(57)【要約】【課題】  特に、従来に比べて、シールド間距離のばらつきを小さくすることが可能な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している。【解決手段】  フリー磁性層２８上に第１のＲＩＥストッパ層３６が形成され、バイアス層４１上に第２のＲＩＥストッパ層４２が形成されている。ＲＩＥストッパ層３６，４２は製造過程において、ＲＩＥストッパ層３６，４２上に形成されていた層を、ＲＩＥにて除去するときのストッパとして機能している。このＲＩＥ工程を、ほぼ同じ高さ位置にある第１のＲＩＥストッパ層３６と第２のＲＩＥストッパ層４２が露出したときに終了することで、積層体２２の上面と、その両側に広がるバイアス層４１が形成されている領域の上面との高さ寸法のばらつきを小さくでき、従来に比べて、シールド間距離のばらつきを小さくすることが可能である。これにより、再生特性の向上を適切に図ることが可能である。【選択図】    図１
2007005417.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、少なくとも下から固定磁性層、非磁性材料層、及びフリー磁性層の順に積層された構造を有する積層体と、前記積層体のトラック幅方向の両側に形成されたバイアス層とを有し、
前記積層体の最上層には、リアクティブ・イオン・エッチングに対する第１のＲＩＥストッパ層が設けられており、前記バイアス層上の少なくとも一部には、前記リアクティブ・イオン・エッチングに対する第２のＲＩＥストッパ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】
前記第１のＲＩＥストッパ層と前記第２のＲＩＥストッパ層は同じ材質で形成されている請求項１記載の磁気検出素子。
【請求項３】
前記第１のＲＩＥストッパ層及び第２のＲＩＥストッパ層は、夫々、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇから選ばれた少なくとも１種以上の元素で形成される請求項１または２に記載の磁気検出素子。
【請求項４】
前記第１のＲＩＥストッパ層の上面と、前記第２のＲＩＥストッパ層の少なくとも一部の上面が、同じ高さの平坦化面で形成されている請求項１ないし３のいずれかに記載の磁気検出素子。
【請求項５】
前記磁気検出素子は、非磁性材料層が絶縁障壁層で形成されたトンネル型磁気検出素子である請求項１ないし４のいずれかに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）  下部シールド層上に、少なくとも下から固定磁性層、非磁性材料層、及びフリー磁性層の順に積層された構造を有する積層体を形成するとき、前記フリー磁性層上に、リアクティブ・イオン・エッチングに対する第１のＲＩＥストッパ層を形成し、さらに前記第１のＲＩＥストッパ層上に、少なくとも前記第１のＲＩＥストッパ層に比べてリアクティブ・イオン・エッチングに対するエッチング速度が速いＲＩＥ制御層を形成する工程と、
（ｂ）  前記積層体上に所定形状の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積層体を除去する工程と、
（ｃ）  前記（ｂ）工程を経て残された前記積層体のトラック幅方向の両側にバイアス層を形成し、さらに前記バイアス層上にリアクティブ・イオン・エッチングに対する第２のＲＩＥストッパ層を形成する工程と、
（ｄ）  前記第２のＲＩＥストッパ層上に、イオンミリングに対するミリングストッパ層を形成し、このとき、少なくとも、前記ミリングストッパ層を、前記第２のＲＩＥストッパ層に比べて、リアクティブ・イオン・エッチングに対するエッチング速度が速い材質で形成する工程と、
（ｅ）  前記レジスト層の周囲に付着した不要な層をイオンミリングで除去する工程と、
（ｆ）  前記レジスト層を除去する工程と、
（ｇ）  前記ＲＩＥ制御層及びミリングストッパ層をリアクティブ・イオン・エッチングにより除去する工程と、
（ｈ）  前記積層体の最上層を構成する前記第１のＲＩＥストッパ層上から前記第２のＲＩＥストッパ層上にかけて上部シールド層を形成する工程、
【請求項７】
前記ＲＩＥ制御層とミリングストッパ層を、同じ材質で形成する請求項６記載の磁気検出素子の製造方法。
【請求項８】
前記ＲＩＥ制御層及びミリングストッパ層を、夫々、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉから選ばれた少なくとも１種以上の元素で形成する請求項６または７に記載の磁気検出素子の製造方法。
【請求項９】
前記第１のＲＩＥストッパ層と第２のＲＩＥストッパ層を、同じ材質で形成する請求項６ないし８のいずれかに記載の磁気検出素子の製造方法。
【請求項１０】
前記第１のＲＩＥストッパ層及び第２のＲＩＥストッパ層を、夫々、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇから選ばれた少なくとも１種以上の元素で形成する請求項６ないし９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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、従来に比べて磁気検出素子を構成する積層体の上面と、前記積層体のトラック幅方向の両側に広がるバイアス層が形成されている領域の上面との高さ寸法のばらつきを小さくでき、従来に比べて、シールド間距離のばらつきを小さくできる磁気検出素子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１０から図１５は、従来のトンネル型磁気検出素子の製造方法を示す一工程図である。各図は、製造工程中における前記トンネル型磁気検出素子を記録媒体との対向面（図示Ｘ−Ｚ平面と平行な面）と平行な方向から切断した断面図で示されている。
【０００３】
図１０に示す符号１は下部シールド層であり、前記下部シールド層１上に、下から反強磁性層２、固定磁性層３、非磁性材料層４、フリー磁性層５及び保護層６の順に積層された積層体７を形成する。前記積層体７を構成する各層を前記基板１上の全面にスパッタ法等で形成する。前記保護層６を例えばＴａで形成する。
【０００４】
図１１に示す工程で、前記積層体７上に、レジスト層８を形成する。前記レジスト層８を前記積層体７の上面の全面に塗布した後、露光現像により図１１に示す形状のレジスト層８を形成する。そして前記レジスト層８に覆われていない箇所の前記積層体７をイオンミリングにより削る。そうすると図１２に示す形状の積層体７が前記下部シールド層１上に残される。
【０００５】
次に図１３に示すように、前記積層体７のトラック幅方向（図示Ｘ方向）に広がる前記下部シールド層１の上面１ａから、前記積層体７のトラック幅方向の両側端面７ａ，７ａ、さらには前記レジスト層８のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の側端面８ａ，８ａ及び前記レジスト層８の上面８ｂにかけて絶縁下地層９を形成する。さらに前記絶縁下地層９上にハードバイアス層１０を形成し、前記ハードバイアス層１０上にイオンミリングに対するミリングストッパ層１１を形成する。ここで、前記絶縁下地層９、ハードバイアス層１０及びミリングストッパ層１１は、前記レジスト層８の前端面（図示Ｙ方向と反対方向に向く面）や後端面（図示Ｙ方向に向く面）にも形成されており、すなわち露出する前記レジスト層８の表面全面に、薄い膜厚の前記絶縁下地層９、ハードバイアス層１０及びストッパ層１１が付着した状態となっている。
【０００６】
次に、図１４に示す工程では、前記レジスト層８の表面（前記レジスト層８の側端面８ａ，上面８ｂ、前端面及び後端面）に付着した前記絶縁下地層９、ハードバイアス層１０及びストッパ層１１をイオンミリングによって除去する。
【０００７】
このとき、前記ミリングストッパ層１１は、ハードバイアス層１０や絶縁下地層９に比べてイオンミリングに対するミリング速度が遅い材質で形成されている。例えば前記ストッパ層１１はＴａで形成される。ここで、前記レジスト層８の表面に形成された前記ミリングストッパ層１１を、「レジスト上ミリングストッパ層１１ａ」と称し、前記積層体７のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の両側に設けられたハードバイアス層１０上にあるミリングストッパ層１１を、「バイアス上ミリングストッパ層１１ｂ」と称することとする。
【０００８】
