にある前記第３反強磁性層の反強磁性特性や前記第２フリー磁性層の強磁性特性の劣化を防ぐことができる。
【００５９】
また、前記第３反強磁性層上または前記強磁性層上に形成される前記一対の第２反強磁性層のトラック幅方向間隔は、例えば、前記第１フリー磁性層のトラック幅方向寸法以下である。
【００６０】
この構成は、前記第２反強磁性層を前記第１フリー磁性層の両側領域にも重ねることができ、サイドリーディングを減少させるのに適した構成である。
【００６１】
あるいは、前記一対の第２反強磁性層のトラック幅方向間隔が、前記第１フリー磁性層のトラック幅方向寸法より大きくてもよい。
【００６２】
この構成は、前記第２反強磁性層と前記第２フリー磁性層間に生じる交換結合磁界によって、前記フリー磁性層のトラック幅領域に不感領域が形成されることを抑制するために適した構成である。このとき、前記多層膜の両側に形成される一対の電極層のトラック幅方向間隔で、トラック幅寸法が規定されることが好ましい。
【００６３】
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、第１反強磁性層、固定磁性層、非磁性材料層、第１フリー磁性層の順に積層された多層膜を形成する工程と、
（ｂ）前記多層膜のトラック幅方向の両側端部を除去する工程と、
（ｃ）前記多層膜のトラック幅方向の両側に電極層を形成する工程と、
（ｄ）前記第１フリー磁性層上に、前記第１フリー磁性層より大きなトラック幅方向寸法を有する第２フリー磁性層を積層する工程と、
（ｅ）第２フリー磁性層の上層に第２反強磁性層を形成する工程。
【００６４】
上記の製造方法を用いることにより、前記フリー磁性層の前記第２反強磁性層と重なる領域に、その膜厚がトラック幅領域の膜厚より薄くなる領域が存在する磁気検出素子を製造できる。
【００６５】
すなわち、前記フリー磁性層のトラック幅領域の膜厚を維持したまま、前記フリー磁性層の前記第２反強磁性層と重なる領域（両側領域）の膜厚を薄くして、前記第２反強磁性層との間で発生する交換結合磁界を大きくでき、サイドリーディングを減少させることのできる磁気検出素子を製造できる。
【００６６】
また、本発明を用いて形成された磁気検出素子は、前記フリー磁性層の両側領域で発生する静磁界を減少させることができる。さらに、前記静磁界に由来する前記フリー磁性層のトラック幅領域内の磁束密度を減少させることができ、前記トラック幅領域に発生する不感領域を低減することができるので、磁界検出感度が向上する。
【００６７】
また、前記（ａ）工程で、前記第１フリー磁性層上に非磁性中間層を積層し、前記（ｃ）工程と前記（ｄ）工程の間に、前記非磁性中間層を一部または全部除去する工程を有すると、前記第１フリー磁性層が酸化することを防止できるので好ましい。
【００６８】
また、本発明の磁気検出素子の製造方法では、前記（ｄ）工程で、第２フリー磁性層を形成後、連続して前記第２反強磁性層を成膜し、さらに、前記（ｅ）工程の代わりに、
（ｆ）前記フリー磁性層のトラック幅領域上の前記第２反強磁性層を除去して、前記トラック幅領域上の前記第２反強磁性層の膜厚を、その両側に位置する前記第２反強磁性層の膜厚よりも薄くする工程を有することができる。
【００６９】
本発明では、前記第２フリー磁性層の上に積層される第２反強磁性層を連続成膜することが可能になり、サイドリーディングを十分に低減するために必要な交換結合磁界を発生させることが容易になる。
【００７０】
また、前記（ｆ）工程によって、前記トラック幅領域上に設けられた前記第２反強磁性層の中央部は非反強磁性の性質を有し、前記中央部の両側領域の前記第２反強磁性層は反強磁性の性質を有するようにすることが好ましい。具体的には、前記（ｆ）工程において、第２反強磁性層の中央部の膜厚を５０Å以下にすることが好ましい。
【００７１】
なお、前記（ｆ）工程において、前記第２反強磁性層の両側領域の内側端面間のトラック幅方向間隔を、前記第１フリー磁性層のトラック幅方向寸法以下にすると、サイドリーディングを減少させるのに適した磁気検出素子を製造できる。
【００７２】
あるいは、前記（ｆ）工程において、前記第２反強磁性層の両側領域の内側端面間のトラック幅方向間隔を、前記第１フリー磁性層のトラック幅方向寸法より大きくすると、磁界検出感度（再生出力）を向上させるのに適した磁気検出素子を製造できる。
【００７３】
本発明の磁気検出素子の製造方法では、前記（ｄ）工程と前記（ｅ）工程の間に、
（ｇ）前記第２フリー磁性層上に、第３反強磁性層を連続して成膜する工程を有し、
前記（ｅ）工程の代わりに、
（ｈ）前記第３反強磁性層上に、一対の前記第２反強磁性層をトラック幅方向に間隔をあけて形成する工程を有することができる。
【００７４】
本発明では、前記第２フリー磁性層の上に積層される第３反強磁性層を連続成膜することが可能になり、サイドリーディングを十分に低減するために必要な交換結合磁界を発生させることが容易になる。
【００７５】
また、前記（ｇ）工程において、前記第３反強磁性層を非反強磁性の性質を有する膜厚で形成することが好ましい。これによって、前記第２反強磁性層の形成後、前記第３反強磁性層の中央部と前記フリー磁性層のトラック幅領域間で交換結合磁界は発生せず、または発生したとしても弱くできる。一方、前記第３反強磁性層の両側領域とフリー磁性層の両側領域間では交換結合磁界が発生し、前記フリー磁性層の両側領域をトラック幅方向に強固に固定することができるようになる。
【００７６】
具体的には、前記（ｇ）工程において、前記第３反強磁性層の膜厚を５Å以上５０Å以下にすることが好ましい。
【００７７】
なお、前記（ｇ）工程の後で、
（ｉ）前記第３反強磁性層上に非磁性中間層を積層する工程を有し、
（ｊ）前記非磁性中間層の一部または全部を除去した後、前記（ｈ）工程において前記第２反強磁性層を積層すると、第３反強磁性層の酸化を防止できるので好ましい。
【００７８】
あるいは、本発明の磁気検出素子の製造方法では、前記（ｅ）工程の代わりに、
（ｋ）前記第２フリー磁性層上に、トラック幅方向に間隔をあけて一対の強磁性層を形成し、前記一対の強磁性層上に、トラック幅方向に間隔をあけて一対の前記第２反強磁性層を連続して成膜する工程を有することができる。
【００７９】
本発明では、前記強磁性層の上に積層される第２反強磁性層を連続成膜することが可能になり、サイドリーディングを十分に低減するために必要な交換結合磁界を発生させることが容易になる。
【００８０】
なお、前記（ｋ）工程において、前記強磁性層の膜厚と前記第２フリー磁性層の膜厚の合計膜厚が、前記第１フリー磁性層の膜厚と前記第２フリー磁性層の膜厚の合計膜厚より小さくなるようにすることが好ましい。
【００８１】
また、前記（ｋ）工程において、前記第２フリー磁性層上に、非磁性中間層を積層し、前記非磁性中間層を一部または全部を除去した後、前記強磁性層を積層すると、前記第２フリー磁性層の酸化を防止できるので好ましい。
【００８２】
本発明では、前記（ｉ）工程または前記（ｋ）工程において、前記非磁性中間層を、例えば、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｈ、Ｃｕのいずれか１種または２種以上からなる貴金属、またはＣｒで形成することが好ましい。
【００８３】
これらの材料は、酸化されにくい材質、あるいは酸化が膜厚方向に進行しにくい材質であり、非磁性中間層の膜厚が薄くても十分な酸化防止効果を発揮する。したがって、磁気検出素子の製造過程で、前記非磁性中間層の表面に酸化層が形成されても、低エネルギーのイオンミリングで前記酸化層を除去でき、前記非磁性中間層の下層にある前記第３反強磁性層の反強磁性特性や前記第２フリー磁性層の強磁性特性の劣化を防ぐことができる。
【００８４】
前記（ｈ）または前記（ｋ）工程において、前記一対の第２反強磁性層のトラック幅方向間隔を、前記第１フリー磁性層のトラック幅方向寸法以下にすると、サイドリーディングを減少させるのに適した磁気検出素子を製造できる。
【００８５】
また、前記（ｈ）または前記（ｋ）工程において、前記一対の第２反強磁性層のトラック幅方向間隔を、前記第１フリー磁性層のトラック幅方向寸法より大きくすると、
磁界検出感度（再生出力）を向上させるのに適した磁気検出素子を製造できる。
【００８６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明における第１の実施の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。
【００８７】
図１に示す符号２０及び３７はギャップ層である。このギャップ層２０、３７の間に本発明の磁気検出素子が形成されている。ギャップ層２０、３７の上下には磁性材料からなるシールド層（図示しない）が設けられており、磁気検出素子、ギャップ層及びシールド層を合わせてＭＲヘッドと呼んでいる。
【００８８】
ＭＲヘッドは、記録媒体に記録された外部信号を再生するためのものである。また本発明では、ＭＲ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。磁気検出素子の上側に形成されたシールド層（上部シールド層）は、インダクティブヘッドの下部コア層として兼用されていてもよい。
【００８９】
またＭＲヘッドは、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。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。
【００９０】
なお、記録媒体との対向面は、例えば磁気検出素子の構成する薄膜の膜面に垂直で且つ磁気検出素子のフリー磁性層の外部磁界が印加されていないときの磁化方向と平行な平面である。図１では、記録媒体との対向面はＸ−Ｚ平面に平行な平面である。
【００９１】
なお、磁気検出素子が浮上式の磁気ヘッドに用いられる場合、記録媒体との対向面とは、いわゆるＡＢＳ面のことである。
【００９２】
図１に示すように、ギャップ層２０上には、下地層２１が形成され、下地層２１の上にはシードレイヤ２２が形成される。
【００９３】
下地層２１は、Ｔａ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｍｏ，Ｗのうち少なくとも１種以上の元素で形成されることが好ましい。またシードレイヤ２２は、ＮｉＦｅＣｒ合金やＣｒなどで形成される。シードレイヤ２２が形成されることで、その上に形成される各層の結晶粒径が大きくなり抵抗変化率の向上などを図ることが可能になる。
【００９４】
シードレイヤ２２の上には第１反強磁性層２３が形成されている。第１反強磁性層２３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で形成されることが好ましい。例えばＰｔＭｎ合金などで形成される。
【００９５】
あるいは本発明では、第１反強磁性層２３は、Ｘ−Ｍｎ−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，Ｉｒ，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）で形成されてもよい。
【００９６】
