(57)【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、第１磁性層を有する多層膜が設けられ、
前記第１磁性層上には、ＰｔＭｎ合金、または、Ｘ―Ｍｎ（ただしＸは、Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｏｓ，Ｎｉ，Ｆｅのいずれか１種または２種以上の元素である）合金で、あるいはＰｔ―Ｍｎ―Ｘ′（ただしＸ′は、Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ａｕ，Ａｇ，Ｏｓ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ａｒ，Ｎｅ，Ｘｅ，Ｋｒのいずれか１または２種以上の元素である）合金で形成された合金層が形成され、前記合金層の膜厚は２０Å以上で５０Å以下であり、
前記合金層の両側端部上には第３反強磁性層が重ねられて、前記合金層の両側端部は第２反強磁性層として機能し、前記合金層の中央部上には非磁性層が設けられ、前記合金層の中央部上に形成された非磁性層の膜厚は３Å以上で１０Å以下であり、前記非磁性層は、前記合金層の両側端部と第３反強磁性層間にも介在しており、
前記第２反強磁性層と前記第１磁性層の両側端部間で交換結合磁界が生じて前記第１磁性層の両側端部の磁化は、前記固定磁性層の磁化方向と交叉する方向に固定され、一方、前記合金層の中央部下に位置する前記第１磁性層の中央部は、外部磁界に対し磁化方向が変動するフリー磁性層として機能することを特徴とする磁気検出素子。
【請求項２】
前記非磁性層の膜厚は、中央部の方が両側端部よりも厚い請求項１記載の磁気検出素子。
【請求項３】
前記第３反強磁性層と前記合金層の両側端部間には、３Å以下の非磁性層が設けられる請求項１又は２に記載の磁気検出素子。
【請求項４】
前記合金層の膜厚は３０Å以上で４０Å以下である請求項１ないし３のいずれかに記載の磁気検出素子。
【請求項５】
下から第１反強磁性層、固定磁性層、非磁性材料層、第１磁性層を有する多層膜が設けられ、
前記第１磁性層の少なくとも両側端部上には、ＰｔＭｎ合金、または、Ｘ―Ｍｎ（ただしＸは、Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｏｓ，Ｎｉ，Ｆｅのいずれか１種または２種以上の元素である）合金で、あるいはＰｔ―Ｍｎ―Ｘ′（ただしＸ′は、Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ａｕ，Ａｇ，Ｏｓ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ａｒ，Ｎｅ，Ｘｅ，Ｋｒのいずれか１または２種以上の元素である）合金で形成された第１合金層が形成され、前記第１合金層の膜厚は２０Å以上で５０Å以下であり、
前記第１合金層上には非磁性層が設けられ、さらに前記非磁性層の上には第３反強磁性層が設けられ、
前記第３反強磁性層と前記非磁性層を介して重ねられた前記第１合金層は第２反強磁性層として機能して、前記第２反強磁性層と前記第１磁性層の両側端部間で交換結合磁界が生じて前記第１磁性層の両側端部の磁化は、前記固定磁性層の磁化方向と交叉する方向に固定され、一方、前記第１磁性層の中央部は、外部磁界に対し磁化方向が変動するフリー磁性層として機能することを特徴とする磁気検出素子。
【請求項６】
前記第１磁性層の中央部上にも２０Å以上で５０Å以下の膜厚で形成された前記第１合金層が設けられ、前記第１合金層の中央部下に位置する前記第１磁性層の中央部は、外部磁界に対し磁化方向が変動するフリー磁性層として機能する請求項５記載の磁気検出素子。
【請求項７】
前記第１磁性層の中央部上にも前記第１合金層を介して前記非磁性層が設けられる請求項６記載の磁気検出素子。
【請求項８】
前記第３反強磁性層は、ＰｔＭｎ合金、または、Ｘ―Ｍｎ（ただしＸは、Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｏｓ，Ｎｉ，Ｆｅのいずれか１種または２種以上の元素である）合金で、あるいはＰｔ―Ｍｎ―Ｘ′（ただしＸ′は、Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ａｕ，Ａｇ，Ｏｓ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ａｒ，Ｎｅ，Ｘｅ，Ｋｒのいずれか１または２種以上の元素である）合金で形成された第２合金層で形成されており、
前記第１磁性層の中央部上に、前記第２合金層が、前記第１合金層及び前記非磁性層を介して形成され、前記中央部上の前記第２合金層は、その両側に位置する前記第３反強磁性層の膜厚よりも薄く、前記中央部上に位置する前記第１合金層と前記第２合金層の総合膜厚は、５０Å以下で形成されている請求項７記載の磁気検出素子。
【請求項９】
前記総合膜厚は、４０Å以下で形成される請求項８記載の磁気検出素子。
【請求項１０】
前記第１磁性層の両側端部上に設けられた前記非磁性層の膜厚は、０．２Å以上で３Å以下である請求項５ないし９のいずれかに記載の磁気検出素子。
【請求項１１】
前記非磁性層は、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１磁性層は磁性層の３層構造で形成される請求項１ないし１１のいずれかに記載の磁気検出素子。
【請求項１３】
前記第１磁性層は、ＣｏＦｅ／ＮｉＦｅ／ＣｏＦｅの３層構造である請求項１２記載の磁気検出素子。
【請求項１４】
前記第３反強磁性層の上には電極層が設けられ、電流は前記多層膜の各層の膜面に対し平行な方向に流れる請求項１ないし１３のいずれかに記載の磁気検出素子。
【請求項１５】
前記多層膜の中央部上、および前記第３反強磁性層の上には上部電極層が設けられ、前記多層膜の下には下部電極層が設けられ、電流は前記多層膜の各層の膜面に対し垂直方向に流れる請求項１ないし１３のいずれかに記載の磁気検出素子。
【請求項１６】
前記上部電極層は、磁性材料で形成された上部シールド層である請求項１５記載の磁気検出素子。
【請求項１７】
前記第３反強磁性層と前記上部電極層との間には絶縁層が設けられている請求項１６記載の磁気検出素子。
【請求項１８】
前記第３反強磁性層の上面には第１絶縁層が設けられ、この第１絶縁層と別体の第２絶縁層が前記第３反強磁性層の内側端面に設けられ、前記第３反強磁性層と前記上部電極層間には前記第１絶縁層と前記第２絶縁層が介在している請求項１６記載の磁気検出素子。
【請求項１９】
前記下部電極層は磁性材料で形成された下部シールド層である請求項１５ないし１８のいずれかに記載の磁気検出素子。
【請求項２０】
前記下部電極層のトラック幅方向の中央には前記多層膜方向に突出した突出部が設けられ、この突出部の上面が前記多層膜の下面に接し、前記下部電極層のトラック幅方向の両側端部と前記多層膜との間には絶縁層が設けられる請求項１５ないし１９のいずれかに記載の磁気検出素子。
【請求項２１】
前記突出部の上面と前記下部電極層の両側端部上に設けられた絶縁層の上面とは同一平面で形成される請求項２０記載の磁気検出素子。
【請求項２２】
前記非磁性材料層は非磁性導電材料で形成される請求項１ないし２１のいずれかに記載の磁気検出素子。
【請求項２３】
前記非磁性材料層は絶縁材料で形成される請求項１５ないし２１のいずれかに記載の磁気検出素子。
【請求項２４】
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、下から第１反強磁性層、固定磁性層、非磁性材料層、第１磁性層、合金層及び非磁性層の順に積層し、このとき前記合金層をＰｔＭｎ合金、または、Ｘ―Ｍｎ（ただしＸは、Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｏｓ，Ｎｉ，Ｆｅのいずれか１種または２種以上の元素である）合金で、あるいはＰｔ―Ｍｎ―Ｘ′（ただしＸ′は、Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ａｕ，Ａｇ，Ｏｓ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ａｒ，Ｎｅ，Ｘｅ，Ｋｒのいずれか１または２種以上の元素である）合金で形成するとともに、前記合金層の膜厚を２０Å以上で５０Å以下で形成する工程と、
（ｂ）第１の磁場中アニールを施して、前記第１反強磁性層と固定磁性層間に交換結合磁界を発生させ、前記固定磁性層の磁化をハイト方向に固定する工程と、
（ｃ）前記非磁性層の中央部上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非磁性層の両側端部を削り、このとき前記非磁性層の両側端部を一部残す工程と、
（ｄ）前記残された前記非磁性層の両側端部上に第３反強磁性層を形成し、前記レジスト層を除去する工程と、
（ｅ）前記第３反強磁性層下に前記非磁性層を介して対向する前記合金層の両側端部は第２反強磁性層として機能し、第２の磁場中アニールを施して、前記第２反強磁性層と前記第１磁性層の両側端部間に交換結合磁界を発生させ、前記第１磁性層の両側端部の磁化を前記固定磁性層の磁化方向と交叉する方向に固定するとともに、前記合金層の中央部下に位置する前記第１磁性層の中央部を、外部磁界に対し磁化方向が変動するフリー磁性層として機能させる工程。
【請求項２５】
前記合金層を３０Å以上で４０Å以下で形成する請求項２４記載の磁気検出素子の製造方法。
【請求項２６】
前記（ａ）工程で、前記非磁性層を３Å以上で１０Å以下で形成する請求項２４又は２５に記載の磁気検出素子の製造方法。
【請求項２７】
前記（ｃ）工程で、前記非磁性層の両側端部の膜厚が３Å以下となるまで、前記非磁性層の両側端部を削り込む請求項２４ないし２６のいずれかに記載の磁気検出素子の製造方法。
【請求項２８】
前記（ａ）工程における基板は下部電極層であり、前記（ｄ）工程で、前記第３反強磁性層の上に絶縁層を形成し、前記（ｄ）工程と（ｅ）工程の間で、前記絶縁層上から前記非磁性層の中央部上にかけて上部電極層を形成する請求項２４ないし２７のいずれかに記載の磁気検出素子の製造方法。
【請求項２９】
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、下から第１反強磁性層、固定磁性層、非磁性材料層、第１磁性層、合金層及び非磁性層の順に積層し、このとき前記合金層をＰｔＭｎ合金、または、Ｘ―Ｍｎ（ただしＸは、Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｏｓ，Ｎｉ，Ｆｅのいずれか１種または２種以上の元素である）合金で、あるいはＰｔ―Ｍｎ―Ｘ′（ただしＸ′は、Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ａｕ，Ａｇ，Ｏｓ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ａｒ，Ｎｅ，Ｘｅ，Ｋｒのいずれか１または２種以上の元素である）合金で形成するとともに、前記合金層の膜厚を２０Å以上で５０Å以下で形成する工程と、
（ｂ）第１の磁場中アニールを施して、前記第１反強磁性層と固定磁性層間に交換結合磁界を発生させ、前記固定磁性層の磁化をハイト方向に固定する工程と、
（ｃ）´前記非磁性層の中央部上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非磁性層の両側端部を全て削り、前記合金層の両側端部表面を露出させる工程と、
（ｄ）´前記露出した合金層の両側端部上に第３反強磁性層を形成し、前記レジスト層を除去する工程と、
（ｅ）前記第３反強磁性層下に前記非磁性層を介して対向する前記合金層の両側端部は第２反強磁性層として機能し、第２の磁場中アニールを施して、前記第２反強磁性層と前記第１磁性層の両側端部間に交換結合磁界を発生させ、前記第１磁性層の両側端部の磁化を前記固定磁性層の磁化方向と交叉する方向に固定するとともに、前記合金層の中央部下に位置する前記第１磁性層の中央部を、外部磁界に対し磁化方向が変動するフリー磁性層として機能させる工程。
【請求項３０】
前記（ａ）工程で、前記第１磁性層を磁性層の３層構造で形成する請求項２４ないし２９のいずれかに記載の磁気検出素子の製造方法。
【請求項３１】
前記第１磁性層をＣｏＦｅ／ＮｉＦｅ／ＣｏＦｅの３層構造で形成する請求項３０記載の磁気検出素子の製造方法。
【請求項３２】
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。
（ｆ）基板上に、下から第１反強磁性層、固定磁性層、非磁性材料層、第１磁性層、第１合金層及び非磁性層の順で積層し、このとき前記第１合金層をＰｔＭｎ合金、または、Ｘ―Ｍｎ（ただしＸは、Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｏｓ，Ｎｉ，Ｆｅのいずれか１種または２種以上の元素である）合金で、あるいはＰｔ―Ｍｎ―Ｘ′（ただしＸ′は、Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ａｕ，Ａｇ，Ｏｓ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ａｒ，Ｎｅ，Ｘｅ，Ｋｒのいずれか１または２種以上の元素である）合金で形成するとともに、前記第１合金層の膜厚を２０Å以上で５０Å以下で形成する工程と、
（ｇ）第１の磁場中アニールを施して、前記第１反強磁性層と固定磁性層間に交換結合磁界を発生させ、前記固定磁性層の磁化をハイト方向に固定する工程と、
（ｈ）前記非磁性層表面を一部削る工程と、
（ｉ）前記非磁性層上に、ＰｔＭｎ合金、または、Ｘ―Ｍｎ（ただしＸは、Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｏｓ，Ｎｉ，Ｆｅのいずれか１種または２種以上の元素である）合金で、あるいはＰｔ―Ｍｎ―Ｘ′（ただしＸ′は、Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ａｕ，Ａｇ，Ｏｓ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ａｒ，Ｎｅ，Ｘｅ，Ｋｒのいずれか１または２種以上の元素である）合金で形成された第２合金層から成る第３反強磁性層を形成する工程と、