図１４に示すように、前記レジスト上ミリングストッパ層１１ａの膜厚Ｈ１（図１４では、前記レジスト層８の側端面８ａに付着した前記ミリングストッパ層１１ａの膜厚Ｈ１をトラック幅方向（図示Ｘ方向）と平行な方向への厚みで示している）は、前記バイアス上ミリングストッパ層１１ｂに比べて薄く、またイオンミリング時のミリング角度等の要因により、前記レジスト上ミリングストッパ層１１ａはきれいに前記イオンミリングによって除去できる。前記レジスト上ミリングストッパ層１１ａを前記イオンミリングによって除去した後、さらにイオンミリングを続行して、前記レジスト層８の側端面８ａ等に付着したハードバイアス層１０及び絶縁下地層９を除去する。前記イオンミリングにて除去された絶縁下地層９、ハードバイアス層１０及びストッパ層１１ａ，１１ｂの部分を点線で示している。
【０００９】
図１４に示すように、前記のイオンミリングにて、前記バイアス上ミリングストッパ層１１ｂも一部除去されてしまう。しかし前記バイアス上ミリングストッパ層１１ｂの膜厚は、上記のイオンミリング工程によって全て除去されてしまうほど薄くなく、一部の前記バイアス上ミリングストッパ層１１ｂが前記ハードバイアス層１０上に適切に残される。このように前記バイアス上ミリングストッパ層１１ｂが残されることで、バイアス上ミリングストッパ層１１ｂの下にある前記ハードバイアス層１０がイオンミリングによって削られるのを防止できる。
【００１０】
次に、前記ハードバイアス層１０及びレジスト上ミリングストッパ層１１ａを除去したことで露出したレジスト層８を、溶解液により溶解して除去する。これにより前記積層体７の上面７ｂ（保護層６の上面と一致している）が現れる。以上の工程を経ることで、前記下部シールド層１上に積層体７と、トラック幅方向（図示Ｘ方向）の両側に形成されたハードバイアス層１０と、前記ハードバイアス層１０上の一部に形成された前記バイアス上ミリングストッパ層１１ｂとを有して成るトンネル型磁気検出素子が完成する。
【００１１】
そして図１５に示す工程では、前記トンネル型磁気検出素子の上面に上部シールド層１５を形成する。
下記にＣＰＰ型磁気検出素子の公知文献を記す。
【特許文献１】特開２００４−３３５０７１号公報
【特許文献２】特開２００５−４４４８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記に示した工程で、トンネル型磁気検出素子を形成すると、前記積層体７の上面７ｂと、前記積層体７のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の両側に形成される（残される）バイアス上ミリングストッパ層１１ｂの上面１１ｂ１との間に大きな段差ができてしまう。図１５に示すように、前記バイアス上ミリングストッパ層１１ｂの上面１１ｂ１は、前記積層体７の上面７ｂに比べて低い位置にある。これは、図１４のイオンミリング工程で、前記バイアス上ミリングストッパ層１１ｂの一部が削られるためである。しかも、前記積層体７と前記バイアス上ミリングストッパ層１１ｂの間には、イオンミリングのミリング速度が前記バイアス上ミリングストッパ層１１ｂに比べてかなり速い絶縁下地層９やハードバイアス層１０が介在し、この位置にある前記絶縁下地層９及びハードバイアス層１０は前記バイアス上ミリングストッパ層１１ｂによって上面が覆われていない。したがって前記積層体７と前記バイアス上ミリングストッパ層１１ｂ間から露出する絶縁下地層９やハードバイアス層１０の上面Ａが、前記イオンミリングによって速いスピードで削られていき、前記上面Ａは、バイアス上ミリングストッパ層１１ｂの上面１１ｂ１よりもさらに下方に落ちこみ、前記上面Ａと前記積層体７の上面７ｂ間の段差が非常に大きくなり、また、前記上面Ａから前記バイアス上ミリングストッパ層１１ｂの上面１１ｂ１にかけて、うねりのある曲面的な面形状となっていた。
【００１３】
このため従来の製造方法で形成されたトンネル型磁気検出素子では、例えば積層体７の箇所における下部シールド層１と上部シールド層１５間のシード間距離Ｈ２と、前記積層体７のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の両側の箇所における前記シード間距離Ｈ３とを比較すると、その差が大きくなっており、また、前記積層体７のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の両側の領域内だけで前記シード間距離を測定してみても、上記したように、特に積層体７の近傍の上面が下方に大きく落ち込んでいる等から前記シード間距離のばらつきが大きくなっていた。
【００１４】
また、図１３と異なって、絶縁下地層９、ハードバイアス層１０、及びストッパ層１１が前記レジスト層８の表面に付着しないように、前記絶縁下地層９、ハードバイアス層１０、及びミリングストッパ層１１の成膜時の成膜角度等を調整すれば、図１４のイオンミリング工程が必要なくなり、上記した問題がそもそも生じないのではないかと思われるかもしれないが、上記のように調整すると、非常に背の高い前記レジスト層８が存在することによるシャドー効果によって前記積層体７のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の両側に膜厚の厚い前記ハードバイアス層１０等を成膜できなくなること、また図１２に示す不要な積層体７をイオンミリングにより除去すると、前記積層体７の材質の一部が前記レジスト層８の表面に付着するため（再付着の問題）、結局、この再付着物を除去するイオンミリング工程が必要となった。したがって、従来のトンネル型磁気検出素子の製造方法では、シールド間距離のばらつきを小さくすることができなかった。
【００１５】
そこで本発明は上記従来の問題点を解決するためのものであり、特に、従来に比べて、シールド間距離のばらつきを小さくすることが可能な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している。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明における磁気検出素子は、下部シールド層と上部シールド層との間に、少なくとも下から固定磁性層、非磁性材料層、及びフリー磁性層の順に積層された構造を有する積層体と、前記積層体のトラック幅方向の両側に形成されたバイアス層とを有し、
前記積層体の最上層には、リアクティブ・イオン・エッチングに対する第１のＲＩＥストッパ層が設けられており、前記バイアス層上の少なくとも一部には、前記リアクティブ・イオン・エッチングに対する第２のＲＩＥストッパ層が形成されていることを特徴とするものである。
【００１７】
これにより、従来に比べて、前記積層体の上面と、その両側に広がるバイアス層が形成されている領域の上面との高さ寸法のばらつきを小さくでき、従来に比べて、シールド間距離のばらつきを小さくすることが可能である。これにより、再生特性の向上を適切に図ることが可能である。
【００１８】
本発明では、前記第１のＲＩＥストッパ層と前記第２のＲＩＥストッパ層は同じ材質で形成されていることが好ましい。これにより、より効果的に、前記シールド間距離のばらつきを小さくできる。前記第１のＲＩＥストッパ層及び第２のＲＩＥストッパ層は、夫々、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇから選ばれた少なくとも１種以上の元素で形成されることが好ましい。これにより、前記第１ストッパ層及び第２のＲＩＥストッパ層のリアクティブ・イオン・エッチングに対するエッチング速度を適切に遅くでき、より効果的に、前記シールド間距離のばらつきを小さくできる。
【００１９】
本発明では、前記第１のＲＩＥストッパ層の上面と、前記第２のＲＩＥストッパ層の少なくとも一部の上面が、同じ高さの平坦化面で形成されていることが、より好ましい。これにより、より効果的に、前記シールド間距離のばらつきを小さくできる。
【００２０】
また本発明では、前記磁気検出素子は、例えば、非磁性材料層が絶縁障壁層で形成されたトンネル型磁気検出素子である。これにより、前記積層体中に前記第１のＲＩＥストッパ層が形成されていても、再生出力の向上を適切に図ることが可能である。
【００２１】
本発明における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。
【００２２】