なお元素Ｘあるいは元素Ｘ＋Ｘ′の組成比は、４５（ａｔ％）以上６０（ａｔ％）以下であることが好ましい。
【００９７】
第１反強磁性層２３の上には固定磁性層２７が形成されている。この実施形態では固定磁性層２７は積層フェリ構造で形成されている。
【００９８】
図１に示すように、固定磁性層２７は下から磁性層２４、非磁性中間層２５及び磁性層２６の順に積層形成されている。ここで磁性層２４、２６は、例えばＣｏＦｅ合金、ＣｏＦｅＮｉ合金、Ｃｏ、ＮｉＦｅ合金などの磁性材料で形成される。また非磁性中間層２５は、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｃｒ、Ｒｅ、Ｃｕなどの非磁性導電材料で形成されることが好ましい。
【００９９】
図１に示す固定磁性層２７では、磁性層２４は第１反強磁性層２３との間で発生する交換結合磁界によって例えば図示Ｙ方向に固定される。一方、磁性層２６は磁性層２４との間で発生するＲＫＫＹ相互作用における結合磁界によって図示Ｙ方向とは逆の方向に磁化される。
【０１００】
すなわち積層フェリ構造では、磁性層２４と磁性層２６とが互いに反平行状態に磁化されるのである。なお積層フェリ構造を構成するためには、磁性層２４と磁性層２６の単位面積当たりの磁気モーメント（飽和磁化Ｍｓ×膜厚ｔ）が異なるようにしなければならない。例えば磁性層２４と磁性層２６が同じ材質で形成されるときは、磁性層２４と磁性層２６の膜厚を異ならせて形成する。
【０１０１】
磁性層２４及び磁性層２６は、それぞれ１０〜７０Åで形成される。また非磁性中間層２５の膜厚は３Å〜１０Åで形成される。
【０１０２】
なお固定磁性層２７は上記したいずれかの磁性材料を使用した１層構造あるいは上記したいずれかの磁性材料からなる層とＣｏ層などの拡散防止層の２層構造で形成されていても良い。
【０１０３】
固定磁性層２７上には、非磁性材料層２８が形成されている。
非磁性材料層２８は、固定磁性層２７とフリー磁性層との磁気的な結合を防止し、またセンス電流が主に流れる層であり、Ｃｕ，Ｃｒ，Ａｕ，Ａｇなど導電性を有する非磁性材料により形成されることが好ましい。特にＣｕによって形成されることが好ましい。
【０１０４】
非磁性材料層２８は例えば１８〜３０Å程度の膜厚で形成される。
非磁性材料層２８の上には、フリー磁性層３１が積層されている。
【０１０５】
フリー磁性層３１は、トラック幅方向（図示Ｘ方向）寸法Ｗ１を有する第１フリー磁性層２９上に、第１フリー磁性層２９より大きなトラック幅方向寸法Ｗ２を有する第２フリー磁性層３０が積層されたものである。
【０１０６】
第１フリー磁性層２９と第２フリー磁性層３０は、例えばＮｉＦｅ合金、Ｃｏ、ＣｏＦｅＮｉ合金、ＣｏＦｅ合金、ＣｏＮｉ合金などにより形成されるものであり、特にＮｉＦｅ合金またはＣｏＦｅ合金、ＣｏＦｅＮｉ合金により形成されることが好ましい。また、第１フリー磁性層２９は、２層構造で形成され、非磁性材料層と対向する側にＣｏ膜やＣｏＦｅ合金が形成されていることが好ましい。これにより非磁性材料層との界面での金属元素等の拡散を防止でき、抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を大きくすることができる。
【０１０７】
第１フリー磁性層２９及び第２フリー磁性層３０は、それぞれ１０〜６０Å程度で形成される。なお、第１フリー磁性層２９と第２フリー磁性層３０を合わせた合計膜厚は７０Å以下であることが好ましい。
【０１０８】
第１フリー磁性層２９は、側端面２９ａが第１反強磁性層２３、固定磁性層２７、非磁性材料層２８の側端面と連続面となっている。
【０１０９】
第１反強磁性層２３、固定磁性層２７、非磁性材料層２８、及びフリー磁性層３１が多層膜３２を構成している。
【０１１０】
第１反強磁性層２３、固定磁性層２７、非磁性材料層２８、及び第１フリー磁性層２９の両側面に接して第１電極層３３，３３が形成されている。第１電極層は、多層膜３２に直流電流を供給するためのものであり、例えばα−Ｔａ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｃｕ（銅）、Ｒｈ、Ｉｒ、ＲｕやＷ（タングステン）によって形成される。
【０１１１】
第１電極層３３，３３から供給された直流電流は、多層膜３２を構成する各層の膜面に平行な方向を流れる。このような、磁気検出素子をＣＩＰ（ｃｕｒｒｅｎｔ　　ｉｎ　　ｔｈｅ　ｐｌａｎｅ）型のスピンバルブ型磁気検出素子と呼ぶ。
【０１１２】
本実施の形態の磁気検出素子は、多層膜３２の両側面に接して第１電極層３３，３３が形成されているため、比抵抗の高い第２反強磁性層３５を介さずに直接多層膜３２に電流を流せ、電流の損失を低減でき、多層膜３２に効率よく直流電流を供給できる。
また、第２フリー磁性層３０の上には、第２反強磁性層３５が連続成膜されている。
【０１１３】
第２反強磁性層３５は第１反強磁性層２３と同様の反強磁性材料で形成されることが好ましい。具体的には第２反強磁性層３５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で形成されることが好ましい。例えばＰｔＭｎ合金などで形成される。
【０１１４】
あるいは本発明では、第２反強磁性層３５は、Ｘ−Ｍｎ−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，Ｉｒ，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）で形成されてもよい。
【０１１５】
なお前記元素Ｘあるいは元素Ｘ＋Ｘ′の組成比は、４５（ａｔ％）以上６０（ａｔ％）以下であることが好ましい。
【０１１６】
図１に示すようにフリー磁性層３１のトラック幅領域Ａ上に位置する第２反強磁性層３５の中央部３５Ｃには、多層膜３２と膜厚方向（図示Ｚ方向）にて対向する位置の上面から前記多層膜３２方向に向けて凹部３５ａが形成されている。
【０１１７】
凹部３５ａが形成された位置での第２反強磁性層３５の膜厚Ｈ１は、例えば、１０〜５０Åである。このように凹部３５ａが形成された中央部３５Ｃは、第２反強磁性層３５の膜厚Ｈ１が非常に薄く形成されており、膜厚Ｈ１で形成された第２反強磁性層３５とフリー磁性層３１間にはほとんど交換結合磁界が発生しない状態になっている。すなわち、第２フリー磁性層３０のトラック幅領域Ａ上に設けられた第２反強磁性層３５は非反強磁性の性質を有している。従って、フリー磁性層３１のトラック幅領域Ａの磁化がトラック幅方向に強固に固定されることが無く、フリー磁性層３１のトラック幅領域Ａは外部磁界（記録信号磁界）によって磁化変動できる程度に弱く磁化された状態になっている。
【０１１８】
一方、第２反強磁性層３５の凹部３５ａの両側領域３５ｓ，３５ｓ（中央部３５Ｃの両側領域３５ｓ，３５ｓ）は、８０Å〜３００Åの膜厚を有しているため反強磁性の性質を有している。即ち、磁場中アニールによって第２反強磁性層３５の両側領域３５ｓ，３５ｓは規則化変態し、第２反強磁性層３５の両側領域３５ｓ，３５ｓとフリー磁性層３１（第２フリー磁性層３０）のトラック幅領域Ａの両側領域Ｂ，Ｂ間で適切な大きさの交換結合磁界が発生し、これによって、フリー磁性層３１の両側領域Ｂ，Ｂはトラック幅方向に強固に固定された状態になる。
【０１１９】
また図１に示すように、第２反強磁性層３５の上には第２電極層３６，３６が形成されている。第２電極層３６，３６は例えば、α−Ｔａ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｃｕ（銅）、Ｒｈ、Ｉｒ、ＲｕやＷ（タングステン）などで形成されている。
【０１２０】
第２電極層３６，３６は、第１電極層３３，３３だけでは、十分に直流電流を供給することができないときに補助的に設けられるものである。従って、本発明において、第２電極層３６，３６は形成されなくともよい。第２電極層３６，３６を形成しなければ、前記上下のシールド層間の間隔を小さくして狭ギャップ化を促進することができる。
【０１２１】
以下に本実施の形態の特徴部分を説明する。
図１の磁気検出素子において、フリー磁性層３１は、トラック幅方向寸法Ｗ１を有する第１フリー磁性層２９上に、第１フリー磁性層２９より大きなトラック幅方向寸法Ｗ２を有する第２フリー磁性層３０が積層されたものである。
【０１２２】
上記の構成をとることにより、フリー磁性層３１の外部磁界によって磁化方向が変動できる領域であるトラック幅領域Ａは、第１フリー磁性層２９及び第２フリー磁性層３０が重ねられた構造となる。また、第２反強磁性層３５の両側領域３５ｓ，３５ｓの下層には、第１フリー磁性層２９と第２フリー磁性層３０のうち、第２フリー磁性層３０のみが積層されている領域が形成される。
【０１２３】
すなわち、フリー磁性層３１には、第２反強磁性層３５と重なる両側領域Ｂ，Ｂに、その膜厚ｔｂがトラック幅領域Ａの膜厚ｔａより薄くなる領域が存在している。
【０１２４】
フリー磁性層３１のトラック幅領域Ａの膜厚を薄くすると、磁気検出素子の磁界検出感度が向上する。しかし、フリー磁性層３１のトラック幅領域Ａの膜厚は少なくとも３０Å以上ないと再生波形の不安定性を招いたり、熱揺らぎに起因するノイズが生じやすくなる。
【０１２５】
本実施の形態では、フリー磁性層３１のトラック幅領域Ａの膜厚ｔａを維持したまま、第２反強磁性層３５の両側領域３５ｓ，３５ｓと重なるフリー磁性層３１の両側領域Ｂ，Ｂの膜厚ｔｂを薄くして、第２反強磁性層３５とフリー磁性層３１の両側領域Ｂ，Ｂの間で発生する交換結合磁界を大きくでき、サイドリーディングを減少させることができる。
【０１２６】
また、フリー磁性層３１の両側領域Ｂ，Ｂの膜厚ｔｂを薄くすることにより、両側領域Ｂ，Ｂで発生する静磁界を減少させることができる。
【０１２７】
ここで、フリー磁性層３１の両側領域Ｂ，Ｂの膜厚ｔｂが、フリー磁性層３１のトラック幅領域Ａの膜厚ｔａより薄いということは、フリー磁性層３１のトラック幅領域Ａの膜厚ｔａがフリー磁性層３１の両側領域Ｂ，Ｂの膜厚ｔｂより厚いということである。従って、フリー磁性層３１の両側領域Ｂ，Ｂで発生する静磁界に由来するフリー磁性層３１のトラック幅領域Ａ内の磁束密度を減少させることができ、フリー磁性層３１のトラック幅領域Ａに発生する不感領域を低減することができるので、磁界検出感度が向上する。ここで、フリー磁性層３１の不感領域とは、外部磁界を印加しても磁化が変動しにくい領域のことである。
【０１２８】
なお、フリー磁性層３１のトラック幅領域Ａの膜厚ｔａは７０Åより大きくなると、再生感度が低下するので、膜厚ｔａは７０Å以下であることが好ましい。
【０１２９】
また、フリー磁性層３１の両側領域Ｂ，Ｂの膜厚ｔｂが１０Åより小さくなると、第２反強磁性層３５と両側領域Ｂ，Ｂ間の交換結合磁界が小さくなるので、膜厚ｔｂは１０Å以上であることが好ましい。
【０１３０】
また、第１フリー磁性層２９の上に第２フリー磁性層３０を積層する構造であると、第２フリー磁性層３０と第２反強磁性層３５を連続成膜することが可能になり、サイドリーディングを十分に低減するために必要な交換結合磁界を発生させることが容易になる。
【０１３１】
なお、第１フリー磁性層２９のトラック幅方向寸法Ｗ１が、０．１８μｍ以下であることが好ましい。本発明の構造を有する第１フリー磁性層２９は、トラック幅方向寸法Ｗ１が０．１８μｍより大きくなるとトラック幅領域Ａでの縦バイアス磁界が弱くなりすぎて、再生波形の不安定性を引き起こす。