（ｊ）前記第３反強磁性層の両側端部上に第１マスク層を形成し、前記第１磁性層の中央部上に位置する前記第１合金層と前記第２合金層との合計膜厚が５０Å以下となるまで、前記第１マスク層に覆われていない前記第２合金層の中央部を削る工程と、
（ｋ）前記第１マスク層下に残された第３反強磁性層下に位置する前記第１合金層の両側端部は第２反強磁性層として機能し、第２の磁場中アニールを施して、前記第２反強磁性層の両側端部と、第１磁性層の両側端部間に交換結合磁界を発生させ、前記第１磁性層の両側端部の磁化を前記固定磁性層の磁化方向と交叉する方向に固定するとともに、前記第１磁性層の中央部を、外部磁界に対し磁化方向が変動するフリー磁性層として機能させる工程。
【請求項３３】
前記（ｆ）工程で、前記第１合金層を３０Å以上で４０Å以下で形成する請求項３２記載の磁気検出素子の製造方法。
【請求項３４】
前記（ｆ）工程で、前記非磁性層を３Å以上で１０Å以下で形成する請求項３２又は３３に記載の磁気検出素子の製造方法。
【請求項３５】
前記（ｈ）工程で、前記非磁性層を０．２Å以上で３Å以下残す請求項３２ないし３４のいずれかに記載の磁気検出素子の製造方法。
【請求項３６】
前記（ｊ）工程で、前記第１マスク層に覆われていない前記第２合金層の中央部を全て除去して、前記非磁性層表面を露出させる請求項３２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（ｊ）工程で、前記第１マスク層に覆われていない前記第２合金層の中央部を全て除去し、さらに露出した前記非磁性層も除去して、第１合金層表面を露出させる請求項３２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（ｋ）工程における第２の磁場中アニールを、（ｉ）工程と（ｊ）工程の間で行う請求項３２ないし３７のいずれかに記載の磁気検出素子の製造方法。
【請求項３９】
前記（ｆ）工程での基板は下部電極層であり、
前記（ｉ）工程で前記第３反強磁性層の上に第１絶縁層を形成し、
前記（ｊ）工程で前記第１絶縁層の両側端部上に前記第１マスク層を形成し、前記第１マスク層に覆われていない前記第１絶縁層、および第２合金層の中央部を削り、
前記（ｊ）工程後、前記第１絶縁層上、前記第３反強磁性層の内側端面上、および前記第３反強磁性層間の中央部上にかけて第２絶縁層を形成し、次に前記第３反強磁性層の内側端面上に形成された第２絶縁層を一部残し、それ以外の第２絶縁層を削って除去し、
前記第１絶縁層上から、第２絶縁層上及び前記中央部上にかけて上部電極層を形成する請求項３２ないし３８のいずれかに記載の磁気検出素子の製造方法。
【請求項４０】
前記（ｆ）工程での基板は下部電極層であり、
前記（ｊ）工程で第１絶縁層からなる前記第１マスク層を形成し、第１絶縁層からなる前記第１マスク層に覆われていない前記第２合金層の中央部を削り、
前記（ｊ）工程後、第１絶縁層からなる前記第１マスク層上、前記第３反強磁性層の内側端面上、および前記第３反強磁性層間の中央部上にかけて第２絶縁層を形成し、次に前記第３反強磁性層の内側端面上に形成された第２絶縁層を一部残し、それ以外の第２絶縁層を削って除去し、
第１絶縁層からなる前記第１マスク層上から、第２絶縁層上及び前記中央部上にかけて上部電極層を形成する請求項３２ないし３８のいずれかに記載の磁気検出素子の製造方法。
【請求項４１】
前記第２絶縁層の形成の際の成膜角度を、下部電極層の表面の垂直方向に対し斜めに傾いた角度θ１とし、前記第２絶縁層を削る際の入射角度を、前記角度θ１よりも小さい角度θ２として、前記垂直方向あるいは前記垂直方向により近い方向から前記第２絶縁層を削り取る請求項３９記載の磁気検出素子の製造方法。
【請求項４２】
前記（ｆ）工程で、前記第１磁性層を磁性層の３層構造で形成する請求項３２ないし４１のいずれかに記載の磁気検出素子の製造方法。
【請求項４３】
前記第１磁性層をＣｏＦｅ／ＮｉＦｅ／ＣｏＦｅの３層構造で形成する請求項４２記載の磁気検出素子の製造方法。
【請求項４４】
前記下部電極層の両側端部を削り込んで、その両側端部上に絶縁層を形成し、前記第１反強磁性層を、前記下部電極層の中央部に形成された突出部上、および絶縁層上に形成する請求項２９、３９ないし４１のいずれかに記載の磁気検出素子の製造方法。
【請求項４５】
前記下部電極層及び上部電極層を磁性材料で形成する請求項２９、３９ないし４１、４４のいずれかに記載の磁気検出素子の製造方法。
【請求項４６】
前記非磁性層を、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｈのいずれか１種または２種以上で形成する請求項２４ないし４５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に係り、特に狭トラック化においても適切にフリー磁性層の磁化制御を行うことができ、再生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３５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】
符号１は基板であり、前記基板１の上に反強磁性層２、固定磁性層３、非磁性材料層４及びフリー磁性層５からなる多層膜８が形成されている。前記多層膜８の両側にはハードバイアス層６が形成され、前記ハードバイアス層６の上には電極層７が形成されている。
【０００４】
前記固定磁性層３の磁化は前記反強磁性層２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５の磁化は、ハードバイアス層６からの縦バイアス磁界によって図示Ｘ方向に揃えられる。
【０００５】
図３５に示すように前記フリー磁性層５のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の幅寸法でトラック幅Ｔｗが規制され、今後の高記録密度化に伴って前記トラック幅Ｔｗの寸法は益々小さくなっている。
【０００６】
しかし狭トラック化が進むと、図３５に示す磁気検出素子の構造では適切にフリー磁性層５の磁化制御を行うことができなかった。
【０００７】
（１）まず図３５に示す構造では、狭トラック化に伴ってフリー磁性層５の幅寸法が短くなっていくが、狭トラック化になるほど、ハードバイアス層６からの強い縦バイアス磁界の影響を受ける領域がフリー磁性層５内で大きな割合を占める。強い縦バイアス磁界を受けた領域は、外部磁界に対して磁化変動しにくい不感領域となり、狭トラック化に伴ってこの不感領域が大きくなるから再生感度が低下する。
【０００８】
（２）ハードバイアス層６とフリー磁性層５間は磁気的に不連続状態となりやすい。特に前記ハードバイアス層６とフリー磁性層５間にＣｒなどで形成されたバイアス下地層が介在するとなおさらである。
【０００９】
このような磁気的な不連続状態によってフリー磁性層５のトラック幅方向端部の反磁界の影響が強まり、フリー磁性層５の磁化を乱す現象（バックリング現象）が生じ易くなる。このバックリング現象は、狭トラック化になるほど、フリー磁性層５の広い領域に生じ易くなり、これにより再生波形の安定性が低下するといった問題が発生する。
【００１０】
（３）狭ギャップ化に伴って、ハードバイアス層６からの縦バイアス磁界の一部が、図３５に示す磁気検出素子の上下に形成されたシールド層（図示しない）に逃げてしまい、シールド層の磁化状態を乱すと共に、フリー磁性層５に供給されるはずの縦バイアス磁界が弱まり、フリー磁性層５の磁化制御を適切に行うことができない。
【００１１】
上記した問題点を解消するため、最近では、フリー磁性層５の磁化制御は、フリー磁性層上に反強磁性層を用いたエクスチェンジバイアス方式が採用されつつある。
【００１２】
エクスチェンジバイアス方式を用いた磁気検出素子は、例えば図３６及び図３７に示す製造工程を用いて製造される。図３６及び図３７は、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。
【００１３】
図３６に示す工程では、基板１上に例えばＰｔＭｎ合金からなる反強磁性層２を形成し、さらに磁性材料製の固定磁性層３、非磁性材料層４及び磁性材料製のフリー磁性層５を積層形成する。そして前記フリー磁性層５上に前記フリー磁性層５表面が大気暴露されたときに酸化されるのを防止するためのＴａ膜９を形成する。
【００１４】
次に図３６に示す前記Ｔａ膜９上にリフトオフ用のレジスト層１０を形成し、前記レジスト層１０に覆われていないトラック幅方向（図示Ｘ方向）の両側に露出した前記Ｔａ膜９をイオンミリングですべて除去する。このとき前記Ｔａ膜９下のフリー磁性層５も一部削られる（点線部分が削られる）。
【００１５】
次に図３７に示す工程ではレジスト層１０の両側に露出したフリー磁性層５上に強磁性層１１、ＩｒＭｎ合金などで形成された第２反強磁性層１２、および電極層１３を連続成膜する。そして図３７に示すレジスト層１０を除去すると、エクスチェンジバイアス方式を用いた磁気検出素子が完成する。
【００１６】
そして図３７に示す磁気検出素子では、強磁性層１１間のトラック幅方向（図示Ｘ歩行）の間隔でトラック幅Ｔｗを規制でき、前記強磁性層１１は前記第２反強磁性層１２との間で発生する交換結合磁界によって図示Ｘ方向に強固に固定される。これにより前記強磁性層１１下に位置するフリー磁性層５の両側端部Ａは、前記強磁性層１１との間の強磁性結合によって図示Ｘ方向に強固に固定され、トラック幅Ｔｗ領域のフリー磁性層５の中央部Ｂは外部磁界に対し磁化変動できる程度に弱く単磁区化されていると考えられた。
【００１７】
このエクスチェンジバイアス方式を用いた磁気検出素子であれば、上記した（１）〜（３）の問題点を適切に解消できるものと期待された。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら図３６及び図３７に示す製造工程で形成された磁気検出素子では以下のような課題が生じた。
【００１９】
（１）まず第１に、図３６に示す工程でのイオンミリング時に、Ｔａ膜９のみならず、その下に形成されたフリー磁性層５の一部までも削れてしまい、またイオンミリング時に使用されるＡｒなどの不活性ガスが露出したフリー磁性層５表面から内部に入り込みやすくなり、以上のようなイオンミリングによるダメージによって前記フリー磁性層５の表面部分５ａの結晶構造が壊れたり、あるいは格子欠陥が発生しやすくなる（Ｍｉｘｉｎｇ効果）。これによって前記フリー磁性層５の表面部分５ａの磁気特性が劣化しやすい。
【００２０】
図３６工程のイオンミリング時にＴａ膜９のみを削り、フリー磁性層５が削られないようにできれば最も好ましいが、実際にそのようにミリング制御することは難しい。
【００２１】
その理由は、フリー磁性層５上に形成されたＴａ膜９の膜厚にある。前記Ｔａ膜９の膜厚は成膜時で３０Å〜５０Å程度で形成される。この程度の厚い膜厚でなければフリー磁性層５が酸化されるのを適切に防止できないからである。
【００２２】
ところがＴａ膜９は、大気に曝されたり、固定磁性層３や強磁性層１１と反強磁性層２、１２間で交換結合磁界を発生させるための磁場中アニールによって酸化され、その酸化された部分の膜厚が膨張し、前記Ｔａ膜９全体の膜厚は成膜段階よりも厚くなる。例えばＴａ膜９の膜厚が成膜時３０Å程度であったとき、酸化によって前記Ｔａ膜９の膜厚は４５Å程度にまで大きくなってしまう。
【００２３】
従って酸化によって膜厚が大きくなったＴａ膜９を効果的にミリングで除去するには、高エネルギーのイオンミリングを使用する必要がある。高エネルギーのイオンミリングであるからミリングレートは速く、膜厚の厚いＴａ膜９をイオンミリングで除去した瞬間に、ミリングを止めることは不可能に近い。すなわち高エネルギーになればなるほどミリング止め位置のマージンを広く取る必要がある。このため前記Ｔａ膜の下に形成されたフリー磁性層５も一部削られてしまい、このとき高エネルギーのイオンミリングによって余計にフリー磁性層５は大きなダメージを受けやすく磁気特性の劣化が顕著になる。
【００２４】
（２）また図３６に示すようにフリー磁性層５の途中でイオンミリングを止めることも、高エネルギーのイオンミリングを使用することと合わせて、フリー磁性層５の膜厚が３０Å〜４０Å程度に薄く形成されるので難しい。すなわち最悪の場合、フリー磁性層５の両側端部Ａがすべてイオンミリングで除去されることもある。このようにフリー磁性層５の膜厚が薄いために前記フリー磁性層５の途中でイオンミリングを止めること自体が難しい。
【００２５】
（３）上記のようにイオンミリングで露出したフリー磁性層５表面は、前記イオンミリングによるダメージによって磁気特性が劣化している。このため前記フリー磁性層５上に積層される強磁性層１１との間の磁気的な結合（強磁性的な交換相互作用）は十分ではなく、このため強磁性層１１の膜厚を厚く形成する必要がある。
【００２６】
しかし強磁性層１１の膜厚を厚く形成すると今度は反強磁性層１２間で発生する交換結合磁界が弱まるため、結局、フリー磁性層５の両側端部Ａを強固に磁化固定できず、サイドリーディングの問題が発生し、狭トラック化に適切に対応可能な磁気検出素子を製造できなくなる。
【００２７】
また強磁性層１１を厚く形成しすぎると、前記強磁性層１１の内側側面から前記フリー磁性層５の中央部Ｂに余分な静磁界が及びやすくなり、磁化反転可能なフリー磁性層５の中央部Ｂの外部磁界に対する感度が低下しやすい。
【００２８】
以上のように、フリー磁性層５上にＴａ膜９を形成し、前記Ｔａ膜９の両側を削って露出したフリー磁性層５上に強磁性層１１及び第２反強磁性層１２を重ね合わせる磁気検出素子の構造では、依然としてフリー磁性層５の磁化制御を適切に行えず、狭トラック化に適切に対応可能な磁気検出素子を製造することができなかった。
【００２９】
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、エクスチェンジバイアス方式において、フリー磁性層の磁化制御を適切に行うことができ、狭トラック化に適切に対応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する。
【００３０】
【課題を解決するための手段】
本発明における磁気検出素子は、下から第１反強磁性層、固定磁性層、非磁性材料層、第１磁性層を有する多層膜が設けられ、