（ａ）  下部シールド層上に、少なくとも下から固定磁性層、非磁性材料層、及びフリー磁性層の順に積層された構造を有する積層体を形成するとき、前記フリー磁性層上に、リアクティブ・イオン・エッチングに対する第１のＲＩＥストッパ層を形成し、さらに前記第１のＲＩＥストッパ層上に、少なくとも前記第１のＲＩＥストッパ層に比べてリアクティブ・イオン・エッチングに対するエッチング速度が速いＲＩＥ制御層を形成する工程と、
（ｂ）  前記積層体上に所定形状の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積層体を除去する工程と、
（ｃ）  前記（ｂ）工程を経て残された前記積層体のトラック幅方向の両側にバイアス層を形成し、さらに前記バイアス層上にリアクティブ・イオン・エッチングに対する第２のＲＩＥストッパ層を形成する工程と、
（ｄ）  前記第２のＲＩＥストッパ層上に、イオンミリングに対するミリングストッパ層を形成し、このとき、少なくとも、前記ミリングストッパ層を、前記第２のＲＩＥストッパ層に比べて、リアクティブ・イオン・エッチングに対するエッチング速度が速い材質で形成する工程と、
（ｅ）  前記レジスト層の周囲に付着した不要な層をイオンミリングで除去する工程と、
（ｆ）  前記レジスト層を除去する工程と、
（ｇ）  前記ＲＩＥ制御層及びミリングストッパ層をリアクティブ・イオン・エッチングにより除去する工程と、
（ｈ）  前記積層体の最上層を構成する前記第１のＲＩＥストッパ層上から前記第２のＲＩＥストッパ層上にかけて上部シールド層を形成する工程、
【００２３】
本発明では、前記ミリングストッパ層を、イオンミリング時に、第２のＲＩＥストッパ層を前記イオンミリングから保護する層として機能させ、前記ミリングストッパ層を最終的に除去してしまう。前記ミリングストッパ層の上面は、前記（ｅ）工程でのイオンミリングの影響を受けて削られ、前記（ｅ）工程の終了時点で、前記ミリングストッパ層の上面と、前記積層体の上面との間に大きな段差ができた状態となっている。従来では、このような段差が生じていても、特に何の処置も施さず、段差のある磁気検出素子の上面に、上部シールド層を形成していたが、本発明では、前記ミリングストッパ層をリアクティブ・イオン・エッチングにより除去してしまう。このとき、第１のＲＩＥストッパ層上にはＲＩＥ制御層を設けておき、前記（ｇ）工程で、前記ミリングストッパ層とともにＲＩＥ制御層も除去する。仮に前記ＲＩＥ制御層を設けないと、前記第１のＲＩＥストッパ層が、前記（ｇ）工程のリアクティブ・イオン・エッチングの影響を長時間、受けることになり、最悪の場合、前記第１のＲＩＥストッパ層が全て除去され、前記第１のＲＩＥストッパ層下にある積層構造が前記リアクティブ・イオン・エッチングに曝されてしまう。あるいは前記第１のＲＩＥストッパ層が全て除去されず一部残っても、（ｇ）工程を終了した時点で前記第１のＲＩＥストッパ層の上面と、第２のＲＩＥストッパ層の上面との間に大きな段差が出き、結局、シールド間距離のばらつきを効果的に小さくできない。したがって第１のＲＩＥストッパ層上にもＲＩＥ制御層を設けておき、前記（ｇ）工程で、前記ＲＩＥ制御層とミリングストッパ層の双方をリアクティブ・イオン・エッチングによって除去して、第１のＲＩＥストッパ層と第２のＲＩＥストッパ層が露出したときに、前記リアクティブ・イオン・エッチングを終了すれば、前記第１のＲＩＥストッパ層及び第２のＲＩＥストッパ層は同じように前記リアクティブ・イオン・エッチングの影響を受けているため、第１のＲＩＥストッパ層の上面と、第２のＲＩＥストッパ層の上面間に段差が生じず、あるいは生じてもその段差を従来より小さくできる。このため従来に比べてシールド間距離のばらつきが小さい磁気検出素子を適切且つ容易に形成できる。
【００２４】
なお、前記ＲＩＥ制御層とミリングストッパ層を、同じ材質で形成することが、前記シールド間距離のばらつきを、従来に比べて、より効果的に小さくすることができて好ましい。
【００２５】
また本発明では、前記ＲＩＥ制御層及びミリングストッパ層を、夫々、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉから選ばれた少なくとも１種以上の元素で形成することが、適切且つ簡単に、前記第１のＲＩＥストッパ層及び第２のＲＩＥストッパ層に比べてリアクティブ・イオン・エッチングに対するエッチング速度を速くできて好ましい。
【００２６】
また本発明では、前記第１のＲＩＥストッパ層と第２のＲＩＥストッパ層を、同じ材質で形成することが好ましい。これにより、より効果的に、前記第１のＲＩＥストッパ層の上面と、第２のＲＩＥストッパ層の上面間の段差を小さくでき、シールド間距離のばらつきを従来より小さくすることができる。
【００２７】
また、前記第１のＲＩＥストッパ層及び第２のＲＩＥストッパ層を、夫々、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇから選ばれた少なくとも１種以上の元素で形成することが好ましい。これにより、適切且つ簡単に、前記ＲＩＥ制御層及びミリングストッパ層に比べてリアクティブ・イオン・エッチングに対するエッチング速度を遅くできて好ましい。
【発明の効果】
【００２８】
従来に比べて、積層体の上面と、その両側に広がるバイアス層が形成されている領域の上面との高さ寸法のばらつきを小さくでき、従来に比べて、シールド間距離のばらつきを小さくすることが可能である。これにより、再生特性の向上を適切に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】
【００２９】
図１は、本実施形態のトンネル型磁気検出素子の構造を記録媒体との対向面と平行な方向から切断して示す部分断面図、である。
【００３０】
トンネル型磁気検出素子は、ハードディスク装置に設けられた浮上式スライダのトレーリング側端部などに設けられて、ハードディスクなどの記録磁界を検出するものである。なお、図中においてＸ方向は、トラック幅方向、Ｙ方向は、磁気記録媒体からの洩れ磁界の方向（ハイト方向）、Ｚ方向は、ハードディスクなどの磁気記録媒体の移動方向及び前記トンネル型磁気検出素子の各層の積層方向を指す。各方向は、残り２つの方向に対し直交する関係にある。Ｘ−Ｚ平面は記録媒体との対向面と平行な方向の面である。
【００３１】
符号２０は下部シールド層であり、前記下部シールド層２０は例えばＮｉＦｅ合金等の磁性材料で形成される。
【００３２】
前記下部シールド層２０の上面２０ａは前記トンネル型磁気検出素子２１を形成するための形成面であり、前記上面２０ａには前記トンネル型磁気検出素子２１を構成する積層体２２が形成されている。
【００３３】
前記積層体２２の最下層は、シード層２３である。前記シード層２３は、ＮｉＦｅＣｒまたはＣｒ等によって形成される。前記シード層２３をＮｉＦｅＣｒによって形成すると、前記シード層２３は、面心立方（ｆｃｃ）構造を有し、膜面と平行な方向に{１１１}面として表される等価な結晶面が優先配向しているものになる。また、前記シード層２３をＣｒによって形成すると、前記シード層２３は、体心立方（ｂｃｃ）構造を有し、膜面と平行な方向に{１１０}面として表される等価な結晶面が優先配向しているものになる。前記シード層２３の下に図示しない下地層が形成されていてもよい。前記下地層は、Ｔａ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｍｏ，Ｗのうち１種または２種以上の元素などの非磁性材料で形成される。
【００３４】
前記シード層２３上には、反強磁性層２４が形成されている。前記反強磁性層２４は、Ｘ−Ｍｎ（ただしＸは、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｏｓのうちいずれか１種または２種以上の元素である）で形成されていることが好ましい。または本発明では、前記反強磁性層２４は、Ｘ−Ｍｎ−Ｘ′合金（ただし元素Ｘ′は、Ｎｅ，Ａｒ，Ｋｒ，Ｘｅ，Ｂｅ，Ｂ，Ｃ，Ｎ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｐt，Ｖ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｇａ，Ｇｅ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ａｇ，Ｃｄ，Ｓｎ，Ｈｆ，Ｘａ，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）で形成されていてもよい。
【００３５】
前記反強磁性層２４の上には固定磁性層３１が形成されている。前記固定磁性層３１は、例えばＣｏＦｅ合金、ＮｉＦｅ合金、Ｃｏ、ＣｏＮｅＮｉ合金等の磁性材料で形成される。前記固定磁性層３１の構造は、単層構造、磁性層が複数積層された構造、磁性層間に非磁性層が介在する積層フェリ構造等、特に限定されない。