【０１３２】
なお、より好ましくは、第１フリー磁性層２９のトラック幅方向寸法Ｗ１が、０．１５μｍ以下であることである。
【０１３３】
なお、第１フリー磁性層２９と第２フリー磁性層３０が一体の強磁性層として形成されてもよいし、第１フリー磁性層２９と第２フリー磁性層３０の間に点線で示される非磁性中間層３４が形成されていてもよい。非磁性中間層３４は、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｃｒ、Ｒｅ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｐｔのうち１種またはこれらの２種以上の合金で形成される。特にＣｕによって形成されることが好ましい。
【０１３４】
第１フリー磁性層２９と第２フリー磁性層３０の間に点線で示される非磁性中間層３４が形成されていても、その膜厚が０．２Å〜５Åであるときには、第１フリー磁性層２９と第２フリー磁性層３０は強磁性的に結合し、一体の強磁性層として機能する。
【０１３５】
なお、第１フリー磁性層２９が磁性層の間に非磁性中間層が挟まれた人工フェリフリー構造であってもよい。
【０１３６】
また、図１に示される磁気検出素子では、第２反強磁性層３５の反強磁性を示す両側領域３５ｓ，３５ｓの内側端面３５ｂ，３５ｂ間のトラック幅方向間隔Ｗ３ａは、第１フリー磁性層２９のトラック幅方向寸法Ｗ１以下である。
【０１３７】
この構成であると、第２反強磁性層３５の反強磁性を示す両側領域３５ｓ，３５ｓを第１フリー磁性層２９のトラック幅領域Ａの両側領域Ｂ，Ｂにも重ねることができ、サイドリーディングを減少させるのに適した磁気検出素子になる。
【０１３８】
なお、図１の磁気検出素子ではトラック幅領域Ａは、第２反強磁性層３５の反強磁性を示す両側領域３５ｓ，３５ｓで挟まれた領域である。従って、光学的トラック幅寸法Ｔｗは、内側端面３５ｂ，３５ｂ間のトラック幅方向間隔Ｗ３に等しくなる。
【０１３９】
従って、第１フリー磁性層２９のトラック幅方向寸法Ｗ１は光学的トラック幅寸法Ｔｗより大きくなっている。
【０１４０】
図２に示される磁気検出素子は、第２反強磁性層３５の反強磁性を示す両側領域３５ｓ，３５ｓの内側端面３５ｂ，３５ｂ間のトラック幅方向間隔Ｗ３ｂが、第１フリー磁性層２９のトラック幅方向寸法Ｗ１より大きくなっている点でのみ図１に示される磁気検出素子と異なっている。
【０１４１】
図２に示される磁気検出素子の第２反強磁性層３５以外の各層の材料、形状、膜厚は、図１に同じ符号で示された各層と同じであるので説明を省略する。
【０１４２】
図２に示される磁気検出素子ではトラック幅領域Ａは、第１電極層３３，３３の内先端部３３ａ，３３ａで挟まれた領域である。従って、光学的トラック幅寸法Ｔｗは、内先端部３３ａ，３３ａ間のトラック幅方向間隔Ｗ４に等しくなる。
【０１４３】
また、図２では、第１電極層３３，３３の内先端部３３ａ，３３ａ間のトラック幅方向間隔Ｗ４は、第１フリー磁性層２９のトラック幅方向寸法Ｗ１に等しくなっている。
【０１４４】
図２に示される磁気検出素子では、第２反強磁性層３５の凹部３５ａの両側領域３５ｓ，３５ｓがトラック幅領域Ａから離れている。第２反強磁性層３５の両側領域３５ｓ，３５ｓは反強磁性を示す領域であり、両側領域３５ｓ，３５ｓと第２フリー磁性層３０間に交換結合磁界が発生する。このとき、第２フリー磁性層３０の磁化は、両側領域３５ｓ，３５ｓに重なっている領域よりトラック幅領域Ａに近い領域においても固定されることがある。
【０１４５】
しかし、図２に示される磁気検出素子は、第２反強磁性層３５の両側領域３５ｓ，３５ｓとトラック幅領域Ａの間に間隔が開けられているので、フリー磁性層３１のトラック幅領域Ａに不感領域が形成されることを抑制することができ、再生出力を向上できる。
【０１４６】
図３は、本発明における第３の実施の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。
【０１４７】
図３に示される磁気検出素子は、図１に示される磁気検出素子と、ギャップ層２０、３７、下地層２１、シードレイヤ２２、及び第１反強磁性層２３、固定磁性層２７、非磁性材料層２８、及びフリー磁性層３１からなる多層膜３２の形状、材料、膜厚が同じものである。
【０１４８】
図３に示される磁気検出素子と図１に示される磁気検出素子は、フリー磁性層３１に縦バイアス磁界を供給する第２反強磁性層の構成のみが異なっている。
【０１４９】
図３に示される磁気検出素子は、第２フリー磁性層３０上に、第３反強磁性層４０を介して一対の第２反強磁性層４２，４２がトラック幅方向に間隔をあけて形成されているものである。第３反強磁性層４０と第２反強磁性層４２，４２の材料は、第１反強磁性層２３の材料と同じである。
【０１５０】
また、第２反強磁性層４２，４２上に第２電極層４３，４３が形成されている。この第２電極層４３，４３は、第１電極層３３，３３を補助するためのものである。従って、第２電極層４３，４３は必ずしも形成されなくてはいけないものではない。
【０１５１】
図３に示す実施形態では、フリー磁性層３１のトラック幅領域Ａ上にも第３反強磁性層４０が形成されている。しかしトラック幅領域Ａ上には第２反強磁性層４２，４２は設けられていない。
【０１５２】
第３反強磁性層４０の膜厚Ｈ３は５Å以上で５０Å以下であることが好ましい。より好ましくは１０Å以上５０Å以下、さらに好ましくは３０Å以上で４０Å以下である。
【０１５３】
さらに、本実施の形態では、第３反強磁性層４０の上に、保護層の機能を有する非磁性中間層４１が積層されているので、製造過程及び製造後における第３反強磁性層４０の反強磁性特性の劣化を抑えることができる。そのため、本実施の形態では、第３反強磁性層４０の膜厚Ｈ３を５Å以上で５０Å以下、例えば１０Å程度にすることができるのである。
【０１５４】
この程度に薄い膜厚で形成されると、フリー磁性層３１のトラック幅領域Ａに重なる第３反強磁性層４０の中央部４０ｂは、磁場中アニールによっても規則化変態しにくく、第３反強磁性層４０の中央部４０ｂとフリー磁性層３１のトラック幅領域Ａとの間で交換結合磁界が発生せずあるいは発生してもその値は小さい。
【０１５５】
また第３反強磁性層４０の膜厚を５Å以上としたのは、第３反強磁性層４０が薄すぎると、第３反強磁性層４０の中央部４０ｂの両側領域４０ａ，４０ａとフリー磁性層３１の両側領域Ｂ，Ｂ間で発生する交換結合磁界が弱まり、フリー磁性層３１の両側領域Ｂ，Ｂを適切にトラック幅方向に磁化固定できないおそれがあるからである。
【０１５６】
上記したように、第３反強磁性層４０の両側領域４０ａ，４０ａは、その上に非磁性中間層４１を介して形成された第２反強磁性層４２，４２との間で反強磁性的な相互作用が働き、第３反強磁性層４０の両側領域４０ａ，４０ａと第２反強磁性層４２，４２とが一体の反強磁性層のように機能する。しかし物理的には完全に一体化するわけではないので、第３反強磁性層４０の膜厚が薄いとこの第３反強磁性層４０の規則化変態は弱く、第３反強磁性層４０の両側領域４０ａ，４０ａとフリー磁性層３１の両側領域Ｂ，Ｂ間で生じる交換結合磁界が弱くなる。このため、第３反強磁性層４０を５Å以上と設定した。
【０１５７】
また第３反強磁性層４０の膜厚を５Å以上で５０Å以下に設定することで、中央部４０ｂでのシャントロスを低減でき再生出力を大きくできる。
【０１５８】
なお第３反強磁性層４０の両側領域４０ａ，４０ａの膜厚と第２反強磁性層４２，４２の膜厚を合わせた総合膜厚Ｈ２は８０Å以上で３００Å以下であることが好ましい。これによって第３反強磁性層４０の両側領域４０ａ，４０ａは適切に反強磁性の性質を有し、磁場中アニールによって第３反強磁性層４０の両側領域４０ａ，４０ａは規則化変態し、第３反強磁性層４０の両側領域４０ａ，４０ａとフリー磁性層３１（第２フリー磁性層３０）の両側領域Ｂ，Ｂとの間で交換結合磁界が発生し、フリー磁性層３１（第２フリー磁性層３０）の両側領域Ｂ，Ｂをトラック幅方向に磁化固定することが可能になる。
【０１５９】
次に非磁性中間層４１について説明する。前記非磁性中間層４１は、後述する製造方法で説明するように、大気暴露によって第３反強磁性層４０が酸化されるのを防止するために設けられた保護層的役割を有している。
【０１６０】
非磁性中間層４１の中央部４１ｂは、成膜時の膜厚ｔ１がそのまま残されており、一方、非磁性中間層４１の両側領域４１ａ，４１ａは製造工程においてイオンミリングによって削られ、その膜厚ｔ２は、非磁性中間層４１の中央部４１ｂの膜厚よりも薄くなっている。
【０１６１】
非磁性中間層４１の中央部４１ｂの膜厚ｔ１は、２Å〜１０Å、より好ましくは２Å〜５Åである。
【０１６２】
第３反強磁性層４０と第２反強磁性層４２，４２との間に介在する非磁性中間層４１の両側領域４１ａ，４１ａの膜厚ｔ２は薄く、０．２Å以上３Å以下で形成されることが好ましい。また、非磁性中間層４１の両側端部３２ａの膜厚が０．２Å以上１．０Å以下であるとより好ましい。
【０１６３】
平均膜厚は、例えば蛍光Ｘ線分析や断面の透過電子顕微鏡によるＥＤＸ分析により測定できる。
【０１６４】
非磁性中間層４１の平均膜厚は１Åより小さくなることがある。周知のとおり、１Åとはひとつの原子の直径より小さい寸法に相当するものであり、１Åより薄い均一な薄膜は存在しない。しかし、元素が不均一に、いいかえるとまばらに存在している薄膜では、元素が存在している領域と元素が存在していない領域が生じる。その結果、非磁性中間層４１の平均膜厚を上記のように定義すると非磁性中間層４１の平均膜厚が１Åより小さくなる場合が生じるのである。
【０１６５】
非磁性中間層４１が上記の程度に薄く形成されると、第３反強磁性層４０と第２反強磁性層４２，４２間に非磁性中間層４１を介して反強磁性的な相互作用が働き、第３反強磁性層４０と第２反強磁性層４２，４２とが一体の反強磁性層のように機能しやすくなる。
【０１６６】
従って図３に示す実施形態は、フリー磁性層３１（第２フリー磁性層３０）の両側領域Ｂ，Ｂ上に反強磁性の性質を有する膜厚の厚い反強磁性層が形成されている形態と類似構成となっており、フリー磁性層３１の両側領域Ｂ，Ｂの磁化は、第３反強磁性層４０の両側領域４０ａ，４０ａとの間で発生する交換結合磁界によってトラック幅方向（図示Ｘ方向）に適切に固定される。
【０１６７】
非磁性中間層４１はＣｒ或いはＲｕ、Ｒｅ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｈのいずれか１種または２種以上からなる貴金属によって形成されている。
【０１６８】
これらの材料は、従来酸化保護膜として用いられてきたＴａ膜に比べて大気暴露によって酸化しにくい材質である。
【０１６９】
非磁性中間層４１を構成する元素が、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｈのいずれか１種または２種以上からなる貴金属で形成されると、製造工程中の熱処理によって、これら貴金属元素が第３反強磁性層４０や第２反強磁性層４２，４２に拡散しても、第３反強磁性層４０や第２反強磁性層の反強磁性の性質は劣化しない。