前記第１磁性層上には、ＰｔＭｎ合金、または、Ｘ―Ｍｎ（ただしＸは、Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｏｓ，Ｎｉ，Ｆｅのいずれか１種または２種以上の元素である）合金で、あるいはＰｔ―Ｍｎ―Ｘ′（ただしＸ′は、Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ａｕ，Ａｇ，Ｏｓ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ａｒ，Ｎｅ，Ｘｅ，Ｋｒのいずれか１または２種以上の元素である）合金で形成された合金層が形成され、前記合金層の膜厚は２０Å以上で５０Å以下であり、
前記合金層の両側端部上には第３反強磁性層が重ねられて、前記合金層の両側端部は第２反強磁性層として機能し、前記合金層の中央部上には非磁性層が設けられ、前記合金層の中央部上に形成された非磁性層の膜厚は３Å以上で１０Å以下であり、前記非磁性層は、前記合金層の両側端部と第３反強磁性層間にも介在しており、
前記第２反強磁性層と前記第１磁性層の両側端部間で交換結合磁界が生じて前記第１磁性層の両側端部の磁化は、前記固定磁性層の磁化方向と交叉する方向に固定され、一方、前記合金層の中央部下に位置する前記第１磁性層の中央部は、外部磁界に対し磁化方向が変動するフリー磁性層として機能することを特徴とするものである。
【００３１】
本発明では、上記のように第１磁性層上に合金層を設け、この合金層の両側端部上に第３反強磁性層を設けている。従って前記第１磁性層の両側端部上では、前記合金層と前記第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第１磁性層の両側端部は、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、第１磁性層の中央部は、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フリー磁性層となっている。
【００３２】
前記合金層の中央部上に設けられた非磁性層は、前記合金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。
【００３３】
図３７に示す従来の磁気検出素子では、フリー磁性層の両側端部が一部削られる構造であったが、本発明ではフリー磁性層上は第２反強磁性層で覆われているので、従来のようにイオンミリングによるダメージをフリー磁性層が受けるという問題は発生しない。
【００３４】
本発明では、従来における磁気検出素子に比べてより効果的にフリー磁性層の磁化制御を行うことができる構造であり、狭トラック化に適切に対応可能な磁気検出素子を製造することが可能である。
【００３５】
また本発明では、前記非磁性層の膜厚は、中央部の方が両側端部よりも厚いことが好ましい。
【００３６】
本発明では、前記第３反強磁性層と合金層の両側端部間には、３Å以下の非磁性層が設けられることが好ましい。
【００３７】
３Å以下の非磁性層の介在であれば、合金層の両側端部と第３反強磁性層間に反強磁性的な相互作用が生じ易くなり、前記合金層の両側端部と第３反強磁性層とが一体の反強磁性層のようになり、第１磁性層の両側端部を適切にトラック幅方向に強固に固定することができる。
【００３９】
前記合金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合金層の中央部は規則変態しづらく、よって前記合金層の中央部とフリー磁性層の中央部間で交換結合磁界は発生せず、前記フリー磁性層の中央部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無い。一方、前記合金層の両側端部は、その上に形成される第３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、前記合金層の両側端部と第１磁性層の両側端部間では交換結合磁界が発生し、前記第１磁性層の両側端部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。
【００４０】
なお本発明では、前記合金層の膜厚は、より好ましくは、３０Å以上で４０Å以下である。この程度の膜厚であれば前記合金層の中央部とフリー磁性層の中央部間で交換結合磁界は発生しないし、発生してもその値は非常に小さい。
【００４１】
また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、第１磁性層を有する多層膜が設けられ、
前記第１磁性層の少なくとも両側端部上には、ＰｔＭｎ合金、または、Ｘ―Ｍｎ（ただしＸは、Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｏｓ，Ｎｉ，Ｆｅのいずれか１種または２種以上の元素である）合金で、あるいはＰｔ―Ｍｎ―Ｘ′（ただしＸ′は、Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ａｕ，Ａｇ，Ｏｓ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ａｒ，Ｎｅ，Ｘｅ，Ｋｒのいずれか１または２種以上の元素である）合金で形成された第１合金層が形成され、前記第１合金層の膜厚は２０Å以上で５０Å以下であり、
前記第１合金層上には非磁性層が設けられ、さらに前記非磁性層の上には第３反強磁性層が設けられ、
前記第３反強磁性層と前記非磁性層を介して重ねられた前記第１合金層は第２反強磁性層として機能して、前記第２反強磁性層と前記第１磁性層の両側端部間で交換結合磁界が生じて前記第１磁性層の両側端部の磁化は、前記固定磁性層の磁化方向と交叉する方向に固定され、一方、前記第１磁性層の中央部は、外部磁界に対し磁化方向が変動するフリー磁性層として機能することを特徴とするものである。
【００４２】
上記の発明と異なり、この発明では必ず合金層と第３反強磁性層間に非磁性層が介在する。またフリー磁性層の中央部上に前記合金層が設けられていなくてもよい。このような構造の違いは製造方法に起因するものである。
【００４３】
この実施形態では、前記第１磁性層の両側端部上には、合金層と第３反強磁性層とが積層されており、前記合金層と第３反強磁性層とが一体の反強磁性層のようになっている。従って前記第１磁性層の両側端部の磁化は前記合金層との間で発生する交換結合磁界によって強固にトラック幅方向に固定された状態になり、一方、フリー磁性層の中央部は外部磁界に対し磁化変動できる程度に弱く単磁区化された状態になっている。
【００４４】
図３７に示す従来の磁気検出素子では、フリー磁性層の両側端部が一部削られる構造であったが、本発明ではフリー磁性層上は第２反強磁性層で覆われているので、従来のような不具合が発生しない。
【００４５】
本発明では、従来における磁気検出素子に比べてより効果的にフリー磁性層の磁化制御を行うことができる構造であり、狭トラック化に適切に対応可能な磁気検出素子を製造することが可能である。
【００４６】
また本発明では、前記第１磁性層の中央部上にも前記合金層が設けられていてもよい。これにより前記第１磁性層の上面全体が前記合金層で覆われた状態になり、前記第１磁性層をイオンミリングから適切に保護することができる。
【００４７】
また本発明では、前記第１磁性層の中央部上にも前記合金層、および前記非磁性層が設けられていてもよい。
【００４８】
なお本発明では、前記フリー磁性層の中央部と前記合金層の中央部間では交換結合磁界が発生せず、前記フリー磁性層の中央部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、前記合金層の両側端部は、その上に形成された第３反強磁性層と合わせて一体の反強磁性層のようになるため、磁場中アニールによって前記合金層の両側端部は規則化変態し、前記合金層の両側端部と第１磁性層の両側端部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、前記第１磁性層の両側端部はトラック幅方向に強固に固定された状態になる。
【００４９】
本発明では、前記フリー磁性層の中央部上に形成された合金層の総合膜厚は５０Å以下で形成され、または前記フリー磁性層の中央部上には合金層が設けられていないことが好ましい。
【００５０】
前記フリー磁性層の中央部上に形成される合金層が５０Å以下の膜厚であれば、前記反強磁性層とフリー磁性層の中央部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。
【００５１】
また本発明では、前記フリー磁性層の中央部上に形成された合金層の膜厚は、４０Å以下で形成されることがより好ましい。
【００５２】
また本発明では、前記第１磁性層の両側端部上に設けられた前記非磁性層の膜厚は、０．２Å以上で３Å以下であることが好ましい。この程度の薄い非磁性層の介在であれば、合金層と第３反強磁性層間で反強磁性的な相互作用が生じ、前記合金層と第３反強磁性層とが一体の反強磁性層のようになり、前記フリー磁性層の両側端部の磁化を適切にトラック幅方向に固定することが可能である。
【００５３】
また本発明では、前記非磁性層は、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ことが好ましい。これら貴金属は、酸化されにくい材質であると共に、これら貴金属元素が、アニール（熱処理）などによって反強磁性層の内部に拡散しても、反強磁性層の性質は劣化されない。従来使用されていたＴａ膜は、Ｒｕなどに比べて酸化されやすく、また反強磁性層の内部に拡散すると、反強磁性層の性質（機能）が劣化しやすくなるので好ましくない。本発明ではＴａ膜に代えてＲｕなどの貴金属を使用することで、非磁性層の膜厚が薄くても十分な酸化防止効果を発揮するため、低エネルギーのイオンミリングを使用でき、効果的に狭トラック化に優れた磁気検出素子を製造することが可能になっている。
【００５４】
また本発明では、前記第１磁性層は磁性層の３層構造で形成されることが好ましい。具体的には、前記第１磁性層は、ＣｏＦｅ／ＮｉＦｅ／ＣｏＦｅの３層構造であることが好ましい。
【００５５】
また本発明では、前記第３反強磁性層の上には電極層が設けられ、電流は前記多層膜の各層の膜面に対し平行な方向に流れる形態であってもよい。
【００５６】
このように電流が前記磁気検出素子の各層の膜面に対し平行な方向に流れる磁気検出素子を、ＣＩＰ（current  in  the  plane）型の磁気検出素子と呼んでいる。
【００５７】
あるいは本発明では、前記多層膜の中央部上、および前記第３反強磁性層の上には上部電極層が設けられ、前記多層膜の下には下部電極層が設けられ、電流は前記多層膜の各層の膜面に対し垂直方向に流れる形態であってもよく、このような磁気検出素子をＣＰＰ（current  perpendicular  to  the  plane）型の磁気検出素子と呼んでいる。
【００５８】
本発明では前記ＣＰＰ型の磁気検出素子の場合、前記上部電極層は、磁性材料で形成された上部シールド層であることが好ましい。磁気検出素子の製造を容易化すると共に、ギャップ長Ｇｌを短くすることができ高記録密度化に適切に対応可能な磁気検出素子を製造することができる。
【００５９】
また本発明では、前記第３反強磁性層と前記上部電極層との間には絶縁層が設けられていることが好ましい。
【００６０】
あるいは本発明では、前記第３反強磁性層の上面には第１絶縁層が設けられ、この第１絶縁層と別体の第２絶縁層が前記第３反強磁性層の内側端面に設けられ、前記第３反強磁性層と前記上部電極層間には前記第１絶縁層と前記第２絶縁層が介在していることが好ましい。これによって前記上部電極層から前記多層膜に流れる電流が前記第３反強磁性層に分流するのを適切に回避することができ再生出力が大きく実効再生トラック幅の狭い、高記録密度化に適した磁気検出素子を製造することができる。
【００６１】
また本発明では前記ＣＰＰ型の磁気検出素子である場合、前記下部電極層は磁性材料で形成された下部シールド層であることが好ましい。磁気検出素子の製造を容易化できると共に、ギャップ長Ｇｌを短くすることができ高記録密度化に適切に対応可能な磁気検出素子を製造することができる。
【００６２】
また本発明では、前記下部電極層のトラック幅方向の中央には前記多層膜方向に突出した突出部が設けられ、この突出部の上面が前記多層膜の下面に接し、前記下部電極層のトラック幅方向の両側端部と前記多層膜との間には絶縁層が設けられることが好ましい。これによって前記下部電極層から前記多層膜に流れる電流がトラック幅から広がって流れ難く、前記電流の分流ロスを抑制し、再生出力が大きく実効再生トラック幅の狭い磁気検出素子を製造することが可能になる。
【００６３】
また本発明では、前記突出部の上面と前記下部電極層の両側端部上に設けられた絶縁層の上面とは同一平面で形成されることが好ましい。
【００６４】
また本発明では、前記非磁性材料層は非磁性導電材料で形成されることが好ましい。前記非磁性材料層が非磁性導電材料で形成された磁気検出素子を、スピンバルブＧＭＲ型磁気抵抗効果素子（ＣＩＰ−ＧＭＲあるいはＣＰＰ−ＧＭＲ）と呼んでいる。
【００６５】
また本発明では、前記非磁性材料層は絶縁材料で形成されてもよい。この磁気検出素子をスピンバルブトンネル型磁気抵抗効果素子（ＣＰＰ−ＴＭＲ）と呼んでいる。
【００６６】
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。
【００６７】
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、下から第１反強磁性層、固定磁性層、非磁性材料層、第１磁性層、合金層及び非磁性層の順に積層し、このとき前記合金層をＰｔＭｎ合金、または、Ｘ―Ｍｎ（ただしＸは、Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｏｓ，Ｎｉ，Ｆｅのいずれか１種または２種以上の元素である）合金で、あるいはＰｔ―Ｍｎ―Ｘ′（ただしＸ′は、Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ａｕ，Ａｇ，Ｏｓ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ａｒ，Ｎｅ，Ｘｅ，Ｋｒのいずれか１または２種以上の元素である）合金で形成するとともに、前記合金層の膜厚を２０Å以上で５０Å以下で形成する工程と、