【００３６】
熱処理を施すことで、前記固定磁性層３１と反強磁性層２４との間には交換結合磁界が発生し、前記固定磁性層３１の磁化をハイト方向（図示Ｙ方向）に固定することができる。
【００３７】
前記固定磁性層３１の上には、絶縁障壁層２７が形成されている。前記絶縁障壁層２７は、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯＸ、ＭｇＯＸ、Ｔｉ２Ｏ５、ＴｉＯ２等で形成される。
【００３８】
前記絶縁障壁層２７の上には、フリー磁性層２８が形成されている。前記フリー磁性層２８は、ＮｉＦｅ合金、ＣｏＦｅＮｉ合金、ＣｏＦｅ合金などで形成される。例えば前記フリー磁性層２８はＮｉＦｅ合金で形成され、前記フリー磁性層２８と、前記絶縁障壁層２７との間にはＣｏやＣｏＦｅ合金で形成された拡散防止層が形成されていることが好ましい。前記フリー磁性層２８の構造は、単層構造、磁性層が複数積層された構造、磁性層間に非磁性層が介在する積層フェリ構造等、特に限定されない。
【００３９】
前記フリー磁性層２８上には、中間層３５が形成され、前記中間層３５上には第１のＲＩＥストッパ層３６が形成されている。前記中間層３５は、前記第１のＲＩＥストッパ層３６が前記フリー磁性層２８上に直接形成された場合に比べて、前記フリー磁性層２８の磁気特性の劣化を抑制するために設けられた層である。ここで言う「磁気特性の劣化」とは、例えば磁気抵抗変化率の低下を意味する。このような磁気特性の劣化により、前記フリー磁性層２８の磁化の安定性が低下し、再生出力が低下する等といった問題が発生するが、図１のように、前記中間層３５を、前記フリー磁性層２８と前記第１のＲＩＥストッパ層３６との間に介在させることで、前記フリー磁性層２８の磁気特性の劣化を適切に抑制することができる。また前記中間層３５は、下部シールド層２０と、上部シールド層３０間のシールド間距離Ｈ４の調整や、前記積層体２２のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の両側に形成されるハードバイアス層４１の上面４１ｂとフリー磁性層２８の上面２８ａとの高さ関係等の調整にも使用される。
【００４０】
前記中間層３５は、非磁性材料で形成されることが好ましい。特に非磁性導電材料で形成されることが好ましい。前記中間層３５が絶縁材料で形成されると、電流が前記中間層３５を適切に通ることができず、ＣＰＰ型磁気検出素子の再生特性の劣化を招く。また、前記中間層３５が、磁性材料で形成されると前記中間層３５もフリー磁性層２８のような振る舞いをするなどするし、むしろフリー磁性層２８の磁気特性の劣化を助長しやすいため好ましくない。
【００４１】
前記中間層３５は、Ｔａ、Ｒｕ、Ｃｕ、Ｗ、Ｒｈから選ばれた少なくとも１種以上の元素で形成されることが好ましい。前記中間層３５は単層構造であっても多層構造であってもどちらでもよい。これにより、前記フリー磁性層２８の磁気特性の劣化を適切に抑制できる。
【００４２】
前記中間層３５上に形成された第１のＲＩＥストッパ層３６は、リアクティブ・イオン・エッチング（ＲＩＥ）に対するストッパとして機能している。前記リアクティブ・イオン・エッチングは、後述する製造方法で説明するように、製造過程中で前記第１のＲＩＥストッパ層３６上に形成されたＲＩＥ制御層を除去するときに使用される。それ故、前記第１のＲＩＥストッパ層３６のリアクティブ・イオン・エッチングに対するエッチング速度は、前記ＲＩＥ制御層のそれに比べて遅い。また、前記第１のＲＩＥストッパ層３６のリアクティブ・イオン・エッチングに対するエッチング速度は、前記積層体２２を構成する他の層のそれに比べても遅い。
【００４３】
図１に示すように前記積層体２２の上面２２ａは平坦化面である。前記積層体２２の上面２２ａは前記第１のＲＩＥストッパ層３６の上面３６ａと一致する。
【００４４】
なお前記第１のＲＩＥストッパ層３６は、非磁性材料で形成されることが好ましい。特に非磁性導電材料で形成されることが好ましい。前記第１のＲＩＥストッパ層３６が絶縁材料で形成されると、電流が前記第１のＲＩＥストッパ層３６を適切に通ることができず、ＣＰＰ型磁気検出素子の再生特性の劣化を招く。また、前記第１のＲＩＥストッパ層３６が、磁性材料で形成されると前記第１のＲＩＥストッパ層３６もフリー磁性層２８の一部のように振る舞いトンネル磁気抵抗効果に大きく関与するため好ましくない。前記第１のＲＩＥストッパ層３６は、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇから選ばれた少なくとも１種以上の元素で形成されることが好ましい。
【００４５】
図１に示すように前記積層体２２のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の側端面２２ｂ，２２ｂは傾斜面で形成され、前記積層体２２のトラック幅方向の幅寸法は上方（図示Ｚ方向）に向かうにしたがって徐々に小さくなっている。前記積層体２２の側端面２２ｂ上から前記積層体２２のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の両側に広がる前記下部シールド層２０の上面２０ａにかけて絶縁下地層２５が形成されている。
【００４６】
前記下部シールド層２０上に形成された絶縁下地層２５上には、バイアス下地層４０が形成されている。前記バイアス下地層４０は、例えばＣｒや、ＣｒＴｉ、Ｔａ／ＣｒＴｉ等で形成される。前記バイアス下地層４０は、ハードバイアス層４１の特性（保磁力Ｈｃや角形比Ｓ）を向上させるために設けられたものである。
【００４７】
前記絶縁下地層２５上及び前記バイアス下地層４０上には、ハードバイアス層４１が形成されている。前記ハードバイアス層４１は、ＣｏＰｔ合金やＣｏＣｒＰｔ合金などで形成される。前記ハードバイアス層４１から前記フリー磁性層２８に対してバイアス磁界が供給される。前記フリー磁性層２８の磁化は前記バイアス磁界によりトラック幅方向（図示Ｘ方向）に揃えられる。
【００４８】
前記ハードバイアス層４１の上面４１ｂ，４１ｃには第２のＲＩＥストッパ層４２が形成されている。前記第２のＲＩＥストッパ層４２は、リアクティブ・イオン・エッチング（ＲＩＥ）に対するストッパとして機能している。前記リアクティブ・イオン・エッチングは、後述する製造方法で説明するように、製造過程中で前記第２のＲＩＥストッパ層４２上に形成されたミリングストッパ層を除去するときに使用される。それ故、前記第２のＲＩＥストッパ層４２のリアクティブ・イオン・エッチングに対するエッチング速度は、前記ミリングストッパ層のそれに比べて遅い。また、前記第２のＲＩＥストッパ層４２のリアクティブ・イオン・エッチングに対するエッチング速度は、前記ハードバイアス層４１のそれに比べても遅い。
【００４９】
図１に示すように、前記ハードバイアス層４１の上面４１ｂは平坦化面で形成されている。前記ハードバイアス層４１の上面４１ｂは前記積層体２２の上面２２ａの高さ位置に比べてやや低い位置に形成されている。前記積層体２２からトラック幅方向（図示Ｘ方向）に離れた位置の前記ハードバイアス層４１の上面４１ｃは、前記上面４１ｂのように平坦化面ではなく上方に盛り上がっている。前記第２のＲＩＥストッパ層４２と積層体２２との間には、薄い厚み（トラック幅方向と平行な方向における厚み）のハードバイアス層４１と絶縁下地層２５が介在し、前記ハードバイアス層４１と絶縁下地層２５の連続した上面Ｂが、前記積層体２２の上面２２ａと同じ高さの平坦化面として形成されている。
【００５０】
図１に示すように、前記ハードバイアス層４１の上面４１ｂ上に形成された前記第２のＲＩＥストッパ層４２の上面４２ａは平坦化面で形成され、前記上面４２ａは、前記積層体２２の上面２２ａ及び上面Ｂと同じ高さで形成されている。前記ハードバイアス層４１の上面４１ｃ上に形成された第２のＲＩＥストッパ層４２の上面４２ｂは、前記上面４１ｃと同様に曲面形状で形成されている。
【００５１】
前記第２のＲＩＥストッパ層４２は、前記第１のＲＩＥストッパ層３６と同じ材質で形成されていることが好ましい。前記第２のＲＩＥストッパ層４２は、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇから選ばれた少なくとも１種以上の元素で形成されることが好ましい。
【００５２】