【０１７０】
また、非磁性中間層４１がＣｒで形成されていると、第３反強磁性層４０とフリー磁性層３１間で発生する交換結合磁界（Ｈｅｘ）は、非磁性中間層４１がＣｒ以外の元素、例えば、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｈのいずれか１種または２種以上で形成される場合に比べて大きくなる。
【０１７１】
これは、Ｃｒからなる非磁性中間層４１が、第３反強磁性層４０上に存在していると、第３反強磁性層４０とフリー磁性層３１の界面付近における第３反強磁性層４０の規則化変態がより完全に近くなり、その結果、前記界面で発生する交換結合磁界が大きくなるためであると考えられる。
【０１７２】
なお、非磁性中間層４１を構成する元素は、第３反強磁性層４０や第２反強磁性層４２，４２中に拡散している。非磁性中間層４１を構成する元素の拡散は、例えばＳＩＭＳ分析装置などによって測定できる。拡散領域では、例えば成膜段階で第３反強磁性層４０がＰｔＭｎ合金で形成され、非磁性中間層４１がＣｒで形成されていると、磁場中アニールなどでＣｒ−Ｐｔ−Ｍｎなる合金の拡散層が形成される。
【０１７３】
なお、本発明には、非磁性中間層４１の中央部４１ｂのみが存在し、境界面を有する両側領域４１ａ，４１ａが存在しない磁気検出素子も含まれるが、このような磁気検出素子の第３反強磁性層４０や第２反強磁性層４２，４２中にも、非磁性中間層４１を構成する元素は拡散している。
【０１７４】
なお、非磁性中間層４１の両側領域４１ａ，４１ａが、好ましくは０．２Å以上の平均膜厚で残されることにより、第３反強磁性層４０がイオンミリングのダメージを受けることがなく、第３反強磁性層４０の磁気特性を劣化させるといった問題が生じない。
【０１７５】
また図３のように非磁性中間層４１の両側領域４１ａ，４１ａを３Å以下の非常に薄い膜厚で残すことができるのは、低エネルギーのイオンミリングを使用できるからである。元々、非磁性中間層４１は成膜段階で２Å〜１０Å、より好ましくは２Å〜５Å、と薄い膜厚で形成されている。このため低エネルギーのイオンミリングであっても十分に非磁性中間層４１の膜厚調整をすることができ、低エネルギーであるからミリングレートは、高エネルギーの場合に比べて遅く、非磁性中間層４１の途中まで削った段階でミリングを止めるように制御することも比較的簡単に行える。
【０１７６】
なお、低エネルギーのイオンミリングとは、ビーム電圧（加速電圧）が１０００Ｖ未満のイオンビームを用いたイオンミリングであると定義される。例えば、１００Ｖ〜５００Ｖのビーム電圧が用いられる。本実施の形態では、２００Ｖの低ビーム電圧のアルゴン（Ａｒ）イオンビームを用いている。
【０１７７】
本実施の形態の磁気検出素子も、第１フリー磁性層２９の上に第２フリー磁性層３０を積層する構造であるため、第２フリー磁性層３０と第３反強磁性層４０を連続成膜することが可能になり、サイドリーディングを十分に低減するために必要な交換結合磁界を発生させることが容易になる。
【０１７８】
本実施の形態でも、フリー磁性層３１のトラック幅領域Ａの膜厚ｔａより、第２反強磁性層４２，４２と重なるフリー磁性層３１の両側領域Ｂ，Ｂの膜厚ｔｂを薄くして、第２反強磁性層４２，４２とフリー磁性層３１の両側領域Ｂ，Ｂの間で発生する交換結合磁界を大きくでき、サイドリーディングを減少させることができる。
【０１７９】
また、フリー磁性層３１の両側領域Ｂ，Ｂの膜厚ｔｂを薄くすることにより、両側領域Ｂ，Ｂで発生する静磁界を減少させることができる。
【０１８０】
さらに、フリー磁性層３１の両側領域Ｂ，Ｂで発生する静磁界に由来するフリー磁性層３１のトラック幅領域Ａ内の磁束密度を減少させることができ、フリー磁性層３１のトラック幅領域Ａに発生する不感領域を低減することができるので、磁界検出感度が向上する。ここで、フリー磁性層３１の不感領域とは、外部磁界を印加しても磁化が変動しにくい領域のことである。
【０１８１】
なお、本実施の形態でも、第１フリー磁性層２９のトラック幅方向寸法Ｗ１は０．１８μｍ以下であることが好ましい。より好ましくは、第１フリー磁性層２９のトラック幅方向寸法Ｗ１が、０．１５μｍ以下であることである。
【０１８２】
なお、第１フリー磁性層２９と第２フリー磁性層３０が一体の強磁性層として形成されてもよいし、第１フリー磁性層２９と第２フリー磁性層３０の間に点線で示される非磁性中間層３４が形成されていてもよい。
【０１８３】
また、図３に示される磁気検出素子では、第２反強磁性層４２，４２のトラック幅方向間隔Ｗ５は、第１フリー磁性層２９のトラック幅方向寸法Ｗ１以下である。
【０１８４】
この構成であると、第２反強磁性層４２，４２を、第１フリー磁性層２９のトラック幅領域Ａの両側領域Ｂ，Ｂにも重ねることができ、サイドリーディングを減少させるのに適した磁気検出素子になる。
【０１８５】
なお、図３の磁気検出素子では、トラック幅領域Ａは、一対の第２反強磁性層４２，４２挟まれた領域である。従って、光学的トラック幅寸法Ｔｗは、第２反強磁性層４２，４２の内側端縁４２ａ，４２ａ間のトラック幅方向間隔Ｗ５に等しくなる。
【０１８６】
従って、第１フリー磁性層２９のトラック幅方向寸法Ｗ１は光学的トラック幅寸法Ｔｗより大きくなっている。
【０１８７】
図４に示される磁気検出素子は、第２反強磁性層４２，４２のトラック幅方向間隔Ｗ５が、第１フリー磁性層２９のトラック幅方向寸法Ｗ１より大きくなっている点でのみ図３に示される磁気検出素子と異なっている。
【０１８８】
図３に示される磁気検出素子の第２反強磁性層４２，４２以外の各層の材料、形状、膜厚は、図３に同じ符号で示された各層と同じであるので説明を省略する。
【０１８９】
図４に示される磁気検出素子ではトラック幅領域Ａは、第１電極層３３，３３の内先端部３３ａ，３３ａで挟まれた領域である。従って、光学的トラック幅寸法Ｔｗは、内先端部３３ａ，３３ａ間のトラック幅方向間隔Ｗ４に等しくなる。
【０１９０】
また、図４では、第１電極層３３，３３の内先端部３３ａ，３３ａ間のトラック幅方向間隔Ｗ４は、第１フリー磁性層２９のトラック幅方向寸法Ｗ１に等しくなっている。
【０１９１】
図４に示される磁気検出素子では、第２反強磁性層４２，４２の内側端縁４２ａ，４２ａがトラック幅領域Ａから離れている。第２反強磁性層４２，４２と第２フリー磁性層３０間に交換結合磁界が発生するとき、第２フリー磁性層３０の磁化は、第２反強磁性層４２，４２に重なっている領域よりトラック幅領域Ａに近い領域においても固定されることがある。
【０１９２】
しかし、図４に示される磁気検出素子は、第２反強磁性層４２，４２の内側端縁４２ａ，４２ａとトラック幅領域Ａの間に間隔が開けられているので、フリー磁性層３１のトラック幅領域Ａに不感領域が形成されることを抑制することができる。
【０１９３】
図５は、本発明における第３の実施の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。
【０１９４】
図５に示される磁気検出素子は、図１に示される磁気検出素子と、ギャップ層２０、３７、下地層２１、シードレイヤ２２、及び第１反強磁性層２３、固定磁性層２７、非磁性材料層２８、及びフリー磁性層３１からなる多層膜３２の形状、材料、膜厚が同じものである。
【０１９５】
図５に示される磁気検出素子と図１に示される磁気検出素子は、フリー磁性層３１に縦バイアス磁界を供給する第２反強磁性層５１，５１の構成のみが異なっており、第２フリー磁性層３０上に、トラック幅方向に間隔をあけて形成されている一対の強磁性層５０を介して、一対の第２反強磁性層５１，５１が形成されているものである。
【０１９６】
本実施の形態では、強磁性層５０の膜厚と第２フリー磁性層３０の膜厚の合計膜厚ｔｃが、第１フリー磁性層２９の膜厚と第２フリー磁性層３０の膜厚の合計膜厚ｔｄより小さくなっている。
【０１９７】
本実施の形態では、強磁性層５０，５０の内側端面５０ａ，５０ａから発生する静磁界がフリー磁性層３１のトラック幅領域Ａに入る込むことがある。
【０１９８】
それでも、フリー磁性層３１のトラック幅領域Ａの膜厚ｔｄより、第２反強磁性層５１，５１と重なる強磁性層５０，５０及び第２フリー磁性層３０の合計膜厚ｔｃを薄くすることができ、フリー磁性層３１のトラック幅領域Ａに、両側領域から入り込む静磁界を抑制し、また、第２反強磁性層５１，５１と強磁性層５０間に発生する交換結合磁界を大きくすることができる。
【０１９９】
さらに、フリー磁性層３１の両側領域Ｂ，Ｂで発生する静磁界に由来するフリー磁性層３１のトラック幅領域Ａ内の磁束密度を減少させることができ、フリー磁性層３１のトラック幅領域Ａに発生する不感領域を低減することができるので、磁界検出感度が向上する。ここで、フリー磁性層３１の不感領域とは、外部磁界を印加しても磁化が変動しにくい領域のことである。
【０２００】
また、第２フリー磁性層３０上の第２反強磁性層５１，５１に挟まれた領域には非磁性中間層５２が存在している。
【０２０１】
なお、非磁性中間層５２は、第２フリー磁性層３０と強磁性層５０の間にも、膜厚ｔｅが０．２Å〜５Åのの範囲内で形成されていてもよい。
【０２０２】
非磁性中間層５２は、後述する製造方法で説明するように、大気暴露によって第２フリー磁性層３０が酸化されるのを防止するために設けられた保護層的役割を有している。
【０２０３】
非磁性中間層５２はＣｒ或いはＲｕ、Ｒｅ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｈ、Ｃｕのいずれか１種または２種以上からなる貴金属によって形成されている。
【０２０４】
これらの材料は、従来酸化保護膜として用いられてきたＴａ膜に比べて大気暴露によって酸化しにくい材質、あるいは酸化しても酸化が膜厚方向に進行しにくい材質である。
【０２０５】
第２フリー磁性層３０と強磁性層５０の間に形成された非磁性中間層５２の両側領域５２ａ，５２ａの膜厚が０．２Å〜５Åのの範囲であれば、第２フリー磁性層３０と強磁性層５０を一体の強磁性として機能させることができる。
【０２０６】
あるいは、非磁性中間層５２の両側領域５２ａ，５２ａの膜厚が５Å〜１１Åのの範囲であれば、第２フリー磁性層３０と強磁性層５０が人工フェリ構造となり、第２フリー磁性層３０の両側領域Ｂ，Ｂの磁化を強固に固定することができる。
【０２０７】
ここで、非磁性中間層５２の両側領域５２ａ，５２ａを、３Å以下の非常に薄い膜厚で残すことができるのは、低エネルギーのイオンミリングを使用できるからである。
【０２０８】
上述した非磁性中間層５２の材料は、酸化されにくい材質、あるいは酸化が膜厚方向に進行しにくい材質であり、非磁性中間層５２の膜厚が薄くても十分な酸化防止効果を発揮する。したがって、磁気検出素子の製造過程で、非磁性中間層５２の表面に酸化層が形成されても、低エネルギーのイオンミリングで酸化層を除去でき、非磁性中間層５２の下層にある第２フリー磁性層３０の強磁性特性の劣化を防ぐことができる。
【０２０９】
本実施の形態の磁気検出素子は、強磁性層５０と第２反強磁性層５１を連続成膜することが可能になり、サイドリーディングを十分に低減するために必要な交換結合磁界を発生させることが容易になる。
【０２１０】