（ｂ）第１の磁場中アニールを施して、前記第１反強磁性層と固定磁性層間に交換結合磁界を発生させ、前記固定磁性層の磁化をハイト方向に固定する工程と、
（ｃ）前記非磁性層の中央部上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非磁性層の両側端部を削り、このとき前記非磁性層の両側端部を一部残す工程と、
（ｄ）前記残された前記非磁性層の両側端部上に第３反強磁性層を形成し、前記レジスト層を除去する工程と、
（ｅ）前記第３反強磁性層下に前記非磁性層を介して対向する前記合金層の両側端部は第２反強磁性層として機能し、第２の磁場中アニールを施して、前記第２反強磁性層と前記第１磁性層の両側端部間に交換結合磁界を発生させ、前記第１磁性層の両側端部の磁化を前記固定磁性層の磁化方向と交叉する方向に固定するとともに、前記合金層の中央部下に位置する前記第１磁性層の中央部を、外部磁界に対し磁化方向が変動するフリー磁性層として機能させる工程。
【００６８】
前記（ａ）工程では、基板上に連続して第１反強磁性層から非磁性層までを成膜している。前記（ｃ）工程でレジスト層に覆われていない非磁性層の両側端部を除去するが、このとき前記非磁性層の両側端部の一部が残るようにミリング制御する。非磁性層の両側端部を一部残すことで、その下に形成された合金層をイオンミリングによるダメージから保護でき、また非磁性層の両側端部を薄く削り込むことで、前記非磁性層の両側端部上に形成される第３反強磁性層と合金層の両側端部とを一体の反強磁性層のようにでき、前記第１磁性層の両側端部の磁化を前記合金層の両側端部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に適切に固定することができる。一方、フリー磁性層の中央部の磁化は、両側端部の磁化に比べてトラック幅方向に強固に固定されることはなく、外部磁界に対し磁化反転できる程度に弱く磁化されている。
【００６９】
上記した発明であれば、従来のようにフリー磁性層までをイオンミリングで削り込むといったことが無く、第１磁性層の両側端部を強固に固定でき、中央部の磁化を外部磁界に対し磁化反転可能な程度に揃えることができ、従来に比べて前記フリー磁性層の磁化制御を適切に行うことが可能である。
【００７０】
従って本発明では狭トラック化においても再生感度がよく再生特性に優れた磁気検出素子を製造することが可能になっている。
【００７２】
また本発明では、前記（ａ）工程で、前記合金層を、より好ましくは、３０Å以上で４０Å以下で形成する。
【００７３】
本発明では前記合金層をあまり厚く形成してはいけない。前記合金層を厚く形成すると、磁場中アニールによって規則化しやすくなり、前記フリー磁性層の中央部と前記合金層の中央部間でも大きな交換結合磁界が発生しやすいからである。
【００７４】
従って本発明では上記の程度に合金層の膜厚を抑え、前記合金層の中央部とフリー磁性層の中央部間で大きな交換結合磁界が発生するのを防止している。
【００７５】
また本発明では、前記（ａ）工程で、前記非磁性層を３Å以上で１０Å以下で形成することが好ましい。この程度の薄い膜厚であれば、非磁性層を前記（ｃ）工程で低エネルギーのイオンミリングで削って容易に膜厚調整でき、前記非磁性層下の第２反強磁性層に前記イオンミリングにおけるダメージを与える心配がない。
【００７６】
なお本発明では、前記（ｃ）工程で、前記非磁性層の両側端部の膜厚が３Å以下となるまで、前記非磁性層の両側端部を削り込むことが好ましい。これによって前記（ｄ）工程で形成される第３反強磁性層と前記合金層間に反強磁性的な相互作用を生じさせ、前記第３反強磁性層と合金層とを一体の反強磁性層のようにでき、第１磁性層の両側端部の磁化を適切にトラック幅方向に固定することが可能になる。またかかる場合、前記非磁性層下の第２反強磁性層に対する前記イオンミリングにおけるダメージは小さい。
【００７７】
また本発明では、前記（ａ）工程における基板は下部電極層であり、前記（ｄ）工程で、前記第３反強磁性層の上に絶縁層を形成し、前記（ｄ）工程と（ｅ）工程の間で、前記絶縁層上から前記非磁性層の中央部上にかけて上部電極層を形成してもよい。かかる場合、磁気検出素子はＣＰＰ型の磁気検出素子となり、また前記絶縁層が上部電極層と前記第３反強磁性層との間に介在することで、前記上部電極層から前記多層膜に流れる電流が前記第３反強磁性層に分流することを適切に防止することができ、再生出力が大きく実効再生トラック幅の狭い、高記録密度かに適した磁気検出素子を製造することが可能になる。
また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。
（ａ）基板上に、下から第１反強磁性層、固定磁性層、非磁性材料層、第１磁性層、合金層及び非磁性層の順に積層し、このとき前記合金層をＰｔＭｎ合金、または、Ｘ―Ｍｎ（ただしＸは、Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｏｓ，Ｎｉ，Ｆｅのいずれか１種または２種以上の元素である）合金で、あるいはＰｔ―Ｍｎ―Ｘ′（ただしＸ′は、Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ａｕ，Ａｇ，Ｏｓ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ａｒ，Ｎｅ，Ｘｅ，Ｋｒのいずれか１または２種以上の元素である）合金で形成するとともに、前記合金層の膜厚を２０Å以上で５０Å以下で形成する工程と、
（ｂ）第１の磁場中アニールを施して、前記第１反強磁性層と固定磁性層間に交換結合磁界を発生させ、前記固定磁性層の磁化をハイト方向に固定する工程と、
（ｃ）´前記非磁性層の中央部上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非磁性層の両側端部を全て削り、前記合金層の両側端部表面を露出させる工程と、
（ｄ）´前記露出した合金層の両側端部上に第３反強磁性層を形成し、前記レジスト層を除去する工程と、
（ｅ）前記第３反強磁性層下に前記非磁性層を介して対向する前記合金層の両側端部は第２反強磁性層として機能し、第２の磁場中アニールを施して、前記第２反強磁性層と前記第１磁性層の両側端部間に交換結合磁界を発生させ、前記第１磁性層の両側端部の磁化を前記固定磁性層の磁化方向と交叉する方向に固定するとともに、前記合金層の中央部下に位置する前記第１磁性層の中央部を、外部磁界に対し磁化方向が変動するフリー磁性層として機能させる工程。
【００７８】
また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。
【００７９】
（ｆ）基板上に、下から第１反強磁性層、固定磁性層、非磁性材料層、第１磁性層、第１合金層及び非磁性層の順で積層し、このとき前記第１合金層をＰｔＭｎ合金、または、Ｘ―Ｍｎ（ただしＸは、Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｏｓ，Ｎｉ，Ｆｅのいずれか１種または２種以上の元素である）合金で、あるいはＰｔ―Ｍｎ―Ｘ′（ただしＸ′は、Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ａｕ，Ａｇ，Ｏｓ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ａｒ，Ｎｅ，Ｘｅ，Ｋｒのいずれか１または２種以上の元素である）合金で形成するとともに、前記第１合金層の膜厚を２０Å以上で５０Å以下で形成する工程と、
（ｇ）第１の磁場中アニールを施して、前記第１反強磁性層と固定磁性層間に交換結合磁界を発生させ、前記固定磁性層の磁化をハイト方向に固定する工程と、
（ｈ）前記非磁性層表面を一部削る工程と、
（ｉ）前記非磁性層上に、ＰｔＭｎ合金、または、Ｘ―Ｍｎ（ただしＸは、Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｏｓ，Ｎｉ，Ｆｅのいずれか１種または２種以上の元素である）合金で、あるいはＰｔ―Ｍｎ―Ｘ′（ただしＸ′は、Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ａｕ，Ａｇ，Ｏｓ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ａｒ，Ｎｅ，Ｘｅ，Ｋｒのいずれか１または２種以上の元素である）合金で形成された第２合金層から成る第３反強磁性層を形成する工程と、
（ｊ）前記第３反強磁性層の両側端部上に第１マスク層を形成し、前記第１磁性層の中央部上に位置する前記第１合金層と前記第２合金層との合計膜厚が５０Å以下となるまで、前記第１マスク層に覆われていない前記第２合金層の中央部を削る工程と、
（ｋ）前記第１マスク層下に残された第３反強磁性層下に位置する前記第１合金層の両側端部は第２反強磁性層として機能し、第２の磁場中アニールを施して、前記第２反強磁性層の両側端部と、第１磁性層の両側端部間に交換結合磁界を発生させ、前記第１磁性層の両側端部の磁化を前記固定磁性層の磁化方向と交叉する方向に固定するとともに、前記第１磁性層の中央部を、外部磁界に対し磁化方向が変動するフリー磁性層として機能させる工程。
【００８０】
前記（ｆ）工程では、基板上に連続して第１反強磁性層から非磁性層までを成膜している。前記（ｈ）工程で非磁性層を一部残すことで、その下に形成された第１合金層をイオンミリングによるダメージから保護でき、また非磁性層を薄く削り込むことで、前記非磁性層上に形成される第３反強磁性層と前記非磁性層下の第１合金層間に反強磁性的な相互作用を生じさせ、前記第１合金層と第３反強磁性層とを一体の反強磁性層のようにすることができる。
【００８１】
前記（ｊ）工程では、マスク層に覆われていない中央部の前記第２合金層を削り込み、前記第１磁性層の両側端部上に、第２反強磁性層と第３反強磁性層からなる膜厚の厚い反強磁性層を残し、これによって前記第１磁性層の両側端部の磁化を前記第２反強磁性層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に適切に固定することができる。一方、第１磁性層の中央部の磁化は、トラック幅方向に強固に固定されることはなく、外部磁界に対し磁化反転できる程度に弱く磁化されている。
【００８２】
上記した発明であれば、従来のようにフリー磁性層までをイオンミリングで削り込むといったことが無く、第１磁性層の両側端部に十分な縦バイアス磁界を供給でき、前記フリー磁性層の磁化制御を適切に行うことが可能である。
【００８３】
従って本発明では狭トラック化においても再生感度がよく再生特性に優れた磁気検出素子を製造することが可能になっている。
【００８４】
また本発明では、前記（ｆ）工程で、前記第第１合金層を、より好ましくは３０Å以上で４０Å以下で形成する。これによって磁場中アニールによっても前記第１合金層の中央部は規則化変態しにくく、前記第１合金層の中央部とフリー磁性層の中央部間で交換結合磁界が発生するのを適切に抑制することができ、前記フリー磁性層の中央部の磁化を外部磁界に対し適切に磁化反転できる程度に弱く単磁区化することができる。
【００８５】
また本発明では、前記（ｆ）工程で、前記非磁性層を３Å以上で１０Å以下で形成することが好ましい。この程度の薄い膜厚であれば、非磁性層を前記（ｈ）工程で低エネルギーのイオンミリングで削って容易に膜厚調整でき、前記非磁性層下の第２反強磁性層に前記イオンミリングにおけるダメージを与える心配がない。
【００８６】
また本発明では、前記（ｈ）工程で、前記非磁性層を０．２Å以上で３Å以下残すことが好ましい。これによって第１磁性層の両側端部上に残される第３反強磁性層と前記第１合金層間に反強磁性的な相互作用を生じさせ、前記第３反強磁性層と第１合金層とを一体の反強磁性層のようにでき、フリー磁性層の両側端部の磁化を適切にトラック幅方向に固定することが可能になる。
【００８７】
また本発明では、前記（ｊ）工程で、前記マスク層に覆われていない第２合金層を全て除去して、前記非磁性層表面を露出させてもよい。
【００８８】
また本発明では、前記（ｊ）工程で、前記マスク層に覆われていない前記第２合金層を全て除去し、さらに露出した前記非磁性層も除去して、第１合金層表面を露出させてもよい。
【００８９】
また本発明では、前記（ｋ）工程における第２の磁場中アニールを、（ｉ）工程と（ｊ）工程の間で行ってもよい。
【００９０】
また本発明では、前記（ｆ）工程での基板は下部電極層であり、
前記（ｉ）工程で前記第３反強磁性層の上に第１絶縁層を形成し、
前記（ｊ）工程で前記第１絶縁層の両側端部上に前記第１マスク層を形成し、前記第１マスク層に覆われていない前記第１絶縁層、および第２合金層の中央部を削り、
前記（ｊ）工程後、前記第１絶縁層上、前記第３反強磁性層の内側端面上、および前記第３反強磁性層間の中央部上にかけて第２絶縁層を形成し、次に前記第３反強磁性層の内側端面上に形成された第２絶縁層を一部残し、それ以外の第２絶縁層を削って除去し、
前記第１絶縁層上から、第２絶縁層上及び前記中央部上にかけて上部電極層を形成してもよい。かかる場合、磁気検出素子はＣＰＰ型の磁気検出素子となり、また前記第１絶縁層と第２絶縁層とが上部電極層と前記第３反強磁性層との間に介在することで、前記上部電極層から前記多層膜に流れる電流が前記第３反強磁性層に分流することを適切に防止することができ、再生出力が大きく実効再生トラック幅の狭い、高記録密度化に適した磁気検出素子を製造することが可能になる。
【００９１】
また本発明では、前記（ｆ）工程での基板は下部電極層であり、
前記（ｊ）工程で第１絶縁層からなる前記第１マスク層を形成し、第１絶縁層からなる前記第１マスク層に覆われていない前記第２合金層の中央部を削り、
前記（ｊ）工程後、第１絶縁層からなる前記第１マスク層上、前記第３反強磁性層の内側端面上、および前記第３反強磁性層間の中央部上にかけて第２絶縁層を形成し、次に前記第３反強磁性層の内側端面上に形成された第２絶縁層を一部残し、それ以外の第２絶縁層を削って除去し、
第１絶縁層からなる前記第１マスク層上から、第２絶縁層上及び前記中央部上にかけて上部電極層を形成してもよい。