図１のように、前記積層体２２の上面２２ａからトラック幅方向（図示Ｘ方向）へ、上面Ｂ、及び第２のＲＩＥストッパ層４２の上面４２ａにかけて同じ高さの平坦化面が形成されている。前記平坦化面が形成されている箇所のトラック幅方向への幅寸法Ｔ１は、前記積層体２２のトラック幅（Ｔｗ）（前記トラック幅Ｔｗは、フリー磁性層２８の上面２８ａのトラック幅方向への幅寸法で規制される）の２倍〜２０倍程度で形成される。
【００５３】
図１に示すように、前記積層体２２の上面２２ａ、前記上面Ｂ、前記第２のＲＩＥストッパ層４２の上面４２ａ，４２ｂには、非磁性導電材料で形成されたシールド間距離調整層４３が形成されている。前記シールド間距離調整層４３は、非磁性導電材料で形成され、例えばＴａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉから選ばれた１種または２種以上の元素で形成される。前記シールド間距離調整層４３は単層構造で形成されても多層構造で形成されてもどちらであってもよい。前記シールド間距離調整層４３は例えばＴａの単層構造で形成される。前記シールド間距離調整層４３は前記シールド間距離Ｈ４を調整するために設けられた層であり、特に前記シールド間距離Ｈ４が前記シールド間距離調整層４３を用いなくとも調整できる場合は、特に前記シールド間距離調整層４３を設ける必要はない。
【００５４】
図１に示す実施の形態では前記シールド間距離調整層４３上に、上部シールド層３０が形成されている。前記上部シールド層３０は、例えばＮｉＦｅ合金等の磁性材料で形成される。
【００５５】
図１に示すトンネル型磁気検出素子では、下部シールド層２０及び上部シールド層３０が電極としても機能している。前記下部シールド層２０及び上部シールド層３０から前記積層体２２に電流が、図示Ｚ方向と平行な方向（すなわち前記積層体２２の各層の膜面に垂直な方向）に流れる。前記積層体２２を通り抜けるトンネル電流の大きさは、固定磁性層３１とフリー磁性層２８の磁化方向の関係によって相違する。
【００５６】
外部磁界が図示Ｙ方向からトンネル型磁気検出素子に侵入すると、前記外部磁界の影響を受けてフリー磁性層２８の磁化は変動する。これによって前記トンネル電流の大きさも変化し、この電流量の変化を電気抵抗の変化としてとらえる。そして前記電気抵抗の変化を電圧変化として、記録媒体からの外部磁界が検出されるようになっている。
【００５７】
本実施形態の特徴的部分について説明する。本実施の形態では、前記積層体２２の最上層として第１のＲＩＥストッパ層３６が形成され、前記ハードバイアス層４１の上面４１ｂには第２のＲＩＥストッパ層４２が形成されている。前記第１のＲＩＥストッパ層３６及び第２のＲＩＥストッパ層４２はともにリアクティブ・イオン・エッチング（ＲＩＥ）に対するストッパとして機能している。そして、後述する本実施の形態の製造方法によれば、従来に比べて、適切に、前記積層体２２の上面２２ａ（第１のＲＩＥストッパ層３６の上面３６ａ）と、前記第２のＲＩＥストッパ層４２の上面４２ａとを同じ高さの平坦化面に近づけることができる。最も好ましいのは、前記積層体２２の上面２２ａ（第１のＲＩＥストッパ層３６の上面３６ａ）、前記第２のＲＩＥストッパ層４２の上面４２ａ、及び上面Ｂがすべて同じ高さの平坦化面で形成されている形態である。
【００５８】
また本実施の形態では、前記積層体２２のトラック幅方向の両側に位置する上面Ｂ及び第２のＲＩＥストッパ層４２の上面４２ａに形成される凹凸が小さく、中心線平均粗さ（Ｒａ）を従来に比べて小さくできる。
【００５９】
以上により、シールド間距離Ｈ４のばらつきを、トラック幅方向（図示Ｘ方向）の広い範囲（図１では幅寸法Ｔ１の範囲）で、小さくでき、再生特性に優れたトンネル型磁気検出素子２１を有する再生ヘッドを形成することができる。
【００６０】
本実施の形態では、前記第１のＲＩＥストッパ層３６と第２のＲＩＥストッパ層４２とが同じ材質で形成されることが好ましい。これにより前記第１のＲＩＥストッパ層３６及び第２のＲＩＥストッパ層４２のリアクティブ・イオン・エッチングに対するエッチング速度を同じにできる。例えば前記第１のＲＩＥストッパ層３６及び第２のＲＩＥストッパ層４２をＣｒで形成する。これにより、エッチング速度の制御を簡単に行うことができ、前記第１のＲＩＥストッパ層３６の上面３６ａと、第２のＲＩＥストッパ層４２の上面４２ａとの段差を小さくでき、シールド間距離Ｈ４のばらつきを従来よりも適切に小さくできる。
【００６１】
本実施の形態はトンネル型磁気検出素子であったが、前記絶縁障壁層２７の箇所が例えばＣｕ等の非磁性導電層で形成された巨大磁気抵抗効果を利用したＣＰＰ（Current  Perpendicular  to  the  Plane）−ＧＭＲ（Giant  Magneto  Resistive）素子であってもよい。
【００６２】
すなわち本実施の形態はＣＰＰ型磁気検出素子に効果的に使用できる。ＣＩＰ型磁気検出素子であると、前記中間層３５、第１のＲＩＥストッパ層３６に電流が分流するため再生出力の低下が非常に大きくなる。よって図１に示す積層体２２をＣＩＰ型磁気検出素子に使用すると再生出力の低下が大きくなり好ましくない。
【００６３】
また図１の実施形態では、前記フリー磁性層２８上に、中間層３５、第１のＲＩＥストッパ層３６が重ねて形成されているが、前記フリー磁性層２８上に第１のＲＩＥストッパ層３６が直接形成されている形態も、本発明の実施形態の一つである。
【００６４】
なお本実施の形態の積層体２２として少なくとも必要な層は、固定磁性層３１、絶縁障壁層２７、フリー磁性層２８、及び第１のＲＩＥストッパ層３６であり、例えば反強磁性層２４が無い形態等も考えられる。
【００６５】
図２は、図１とは異なる前記第２のＲＩＥストッパ層の上面の形状を説明するための図であり、トンネル型磁気検出素子を記録媒体との対向面と平行な方向から切断した部分拡大断面図である。
【００６６】
図２に示すように、前記第２のＲＩＥストッパ層４２の上面は、積層体２２に近い側に形成された凹み形状の凹み面４２ｃと、前記凹み面４２ｃに連続するとともに前記積層体２２からトラック幅方向に離れる方向に延びる平坦化面４２ｄとを有して構成される。前記平坦化面４２ｄと前記積層体２２の上面２２ａとは同じ高さであることが好ましい。図２の実施形態では、前記積層体２２の上面２２ａと、前記第２のＲＩＥストッパ層４２の平坦化面４２ｄとの間に、平坦化面とは異なる面が形成されているが、このような形態も本実施の形態の一つである。少なくとも前記第２のＲＩＥストッパ層４２の上面の一部に平坦化面が形成されていることが好ましく、その平坦化面が前記積層体２２の上面２２ａと同じ高さであることがより好ましく、最も好ましくは、図１のように、前記積層体２２の上面２２ａと前記第２のＲＩＥストッパ層４２の上面４２ａと、前記積層体２２と第２のＲＩＥストッパ層４２間の上面Ｂがすべて同じ高さの平坦化面で、しかもこれら平坦化面が連続して形成されていることである。
【００６７】
次に図１に示すトンネル型磁気検出素子の製造方法を図面を用いて説明する。図３ないし図９に示す各工程図は、製造工程中のトンネル型磁気検出素子を記録媒体との対向面と平行な方向から切断した部分断面図である。
【００６８】
図３に示す工程では、下部シールド層２０上に、下からシード層６０、反強磁性層６１、固定磁性層６２、絶縁障壁層６３、フリー磁性層６４、中間層６５、第１のＲＩＥストッパ層６６及びＲＩＥ制御層５３の順に積層された積層体５２を形成する。
【００６９】
下部シールド層２０から第１のＲＩＥストッパ層３６までの各層の材質については、図１で説明したのでそちらを参照されたい。前記ＲＩＥ制御層５３を、前記第１のＲＩＥストッパ層３６に比べて、少なくともリアクティブ・イオン・エッチングに対するエッチング速度が速い材質で形成する。また、前記ＲＩＥ制御層５３を、前記第１のＲＩＥストッパ層３６に比べてイオンミリングに対するミリング速度が遅い材質で形成することが好ましい。例えば前記ＲＩＥ制御層５３を、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉから選ばれた少なくとも１種以上の元素で形成する。前記中間層６５を１０Å〜６０Å程度の膜厚で形成する。また前記第１のＲＩＥストッパ層６６を３０Å〜７０Å程度の膜厚で形成する。また、前記ＲＩＥ制御層５３を、２００Å〜６００Å程度の膜厚で形成する。図２に示すように、前記ＲＩＥ制御層５３の膜厚を前記第１のＲＩＥストッパ層６６及び中間層６５の膜厚に比べて厚く形成する。一例を示すと、前記第１のＲＩＥストッパ層３６及び中間層３５の膜厚を夫々、５０Åとし、前記ＲＩＥ制御層５３の膜厚を２００Åとする。
【００７０】