なお、本実施の形態でも、第１フリー磁性層２９のトラック幅方向寸法Ｗ１は０．１８μｍ以下であることが好ましい。より好ましくは、第１フリー磁性層２９のトラック幅方向寸法Ｗ１が、０．１５μｍ以下であることである。
【０２１１】
なお、第１フリー磁性層２９と第２フリー磁性層３０が一体の強磁性層として形成されてもよいし、第１フリー磁性層２９と第２フリー磁性層３０の間に点線で示される非磁性中間層３４が形成されていてもよい。
【０２１２】
また、図５に示される磁気検出素子では、第２反強磁性層５１，５１のトラック幅方向間隔Ｗ６は、第１フリー磁性層２９のトラック幅方向寸法Ｗ１以下である。
【０２１３】
この構成であると、第２反強磁性層５１，５１を、第１フリー磁性層２９のトラック幅領域Ａの両側領域Ｂ，Ｂにも重ねることができ、サイドリーディングを減少させるのに適した磁気検出素子になる。
【０２１４】
なお、図５の磁気検出素子では、トラック幅領域Ａは、一対の第２反強磁性層５１，５１に挟まれた領域である。従って、光学的トラック幅寸法Ｔｗは、第２反強磁性層５１，５１の内側端縁５２ａ，５２ａ間のトラック幅方向間隔Ｗ６に等しくなる。
【０２１５】
従って、第１フリー磁性層２９のトラック幅方向寸法Ｗ１は光学的トラック幅寸法Ｔｗより大きくなっている。
【０２１６】
また、第２反強磁性層５１，５１の内側端縁５２ａ，５２ａがトラック幅領域Ａから離れた磁気検出素子であってもよい。この構成であると、フリー磁性層３１のトラック幅領域Ａに不感領域が形成されることを抑制することができる。
【０２１７】
このとき、多層膜３２の両側に形成される一対の第１電極層３３，３３のトラック幅方向間隔で、光学的トラック幅寸法Ｔｗが規定される。
【０２１８】
図１に示された磁気検出素子の製造方法を説明する。
図６に示す工程では、図示しない基板上、あるいは磁性材料からなる下部シールド層上に、下からギャップ層２０、下地層２１、シードレイヤ２２、第１反強磁性層２３、固定磁性層２７、非磁性材料層２８、第１フリー磁性層２９、非磁性中間層３４を連続成膜する。成膜工程にはスパッタや蒸着が使用される。
【０２１９】
ギャップ層２０、下地層２１、シードレイヤ２２、第１反強磁性層２３、固定磁性層２７、非磁性材料層２８、第１フリー磁性層２９の材料及び成膜時の膜厚は、図１に示される磁気検出素子の同じ符号で示された層の材料及び膜厚と同じであるので説明を省略する。
【０２２０】
非磁性中間層３４は、大気暴露によって第１フリー磁性層２９が酸化されるのを防止するために設けられた保護層的役割を有している。
【０２２１】
非磁性中間層３４はＣｒ或いはＲｕ、Ｒｅ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｈ、Ｃｕのいずれか１種または２種以上からなる貴金属によって、２Å〜１０Å、より好ましくは２Å〜５Å程度の非常に薄い膜厚で形成されている。
【０２２２】
これらの材料は、従来酸化保護膜として用いられてきたＴａ膜に比べて大気暴露によって酸化しにくい材質あるいは酸化しても酸化が膜厚方向に進行しにくい材質である。
【０２２３】
次に、第１の磁場中アニールを施す。トラック幅方向（図示Ｘ方向）と直交する方向である第１の磁界（図示Ｙ方向）を印加しつつ、第１の熱処理温度で熱処理し、第１反強磁性層２３と固定磁性層２７を構成する磁性層２４との間に交換結合磁界を発生させて、磁性層２４の磁化を図示Ｙ方向に固定する。もう一方の磁性層２６の磁化は、磁性層２４との間で働くＲＫＫＹ相互作用による交換結合によって図示Ｙ方向とは逆方向に固定される。なお例えば前記第１の熱処理温度を２７０℃とし、磁界の大きさを８００ｋ（Ａ／ｍ）とする。
【０２２４】
なお、上記アニールによって、非磁性中間層３４を構成する元素は、第１フリー磁性層中に拡散する。非磁性中間層３４を構成する元素の拡散は、例えばＳＩＭＳ分析装置や透過電子顕微鏡によるＥＤＸ分析によって測定できる。
【０２２５】
次に図７に示す工程では図６に示す非磁性中間層３４上にリフトオフ用のレジスト層Ｒ１を形成する。
【０２２６】
そしてレジスト層Ｒ１に覆われていない、非磁性中間層３４から第１反強磁性層２３までの多層膜Ｓ１のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の両側領域をイオンミリングなどで除去する。
【０２２７】
図７に示す工程で、レジスト層Ｒ１下に残された多層膜Ｓ１のトラック幅方向（図示Ｘ方向）における両側端面Ｓ１ａ，Ｓ１ａは、下方から上方（第１反強磁性層２３側から非磁性中間層３４側）に向うにしたがって、多層膜Ｓ１のトラック幅方向への幅寸法が徐々に小さくなる傾斜面あるいは湾曲面となる。
【０２２８】
なお、レジスト層Ｒ１の下に残される多層膜Ｓ１中の第１フリー磁性層２９のトラック幅方向寸法Ｗ１が所定の寸法になるようにレジスト層Ｒ１の大きさを調整する。
【０２２９】
また図７では、多層膜Ｓ１の第１反強磁性層２３の下側領域２３ａ、２３ａは両側端面Ｓ１ａ，Ｓ１ａよりもさらに図示Ｘ方向に延びて形成されているが、この延出した下側領域２３ａも全て除去され、第１反強磁性層２３が略台形状で形成されていてもよい。かかる場合は、除去された多層膜Ｓ１のトラック幅方向の両側からシードレイヤ２２、下地層２１あるいはギャップ層２０のいずれかの層表面が露出する。
【０２３０】
次に、多層膜Ｓ１のトラック幅方向における両側領域に第１電極層３３，３３を成膜する。前記成膜にはスパッタ法や蒸着法などが使用される。第１電極層３３，３３は、例えばα−Ｔａ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｃｕ（銅）、Ｒｈ、Ｉｒ、ＲｕやＷ（タングステン）によって形成される。
また第１電極層３３，３３上面が多層膜Ｓ１の上面と同程度の位置となるように第１電極層３３，３３を成膜する。
【０２３１】
またの第１電極層３３，３３成膜時に、第１電極層３３，３３を構成する導電性材料３３ｂがレジスト層Ｒ１の周囲にも付着する。そしてリフトオフ用レジスト層Ｒ１を除去する。
【０２３２】
次に、図８工程において、非磁性中間層３４及び第１電極層３３，３３を表面からイオンミリングで削って、非磁性中間層３４及び第１電極層３３，３３の表面に形成された酸化層を除去する。このとき、非磁性中間層３４を全部除去してもよいし、０．２Å〜５Åの膜厚で残してもよい。なお、非磁性中間層３４を一部残すときには、非磁性中間層３４をＣｕによって形成すると、磁気検出素子の抵抗変化率の劣化を防ぐことができるので好ましい。
【０２３３】
図８に示すイオンミリング工程では、低エネルギーのイオンミリングを使用できる。その理由は、非磁性中間層３４が２Å〜１０Å、より好ましくは２Å〜５Å程度の非常に薄い膜厚で形成されており、しかも、非磁性中間層３４の表面に形成される酸化層の膜厚が３Å〜６Å程度と薄い膜厚になるからである。
【０２３４】
非磁性中間層３４は上記のような薄い膜厚であっても、第１フリー磁性層２９が酸化されるのを十分に防止でき、低エネルギーのイオンミリングによって非磁性中間層３４の途中または第１フリー磁性層２９の上面でミリングを止めるようにミリング制御しやすい。
【０２３５】
従って、第１フリー磁性層２９の表面がイオンミリング工程で削られることによって、第１フリー磁性層２９の強磁性特性が劣化することを防止できる。
【０２３６】
なお、低エネルギーのイオンミリングとは、ビーム電圧（加速電圧）が１０００Ｖ未満のイオンビームを用いたイオンミリングであると定義される。例えば、１００Ｖ〜５００Ｖのビーム電圧が用いられる。本実施の形態では、２００Ｖの低ビーム電圧のアルゴン（Ａｒ）イオンビームを用いている。このように本発明では低エネルギーのイオンミリングを使用でき、従来に比べてミリング制御を向上させることができるのである。
【０２３７】
また、ミリング時間は２０秒から４０秒程度、ミリング角度は、非磁性中間層３４表面の垂直方向に対し３０°から７０°、好ましくは４０°から６０°傾いた角度で行うことが好ましい。
【０２３８】
これに対し、非磁性中間層３４として例えば従来よく使われてきたＴａを使用すると、Ｔａは大気暴露によって酸化されやすいので、３０Å〜５０Å程度の厚い膜厚で形成しないと、十分にその下の層を酸化から保護できず、しかもＴａは酸化によって体積が大きくなり、非磁性中間層３４の膜厚は約５０Å以上にまで膨れ上がる。
【０２３９】
このような厚い膜厚の非磁性中間層３４をイオンミリングで除くには、高エネルギーのイオンミリングが必要となって、非磁性中間層３４のみが除去されるようにミリング制御することは非常に難しくなる。その結果、非磁性中間層３４の下に形成されている第１フリー磁性層２９表面も一部削られ、第１フリー磁性層２９の強磁性特性が劣化する。
【０２４０】
非磁性中間層３４及び第１電極層３３，３３の表面に形成された酸化層を除去した後、図９に示す工程では、第１フリー磁性層２９上に、第１フリー磁性層２９のトラック幅方向寸法Ｗ１より大きなトラック幅方向寸法Ｗ２を有する第２フリー磁性層３０を積層し、さらに第２フリー磁性層３０上に第２反強磁性層３５を連続成膜する。第２反強磁性層３５の膜厚は８０Å以上で３００Å以下で形成する。第２フリー磁性層３０、及び第２反強磁性層３５の材料は、図１に示された磁気検出素子の第２フリー磁性層３０及び第２反強磁性層３５の材料と同じである。
【０２４１】
次に、第２反強磁性層３５上にトラック幅方向（図示Ｘ方向）に所定の間隔Ｗ３ａを開けて例えば無機材料で形成されたマスク層６０を形成する。前記無機材料としては、Ｃｒ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｗ、Ａｌ−Ｏ、Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ、Ｓｉ−Ｏなどを選択できる。このうち金属材料でマスク層６０を形成する場合には、マスク層６０を製造工程後においてもそのまま残して第２電極層３６，３６として機能させることもできる。
【０２４２】
マスク層６０の形成は、例えば第２反強磁性層３５の中央部上にレジスト層（図示しない）を立てておき、その両側をマスク層６０で埋めた後、前記レジスト層を除去してマスク層６０に所定幅の間隔Ｗ３ａを形成する。あるいは第２反強磁性層３５上全体にマスク層６０を形成した後、レジスト層（図示しない）をマスク層６０上に重ねて形成し、前記レジスト層の中央部に露光現像によって穴部を形成した後、この穴部から露出するマスク層６０をＲＩＥなどで削って、マスク層６０に所定幅の間隔Ｗ３ａを形成する。
あるいは本発明ではマスク層６０をレジストで形成してもよい。
【０２４３】
マスク層６０の間隔Ｗ３ａ内から露出する第２反強磁性層３５をＲＩＥやイオンミリングによって削り、凹部３５ａ（図１参照）を形成する。このとき、凹部３５ａの底面の下にある第２反強磁性層３５の膜厚を５Å〜５０Åになるまで削り込むことが好ましい。より好ましくは１０Å〜５０Åである。そうしないと、第２反強磁性層３５の中央部３５Ｃ（図１参照）が反強磁性の性質を残してしまい、次工程の第２磁場中アニールで、第２反強磁性層３５の中央部３５Ｃとフリー磁性層３１のトラック幅領域Ａ間で交換結合磁界が発生し、フリー磁性層３１のトラック幅領域Ａの磁化が強固に固定されてしまう。
【０２４４】