【００９２】
また本発明では前記第２絶縁層の形成の際の成膜角度を、下部電極層の表面の垂直方向に対し斜めに傾いた角度θ１とし、前記第２絶縁層を削る際の入射角度を、前記角度θ１よりも小さい角度θ２として、前記垂直方向あるいは前記垂直方向によりに近い方向から前記第２絶縁層を削り取ることが好ましい。これにより前記第１合金層を前記第３反強磁性層の内側端面上に一部残しやすく、一方、前記第３反強磁性層間の中央部上に形成された第２絶縁層などを適切に削って除去しやすく、電流が適切に上部電極層から多層膜内に流れ、且つ前記電流が前記第３反強磁性層に分流しないＣＰＰ型の磁気検出素子を容易に製造することが可能になる。
【００９３】
また本発明では、前記下部電極層の両側端部を削り込んで、その両側端部上に絶縁層を形成し、前記第１反強磁性層を、前記下部電極層の中央部に形成された突出部上、および絶縁層上に形成してもよい。
また本発明では、前記下部電極層及び上部電極層を磁性材料で形成してもよい。
【００９４】
また本発明では、前記非磁性層を、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｈのいずれか１種または２種以上で形成することが好ましい。これら貴金属は、酸化されにくい材質であり、Ｔａ膜のように酸化によって膜厚が大きくなるとったことがなく、また前記貴金属元素がアニールなどによって反強磁性層の内部に拡散しても、反強磁性層の性質が劣化することがない。従来使用されていたＴａ膜は、Ｒｕなどに比べて反強磁性層の内部に拡散すると、反強磁性層の性質（機能）を劣化させやすいので好ましくない。本発明ではＴａ膜に代えてＲｕなどの貴金属を使用することで、低エネルギーのイオンミリングによってＲｕなどで形成された非磁性層の膜厚調整を行うことができ、前記非磁性層の下に形成された第２反強磁性層を前記イオンミリングによるダメージから適切に保護できると共に、非磁性層を介して、第１磁性層の両側端部上における第１合金層と第３反強磁性層を一体の反強磁性層のように機能させることができ、前記第１磁性層の両側端部の磁化をより効果的にトラック幅方向に固定することが可能である。
【００９５】
また本発明では、前記（ａ）工程、あるいは前記（ｆ）工程で、前記フリー磁性層を磁性層の３層構造で形成することが好ましい。具体的には、前記フリー磁性層をＣｏＦｅ／ＮｉＦｅ／ＣｏＦｅの３層構造で形成することが好ましい。
【００９６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明における磁気検出素子（スピンバルブ型薄膜素子）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。
【００９７】
符号２０は基板である。前記基板２０上には、ＮｉＦｅ合金、ＮｉＦｅＣｒ合金あるいはＣｒなどで形成されたシードレイヤ２１が形成されている。前記シードレイヤ２１は、例えば（Ｎｉ0.8Ｆｅ0.2）60at%Ｃｒ40at%の膜厚６０Åで形成される。
【００９８】
前記シードレイヤ２１の上には第１反強磁性層２２が形成されている。第１反強磁性層２２は、ＰｔＭｎ合金、または、Ｘ―Ｍｎ（ただしＸは、Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｏｓ，Ｎｉ，Ｆｅのいずれか１種または２種以上の元素である）合金で、あるいはＰｔ―Ｍｎ―Ｘ′（ただしＸ′は、Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ａｕ，Ａｇ，Ｏｓ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ａｒ，Ｎｅ，Ｘｅ，Ｋｒのいずれか１または２種以上の元素である）合金で形成される。
【００９９】
第１反強磁性層２２として、これらの合金を使用し、これを熱処理することにより、大きな交換結合磁界を発生する第１反強磁性層２２及び固定磁性層２３の交換結合膜を得ることができる。特に、ＰｔＭｎ合金であれば、４８ｋＡ／ｍ以上、例えば６４ｋＡ／ｍを越える交換結合磁界を有し、前記交換結合磁界を失うブロッキング温度が３８０℃と極めて高い優れた第１反強磁性層２２及び固定磁性層２３の交換結合膜を得ることができる。
【０１００】
これらの合金は、成膜直後の状態では、不規則系の面心立方構造（ｆｃｃ）であるが、熱処理によってＣｕＡｕＩ型の規則型の面心正方構造（ｆｃｔ）に構造変態する。
【０１０１】
第１反強磁性層２２の膜厚は、トラック幅方向の中心付近において８０〜３００Åである。
【０１０２】
前記第１反強磁性層２２の上には、固定磁性層２３が形成されている。前記固定磁性層２３は人工フェリ構造である。前記固定磁性層２３は磁性層２４、２６とその間に介在する非磁性中間層２５の３層構造である。
【０１０３】
前記磁性層２４、２６は、例えばＮｉＦｅ合金、Ｃｏ、ＣｏＮｉＦｅ合金、ＣｏＦｅ合金、ＣｏＮｉ合金などの磁性材料で形成される。前記磁性層２４と磁性層２６は、同一の材料で形成されることが好ましい。
【０１０４】
また、非磁性中間層２５は、非磁性材料により形成されるもので、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｃｒ、Ｒｅ、Ｃｕのうち１種またはこれらの２種以上の合金で形成されている。特にＲｕによって形成されることが好ましい。
【０１０５】
前記固定磁性層２３の上には、非磁性材料層２７が形成されている。非磁性材料層２７は、固定磁性層２３とフリー磁性層２８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。
【０１０６】
前記非磁性材料層２７の上にはフリー磁性層２８が形成されている。図１に示す実施形態では前記フリー磁性層２８は２層構造である。符号２９の層は、ＣｏやＣｏＦｅなどからなる拡散防止層である。この拡散防止層２９はフリー磁性層２８と非磁性材料層２７の相互拡散を防止する。そして、この拡散防止層２９の上にＮｉＦｅ合金などで形成された磁性材料層３０が形成されている。
【０１０７】
前記フリー磁性層２８の上には第２反強磁性層３１が形成される。第２反強磁性層３１は、第１反強磁性層２２と同様に、ＰｔＭｎ合金、または、Ｘ―Ｍｎ（ただしＸは、Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｏｓ，Ｎｉ，Ｆｅのいずれか１種または２種以上の元素である）合金で、あるいはＰｔ―Ｍｎ―Ｘ′（ただしＸ′は、Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ａｕ，Ａｇ，Ｏｓ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ａｒ，Ｎｅ，Ｘｅ，Ｋｒのいずれか１または２種以上の元素である）合金で形成される。
【０１０８】
図１に示す実施形態では、前記第２反強磁性層３１の上に、非磁性層３２が形成される。さらに前記非磁性層３２の両側端部３２ａ上には、第３反強磁性層３３が形成される。前記第３反強磁性層３３は、第１反強磁性層２２と同様に、ＰｔＭｎ合金、または、Ｘ―Ｍｎ（ただしＸは、Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｏｓ，Ｎｉ，Ｆｅのいずれか１種または２種以上の元素である）合金で、あるいはＰｔ―Ｍｎ―Ｘ′（ただしＸ′は、Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ａｕ，Ａｇ，Ｏｓ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ａｒ，Ｎｅ，Ｘｅ，Ｋｒのいずれか１または２種以上の元素である）合金で形成される。前記第３反強磁性層３３は前記第２反強磁性層３１と同じ材質で形成されていることが好ましい。
【０１０９】
そして前記第３反強磁性層３３上には電極層３４が形成される。前記電極層３４は、例えば、Ａｕ、Ｗ、Ｃｒ、Ｒｕ、Ｔａなどで形成される。
【０１１０】
図１に示す実施形態では、前記第３反強磁性層３３の内側端部３３ａ及び電極層３４の内側端部３４ａは、下面から上面に向う（図示Ｚ方向）にしたがって、徐々に前記第３反強磁性層３３間の間隔が広がる傾斜面あるいは湾曲面で形成される。このような形状は図２及び図３も同じである。
【０１１１】
図１に示す実施形態の磁気検出素子の特徴的部分について以下に説明する。
図１に示すように、前記フリー磁性層２８上には第２反強磁性層３１が形成され、この第２反強磁性層３１の両側端部Ｃ、Ｃ上には非磁性層３２を介して第３反強磁性層３３が形成されている。前記第２反強磁性層３１と第３反強磁性層３３との間に介在する非磁性層３２の両側端部３２ａの膜厚は薄く、本発明では３Å以下で形成されることが好ましい。
【０１１２】
前記非磁性層３２が上記の程度に薄く形成されると、前記第２反強磁性層３１と第３反強磁性層３３間に前記非磁性層３２を介して反強磁性的な相互作用が働き、前記第２反強磁性層３１と第３反強磁性層３３とが一体の反強磁性層のように機能しやすくなる。
【０１１３】
従って図１に示す実施形態は、前記フリー磁性層２８の両側端部Ｃ、Ｃ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、前記フリー磁性層２８の両側端部Ｃの磁化は、第２反強磁性層３１の両側端部Ｃ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。
【０１１４】
図１に示す実施形態では、フリー磁性層２８の中央部Ｄ上にも第２反強磁性層３１が形成されている。しかし前記中央部Ｄ上には第３反強磁性層３３は設けられていない。
【０１１５】
本発明では、前記第２反強磁性層３１の中央部Ｄが、反強磁性の性質を失う（非反強磁性または非磁性）ように、成膜段階で前記第２反強磁性層３１の膜厚ｈ１を適切に調整している。
【０１１６】
本発明では、前記第２反強磁性層３１の膜厚ｈ１は２０Å以上で５０Å以下であることが好ましい。より好ましくは３０Å以上で４０Å以下である。この程度に薄い膜厚で形成されると、前記第２反強磁性層３１の中央部Ｄは、磁場中アニールによっても規則化変態しにくく、前記第２反強磁性層３１の中央部Ｄと前記フリー磁性層２８の中央部Ｄ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。
【０１１７】
また第２反強磁性層３１の膜厚を２０Å以上、好ましくは３０Å以上としたのは、前記第２反強磁性層３１が薄すぎると、前記第２反強磁性層３１の両側端部Ｃとフリー磁性層２８の両側端部Ｃ間で発生する交換結合磁界が弱まり、前記フリー磁性層２８の両側端部Ｃを適切にトラック幅方向に磁化固定できない虞があるからである。
【０１１８】
上記したように、第２反強磁性層３１の両側端部Ｃは、その上に非磁性層３２を介して形成された第３反強磁性層３３との間で反強磁性的な相互作用が働き、前記第２反強磁性層３１の両側端部Ｃと第３反強磁性層３３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２反強磁性層３１の膜厚が薄いとこの第２反強磁性層３１の規則化変態は弱く、前記第２反強磁性層３１の両側端部Ｃとフリー磁性層２８の両側端部Ｃ間で生じる交換結合磁界が弱くなる。このため、前記第２反強磁性層３１を２０Å以上、好ましくは３０Å以上と設定した。
【０１１９】
また前記第２反強磁性層３１の膜厚を２０Å以上で５０Å以下、より好ましくは３０Å以上で４０Å以下に設定することで、中央部Ｄでのシャントロスを低減でき再生出力を大きくできる。
【０１２０】
なお前記第２反強磁性層３１の両側端部Ｃの膜厚と第３反強磁性層３３の膜厚を合わせた総合膜厚は８０Å以上で３００Å以下であることが好ましい。これによって前記第２反強磁性層３１の両側端部Ｃ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前記第２反強磁性層３１の両側端部Ｃは規則化変態し、前記第２反強磁性層３１の両側端部Ｃと前記フリー磁性層２８の両側端部Ｃとの間で交換結合磁界が発生し、前記フリー磁性層２８の両側端部Ｃをトラック幅方向に磁化固定することが可能になる。
【０１２１】
次に非磁性層３２について説明する。前記非磁性層３２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反強磁性層３１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。
【０１２２】
しかし前記非磁性層３２は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ことが好ましい。次に前記非磁性層３２を構成する元素が、成膜段階や、あるいは固定磁性層２３やフリー磁性層２８の磁化方向を調整するための磁場中アニールによって第２反強磁性層３１や第３反強磁性層３３に拡散しても、反強磁性層としての性質が劣化しない材質であることが好ましい。
【０１２３】
本発明では、前記非磁性層３２は、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ことが好ましい。この中でも特にＲｕを選択することが好ましい。これら貴金属で形成された非磁性層３２は大気暴露によっても酸化されにくい材質である。従ってＴａ膜のように大気暴露による酸化によって膜厚が大きくなるといった現象も生じない。
【０１２４】
またこれら貴金属で形成された非磁性層３２を構成する元素が、前記第２反強磁性層３１や第３反強磁性層３３中に拡散しても、反強磁性層の性質は劣化しない。
【０１２５】
前記非磁性層３２を構成する元素が前記第２反強磁性層３１や第３反強磁性層３３中に拡散しているか否かは、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２反強磁性層３１がＰｔＭｎ合金で形成され、非磁性層３２がＲｕで形成されていると、磁場中アニールなどでＲｕ−Ｐｔ−Ｍｎなる合金の拡散層が形成される。Ｒｕ−Ｐｔ−Ｍｎ合金は適切に反強磁性層として機能する。
【０１２６】
次に前記非磁性層３２の膜厚について以下に説明する。前記非磁性層３２の膜厚は成膜時、３Å以上で１０Å以下の薄い膜厚で形成される。上記したＲｕなどからなる非磁性層３２は、大気暴露によっても酸化されにくい緻密な層であるため、薄い膜厚であっても適切に第２反強磁性層３１を大気暴露による酸化から防止することが可能である。