次に図４に示す工程では前記積層体５２の上面５２ａ（すなわちＲＩＥ制御層５３の上面５３ａ）に、レジスト層５１を露光現像により所定形状に形成し、図５に示すように、前記レジスト層５１に覆われていない前記積層体５２をイオンミリングで除去する。このとき、ミリング角度θ３（高さ方向（図示Ｚ方向）と平行な方向からの傾き）を、後述する図７工程でのミリング角度θ２よるミリングレートよりも早いレートとなるように調整する。また、図７工程でのミリング角度θ２より小さい角度であることが好ましい。すなわち出来る限り前記積層体５２に対し垂直な方向からミリングを行うことが、前記レジスト層５１に覆われていない前記積層体５２を適切に除去でき好ましい。前記ミリング角度θ３を、具体的には０〜２０°の範囲内に設定する。
【００７１】
図１６は、Ｔａに対するミリング角度とミリングレートとの関係を示すグラフである。図１６に示すように前記ミリング角度を０〜２０°に設定するとミリングレートを５００〜８００Å／ｍｉｎ程度に大きくでき、例えばＴａで形成されたＲＩＥ制御層５３を適切に除去できる。
【００７２】
このイオンミリング工程により、前記レジスト層５１の下に図５に示す形態の積層体５２ｂが残される。なお、前記積層体５２ｂを構成するシード層から第１のＲＩＥストッパ層までの各層は、図５の工程以降で、図１に示すシード層２３から第１のＲＩＥストッパ層３６までの各層の形態と一致するため、図５の工程以降では、シード層から第１のＲＩＥストッパ層までの各層の符号を図１と一致させている。
【００７３】
前記積層体５２ｂは、トラック幅方向（図示Ｘ方向）の両側端面５２ｂ１，５２ｂ１が傾斜面で形成され、前記積層体５２ｂの上面５２ａから下面５２ｃに向かうにしたがって徐々に幅寸法（図示Ｘ方向）が広がる形態で形成されている。
【００７４】
次に、不要な前記積層体５２を除去したことで前記レジスト層５１の表面に付着した再付着物をイオンミリング等で除去する。ただし、この工程を省いてもよい。
【００７５】
次に、図６に示す工程では、下部シールド層２０の上面２０ａから前記積層体５２のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の側端面５２ｂ１，５２ｂ１上、さらには前記レジスト層５１のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の側端面５１ａ，５１ａ上及び上面５１ｂにかけて、絶縁下地層６０を例えばＩＢＤ（Ion  Beam  Deposition）法などでスパッタ成膜する。例えば前記絶縁下地層６０を、Ｓｉ３Ｎ４、ＷＯ、Ａｌ２Ｏ３から選ばれた単層構造あるいは積層構造で形成することが好ましい。なお前記絶縁下地層６０は、前記レジスト層５１の記録媒体との対向面側に向く前端面（図示Ｙ方向と逆方向に向く面）及び後端面（図示Ｙ方向に向く面）にも形成されている。すなわち前記絶縁下地層６０は露出している前記レジスト層５１の表面全面に形成されている。
【００７６】
ここで説明の便宜上、前記絶縁下地層６０のうち、前記下部シールド層２０の上面２０ａから前記積層体５２ｂの側端面５２ｂ１上にかけて形成された絶縁下地層６０を、「絶縁下地層６０ａ」と、前記レジスト層５１の表面に形成された前記絶縁下地層６０を、「レジスト上絶縁層６０ｂ」と称することとする。
【００７７】
次に、前記下部シールド層２０上に形成された前記絶縁下地層６０ａ上に、バイアス下地層４０を形成する。前記バイアス下地層４０を、例えばＣｒや、ＣｒＴｉ、Ｔａ／ＣｒＴｉ等で形成する。
【００７８】
次に前記絶縁下地層６０ａ上、レジスト上絶縁層６０ｂ上及び前記バイアス下地層４０上に、ハードバイアス層５４をＩＢＤ法等により成膜する。前記ハードバイアス層５４をＣｏＰｔ合金やＣｏＣｒＰｔ合金などで形成する。
【００７９】
ここで説明の便宜上、前記絶縁下地層６０ａ上に形成されたハードバイアス層５４を、「ハードバイアス層５４ｄ」と、前記レジスト上絶縁層６０ｂ上に形成されたハードバイアス層５４を、「レジスト上硬磁性層５４ｅ」と称することとする。
【００８０】
前記ハードバイアス層５４ｄのうち、前記バイアス下地層４０と高さ方向にて対向する位置に形成された前記ハードバイアス層５４ｄの少なくとも一部の上面５４ａは平坦化面で形成される。また、この工程で、前記ハードバイアス層５４の上面５４ａが、前記フリー磁性層２８の上面２８ａと高さ方向（図示Ｚ方向）にて一致するように、前記ハードバイアス層５４ｄの膜厚を調整しながら形成することが好ましい。
【００８１】
次に前記ハードバイアス層５４ｄ上、及びレジスト上硬磁性層５４ｅ上に第２のＲＩＥストッパ層５６をＩＢＤ法等で形成する。ここで説明の便宜上、前記ハードバイアス層５４ｄ上に形成された第２のＲＩＥストッパ層５６を、「第２のＲＩＥストッパ層５６ｂ」と、前記レジスト上硬磁性層５４ｅ上に形成された第２のＲＩＥストッパ層５６を、「レジスト上非磁性層５６ｃ」と称することとする。
【００８２】
前記第２のＲＩＥストッパ層５６ｂ及びレジスト上非磁性層５６ｃを、前記第２のＲＩＥストッパ層５６ｂ及びレジスト上非磁性層５６ｃ上に形成されるミリングストッパ層５５より、リアクティブ・イオン・エッチングに対するエッチング速度が遅い材質で形成する。前記第２のＲＩＥストッパ層５６ｂ及びレジスト上非磁性層５６ｃを例えばＣｒ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇから選ばれた少なくとも１種以上の元素で形成する。
【００８３】
平坦化面で形成された前記ハードバイアス層５４ｄの上面５４ａに形成される前記第２のＲＩＥストッパ層５６ｂの上面５６ａもまた平坦化面で形成される。また前記第２のＲＩＥストッパ層５６ｂの上面５６ａが、前記第１のＲＩＥストッパ層３６の上面３６ａと高さ方向（図示Ｚ方向）にて一致するように、前記第２のＲＩＥストッパ層５６ｂの膜厚を調整しながら形成することが好ましい。
【００８４】
次に、前記第２のＲＩＥストッパ層５６ｂ上及びレジスト上非磁性層５６ｃ上にミリングストッパ層５５をＩＢＤ法等で形成する。前記ミリングストッパ層５５を、前記第２のＲＩＥストッパ層５６ｂよりリアクティブ・イオン・エッチングに対するエッチング速度が速い材質で形成する。また前記ミリングストッパ層５５を、前記第２のＲＩＥストッパ層５６ｂよりイオンミリングに対するミリング速度が遅い材質で形成することが好ましい。前記ミリングストッパ層５５を、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉから選ばれた少なくとも１種以上の元素で形成する。
【００８５】
ここで説明の便宜上、前記第２のＲＩＥストッパ層５６ｂ上に形成されたミリングストッパ層５５を、「ミリングストッパ層５５ｄ」と、前記レジスト上非磁性層５６ｃ上に形成されたミリングストッパ層５５を、「レジスト上非磁性層５５ｅ」と称することとする。
【００８６】
前記ミリングストッパ層５５ｄを前記第２のＲＩＥストッパ層５６ｂより厚い膜厚で形成することが好ましい。前記ミリングストッパ層５５ｄを前記ＲＩＥ制御層５３と同じ膜厚か、あるいはそれ以上の大きさで形成することが好ましい。また前記ミリングストッパ層５５ｄと前記ＲＩＥ制御層５３を同じ材質で形成することが好ましい。例えば、前記ミリングストッパ層５５ｄとＲＩＥ制御層５３をＴａで形成する。
【００８７】
次に前記レジスト層５１を除去するが、前記レジスト層５１の周囲には、レジスト上絶縁層６０ｂ、レジスト上硬磁性層５４ｅ、レジスト上非磁性層５６ｃ、レジスト上非磁性層５５ｅが形成されている。前記レジスト層５１の周囲に積層された各層の膜厚は、前記積層体５２ｂのトラック幅方向（図示Ｘ方向）の両側であって下部シールド層２０の上面２０ａに積層された各層の膜厚に比べて薄い。それは、各層を成膜するときに、成膜角度θ１（高さ方向（図示Ｚ方向）と平行な方向からの傾き）を、できる限り前記高さ方向と平行な方向（図示Ｚ方向と平行な方向）に近づけているからである。例えば前記成膜角度θ１を２０°〜４０°程度に設定している。この結果、レジスト上絶縁層６０ｂ、レジスト上硬磁性層５４ｅ、レジスト上非磁性層５６ｃ、レジスト上非磁性層５５ｅの各層の膜厚は前記レジスト層５１の周囲に薄い膜厚で形成されることになる。
【００８８】
前記レジスト層５１の周囲に形成されているレジスト上絶縁層６０ｂ、レジスト上硬磁性層５４ｅ、レジスト上非磁性層５６ｃ、レジスト上非磁性層５５ｅを、イオンミリングによって除去する。図７工程に示すように、前記イオンミリング時のミリング角度θ２（高さ方向（図示Ｚ方向）と平行な方向からの傾き）を、前記成膜角度θ１よりも大きく設定する。例えば、前記ミリング角度θ２を、６０°〜８０°程度に設定する。これにより、前記レジスト層５１の周囲に形成されているレジスト上絶縁層６０ｂ、レジスト上硬磁性層５４ｅ、レジスト上非磁性層５６ｃ、レジスト上非磁性層５５ｅを、イオンミリングによって適切に除去できる。