第２反強磁性層３５は、その表面に対し垂直方向に削り込まれるので、第２反強磁性層３５の内側端面３５ｂ，３５ｂは第２反強磁性層３５の表面に対し垂直方向（図示Ｚ方向）に形成される。
【０２４５】
なお、マスク層６０の内側端面６０ａ，６０ａが傾斜面や湾曲面で形成されている場合、あるいは、ミリングの入射角度を第２反強磁性層３５表面に対し斜め方向にすると、第２反強磁性層３５の内側端面３５ｂ，３５ｂも傾斜面あるいは湾曲面として形成される。
【０２４６】
またどこまで削り込むかは任意であるが、少なくともフリー磁性層３１（第２フリー磁性層３０）のトラック幅領域Ａに重なる中央部３５Ｃ上に、反強磁性を帯びる程度の厚い膜厚の反強磁性層を残さないこと、およびフリー磁性層３１（第２フリー磁性層３０）が前記ＲＩＥやイオンミリング工程で削り込まれないようにすることが重要である。フリー磁性層３１がイオンミリング等で削り込まれると、フリー磁性層３１（第２フリー磁性層３０）がミリングによるダメージを受けて磁気特性の劣化を招きやすくなり好ましくない。
【０２４７】
上記したＲＩＥやイオンミリング工程が終了した後、第２の磁場中アニールを施す。このときの磁場方向は、トラック幅方向（図示Ｘ方向）である。なおこの第２の磁場中アニールは、第２の印加磁界を、第１反強磁性層２３の交換異方性磁界よりも小さく、しかも熱処理温度を、第１反強磁性層２３のブロッキング温度よりも低くする。なお前記第２の磁界の大きさをフリー磁性層３１の飽和磁界及びフリー磁性層３１の反磁界より大きくすることがより好ましい。これによって第１反強磁性層２３の交換異方性磁界の方向をハイト方向（図示Ｙ方向）に向けたまま、第２反強磁性層３５と第２フリー磁性層３０間の交換異方性磁界をトラック幅方向（図示Ｘ方向）に向けることができる。なお第２の熱処理温度は例えば２５０℃であり、磁界の大きさは２４ｋ（Ａ／ｍ）である。
【０２４８】
第２反強磁性層３５の凹部３５ａの両側領域３５ｓ，３５ｓ（図１参照）は、イオンミリングによって削られないので８０Å〜３００Åの膜厚を有しており、反強磁性の性質を帯びている。即ち、この第２の磁場中アニールによって、第２反強磁性層３５の両側領域３５ｓ，３５ｓは規則化変態し、第２反強磁性層３５の両側領域３５ｓ，３５ｓとフリー磁性層３１の両側領域Ｂ，Ｂとの間に大きな交換結合磁界が発生する。これによってフリー磁性層３１の両側領域Ｂ，Ｂ
の磁化は、トラック幅方向（図示Ｘ方向）に固定される。
【０２４９】
一方、フリー磁性層３１のトラック幅領域Ａ上には反強磁性の性質を帯びない程度の薄い膜厚の反強磁性層しか形成されていないから、上記の第２の磁場中アニールによっても、フリー磁性層３１のトラック幅領域Ａ上に形成された第２反強磁性層３５の中央部３５Ｃは規則化変態しない。従って、第２反強磁性層３５の中央部３５Ｃとフリー磁性層３１のトラック幅領域Ａ間には交換結合磁界が発生せずあるいは発生してもその値は小さく、前記フリー磁性層３１のトラック幅領域Ａは外部磁界に対し磁化反転できる程度に弱く単磁区化された状態になる。
【０２５０】
なお、絶縁性材料でマスク層６０を形成した場合には、マスク層６０を除去した後、第２反強磁性層３５の両側領域３５ｓ，３５ｓ上に第２電極層３６，３６を形成する。ただし、第２電極層３６，３６は必ずしも形成しなくてよい。
【０２５１】
上記の製造方法を用いることにより、フリー磁性層３１の第２反強磁性層と重なる領域に、その膜厚がトラック幅領域Ａの膜厚より薄くなる領域が存在する磁気検出素子を製造できる。
【０２５２】
すなわち、フリー磁性層３１のトラック幅領域Ａの膜厚を維持したまま、フリー磁性層３１の第２反強磁性層３５と重なる領域（両側領域）の膜厚を薄くして、第２反強磁性層３５との間で発生する交換結合磁界を大きくでき、サイドリーディングを減少させることのできる磁気検出素子を製造できる。
【０２５３】
また、本発明を用いて形成された磁気検出素子は、フリー磁性層３１の両側領域で発生する静磁界を減少させることができる。さらに、静磁界に由来するフリー磁性層３１のトラック幅領域Ａ内の磁束密度を減少させることができ、トラック幅領域Ａに発生する不感領域を低減することができるので、磁界検出感度が向上する。
【０２５４】
本発明では、第２フリー磁性層３０の上に積層される第２反強磁性層３５を連続成膜することが可能になり、サイドリーディングを十分に低減するために必要な交換結合磁界を発生させることが容易になる。
【０２５５】
なお、図９工程において、マスク層６０，６０のトラック幅方向間隔を調節することにより、第２反強磁性層３５の両側領域３５ｓ，３５ｓの内側端面３５ｂ，３５ｂ間のトラック幅方向間隔Ｗ３ａを、第１フリー磁性層２９のトラック幅方向寸法Ｗ１以下にすると、図１に示される磁気検出素子のように、サイドリーディングを減少させるのに適した磁気検出素子を製造できる。
【０２５６】
あるいは、図９工程において、マスク層６０，６０のトラック幅方向間隔を調節することにより、第２反強磁性層３５の両側領域３５ｓ，３５ｓの内側端面３５ｂ，３５ｂ間のトラック幅方向間隔Ｗ３ｂを、第１フリー磁性層２９のトラック幅方向寸法Ｗ１より大きくすると、図２に示される磁気検出素子のように、磁界検出感度（再生出力）を向上させるのに適した磁気検出素子を製造できる。
【０２５７】
図３及び図４に示された磁気検出素子の製造方法を説明する。
図６工程から図８工程までは、図３及び図４に示された磁気検出素子の製造方法でも同じである。
【０２５８】
非磁性中間層３４及び第１電極層３３，３３の表面に形成された酸化層を除去した後、図１０に示す工程では、第１フリー磁性層２９上に、第１フリー磁性層２９のトラック幅方向寸法Ｗ１より大きなトラック幅方向寸法Ｗ２を有する第２フリー磁性層３０を積層し、さらに第２フリー磁性層３０上に第３反強磁性層４０及び非磁性中間層４１を連続成膜する。
【０２５９】
第３反強磁性層４０は５Å以上５０Å以下の膜厚で形成する。第３反強磁性層４０の、より好ましい膜厚は１０Å以上５０Å以下であり、さらに好ましい膜厚は３０Å以上で４０Å以下である。
【０２６０】
非磁性中間層４１の膜厚の好ましい範囲は２Å〜１０Å、より好ましくは、２Å〜５Åである。
【０２６１】
第２フリー磁性層３０、第３反強磁性層４０、非磁性中間層４１の材料は、図３に示された磁気検出素子の第２フリー磁性層３０、第３反強磁性層４０、非磁性中間層４１の材料と同じである。
【０２６２】
上記のように第３反強磁性層４０を５０Å以下の薄い膜厚で形成することにより、第３反強磁性層４０は非反強磁性の性質を帯びる。このため下記の第２の磁場中アニールを施しても、第３反強磁性層４０は規則化変態しにくく、第３反強磁性層４０とフリー磁性層３１（第２フリー磁性層３０）間に交換結合磁界が発生せずあるいは発生してもその値は小さく、フリー磁性層３１の磁化が、固定磁性層２７と同じように強固に固定されることがない。
【０２６３】
また第３反強磁性層４０が５Å以上、好ましくは１０Å以上で形成されるとしたのは、この程度の膜厚がないと、後工程で第３反強磁性層４０の両側領域４０ａ，４０ａ上に第２反強磁性層４２，４２を形成しても、第３反強磁性層４０の両側領域４０ａ，４０ａが反強磁性の性質を帯び難く、第３反強磁性層４０の両側領域４０ａ，４０ａとフリー磁性層３１の両側領域Ｂ，Ｂ間に適切な大きさの交換結合磁界が発生しないからである。
【０２６４】
非磁性中間層４１は、大気暴露によって第３反強磁性層４０が酸化されるのを防止するために設けられた保護層的役割を有している。
【０２６５】
非磁性中間層４１はＣｒ或いはＲｕ、Ｒｅ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｈのいずれか１種または２種以上からなる貴金属によって形成されている。
【０２６６】
これらの材料は、従来酸化保護膜として用いられてきたＴａ膜に比べて大気暴露によって酸化しにくい材質、あるいは、酸化しても酸化が膜厚方向に進行しにくい材質であり、２Å以上で１０Å以下、より好ましくは２Å以上５Å以下という薄い膜厚でも、第３反強磁性層４０の酸化を適切に防止できる。
【０２６７】
なお、非磁性中間層４１を構成する元素は、後に示す第２の磁場中アニール工程によって、第３反強磁性層中に拡散する。非磁性中間層４１を構成する元素の拡散は、例えばＳＩＭＳ分析装置や透過電子顕微鏡によるＥＤＸ分析によって測定できる。
【０２６８】
次には非磁性中間層４１の上面にレジスト層を形成し、このレジスト層を露光現像することによって図１０に示す形状のレジスト層Ｒ２を非磁性中間層４１上に残す。レジスト層Ｒ２は第１フリー磁性層２９に重なる領域に形成され、トラック幅方向幅寸法Ｔ３の領域を覆っている。レジスト層Ｒ２は例えばリフトオフ用のレジスト層である。
【０２６９】
次にレジスト層Ｒ２に覆われていない非磁性中間層４１の両側領域４１ａ，４１ａを、図１０に示す矢印Ｈ方向からのイオンミリングで一部削る。
【０２７０】
本発明では、このイオンミリング工程で、非磁性中間層４１の両側領域４１ａ，４１ａの膜厚を３Å以下、より好ましくは１．０Å以下にすることが好ましい。この程度にまで非磁性中間層４１の両側領域４１ａ，４１ａの膜厚を薄くすることで、次工程で、第３反強磁性層４０の両側領域４０ａ，４０ａ上に第２反強磁性層４２，４２を形成したとき、第３反強磁性層４０の両側領域４０ａ，４０ａと第２反強磁性層４２，４２間に反強磁性的な相互作用を生じさせ、第３反強磁性層４０の両側領域４０ａ，４０ａと第２反強磁性層４２，４２とを一体の反強磁性層のように機能させることができ、第３反強磁性層４０の両側領域４０ａ，４０ａに反強磁性の性質を帯びさせることが可能になる。また、第３反強磁性層４０の両側領域４０ａ，４０ａの表面を保護するために、非磁性中間層４１の両側領域４１ａ，４１ａを平均膜厚で０．２Å以上残すことが好ましい。ただし、非磁性中間層４１を全部除去してもよい。
【０２７１】
図１０に示すイオンミリング工程では、低エネルギーのイオンミリングを使用できる。その理由は、非磁性中間層４１が２Å〜１０Å、より好ましくは２Å〜５Å程度の非常に薄い膜厚で形成されていること、及び非磁性中間層４１が酸化されにくい材料で形成されているため非磁性中間層４１表面に形成される酸化層の膜厚が３Å〜６Åに抑えられるからである。
【０２７２】
非磁性中間層４１は上記のような薄い膜厚であっても、第３反強磁性層４０が酸化されるのを十分に防止でき、低エネルギーのイオンミリングによって非磁性中間層３４の途中または第３反強磁性層４０の上面でミリングを止めるようにミリング制御しやすい。
【０２７３】
従って、第３反強磁性層４０の表面がイオンミリング工程で削られることによって、第３反強磁性層４０の反強磁性特性が劣化することを防止できる。これにより第３反強磁性層４０の両側領域４０ａ，４０ａとその上に形成される第２反強磁性層４２，４２間で発生する反強磁性的な相互作用を強め、第３反強磁性層４０の両側領域４０ａ，４０ａと第２フリー磁性層３０の両側領域３０ａ，３０ａ間で発生する交換結合磁界を強めることができることが確認されている。
【０２７４】
なお、低エネルギーのイオンミリングとは、ビーム電圧（加速電圧）が１０００Ｖ未満のイオンビームを用いたイオンミリングであると定義される。例えば、１００Ｖ〜５００Ｖのビーム電圧が用いられる。本実施の形態では、２００Ｖの低ビーム電圧のアルゴン（Ａｒ）イオンビームを用いている。このように本発明では低エネルギーのイオンミリングを使用でき、従来に比べてミリング制御を向上させることができるのである。