【０１２７】
成膜時の膜厚は、前記非磁性層３２の中央部３２ｂにそのまま残される。前記中央部３２ｂは後述する製造方法で説明するようにイオンミリングの影響を受けないからである。
【０１２８】
一方、前記非磁性層３２の両側端部３２ａはイオンミリングの影響で削られ、前記両側端部３２ａの膜厚は、前記非磁性層３２の中央部３２ｂの膜厚よりも薄くなっている。前記両側端部３２ａの膜厚を、前記中央部３２ｂの膜厚よりも薄くする理由は、前記第２反強磁性層３１の両側端部Ｃと、その上に非磁性層３２を介して形成される第３反強磁性層３３間で適切に反強磁性的な相互作用を生じさせ、前記第３反強磁性層３３と第２反強磁性層３１の両側端部Ｃとを一体の反強磁性層のように機能させるためである。前記非磁性層３２の膜厚が厚く形成されると、Ｒｕなどの非磁性物質の濃度が拡散によって適度に薄まることなく、アニール後も厚い非磁性層３２が残ってしまうので、前記第２反強磁性層３１と第３反強磁性層３３間に反強磁性的な相互作用が生じなくなり、上記したように第２反強磁性層３１単独では、フリー磁性層２８との間で交換結合磁界が発生しないほど薄く形成されているから、前記フリー磁性層２８の両側端部Ｃを適切に磁化固定できなくなるといった不具合が発生する。
【０１２９】
前記非磁性層３２の両側端部３２ａの膜厚は既に説明したように３Å以下であることが好ましい。この程度にまで前記非磁性層３２を薄くすることで、第２反強磁性層３１の両側端部Ｃと第３反強磁性層３３間に反強磁性的な相互作用を生じさせ、前記第２反強磁性層３１の両側端部Ｃと第３反強磁性層３３とを一体の反強磁性層のように機能させることが可能になる。
【０１３０】
また非磁性層３２の両側端部３２ａが一部残されることで、前記第２反強磁性層３１がイオンミリングのダメージを受けることがなく、前記第２反強磁性層３１の磁気特性を劣化させるといった問題が生じない。
【０１３１】
また図１のように非磁性層３２の両側端部３２ａ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、前記非磁性層３２は成膜段階で３Å〜１０Å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前記非磁性層３２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、非磁性層３２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。
【０１３２】
図１に示す実施形態では、第３反強磁性層３３の下面間のトラック幅方向（図示Ｘ方向）における間隔がトラック幅Ｔｗとして設定される。前記トラック幅Ｔｗは０．２μｍ以下で形成されることが好ましい。
【０１３３】
図１に示す実施形態では、前記フリー磁性層２８の両側端部Ｃの磁化はトラック幅方向（図示Ｘ方向）に適切に固定され、一方、前記フリー磁性層２８の中央部Ｄ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っている。前記フリー磁性層２８の中央部Ｄのトラック幅方向における幅とトラック幅Ｔｗはほぼ同程度であり、従ってトラック幅Ｔｗ領域のフリー磁性層２８の磁化が適切に外部磁界に対し磁化反転可能な領域となっている。
【０１３４】
図１に示す実施形態では、フリー磁性層２８上に第２反強磁性層３１が形成され、イオンミリングで削られる層は非磁性層３２である。従って図１では、従来のようにフリー磁性層２８がイオンミリングなどで削られるといったことがなく、フリー磁性層２８がイオンミリングによるダメージによって磁気特性が劣化するといった問題は発生しない。
【０１３５】
本発明では、前記フリー磁性層２８上に第２反強磁性層３１を形成し、前記第２反強磁性層３１の両側端部Ｃ上に非磁性層３２を介して第３反強磁性層３３を重ねあわせる構成とすることで、狭トラック化においても適切にフリー磁性層２８の磁化制御を行うことができ、狭トラック化に適切に対応可能な磁気検出素子を製造することが可能になっている。
【０１３６】
図２は第２形態（参考例）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。
【０１３７】
図２に示す磁気検出素子は図１に示す磁気検出素子の構造と異なって、非磁性層３２が、第３反強磁性層３３間にのみ設けられており（すなわちトラック幅Ｔｗの間隔内にのみ設けられており）、前記第３反強磁性層３３と第２反強磁性層３１の両側端部Ｃ間には設けられていない。
【０１３８】
図２に示す非磁性層３２は、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ことが好ましく、これら貴金属で形成された前記非磁性層３２は大気暴露によっても酸化されにくい材質である。Ｒｕなどで形成された前記非磁性層３２は、薄い膜厚であっても適切に第２反強磁性層３１を大気暴露による酸化から防止でき、本発明では前記非磁性層３２は、成膜段階で３Å以上で１０Å以下の薄い膜厚で形成されることが好ましい。
【０１３９】
後述する製造方法で説明するように、前記第２反強磁性層３１上全面に形成された前記非磁性層３２の両側端部はイオンミリングで削られ、露出した前記第２反強磁性層３１の両側端部Ｃ上に第３反強磁性層が積層されるが、前記非磁性層３２は３Å〜１０Å程度の薄い膜厚であるため、低エネルギーのイオンミリングでも前記非磁性層３２を適切に除去でき、高エネルギーの場合に比べて前記第２反強磁性層３１が削られないようにミリング制御しやすい。このため前記非磁性層３２下の第２反強磁性層３１にイオンミリングによるダメージを与えることが少ない。
【０１４０】
このように図２に示す第２反強磁性層３１の両側端部Ｃ表面にはイオンミリングによるダメージが少なく、前記第２反強磁性層３１の磁気特性は良好に保たれている。
【０１４１】
図２に示す形態においても、図１に示す磁気検出素子と同様に、第２反強磁性層３１は、好ましくは２０Å以上で５０Å以下の薄い膜厚で形成されており、前記第２反強磁性層３１の中央部Ｄは非反強磁性の性質を有し、前記第２反強磁性層３１の中央部Ｄとフリー磁性層２８の中央部Ｄ間で交換結合磁界は発生せずあるいは発生してもその値は小さく、したがって前記フリー磁性層２８の中央部Ｄの磁化はトラック幅方向（図示Ｘ方向）に適切に揃えられ、外部磁界に対し磁化反転できるようになっている。
【０１４２】
一方、前記フリー磁性層２８の両側端部Ｃ上には第２反強磁性層３１とこの第２反強磁性層３１と直接接して第３反強磁性層３３が形成されており、前記第２反強磁性層３１と第３反強磁性層３３間で生じる反強磁性的な相互作用によって、前記第２反強磁性層３１は反強磁性の性質を帯びている。従って磁場中アニールを施すと、前記第２反強磁性層３１の両側端部Ｃは規則化変態し、前記第２反強磁性層３１の両側端部Ｃと前記フリー磁性層２８の両側端部Ｃ間で交換結合磁界が発生し、前記フリー磁性層２８の両側端部Ｃはトラック幅方向（図示Ｘ方向）に強固に固定された状態となっている。
【０１４３】
図２に示す形態では、フリー磁性層２８上に第２反強磁性層３１が形成され、イオンミリングで削られる層は非磁性層３２である。従って図２では、従来のようにフリー磁性層２８がイオンミリングなどで削られるといったことがなく、フリー磁性層２８がイオンミリングによるダメージによって磁気特性が劣化するといった問題は発生しない。
【０１４４】
図２に示す磁気検出素子の構造では、狭トラック化においても適切にフリー磁性層２８の磁化制御を行うことができ、狭トラック化に適切に対応可能な磁気検出素子を製造することが可能になっている。
【０１４５】
なお図２に示すように前記第２反強磁性層３１の両側端部Ｃ表面が点線Ｅのように若干削られ、前記第２反強磁性層３１の両側端部Ｃの膜厚が前記第２反強磁性層３１の中央部Ｄの膜厚より薄くなっていても、前記第２反強磁性層３１の両側端部Ｃは低エネルギーのイオンミリングで削られるため、高エネルギーの場合に比べて前記両側端部Ｃのダメージは小さく、前記第２反強磁性層３１の両側端部Ｃは反強磁性の性質を帯び、前記フリー磁性層２８の両側端部Ｃとの間で、前記フリー磁性層２８の両側端部Ｃの磁化を強固に固定できる程度の交換結合磁界を発生させることができるものと考えられる。
【０１４６】
図３は本発明における第３実施形態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。
【０１４７】
図３は図１と異なって、第２反強磁性層３１上には一定の膜厚を有する非磁性層３２が形成されている。すなわち前記非磁性層３２の中央部３２ｂ及び両側端部３２ａも同じ膜厚で形成されている。前記非磁性層３２の膜厚は１Å以上で３Å以下の薄い膜厚で形成されることが好ましい。
【０１４８】
前記非磁性層３２の膜厚が１Åよりも小さいと、第２反強磁性層３１を大気暴露による酸化から守る保護層としての役割が低減し好ましくない。
【０１４９】
一方、前記非磁性層３２の膜厚が３Åよりも厚くなると、Ｒｕなどの非磁性物質の濃度が拡散によって適度に薄まることなく、アニール後も厚い非磁性層３２が残ってしまうので、前記第２反強磁性層３１の両側端部Ｃと第３反強磁性層３３間に反強磁性的な相互作用が働きにくくなり、前記第２反強磁性層３１と第３反強磁性層３３とが一体の反強磁性層のように機能しにくくなる。かかる場合、前記第２反強磁性層３１はフリー磁性層２８との間で交換結合磁界が発生しない程度の薄い膜厚で形成されているから、磁場中アニールによって前記第２反強磁性層３１の両側端部Ｃは、適切に規則化変態せず、前記第２反強磁性層３１の両側端部Ｃとフリー磁性層２８の両側端部Ｃ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く、前記フリー磁性層２８の両側端部Ｃがトラック幅方向（図示Ｘ方向）に強固に固定されない。
【０１５０】
従って本発明では前記非磁性層３２の膜厚を１Å以上３Å以下の範囲内に設定している。
【０１５１】
図３に示す実施形態においても、図１に示す磁気検出素子と同様に、第２反強磁性層３１は、好ましくは２０Å以上で５０Å以下の薄い膜厚で形成されており、前記第２反強磁性層３１の中央部Ｄは非反強磁性（あるいは非磁性）の性質を有し、前記第２反強磁性層３１の中央部Ｄとフリー磁性層２８の中央部Ｄ間で交換結合磁界は発生せずあるいは発生してもその値は小さく、したがって前記フリー磁性層２８の中央部Ｄの磁化は外部磁界に対し磁化反転できる程度にトラック幅方向（図示Ｘ方向）に揃えられた状態になっている。
【０１５２】
一方、前記フリー磁性層２８の両側端部Ｃ上には第２反強磁性層３１と、前記第２反強磁性層３１上に非磁性層３２を介して第３反強磁性層３３が形成されており、前記第２反強磁性層３１と第３反強磁性層３３間には反強磁性的な相互作用が働き、前記第２反強磁性層３１の両側端部Ｃは反強磁性の性質を帯びている。従って磁場中アニールによって前記第２反強磁性層３１の両側端部Ｃは規則化変態し、前記第２反強磁性層３１の両側端部Ｃと前記フリー磁性層２８の両側端部Ｃ間で交換結合磁界が発生し、前記フリー磁性層２８の両側端部Ｃはトラック幅方向（図示Ｘ方向）に強固に固定された状態となっている。
【０１５３】
図３に示す実施形態では、従来のようにフリー磁性層２８がイオンミリングなどで削られるといったことはなく、フリー磁性層２８がイオンミリングによるダメージによって磁気特性が劣化するといった問題は発生しない。
【０１５４】
図３に示す磁気検出素子の構造では、狭トラック化においても適切にフリー磁性層２８の磁化制御を行うことができ、狭トラック化に適切に対応可能な磁気検出素子を製造することが可能になっている。
【０１５５】
図４は本発明における第４実施形態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。
【０１５６】
図４では、基板２０上にシードレイヤ２１、第１反強磁性層２２、固定磁性層２３、非磁性材料層２７、フリー磁性層２８、第２反強磁性層３１及び非磁性層３２が積層形成されている。各層の材質は図１で説明したものと同じである。
【０１５７】
図４に示す実施形態では、前記非磁性層３２の両側端部３２ａ上に第３反強磁性層３３が形成されている。さらに前記第３反強磁性層３３上にはＴａなどで形成された中間層３５を介して電極層３４が形成されている。
【０１５８】
図４に示す実施形態では前記第３反強磁性層３３間の下面の間隔でトラック幅Ｔｗが規定される。前記トラック幅Ｔｗは０．２μｍ以下で形成されることが好ましい。
【０１５９】
図４に示す実施形態では、前記第２反強磁性層３１の全面に非磁性層３２が形成されており、前記非磁性層３２の膜厚は薄く形成される。前記非磁性層３２は大気暴露によっても酸化されにくい材質であることが好ましく、さらに前記非磁性層３２を構成する元素が、第２反強磁性層３１や第３反強磁性層３３に拡散しても反強磁性層としての性質を劣化しない材質であることが好ましい。具体的には前記非磁性層３２は、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｈのいずれか１種または２種以上の貴金属で形成され、前記非磁性層３２は０．２Å以上で３Å以下で形成されることが好ましい。なおここでいう「０．２Å」の膜厚は前記非磁性層３２全体の平均値である。０．２Åは、原子層の厚みよりも薄いことから、非磁性層３２の原子が存在している場所と、存在していない場所とが島状に分布する。このため０．２Åの膜厚は非磁性層３２全体の平均値である。
【０１６０】
この程度に薄く形成された非磁性層３２であれば、前記第２反強磁性層３１の両側端部Ｃと前記第３反強磁性層３３間に前記非磁性層３２が介在しても、前記第２反強磁性層３１と第３反強磁性層３３間に反強磁性的な相互作用が生じ、前記第２反強磁性層３１の両側端部Ｃが反強磁性としての性質を帯びる。従って磁場中アニールによって前記第２反強磁性層３１の両側端部Ｃは規則化変態し、前記第２反強磁性層３１の両側端部Ｃと前記フリー磁性層２８の両側端部Ｃとの間で交換結合磁界が発生し、前記フリー磁性層２８の両側端部２８はトラック幅方向（図示Ｘ方向）に強く固定された状態になっている。
【０１６１】