【００８９】
図７に示すように、前記イオンミリングの工程によって、下部シールド層２０の上面２０ａから、前記積層体５２ｂのトラック幅方向（図示Ｘ方向）の側端面５２ｂ１に前記絶縁下地層６０ａが残される。また、前記絶縁下地層６０ａ上及びバイアス下地層４０上に、ハードバイアス層５４ｄが残される。また前記ハードバイアス層５４ｄ上に、第２のＲＩＥストッパ層５６ｂが残される。さらに前記第２のＲＩＥストッパ層５６ｂ上には、ミリングストッパ層５５ｄが残される。前記第２のＲＩＥストッパ層５６ｂ上に残された前記ミリングストッパ層５５ｄの上面は、イオンミリングを行う前、図７に示す符号５５ａの位置であったが、前記イオンミリングによって前記ミリングストッパ層５５ｄの上面５５ａは削られ、前記イオンミリング後、前記ミリングストッパ層５５ｄの上面は符号５５ｃの位置になる。
【００９０】
前記ミリングストッパ層５５ｄは、例えばＴａで形成され、イオンミリングによって削られにくい材質であるが、前記レジスト層５１の周囲に形成された不要な層をイオンミリングによって削る工程時、前記ミリングストッパ層５５ｄも前記イオンミリングの影響を受けるため削られ、上面が５５ａの位置から５５ｃの位置に下がるものの、前記ミリングストッパ層５５ｄが全て削り取られることはない。それは、前記ミリングストッパ層５５ｄの膜厚Ｈ５（図６を参照）を、前記レジスト層５１の周囲に形成される不要なレジスト上非磁性層５５ｅの膜厚Ｈ６（この膜厚Ｈ６は、トラック幅方向（図示Ｘ方向）と平行な方向への厚みで示す）より非常に大きく形成していること、また前記イオンミリング時のミリング角度θ２を、ミリングレートが小さくなるように設定しているためである。なお前記ミリング角度θ２は図４工程でのミリング角度θ３より大きいことが好ましい。図７工程では、前記レジスト層５１の周囲に付着した不要な層を除去するため、できる限り斜め方向からイオンミリングを行ったほうが、前記不要な層を適切に除去でき好ましい。前記ミリング角度θ２を、具体的には６０〜８０°に設定しているため、前記ミリングストッパ層５５ｄに対するミリングレートを小さくでき、具体的には６５０〜１５０Å／ｍｉｎ程度にまで小さくできる（図１６を参照）。より好ましくはミリングレートが５００Å／ｍｉｎ以下になるように、前記ミリング角度θ２を７０〜８０°に設定する。
【００９１】
以上により、前記ミリングストッパ層５５ｄ全てが前記イオンミリングによって削り取られることはなく、イオンミリング後でも適切に前記ミリングストッパ層５５ｄは前記第２のＲＩＥストッパ層５６ｂ上に残される。
【００９２】
そして前記ミリングストッパ層５５ｄは前記第２のＲＩＥストッパ層５６ｂを、前記イオンミリングから保護する役割を担っているため、前記第２のＲＩＥストッパ層５６ｂ上に適切に前記ミリングストッパ層５５ｄが残されることで、前記第２のＲＩＥストッパ層５６ｂをイオンミリングから適切に保護できる。
【００９３】
図７に示すように、前記レジスト層５１の周囲に付着していた不要な層を除去して前記レジスト層５１が露出したら、前記レジスト層５１を溶解液により溶解して除去する。前記レジスト層５１を除去した後のトンネル型磁気検出素子の構造が図８である。
【００９４】
図８に示すように、前記レジスト層５１を除去すると、積層体５２ｂの最上層を構成するＲＩＥ制御層５３が露出し、また、前記積層体５２ｂのトラック幅方向（図示Ｘ方向）の両側では、前記ミリングストッパ層５５ｄが露出した状態となっている。
【００９５】
前記ミリングストッパ層５５ｄ及びＲＩＥ制御層５３は、リアクティブ・イオン・エッチングによって削られやすい。一方、前記ミリングストッパ層５５ｄ及び前記ＲＩＥ制御層５３の下にある第１のＲＩＥストッパ層３６及び第２のＲＩＥストッパ層５６ｂは、前記ミリングストッパ層５５ｄ及びＲＩＥ制御層５３に比べてリアクティブ・イオン・エッチングに対するエッチング速度が遅く、したがって第１のＲＩＥストッパ層３６及び第２のＲＩＥストッパ層５６ｂは、前記リアクティブ・イオン・エッチングによって削られにくい。
【００９６】
図８の工程では前記ミリングストッパ層５５ｄ及びＲＩＥ制御層５３をリアクティブ・イオン・エッチング（ＲＩＥ）によって除去する。このとき、前記ミリングストッパ層５５ｄとＲＩＥ制御層５３の間に挟まれたＡの箇所にある絶縁下地層６０ａ、ハードバイアス層５４ｄ、第２のＲＩＥストッパ層５６ｂも前記リアクティブ・イオン・エッチングによって除去される。Ａの箇所にある層は厚み（トラック幅方向（図示Ｘ方向）への厚み及び高さ方向（図示Ｙ方向）への厚みの双方を指す）が薄く、特にリアクティブ・イオン・エッチングによって除去する際の弊害とはならない。また前記Ａの箇所にある層が多少残ってもよい。またＡの箇所にある層はリアクティブ・イオン・エッチングに比べてイオンミリングによって除去されやすい層であるから、例えば図７のイオンミリング工程で、図７の状態からさらにイオンミリングを行い、図７に示すＡの箇所にある層をできる限りイオンミリングにより除去しておいてもよい。このときミリング角度θ２をＡの箇所にある層が削られやすい角度に調整することが好ましい。
【００９７】
前記ミリングストッパ層５５ｄ、ＲＩＥ制御層５３及びＡの箇所にある層をリアクティブ・イオン・エッチングにより除去すると、図９に示すように、図１と同じ層構造の積層体２２が完成する。なお図９における各層の符号を、図１と同じにしている。前記積層体２２の上面２２ａには前記第１のＲＩＥストッパ層３６の上面３６ａが露出している。
【００９８】
前記積層体２２のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の両側に形成されたハードバイアス層４１の上面４１ｂ，４１ｃには前記第２のＲＩＥストッパ層４２が設けられ、前記第２のＲＩＥストッパ層４２の上面４２ａ，４２ｂが露出している。前記第１のＲＩＥストッパ層３６の上面３６ａと、前記第２のＲＩＥストッパ層４２の上面４２ａは同じ高さ位置に形成された平坦化面で形成され、また前記第１のＲＩＥストッパ層３６と第２のＲＩＥストッパ層４２との間に挟まれたハードバイアス層４１及び絶縁下地層２５の上面Ｂが、前記第１のＲＩＥストッパ層３６の上面３６ａと前記第２のＲＩＥストッパ層４２の上面４２ａと同じ高さの平坦化面で形成されているため、前記第１のＲＩＥストッパ層３６の上面３６ａから前記第２のＲＩＥストッパ層４２の上面４２ａにかけて連続した平坦化面が広がっている。
【００９９】
図８の工程で説明したように、図８に示すＡの箇所が適切に除去されずに一部残された場合、図９に示す上面Ｂは、前記第１のＲＩＥストッパ層３６の上面３６ａ及び、前記第２のＲＩＥストッパ層４２の上面４２ａよりも若干、盛り上がると考えられるが、わずかな範囲であり、前記トンネル型磁気検出素子の上面の凹凸を従来に比べて小さく抑えることができる。
【０１００】
そして図９の工程後、図１に示すように、積層体２２の上面２２ａ及び第２のＲＩＥストッパ層４２の上面４２ａ，４２ｂに、シールド間距離調整層４３を形成し、さらに前記シード間距離調整層４３上に上部シールド層３０を形成する。
【０１０１】
図３ないし図９に示す本実施の形態のトンネル型磁気検出素子の製造方法では、図３の工程で、フリー磁性層２８の上に、中間層６５、第１のＲＩＥストッパ層６６、ＲＩＥ制御層５３を順に積層し、図６工程では、積層体５２ｂのトラック幅方向（図示Ｘ方向）の両側にはハードバイアス層５４ｄ上に第２のＲＩＥストッパ層５６ｂ、ミリングストッパ層５５ｄを順に積層する。前記第１のＲＩＥストッパ層３６及び第２のＲＩＥストッパ層５６ｂは、リアクティブ・イオン・エッチングに対するエッチング速度が、前記ミリングストッパ層５５ｄ及びＲＩＥ制御層５３のそれに比べて遅い。また、前記ミリングストッパ層５５ｄ及びＲＩＥ制御層５３は、前記第１のＲＩＥストッパ層３６及び第２のＲＩＥストッパ層５６ｂをイオンミリングから保護する役割を担い、前記ミリングストッパ層５５ｄ及びＲＩＥ制御層５３のイオンミリングに対するミリング速度は、前記第１のＲＩＥストッパ層３６及び第２のＲＩＥストッパ層５６ｂのそれに比べて遅い。
【０１０２】