【０２７５】
また、ミリング時間は２０秒から４０秒程度、ミリング角度は、非磁性中間層４１表面の垂直方向に対し３０°から７０°、好ましくは４０°から６０°傾いた角度で行うことが好ましい。
【０２７６】
これに対し、非磁性中間層４１として例えば従来よく使われてきたＴａを使用すると、高エネルギーのイオンミリングが必要となって、非磁性中間層４１のみが除去されるようにミリング制御することは非常に難しくなる。その結果、非磁性中間層４１の下に形成されている第３反強磁性層４０表面も一部削られ、第３反強磁性層の反強磁性特性が劣化する。
【０２７７】
次に図１１工程を施す。図１１工程では、非磁性中間層４１の両側領域４１ａ，４１ａ上に第２反強磁性層４２，４２、第２電極層４３，４３を連続成膜する。成膜にはスパッタや蒸着法を使用できる。成膜された第２反強磁性層４２，４２の内側端面４２ａ，４２ａ及び第２電極層４３，４３の内側端面４３ａ，４３ａは、下面から上面に向うにしたがって（図示Ｚ方向）、徐々に第２反強磁性層４２，４２間の間隔が広がる傾斜面あるいは湾曲面で形成される。
なお、第２電極層４３，４３は形成されなくてもよい。
【０２７８】
またこの実施形態では第２反強磁性層４２，４２の下面間の間隔（＝Ｗ５）でトラック幅寸法Ｔｗが規定される。
【０２７９】
第２反強磁性層４２，４２に使用される材質は、第３反強磁性層４０に使用される反強磁性材料と同じものであることが好ましい。
【０２８０】
また図１１に示す工程では、第２反強磁性層４２，４２と、その下に形成されている第３反強磁性層４０の両側領域４０ａ，４０ａとを足した総合膜厚が８０Å以上で３００Å以下の厚い膜厚となるように、第２反強磁性層４２，４２の膜厚を調整することが好ましい。
【０２８１】
第３反強磁性層４０の膜厚と第２反強磁性層４２，４２の膜厚とを足した総合膜厚が８０Å以上で３００Å以下程度の厚い膜厚で形成されると、単独では反強磁性の性質を有さなかった第３反強磁性層４０の両側領域４０ａ，４０ａが反強磁性の性質を帯びるからである。
【０２８２】
図１１に示すように第２電極層４３，４３まで積層形成した後、第２反強磁性層４２，４２を構成する元素からなる反強磁性材料の膜４２ｂ及び第２電極層４３，４３を構成する元素からなる電極材料の膜４３ｂが付着した前記レジスト層Ｒ２をリフトオフで除去する。
【０２８３】
次に第２の磁場中アニールを施す。このときの磁場方向は、トラック幅方向（図示Ｘ方向）である。なおこの第２の磁場中アニールは、第２の印加磁界を、第１反強磁性層２３の交換異方性磁界よりも小さく、しかも熱処理温度を、前記第１反強磁性層２３のブロッキング温度よりも低くする。なお前記第２の印加磁界の大きさをフリー磁性層３１の飽和磁界及びフリー磁性層３１の反磁界より大きくすることがより好ましい。これによって第１反強磁性層２３の交換異方性磁界の方向をハイト方向（図示Ｙ方向）に向けたまま、第３反強磁性層４０とフリー磁性層３１間に働く交換異方性磁界をトラック幅方向（図示Ｘ方向）に向けることができる。なお第２の熱処理温度は例えば２５０℃であり、磁界の大きさは２４ｋ（Ａ／ｍ）である。
【０２８４】
上記のように第３反強磁性層４０の両側領域４０ａ，４０ａ上に非磁性中間層４１を介して第２反強磁性層４２，４２が形成されることで、第３反強磁性層４０の両側領域４０ａ，４０ａと第２反強磁性層４２，４２間の反強磁性的な相互作用が強まり、単独では反強磁性の性質を有さなかった第３反強磁性層４０の両側領域４０ａ，４０ａが反強磁性の性質を帯びる。
【０２８５】
すなわち、上記の第２の磁場中アニールによって、第３反強磁性層４０の両側領域４０ａ，４０ａは適切に規則化変態し、第３反強磁性層４０の両側領域４０ａ，４０ａとフリー磁性層３１の両側領域Ｂ，Ｂとの間に適切な大きさの交換結合磁界が発生する。これによってフリー磁性層３１の両側領域Ｂ，Ｂの磁化は、トラック幅方向（図示Ｘ方向）に固定される。
【０２８６】
一方、上記の第２の磁場中アニールによっても、その上に第２反強磁性層４２，４２が積層されない第３反強磁性層４０の中央部４０ｂとフリー磁性層３１のトラック幅領域Ａ間には交換結合磁界が発生せずあるいはその値は小さく、フリー磁性層３１のトラック幅領域Ａの磁化は外部磁界に対し磁化反転できる程度に弱く単磁区化された状態になる。
【０２８７】
また上記の第２の磁場中アニールで、非磁性中間層４１を構成する元素が、第３反強磁性層４０、さらに第２反強磁性層４２，４２内部に拡散するものと考えられる。従って熱処理後における第３反強磁性層４０及び第２反強磁性層４２，４２の構成元素は、反強磁性層を構成する元素と非磁性中間層４１を構成する元素とから構成される。また第３反強磁性層４０及び第２反強磁性層４２，４２内部に拡散した非磁性中間層４１を構成する元素は、第３反強磁性層４０の下面側よりも第３反強磁性層４０の表面側の方が多く、第２反強磁性層４２，４２の表面側よりも下面側の方が多い。拡散した非磁性中間層を構成する元素の組成比は、第３反強磁性層４０の表面から下面に向うに従って、及び第２反強磁性層４２，４２の下面から表面に向うにしたがって従って徐々に減るものと考えられる。このような組成変調は、ＳＩＭＳ分析装置や透過電子顕微鏡によるＥＤＸ分析などで確認することが可能である。
【０２８８】
上記の製造方法を用いることにより、フリー磁性層３１の、第２反強磁性層４２，４２と重なる領域（両側領域Ｂ，Ｂ）に、その膜厚がトラック幅領域Ａの膜厚より薄くなる領域が存在する磁気検出素子を製造できる。
【０２８９】
すなわち、フリー磁性層３１のトラック幅領域Ａの膜厚を維持したまま、フリー磁性層３１の第２反強磁性層４２，４２と重なる領域（両側領域Ｂ，Ｂ）の膜厚を薄くして、第２反強磁性層４２，４２との間で発生する交換結合磁界を大きくでき、サイドリーディングを減少させることのできる磁気検出素子を製造できる。
【０２９０】
また、本発明を用いて形成された磁気検出素子は、フリー磁性層３１の両側領域で発生する静磁界を減少させることができる。さらに、静磁界に由来するフリー磁性層３１のトラック幅領域Ａ内の磁束密度を減少させることができ、トラック幅領域Ａに発生する不感領域を低減することができるので、磁界検出感度が向上する。
【０２９１】
また、本発明では、第２フリー磁性層３０の上に第３反強磁性層４０を連続成膜することが可能になり、サイドリーディングを十分に低減するために必要な交換結合磁界を発生させることが容易になる。
【０２９２】
なお、図１１工程では、第２反強磁性層４２，４２のトラック幅方向間隔Ｗ５を、第１フリー磁性層２９のトラック幅方向寸法Ｗ１以下にして、図３に示される磁気検出素子のように、サイドリーディングを減少させるのに適した磁気検出素子を製造できる。
【０２９３】
あるいは、図１０工程において、レジスト層Ｒ２よりも大きなトラック幅方向寸法Ｔ４の領域を覆うレジスト層Ｒ３を形成することにより、第２反強磁性層４２，４２のトラック幅方向間隔Ｗ５を、第１フリー磁性層２９のトラック幅方向寸法Ｗ１より大きくすると、図４に示される磁気検出素子のように、磁界検出感度（再生出力）を向上させるのに適した磁気検出素子を製造できる。
【０２９４】
図５に示された磁気検出素子の製造方法を説明する。
図６工程から図８工程までは、図５に示された磁気検出素子の製造方法でも同じである。
【０２９５】
図８工程で非磁性中間層３４及び第１電極層３３，３３の表面に形成された酸化層を除去した後、図１２に示されるように、第１フリー磁性層２９上に、第１フリー磁性層２９のトラック幅方向寸法Ｗ１より大きなトラック幅方向寸法Ｗ２を有する第２フリー磁性層３０を積層し、さらに第２フリー磁性層３０上に連続して非磁性中間層５２を連続成膜する。
【０２９６】
非磁性中間層５２は、大気暴露によって第２フリー磁性層３０が酸化されるのを防止するために設けられた保護層的役割を有している。
【０２９７】
非磁性中間層５２はＣｒ或いはＲｕ、Ｒｅ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｈ、Ｃｕのいずれか１種または２種以上からなる貴金属によって形成されている。
【０２９８】
これらの材料は、従来酸化保護膜として用いられてきたＴａ膜に比べて大気暴露によって酸化しにくい材質かあるいは酸化しても酸化が膜厚方向に進行しにくい材質であり、２Å以上で１０Å以下、より好ましくは２Å以上５Å以下という薄い膜厚でも、第２フリー磁性層３０の酸化を適切に防止できる。
【０２９９】
次に、非磁性中間層５２の上面にレジスト層を形成し、このレジスト層を露光現像することによって図１２に示す形状のレジスト層Ｒ４を非磁性中間層５２上に残す。レジスト層Ｒ４は第１フリー磁性層２９に重なる領域に形成され、トラック幅方向幅寸法Ｔ５の領域を覆っている。レジスト層Ｒ５は例えばリフトオフ用のレジスト層である。
【０３００】
次にレジスト層Ｒ５に覆われていない非磁性中間層５２の両側領域５２ａ，５２ａを、図１０に示す矢印Ｉ方向からのイオンミリングで一部削る。図１２に示すイオンミリング工程でも、前述した低エネルギーのイオンミリングを使用する。
【０３０１】
本発明では、このイオンミリング工程で、非磁性中間層５２の両側領域５２ａ，５２ａの膜厚を３Å以下、より好ましくは１．０Å以下にすることが好ましいなお、第２フリー磁性層３０の表面がけずられて、磁性特性が劣化することを防止するために非磁性中間層５２を０．２μｍ以上残すことが好ましい。
【０３０２】
ただし、図１２に示すイオンミリング工程でも、前述した低エネルギーのイオンミリングを使用できるので、非磁性中間層５２を完全に除去して、なおかつ第２フリー磁性層３０の磁性特性劣化を抑制できるように、第２フリー磁性層３０の上面でミリング工程を停止することもできる。
【０３０３】
また、ミリング時間は２０秒から４０秒程度、ミリング角度は、非磁性中間層５２の表面の垂直方向に対し３０°から７０°、好ましくは４０°から６０°傾いた角度で行うことが好ましい。
【０３０４】
次に図１３工程を施す。図１３工程では、非磁性中間層５２の両側領域５２ａ，５２ａ上に強磁性層５０，５０及び第２反強磁性層５１，５１を連続成膜する。成膜にはスパッタや蒸着法を使用できる。成膜された強磁性層５０，５０の内側端面５０ａ，５０ａ、第２反強磁性層５１，５１の内側端面５１ａ，５１ａは、下面から上面に向うにしたがって（図示Ｚ方向）、徐々に第２反強磁性層５１，５１間の間隔が広がる傾斜面あるいは湾曲面で形成される。
【０３０５】
なお、本実施の形態では、強磁性層５０の膜厚と第２フリー磁性層３０の膜厚の合計膜厚ｔｃが、第１フリー磁性層２９の膜厚と第２フリー磁性層３０の膜厚の合計膜厚ｔｄより小さくなるようにする。
【０３０６】
また、第２反強磁性層５１，５１上に、図３に示される磁気検出素子と同様の第２電極層が形成されてもよい。
【０３０７】
またこの実施形態では第２反強磁性層５１，５１の下面間の間隔（＝Ｗ６）でトラック幅寸法Ｔｗが規定される。
【０３０８】
第２反強磁性層５１，５１に使用される材質は、第１反強磁性層２３に使用される反強磁性材料と同じものであることが好ましい。
【０３０９】