一方、前記フリー磁性層２８の中央部Ｄ上には前記第２反強磁性層３１が形成されているものの、前記第２反強磁性層３１は単独では反強磁性の性質を帯びない程度に薄く形成されており、本発明では前記第２反強磁性層３１の膜厚は、２０Å以上で５０Å以下であることが好ましく、より好ましくは３０Å以上で４０Å以下である。
【０１６２】
このため磁場中アニールによっても前記第２反強磁性層３１の中央部Ｄは規則化変態しにくく、前記フリー磁性層２８の中央部Ｄと第２反強磁性層３１の中央部Ｄ間には交換結合磁界が発生せず発生してもその値は小さく、前記フリー磁性層２８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っている。
【０１６３】
また前記非磁性層３２は上記したようにＲｕなどの貴金属で形成されるが、前記非磁性層３２を構成する材質が、フリー磁性層２８や固定磁性層２３の磁化制御を行うときの磁場中アニールなどによって第２反強磁性層３１や第３反強磁性層３３に拡散することがある。すなわち例えば第２反強磁性層３１や第３反強磁性層３３がＰｔＭｎ合金で形成され、非磁性層３２がＲｕで形成されているとき、熱拡散によって前記第２反強磁性層３１の特に表面近くや第３反強磁性層３３の下面近くはＲｕ−Ｐｔ−Ｍｎからなる反強磁性層となる。
【０１６４】
この貴金属を含んだＲｕ−Ｐｔ−Ｍｎからなる材質は反強磁性として機能するため、非磁性層３２が第２反強磁性層３１や第３反強磁性層３３に拡散することは、反強磁性の性質を劣化させるものではなく、非磁性層３２の反強磁性層３１、３３への熱拡散によっても前記第２反強磁性層３１や第３反強磁性層３３は反強磁性層として適切に機能するものである。
【０１６５】
図４に示す実施形態は、図１ないし図３に示す実施形態と異なって、第３反強磁性層３３の内側端部３３ａは、基板２０表面に対して垂直方向（図示Ｚ方向）に延びて形成されている。このような形状の違いは、後述するように製造方法の違いに起因するものである。
【０１６６】
なお図４においても図１ないし３と同様に、前記第３反強磁性層３３の内側端部３３ａを、第３反強磁性層３３間の間隔が下面から上面に向うにしたがって徐々に広がる傾斜面あるいは湾曲面で形成することもできる。
【０１６７】
図１ないし図３に示す磁気検出素子は、同じ製造工程を用いて製造されたものであり、一方、図４ないし図６に示す磁気検出素子は、図１ないし図３とは異なる製造方法で形成された構造である。図１ないし図３に示す磁気検出素子の構造で共通する部分は、必ず第３反強磁性層３３間の間隔内に非磁性層３２の中央部３２ｂが残ることである。一方、図４ないし図６に示す磁気検出素子の構造で共通する部分は、必ず、第２反強磁性層３１の両側端部Ｃと第３反強磁性層３３間に非磁性層３２が残ることである。
【０１６８】
以下、図４と同じ製造方法を用いて形成された他の実施形態の磁気検出素子の構造について説明する。
【０１６９】
図５は、本発明における第５実施形態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。
【０１７０】
図５に示す磁気検出素子の構造は図４と異なって、非磁性層３２の中央部３２ｂ上にも一部、第３反強磁性層３３が形成されている。
【０１７１】
図５に示す実施形態では、前記第２反強磁性層３１の両側端部Ｃと第３反強磁性層３３間が、０．２Å（平均値）〜３Å程度の薄い膜厚の非磁性層３２を介して反強磁性的な相互作用により一体の反強磁性層のようになり、前記第２反強磁性層３１の両側端部Ｃが反強磁性の性質を帯びている。従って磁場中アニールによって前記第２反強磁性層３１の両側端部Ｃは規則化変態し、前記第２反強磁性層３１の両側端部Ｃとフリー磁性層２８の両側端部Ｃ間で交換結合磁界が発生し、前記フリー磁性層２８の両側端部Ｃはトラック幅方向（図示Ｘ方向）に強固に固定された状態となっている。
【０１７２】
この実施形態では、前記第２反強磁性層３１の中央部Ｄ上にも第３反強磁性層３３が、その両側に比べて薄い膜厚であるが形成されている。
【０１７３】
したがって前記第２反強磁性層３１の中央部Ｄの膜厚ｈ２とその上に形成された第３反強磁性層３３の膜厚ｈ３とを足した総合膜厚が薄く形成されないと、前記第２反強磁性層３１は、前記第３反強磁性層３３との間で反強磁性的な相互作用によって反強磁性の性質を帯びてしまい、前記第２反強磁性層３１の中央部Ｄとフリー磁性層２８の中央部Ｄとの間で交換結合磁界が発生してしまい好ましくない。
【０１７４】
本発明では前記総合膜厚は２０Å以上で５０Å以下で形成されることが好ましく、より好ましくは３０Å以上で４０Å以下である。ただし前記第２反強磁性層３１の膜厚は少なくとも２０Å以上であることが好ましく、より好ましくは３０Åである。前記第２反強磁性層３１の膜厚が２０Å以上ないと、前記第２反強磁性層３１の両側端部Ｃはその上に第３反強磁性層３３が形成されても反強磁性の性質が弱く、前記第２反強磁性層３１の両側端部Ｃとフリー磁性層２８の両側端部Ｃ間で大きな交換結合磁界が発生せず、前記フリー磁性層２８の両側端部Ｃをトラック幅方向に強固に固定できないからである。
【０１７５】
上記程度に前記第２反強磁性層３１の中央部Ｄの膜厚ｈ２とその上に形成された第３反強磁性層３３の膜厚ｈ３との総合膜厚が薄く形成されると、磁場中アニールによって前記第２反強磁性層３１の中央部Ｄは規則化変態しにくく、前記第２反強磁性層３１と第３反強磁性層３３間には反強磁性的な相互作用は生じ難く、前記第２反強磁性層３１は反強磁性の性質を帯びにくい。このため前記第２反強磁性層３１の中央部Ｄとフリー磁性層２８の中央部Ｄとの間で交換結合磁界は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２８の中央部Ｄの磁化が、その両側の両側端部Ｃの磁化のように強固に固定されるといったことが無い。
【０１７６】
図５に示す実施形態では、前記フリー磁性層２８の中央部Ｄ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っており、狭トラック化においても再生感度に優れた磁気検出素子の構造となっている。
【０１７７】
図６は本発明における第６実施形態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。
【０１７８】
図６に示す磁気検出素子の構造は図４と異なって、第３反強磁性層３３間の間隔内に露出した非磁性層３２は除去され、さらに前記非磁性層３２下の第２反強磁性層３１の表面の一部も除去されている。
【０１７９】
図６に示す実施形態では、第２反強磁性層３１の両側端部Ｃ上に、Ｒｕなどで形成された０．２Å〜３Å程度の薄い膜厚の非磁性層３２を介して第３反強磁性層３３が形成され、前記第２反強磁性層３１の両側端部Ｃと前記第３反強磁性層３３とを足した総合膜厚は８０Å以上で３００Å以下の厚い膜厚となっていることが好ましい。
【０１８０】
したがって、前記第２反強磁性層３１の両側端部Ｃと前記第３反強磁性層３３間には非磁性層３２を介して反強磁性的な相互作用が生じ、前記第２反強磁性層３１の両側端部Ｃと第３反強磁性層３３とが一体の反強磁性層のように機能している。よって前記第２反強磁性層３１の両側端部Ｃは反強磁性的な性質を有し、磁場中アニールによって前記第２反強磁性層３１の両側端部Ｃは規則化変態し、前記第２反強磁性層３１の両側端部Ｃとフリー磁性層２８の両側端部Ｃ間で交換結合磁界が発生し、前記フリー磁性層２８の両側端部Ｃはトラック幅方向（図示Ｘ方向）に強固に固定された状態になっている。
【０１８１】
一方、前記フリー磁性層２８の中央部Ｄ上にも前記第２反強磁性層３１が形成されているが、前記第２反強磁性層３１の中央部Ｄの膜厚は薄く５Å以上で５０Å以下、好ましくは１０Å以上で４０Å以下である。この程度の薄い膜厚であれば、前記第２反強磁性層３１の中央部Ｄは、反強磁性の性質を帯びず、磁場中アニールによっても前記第２反強磁性層３１の中央部Ｄは規則化変態しにくく、前記第２反強磁性層３１の中央部Ｄとフリー磁性層２８の中央部Ｄ間に交換結合磁界が発生しないかあるいは発生してもその値は小さい。従って前記フリー磁性層２８の中央部Ｄ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となっており、狭トラック化においても再生感度に優れた磁気検出素子を製造することが可能になっている。
【０１８２】
また図６の点線Ｆに示すように、前記第２反強磁性層３１の中央部Ｄを完全に除去して、フリー磁性層２８の中央部Ｄ表面を露出させてもよいが、かかる場合、露出したフリー磁性層２８の中央部Ｄ表面がイオンミリングやＲＩＥのダメージを受けやすくなるので、前記フリー磁性層２８の中央部Ｄ上には若干でも第２反強磁性層３１を残しておく方が好ましい。
【０１８３】
また図６に示す実施形態では、前記第２反強磁性層３１の中央部Ｄをイオンミリングで削っているため、前記第２反強磁性層３１の中央部Ｄはイオン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るが、前記第２反強磁性層３１の中央部Ｄは反強磁性を帯びない程度に薄く形成され、実質的に磁気的作用がフリー磁性層２８等の各層に及ばない領域となっている。このため前記第２反強磁性層３１の中央部Ｄがイオンミリングによるダメージを受けても再生特性にさほどの影響はないものと考えられる。
【０１８４】
ところで図１ないし図６に示す磁気検出素子は、基板２０から第２反強磁性層３１までの多層膜の両側端部上に第３反強磁性層３３を介して電極層３４が設けられ、前記多層膜内に流れる電流が、前記多層膜内を各層の膜面に対して平行な方向に流れるＣＩＰ（current  in  the  plane）型の磁気検出素子と呼ばれる構造である。
【０１８５】
一方、図７に示す磁気検出素子は、多層膜（シードレイヤ２１から第２反強磁性層３１まで）の上下に電極層６５、６８が設けられ、前記電極層６５、６８から前記多層膜内に流れる電流が、前記多層膜の各層の膜面に対し垂直方向に流れるＣＰＰ（current  perpendicular  to  the  plane）型と呼ばれる構造であり、本発明は、前記ＣＰＰ型の磁気検出素子にも適用可能である。
【０１８６】
なお多層膜の積層構造は、図１と同じであるので説明を省略する。なお図７に示すシードレイヤ２１は設けられていなくてもよい。
【０１８７】
図７に示す実施形態では、前記シードレイヤ２１の下には下部電極を兼ねた下部シールド層６５が設けられている。前記下部シールド層６５はパーマロイ（ＮｉＦｅ）などの磁性材料でメッキ形成されたものである。
【０１８８】
また図７に示すように前記多層膜のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の両側端部Ｃ上には非磁性層３２を介して第３反強磁性層３３が形成され、さらに前記第３反強磁性層３３の上面３３ｂ及び内側端部３３ａ上に絶縁層６７が形成されている。
【０１８９】
図７に示すように前記絶縁層６７上から非磁性層３２の中央部３２ｂ上にかけて上部電極を兼ねた上部シールド層６８が設けられている。
【０１９０】
このように図７に示す磁気検出素子では多層膜の上下に電極を兼ねたシールド層６５、６８が設けられ、前記シールド層６５、６８間に流れる電流は、前記多層膜内を膜面に対し垂直な方向に流れるようになっている。
【０１９１】
図７に示す磁気検出素子では、前記第３反強磁性層３３の上面３３ｂ及び内側端部３３ａが絶縁層６７によって覆われているので、前記上部シールド層６８から前記多層膜内に流れる電流が、前記第３反強磁性層３３に分流せず、前記電流は多層膜内を適切に流れる。よって図７に示す構造の磁気検出素子であれば、電流経路がトラック幅Ｔｗから広がるのを抑制でき再生出力の大きいＣＰＰ型の磁気検出素子を製造することが可能になる。
【０１９２】
前記絶縁層６７の内側先端部６７ａは、図７に示す一点鎖線で示すように、非磁性層３２の中央部３２ｂの両端部上にまで延びて形成されていることが、より電流の前記第３反強磁性層３３への分流を抑制できて好ましい。
【０１９３】
また必要であれば、前記絶縁層６７上から前記非磁性層３２の中央部３２ｂ上にかけて非磁性層６９（点線）が形成されていてもよい。前記非磁性層６９は、Ｔａ、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。前記非磁性層６９は、上部ギャップ層としての役割を有するものであるが、前記非磁性層６９は前記多層膜の中央部Ｄ上にも形成されるため、電流経路の出入口となる前記多層膜の中央部Ｄ上を例えば絶縁材料からなる非磁性層６９で覆うことは前記電流が磁気検出素子内に流れにくくなるため好ましくない。よって本発明では前記非磁性層６９を非磁性導電材料で形成することが好ましい。
【０１９４】
また図７に示す磁気検出素子では磁気検出素子を構成する非磁性材料層２７がＣｕなどの非磁性導電材料で形成されてもよいし、あるいは前記非磁性材料層２７がＡｌ2Ｏ3やＳｉＯ2などの絶縁材料で形成されてもよい。前者の磁気検出素子はスピンバルブＧＭＲ型磁気抵抗効果素子（ＣＰＰ−ＧＭＲ）と呼ばれる構造であり、後者の磁気検出素子はスピンバルブトンネル型磁気抵抗効果型素子（ＣＰＰ−ＴＭＲ）と呼ばれる構造である。
【０１９５】
トンネル型磁気抵抗効果型素子は、スピントンネル効果を利用して抵抗変化を生じさせるものであり、固定磁性層２３とフリー磁性層２８との磁化が反平行のとき、最も前記非磁性材料層２７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、前記固定磁性層２３とフリー磁性層２８との磁化が平行のとき、最もトンネル電流は流れ易くなり抵抗値は最小になる。
【０１９６】
この原理を利用し、外部磁界の影響を受けてフリー磁性層２８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（定電流動作時）あるいは電流変化（定電圧動作時）としてとらえ、記録媒体からの洩れ磁界が検出されるようになっている。
【０１９７】
図８は、図２に示す磁気検出素子を図７と同様にＣＰＰ型の磁気検出素子にした形態、図９は、図３に示す磁気検出素子を図７と同様にＣＰＰ型の磁気検出素子にした実施形態である。
【０１９８】
図１０は、図４に示す磁気検出素子を図７と同様にＣＰＰ型の磁気検出素子にした実施形態である。図１０に示す磁気検出素子は図７と異なり、第３反強磁性層３３の上面３３ｂに第１絶縁層７０が形成され、この第１絶縁層７０と別体の第２絶縁層７１が前記第３反強磁性層３３の内側端部３３ａ上に形成されている。このような違いは後述するように製造方法の違いによるものである。