よって、図７の、前記レジスト層５１の周囲に付着した不要な層を除去するイオンミリング工程で、前記イオンミリングの最中、前記第２のＲＩＥストッパ層５６ｂを前記イオンミリングから適切に保護できる。次に図８の工程では、露出しているミリングストッパ層５５ｄとＲＩＥ制御層５３を同時に、リアクティブ・イオン・エッチングによって除去する。このとき、前記ミリングストッパ層５５ｄの下、及びＲＩＥ制御層５３の下には、リアクティブ・イオン・エッチングに削られにくい第１のＲＩＥストッパ層３６及び第２のＲＩＥストッパ層５６ｂが存在するため、前記ミリングストッパ層５５ｄ及びＲＩＥ制御層５３を全て除去するとともに、前記第１のＲＩＥストッパ層３６及び第２のＲＩＥストッパ層５６ｂを残した状態で、前記リアクティブ・イオン・エッチングを終了できる。したがって、前記リアクティブ・イオン・エッチングの影響をハードバイアス層５４ｄやフリー磁性層２８等が受けることなく、前記リアクティブ・イオン・エッチングを終了できる。また図６の工程時に、前記第２のＲＩＥストッパ層５６ｄやハードバイアス層５４ｄ等の成膜条件を適正化して、第１のＲＩＥストッパ層３６の上面３６ａと第２のＲＩＥストッパ層５６ｂの上面５６ａとがともに平坦化面となり、且つ高さ方向にて一致するように制御すれば、前記リアクティブ・イオン・エッチング後、図９に示すように、前記積層体２２の上面２２ａとから前記第２のＲＩＥストッパ層４２の上面４２ａとを同じ高さの平坦化面に適切形成できる。
【０１０３】
従来のトンネル型磁気検出素子の製造方法と、本実施の形態のトンネル型磁気検出素子の製造方法とを対比すると、従来のトンネル型磁気検出素子の製造方法では、本実施の形態のように、リアクティブ・イオン・エッチングに対する第１のＲＩＥストッパ層３６及び第２のＲＩＥストッパ層５６ｂの形成が無く、従来では、本実施の形態の図８の時点でトンネル型磁気検出素子の製造を終了していた。図８を見てわかるように、トンネル型磁気検出素子を構成する積層体の上面と、その両側のハードバイアス層が形成されている領域の上面間には大きな段差があり、また前記ハードバイアス層が形成されている領域の上面はうねっており平坦化面になっていない。この状態で、前記トンネル型磁気検出素子の上面に上部シールド層を形成すると、シールド間距離のばらつきが非常に大きくなってしまう。
【０１０４】
一方、本実施形態では、第２のＲＩＥストッパ層５６ｂ上に形成されたミリングストッパ層５５ｄを、イオンミリング時に、第２のＲＩＥストッパ層５６ｂを前記イオンミリングから保護する層として機能させ、前記ミリングストッパ層５５ｄを最終的に除去してしまう。このとき、第１のＲＩＥストッパ層３６上にはＲＩＥ制御層５３を設けておき、図８のリアクティブ・イオン・エッチング工程で、前記ミリングストッパ層５５ｄとともにＲＩＥ制御層５３も除去する。仮に前記ＲＩＥ制御層５３を設けないと、前記第１のＲＩＥストッパ層３６が、前記リアクティブ・イオン・エッチングの影響を長時間、受けることになり、最悪の場合、前記第１のＲＩＥストッパ層３６が全て除去され、前記第１のＲＩＥストッパ層３６下にある積層構造が前記リアクティブ・イオン・エッチングに曝されてしまう。あるいは前記第１のＲＩＥストッパ層３６が全て除去されず一部残っても、リアクティブ・イオン・エッチングを終了した時点で前記第１のＲＩＥストッパ層３６の上面と、第２のＲＩＥストッパ層５６ｂの上面との間に大きな段差が出きてしまい、結局、シールド間距離のばらつきを効果的に小さくできない。したがって第１のＲＩＥストッパ層３６上にもＲＩＥ制御層５３を設けておき、前記ＲＩＥ制御層５３とミリングストッパ層５５ｄの双方をリアクティブ・イオン・エッチングによって除去して、第１のＲＩＥストッパ層３６と第２のＲＩＥストッパ層５６ｂが露出したときに、前記リアクティブ・イオン・エッチングを終了すれば、前記第１のＲＩＥストッパ層３６及び第２のＲＩＥストッパ層５６ｂは同じように前記リアクティブ・イオン・エッチングの影響を受けているため、第１のＲＩＥストッパ層３６の上面と、第２のＲＩＥストッパ層５６ｂの上面間に段差が生じず、あるいは生じてもその段差を従来より小さくできる。このため従来に比べてシールド間距離のばらつきが小さい磁気検出素子を適切且つ容易に形成できる。
【０１０５】
前記第１のＲＩＥストッパ層３６と第２のＲＩＥストッパ層５６ｂを同じ材質で形成することが好ましい。これにより前記第１のＲＩＥストッパ層３６及び第２のＲＩＥストッパ層５６ｂのリアクティブ・イオン・エッチングに対するエッチング速度を同じにできるから、図８から図９にかけて行われるリアクティブ・イオン・エッチングによって、若干、前記第１のＲＩＥストッパ層３６及び第２のＲＩＥストッパ層５６ｂが削られる場合に、前記第１のＲＩＥストッパ層３６及び第２のＲＩＥストッパ層５６ｂが同じように削られ、前記第１のＲＩＥストッパ層３６の上面３６ａと前記第２のＲＩＥストッパ層４２の上面４２ａを同じ高さ位置にあわせやすい。
【０１０６】
また、前記ミリングストッパ層５５ｄ及びＲＩＥ制御層５３を同じ材質で形成することが好ましい。これにより前記ＲＩＥ制御層５３及びミリングストッパ層５５ｄのリアクティブ・イオン・エッチングに対するエッチング速度を同じにできるから、リアクティブ・イオン・エッチング前の段階で、図８に示す前記ミリングストッパ層５５ｄ及びＲＩＥ制御層５３が同じ膜厚であると、前記リアクティブ・イオン・エッチングによって、前記ミリングストッパ層５５ｄ及びＲＩＥ制御層５３の除去を同時に終了できる。図８では、記ミリングストッパ層５５ｄ及びＲＩＥ制御層５３の膜厚が異なっているので、図７工程でのイオンミリングで削られる量を考慮しながら前記ミリングストッパ層５５ｄを形成し、図７のイオンミリング終了時に、残されたミリングストッパ層５５ｄの膜厚と、前記ＲＩＥ制御層５３の膜厚とが同じになるように制御することがより好ましい。
【０１０７】
また、前記フリー磁性層２８と第１のＲＩＥストッパ層３６との間に、Ｔａ等で形成された中間層３５を設けることで、前記第１のＲＩＥストッパ層３６を前記フリー磁性層２８上に直接形成した場合に比べて、前記フリー磁性層２８の磁気特性の劣化を抑えることができる。これにより前記フリー磁性層２８の磁気的な劣化（具体的には磁気抵抗変化率の低下）を抑えることができ、これにより前記フリー磁性層２８の磁化の安定性を向上でき、再生出力の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】本実施形態のトンネル型磁気検出素子の構造を記録媒体との対向面と平行な方向から切断して示す部分断面図、
【図２】図１とは異なる形態のトンネル型磁気検出素子の構造であり、前記トンネル型磁気検出素子の一部の構造を、記録媒体との対向面と平行な方向から切断して示す部分拡大断面図、
【図３】製造工程中のトンネル型磁気検出素子を記録媒体との対向面と平行な方向から切断した部分断面図、
【図４】図３の次に行なわれる一工程図（部分断面図）、
【図５】図４の次に行なわれる一工程図（部分断面図）、
【図６】図５の次に行なわれる一工程図（部分断面図）、
【図７】図６の次に行なわれる一工程図（部分断面図）、
【図８】図７の次に行なわれる一工程図（部分断面図）、
【図９】図８の次に行なわれる一工程図（部分断面図）、
【図１０】従来の製造工程中のトンネル型磁気抵抗効果型素子を記録媒体との対向面と平行な方向から切断して示す部分断面図、
【図１１】図１０の次に行なわれる一工程図（部分断面図）、
【図１２】図１１の次に行なわれる一工程図（部分断面図）、
【図１３】図１２の次に行なわれる一工程図（部分断面図）、
【図１４】図１３の次に行なわれる一工程図（部分断面図）、
【図１５】図１４の次に行なわれる一工程図（部分断面図）、
【図１６】Ｔａに対するミリング角度とミリングレートとの関係を示すグラフ、
【符号の説明】
【０１０９】
２０  下部シールド層
２２、５２  積層体
２４  反強磁性層
２５、６０  絶縁下地層
２７  絶縁障壁層
２８  フリー磁性層
３０  上部シールド層
３１  固定磁性層
３５  中間層
３６  第１のＲＩＥストッパ層
４１、５４  ハードバイアス層
４２、５６  第２のＲＩＥストッパ層
５１  レジスト層
５３  ＲＩＥ制御層
５５  ミリングストッパ層
【図１】
2007005417.tif 000003
【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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【図１５】
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【図１６】
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