また図１１に示す工程では、第２反強磁性層５１，５１の膜厚を８０Å以上で３００Å以下の厚い膜厚とすることにより、第２反強磁性層５１，５１が反強磁性の性質を帯びるようにできる。
【０３１０】
第２反強磁性層５１，５１まで積層形成した後、強磁性層５０，５０を構成する元素からなる強磁性材料からなる膜５０ｂ及び第２反強磁性層５１，５１を構成する元素からなる反強磁性材料の膜５１ｂが付着したレジスト層Ｒ４をリフトオフで除去する。
【０３１１】
次に第２の磁場中アニールを施す。このときの磁場方向は、トラック幅方向（図示Ｘ方向）である。なおこの第２の磁場中アニールは、第２の印加磁界を、第１反強磁性層２３の交換異方性磁界よりも小さく、しかも熱処理温度を、前記第１反強磁性層２３のブロッキング温度よりも低くする。なお前記第２の磁界の大きさをフリー磁性層３１の飽和磁界及びフリー磁性層３１の反磁界より大きくすることがより好ましい。これによって第１反強磁性層２３の交換異方性磁界の方向をハイト方向（図示Ｙ方向）に向けたまま、第２反強磁性層５１，５１と強磁性層５０，５０間に働く交換異方性磁界をトラック幅方向（図示Ｘ方向）に向けることができる。なお第２の熱処理温度は例えば２５０℃であり、磁界の大きさは２４ｋ（Ａ／ｍ）である。
【０３１２】
ここで、第２フリー磁性層３０と強磁性層５０の間に非磁性中間層５２が存在しないか、或いは存在したとしてもその膜厚（非磁性中間層５２の強磁性層５０，５０に重なる両側領域５２ａ，５２ａの膜厚）が０．２Å〜５Åのの範囲であれば、第２フリー磁性層３０と強磁性層５０を一体の強磁性として機能させることができる。このとき、フリー磁性層３１の両側領域Ｂ，Ｂの磁化は、強磁性層５０，５０の磁化方向と同じ方向、例えばトラック幅方向（図示Ｘ方向）に固定される。
【０３１３】
あるいは、第２フリー磁性層３０と強磁性層５０の間に存在する非磁性中間層５２の膜厚（非磁性中間層５２の両側領域５２ａ，５２ａの膜厚）が５Å〜１１Åの範囲であれば、第２フリー磁性層３０と強磁性層５０が人工フェリ構造をとり、第２フリー磁性層３０の両側領域Ｂ，Ｂの磁化が強固に固定される。
【０３１４】
一方、第２反強磁性層５１，５１及び強磁性層５０，５０に重なる両側領域Ｂ，Ｂに挟まれた、フリー磁性層３１のトラック幅領域Ａの磁化は外部磁界に対し磁化反転できる程度に弱く単磁区化された状態になる。
【０３１５】
また上記の第２の磁場中アニールで、非磁性中間層５２を構成する元素が、強磁性層５０，５０、さらに第２反強磁性層５１，５１内部に拡散するものと考えられる。従って熱処理後における強磁性層５０，５０及び第２反強磁性層５１，５１の構成元素は、反強磁性層を構成する元素と非磁性中間層５２を構成する元素とから構成される。また強磁性層５０，５０及び第２反強磁性層５１，５１内部に拡散した非磁性中間層５２を構成する元素は、強磁性層５０，５０の表面側よりも強磁性層５０，５０の下面側の方が多く、第２反強磁性層５１，５１の表面側よりも下面側の方が多い。拡散した非磁性中間層５２を構成する元素の組成比は、強磁性層５０，５０の下面から表面に向うに従って、及び第２反強磁性層５１，５１の下面から表面に向うにしたがって従って徐々に減るものと考えられる。このような組成変調は、ＳＩＭＳ分析装置や透過電子顕微鏡によるＥＤＸ分析などで確認することが可能である。
【０３１６】
本実施の形態の製造方法によっても、フリー磁性層３１のトラック幅領域Ａの膜厚を維持したまま、フリー磁性層３１の第２反強磁性層５１，５１と重なる領域（両側領域Ｂ，Ｂ）の膜厚を薄くして、第２反強磁性層５１，５１との間で発生する交換結合磁界を大きくでき、サイドリーディングを減少させることのできる磁気検出素子を製造できる。
【０３１７】
また、本発明を用いて形成された磁気検出素子は、フリー磁性層３１の両側領域で発生する静磁界を減少させることができる。さらに、静磁界に由来するフリー磁性層３１のトラック幅領域Ａ内の磁束密度を減少させることができ、トラック幅領域Ａに発生する不感領域を低減することができるので、磁界検出感度が向上する。
【０３１８】
本発明では、強磁性層５０，５０の上に第２反強磁性層５１，５１を連続成膜することが可能になり、サイドリーディングを十分に低減するために必要な交換結合磁界を発生させることが容易になる。
【０３１９】
なお、図１３工程では、第２反強磁性層５１，５１のトラック幅方向間隔Ｗ６を、第１フリー磁性層２９のトラック幅方向寸法Ｗ１以下にして、図３に示される磁気検出素子のように、サイドリーディングを減少させるのに適した磁気検出素子を製造できる。
【０３２０】
あるいは、図１２工程において、レジスト層Ｒ４よりも大きなトラック幅方向寸法の領域を覆うレジスト層を形成することにより、第２反強磁性層５１，５１のトラック幅方向間隔を、第１フリー磁性層２９のトラック幅方向寸法Ｗ１より大きくすると、磁界検出感度（再生出力）を向上させるのに適した磁気検出素子を製造できる。
【０３２１】
【実施例】
図１と同様の磁気検出素子を製造し、［（フリー磁性層３１の両側領域Ｂ，Ｂでの膜厚ｔｂからフリー磁性層のトラック幅領域Ａの膜厚ｔａを引いた値）／フリー磁性層のトラック幅領域Ａの膜厚ｔａ］×１００（％）（なお以下では単に「比率」と称す）と再生出力との関係を調べた。
【０３２２】
実験に使用した磁気検出素子は、フリー磁性層３１のトラック幅領域Ａの膜厚ｔａ（第１フリー磁性層２９と第２フリー磁性層３０の合計膜厚）が５０Åであり、トラック幅寸法Ｔｗは０．２μｍであり、ＭＲハイト（図１に示す磁気検出素子の図示Ｙ方向の長さ）は、０．１５μｍであった。またフリー磁性層３１を構成する第１フリー磁性層２９と第２フリー磁性層３０にはＣｏＦｅ合金及びＮｉＦｅ合金を使用し、フリー磁性層３１の単位面積当たりの磁気モーメントは、４．８４（Ｔ・ｎｍ）であった。実験では、フリー磁性層３１の両側領域Ｂ，Ｂの膜厚ｔｂを変化させて、前記比率と再生出力との関係を調べた。結果を図１４に示す。
【０３２３】
フリー磁性層３１の両側領域Ｂ，Ｂの膜厚ｔｂとトラック幅領域Ａの膜厚ｔａが等しいときの再生出力は１．５ｍＶである。ここで、従来の磁気検出素子のように、フリー磁性層３１の両側領域Ｂ，Ｂの膜厚ｔｂをトラック幅領域Ａの膜厚ｔａより厚くすると、すなわち、前記比率を正の値にすると（比較例）、再生出力は小さくなる。
【０３２４】
一方、本発明のように、フリー磁性層３１の両側領域Ｂ，Ｂの膜厚ｔｂをトラック幅領域Ａの膜厚ｔａより薄くすると、すなわち、前記比率を負の値にすると（実施例）、再生出力が大きくなることがわかった。
【０３２５】
なお、フリー磁性層３１のトラック幅領域Ａの膜厚ｔａは５０Åより大きくなると、再生感度が低下するので、膜厚ｔａは５０Å以下であることが好ましい。
【０３２６】
また、フリー磁性層３１の両側領域Ｂ，Ｂの膜厚ｔｂが１０Åより小さくなると、第２反強磁性層３５と両側領域Ｂ，Ｂ間の交換結合磁界が小さくなるので、膜厚ｔｂは１０Å以上であることが好ましい。
【０３２７】
従って、前記比率の下限値を−８０％とし、前記比率の好ましい範囲を−８０％以上で０よりも小さい範囲内と設定した。
【０３２８】
以上本発明をその好ましい実施例に関して述べたが、本発明の範囲から逸脱しない範囲で様々な変更を加えることができる。
【０３２９】
なお、上述した実施例はあくまでも例示であり、本発明の特許請求の範囲を限定するものではない。
【０３３０】
【発明の効果】
以上詳細に説明した、本発明では、前記フリー磁性層のトラック幅領域の膜厚を維持したまま、前記フリー磁性層の前記第２反強磁性層と重なる領域（両側領域）の膜厚を薄くして、前記第２反強磁性層との間で発生する交換結合磁界を大きくでき、サイドリーディングを減少させることができる。
【０３３１】
また、前記フリー磁性層の両側領域の膜厚を薄くすることにより、前記両側領域で発生する静磁界を減少させることができる。
【０３３２】
また、本発明では、前記フリー磁性層の両側領域で発生する静磁界に由来する前記フリー磁性層のトラック幅領域内の磁束密度を減少させることができ、前記トラック幅領域に発生する不感領域を低減することができるので、磁界検出感度が向上する。
【０３３３】
また、本発明のように、前記第１フリー磁性層の上に前記第２フリー磁性層を積層する構造であると、前記第２フリー磁性層、または前記第２フリー磁性層の上に積層された強磁性層と、その上に積層される反強磁性層を連続成膜することが可能になり、サイドリーディングを十分に低減するために必要な交換結合磁界を発生させることが容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態である磁気検出素子の構造を記録媒体との対向面側から見た部分断面図、
【図２】本発明の第２の実施の形態である磁気検出素子の構造を記録媒体との対向面側から見た部分断面図、
【図３】本発明の第３の実施の形態である磁気検出素子の構造を記録媒体との対向面側から見た部分断面図、
【図４】本発明の第４の実施の形態である磁気検出素子の構造を記録媒体との対向面側から見た部分断面図、
【図５】本発明の第５の実施の形態である磁気検出素子の構造を記録媒体との対向面側から見た部分断面図、
【図６】本発明の磁気検出素子の製造工程を示す一工程図、
【図７】本発明の磁気検出素子の製造工程を示す一工程図、
【図８】本発明の磁気検出素子の製造工程を示す一工程図、
【図９】本発明の磁気検出素子の製造工程を示す一工程図、
【図１０】本発明の磁気検出素子の製造工程を示す一工程図、
【図１１】本発明の磁気検出素子の製造工程を示す一工程図、
【図１２】本発明の磁気検出素子の製造工程を示す一工程図、
【図１３】本発明の磁気検出素子の製造工程を示す一工程図、
【図１４】フリー磁性層３１の両側領域Ｂ，Ｂでの膜厚ｔｂとフリー磁性層のトラック幅領域Ａの膜厚ｔａを変化させたときの再生出力の変化を示すグラフ、
【図１５】従来における磁気検出素子の構造を記録媒体との対向面側から見た部分断面図、
【図１６】従来における磁気検出素子の構造を記録媒体との対向面側から見た部分断面図、
【符号の説明】
２０　ギャップ層
２３　第１反強磁性層
２７　固定磁性層
２８　非磁性材料層
２９　第１フリー磁性層
３０　第２フリー磁性層
３１　フリー磁性層
３２　多層膜
３３　第１電極層
３４、４１、５２　非磁性中間層
３５、４２、５１　第２反強磁性層
４０　第３反強磁性層
５０　強磁性層
【図１】
2004031547.tif 000003
【図２】
2004031547.tif 000004
【図３】
2004031547.tif 000005
【図４】
2004031547.tif 000006
【図５】
2004031547.tif 000007
【図６】
2004031547.tif 000008
【図７】
2004031547.tif 000009
【図８】
2004031547.tif 000010
【図９】
2004031547.tif 000011
【図１０】
2004031547.tif 000012
【図１１】
2004031547.tif 000013
【図１２】
2004031547.tif 000014
【図１３】
2004031547.tif 000015
【図１４】
2004031547.tif 000016
【図１５】
2004031547.tif 000017
【図１６】
2004031547.tif 000018