【０１９９】
前記第１絶縁層７０及び第２絶縁層７１の機能は、図７に示した絶縁層６７と同じで、前記上部シールド層６８から多層膜に流れる電流が前記第３反強磁性層３３に分流するのを適切に防止する役割を有している。
【０２００】
前記第１絶縁層７０及び第２絶縁層７１は、例えばＡｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、ＡｌＮ、Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ、Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ、Ｔｉ2Ｏ3、Ｔｉ3Ｏ5などの絶縁材料で形成される。
【０２０１】
なお図１０に示す実施形態では、前記第３反強磁性層３３の内側端部３３ａは、トラック幅方向（図示Ｘ方向）に対して垂直面となっているが、前記フリー磁性層２８から離れるに従って徐々に前記第３反強磁性層３３間の間隔が、トラック幅方向へ広がる傾斜面あるいは湾曲面で形成されていてもよい。
【０２０２】
このように前記内側端面３３ａを傾斜面や湾曲面で形成すると、前記内側端面３３ａ上に適切な膜厚を有する第２絶縁層７１を形成しやすくなり、分流ロスの低減を適切に図ることができて好ましい。
【０２０３】
図１０に示す磁気検出素子では、前記第３反強磁性層３３の上面３３ｂ、および内側端部３３ａが絶縁層７０、７１によって覆われているので、前記上部シールド層６８から前記多層膜内に流れる電流が、第３反強磁性３３に分流せず、前記電流は前記第２絶縁層７１間のトラック幅方向への間隔で決定されるトラック幅Ｔｗ内を適切に流れる。よって図１０に示す構造の磁気検出素子であれば、電流経路がトラック幅Ｔｗから広がるのを抑制でき再生出力の大きいＣＰＰ型の磁気検出素子を製造することが可能になる。
【０２０４】
また図１０に示すように前記第１絶縁層７０上から第２絶縁層７１上、および多層膜の中央部Ｄ上にかけて点線で描かれた非磁性層６９が設けられていてもよい。前記非磁性層６９は、Ｔａ、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。前記非磁性層６９は、上部ギャップ層としての役割を有するものであるが、前記非磁性層６９は前記多層膜の中央部Ｄ上にも形成されるため、電流経路の出入口となる前記多層膜の中央部Ｄ上を例えば絶縁材料からなる非磁性層６９で覆うことは前記電流が磁気検出素子内に流れにくくなるため好ましくない。よって本発明では前記非磁性層６９を非磁性導電材料で形成することが好ましい。
【０２０５】
また図１０に示す磁気検出素子では磁気検出素子を構成する非磁性材料層２７がＣｕなどの非磁性導電材料で形成されてもよいし、あるいは前記非磁性材料層２７がＡｌ2Ｏ3やＳｉＯ2などの絶縁材料で形成されてもよい。前者の磁気検出素子はスピンバルブＧＭＲ型磁気抵抗効果素子（ＣＰＰ−ＧＭＲ）と呼ばれる構造であり、後者の磁気検出素子はスピンバルブトンネル型磁気抵抗効果型素子（ＣＰＰ−ＴＭＲ）と呼ばれる構造である。
【０２０６】
図１１は、図５に示す磁気検出素子を図１０と同様にＣＰＰ型の磁気検出素子にした実施形態、図１２は、図６に示す磁気検出素子を図１０と同様にＣＰＰ型の磁気検出素子にした実施形態である。
【０２０７】
図１３及び図１４に示す磁気検出素子は、図７ないし図１２と同様にＣＰＰ型の磁気検出素子であるが、下部シールド層６５の形状が図７ないし図１２のそれとは異なっている。
【０２０８】
図１３に示す実施形態は、図７と同じ膜構成のＣＰＰ型の磁気検出素子であるが、下部電極を兼用した下部シールド層６５のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の中央部Ｄに、前記多層膜方向（図示Ｚ方向）に突出した突出部６５ａが設けられ、この突出部６５ａの上面６５ａ１が前記シードレイヤ２１の下面に接しており、前記突出部６５ａから前記多層膜内に（あるいは多層膜から前記突出部６５ａに）電流が流れるようになっている。
【０２０９】
そして図１３に示す実施形態では前記下部シールド層６５のトラック幅方向（図示Ｘ方向）における両側端部６５ｂと前記シードレイヤ２１間に絶縁層７８が設けられている。前記絶縁層７８は、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、ＡｌＮ、Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ、Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ、Ｔｉ2Ｏ3、Ｔｉ3Ｏ5などの絶縁材料で形成される。
【０２１０】
図１３に示す実施形態では、下部シールド層６５は、突出部６５ａの形成によって電流経路が絞り込まれ、さらに前記下部シールド層６５の両側端部６５ｂと多層膜間に絶縁層７８が設けられたことで、前記両側端部６５ｂから前記多層膜内に電流が分流することを適切に抑制でき、より効果的に再生出力が大きく実効トラック幅が狭い磁気検出素子を製造することが可能になる。
【０２１１】
図１３に示す実施形態では、前記下部シールド層６５の突出部６５ａの上面６５ａ１のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の幅寸法は中央部Ｄのトラック幅方向（図示Ｘ方向）における幅寸法と一致しているが、前記上面６５ａ１の幅寸法が前記中央部Ｄの幅寸法より広くてもよい。より好ましくは前記上面６５ａ１の幅寸法がトラック幅Ｔｗと一致することである。これによってより効果的に磁気検出素子に対しトラック幅Ｔｗの領域内にのみ電流を流すことができ再生出力の大きい磁気検出素子を製造することが可能である。
【０２１２】
また図１３に示す実施形態では、前記下部シールド層６５に形成された突出部６５ａのトラック幅方向（図示Ｘ方向）における両側面６５ａ２は、前記突出部６５ａのトラック幅方向における幅寸法が、前記多層膜から離れる（図示Ｚ方向と逆方向）にしたがって徐々に広がる傾斜面あるいは湾曲面で形成されているが、前記両側面６５ａ２は、トラック幅方向（図示Ｘ方向）に対して垂直面であってもかまわない。
【０２１３】
図１４に示す実施形態は、図１３に示す実施形態と同じ形状の下部シールド層６５を有している。すなわち図１４に示す下部シールド層６５のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の中央部Ｄには、前記多層膜方向（図示Ｚ方向）に突出した突出部６５ａが設けられ、この突出部６５ａの上面６５ａ１が前記シードレイヤ２１の下面に接しており、前記突出部６５ａから前記多層膜内に（あるいは多層膜から前記突出部６５ａに）電流が流れるようになっている。そして前記下部シールド層６５のトラック幅方向（図示Ｘ方向）における両側端部６５ｂと前記シードレイヤ２１間に絶縁層７８が設けられている。
【０２１４】
図１４に示す実施形態では図１３と異なって、第３反強磁性層３３の上面３３ｂ及び両側端部３３ａ上に絶縁層６７が設けられていない。そして上部電極を兼用した上部シールド層６８は前記第３反強磁性層３３上から前記多層膜の中央部Ｄ上にかけて直接接合されている。
【０２１５】
図１４に示す実施形態では、図１３に示す実施形態に比べて上部シールド層６８と第３反強磁性層３３間が絶縁されていないので、電流経路はトラック幅Ｔｗよりも広がりやすく再生出力は劣るものと考えられるが、磁気検出素子の下面側で、下部シールド層６５に突出部６５ａを形成したことによって電流経路を絞り込むことができ、電流経路の広がりを抑えて再生出力の低下を抑制することができる。
【０２１６】
また図１３及び図１４に示す磁気検出素子では、下部シールド層６５に形成された突出部６５ａの上面６５ａ１と、その両側に形成された絶縁層７８の上面とが同一平面で形成されていることが好ましい。これによって前記突出部６５ａ上から絶縁層７８上にかけて形成される多層膜の各層の膜面をトラック幅方向に、より平行に形成でき、再生特性に優れた磁気検出素子を製造することが可能になる。
【０２１７】
なお図１３、図１４に示す実施形態は、図８ないし図１２におけるＣＰＰ型の磁気検出素子にも適用可能である。
【０２１８】
また図７ないし図１４に示すＣＰＰ型の磁気検出素子ではいずれも下部シールド層６５及び上部シールド層６８を多層膜の上下に接して形成し、前記シールド層６５、６８に電極層の機能を持たせているが、このような構成によって電極層とシールド層とを別々に形成する必要性が無くなり、ＣＰＰ型の磁気検出素子の製造を容易化することが可能になる。
【０２１９】
しかも前記電極機能とシールド機能とを兼用させれば、シールド層間の間隔で決定されるギャップ長Ｇ１を非常に短くすることができ（図７を参照、なお非磁性層６９が設けられる場合は、非磁性層６９の膜厚も含めてギャップ長Ｇｌが決定される）、今後の高記録密度化により適切に対応可能な磁気検出素子を製造することが可能になる。
【０２２０】
ただし本発明では、図７ないし図１４に示す実施形態に限るものではなく、前記多層膜の上面及び／または下面に、例えばＡｕ、Ｗ、Ｃｒ、Ｔａなどからなる電極層を設け、前記磁気検出素子と反対側の前記電極層の面にギャップ層を介して磁性材料製のシールド層を設ける構成であってもかまわない。
【０２２１】
次に本発明におけるフリー磁性層２８の形態について説明する。
図１ないし図１４に示す磁気検出素子では、すべてフリー磁性層２８は２層構造であり、非磁性材料層２７と接する側の層が、ＣｏＦｅやＣｏなどの拡散防止層２９となっている。磁性材料層３０はＮｉＦｅ合金などの磁性材料で形成されている。
【０２２２】
前記フリー磁性層２８は磁性材料の単層で形成されていてもよい。磁性材料としてはＮｉＦｅ合金、ＣｏＦｅ合金、ＣｏＦｅＮｉ合金、Ｃｏ、ＣｏＮｉ合金などを選択できる。このうち特に前記フリー磁性層２８をＣｏＦｅＮｉ合金で形成することが好ましい。
【０２２３】
図１５は、前記フリー磁性層２８の部分を中心に図示した部分拡大断面図である。断面は記録媒体との対向面側から見ている。
【０２２４】
図１５に示す形態ではフリー磁性層２８は３層構造である。前記フリー磁性層２８を構成する符号３６、３７、３８の各層はすべて磁性材料の層であり、磁性材料層３６は、非磁性材料層２７との間で元素の拡散を防止するための拡散防止層である。前記磁性材料層３６はＣｏＦｅやＣｏなどで形成される。
【０２２５】
磁性材料層３８は、第２反強磁性層３１と接して形成されている。前記磁性材料層３８は、ＣｏＦｅ合金で形成されることが好ましく、これによって前記磁性材料層３８と前記第２反強磁性層３１間で発生する交換結合磁界を大きくできる。
【０２２６】
図１５に示す３層構造の材質の組合わせとしては、例えば磁性材料層３６：ＣｏＦｅ／磁性材料層３７：ＮｉＦｅ／磁性材料層３８：ＣｏＦｅを提示できる。
【０２２７】
磁性材料のみで形成されたフリー磁性層２８の膜厚は３０Å〜４０Å程度で形成されることが好ましい。またフリー磁性層２８に使用されるＣｏＦｅ合金の組成比は、例えばＣｏが９０ａｔ％、Ｆｅが１０ａｔ％である。
【０２２８】
図１６は、前記フリー磁性層２８の別の実施形態を示す部分拡大断面図である。図１６に示すフリー磁性層２８は積層フェリ構造と呼ばれる構造である。これにより前記フリー磁性層２８の物理的な厚みを極端に薄くすることなしに、磁気的な実効的フリー磁性層の膜厚を薄くでき、外部磁界に対する感度を向上させることができる。
【０２２９】
符号３９、４１の層は磁性層であり、符号４０の層は非磁性中間層である。磁性層３９および磁性層４１は、例えばＮｉＦｅ合金、ＣｏＦｅ合金、ＣｏＦｅＮｉ合金、Ｃｏ、ＣｏＮｉ合金などの磁性材料で形成される。このうち特に前記磁性層３９及び／または磁性層４１は、ＣｏＦｅＮｉ合金で形成されることが好ましい。組成比としては、Ｆｅが９ａｔ％以上で１７ａｔ％以下、Ｎｉが０．５ａｔ％以上で１０ａｔ％以下、残りがＣｏのａｔ％であることが好ましい。
【０２３０】
これにより前記磁性層３９、４１間に働くＲＫＫＹ相互作用による結合磁界を大きくできる。具体的にはスピンフロップ磁界（Ｈｓｆ）を約２９３（ｋＡ／ｍ）以上にできる。以上により、磁性層３９と磁性層４１との磁化を適切に反平行状態にできる。また上記した組成範囲内であると、フリー磁性層２８の磁歪を−３×１０-6から３×１０-6の範囲内に収めることができ、また保磁力を７９０（Ａ／ｍ）以下に小さくできる。
【０２３１】
さらに、前記フリー磁性層２８の軟磁気特性の向上、非磁性材料層２７間でのＮｉの拡散による抵抗変化量（ΔＲ）や抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）の低減の抑制を適切に図ることが可能である。
【０２３２】
また前記非磁性中間層４０は、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｃｒ、Ｒｅ、Ｃｕのうち１種または２種以上で形成されることが好ましい。
【０２３３】
前記磁性層３９の膜厚は例えば３５Å程度で、非磁性中間層４０は例えば９Å程度で、前記磁性層４１の膜厚は例えば１５Å程度で形成される。
【０２３４】
上記したフリー磁性層２８が積層フェリ構造で形成されたとき、図１９に示すように、中央部Ｄでは、磁性層４１まで完全に除去され、第３反強磁性層３３間から非磁性中間層４０が露出するように構成することもできる。これにより前記フリー磁性層２８の中央部Ｄは積層フェリ構造ではなく、通常の磁性層のみで形成されたフリー磁性層として機能し、一方、フリー磁性層２８の両側端部Ｃでは積層フェリ構造となり、一方向性バイアス磁界を増強し、より確実にフリー磁性層２８の両側端部Ｃをトラック幅方向に固定させ、サイドリーディングの発生を防ぐことができる。
【０２３５】
また前記磁性層３９と非磁性材料層２７との間には、ＣｏＦｅ合金やＣｏで形成された拡散防止層が設けられていてもよい。さらには、前記磁性層４１と第２反強磁性層３１間にＣｏＦｅ合金で形成された磁性層が介在していてもよい。
【０２３６】
かかる場合、磁性層３９及び／または磁性層４１がＣｏＦｅＮｉ合金で形成されるとき、前記ＣｏＦｅＮｉ合金のＦｅの組成比は７原子％以上で１５原子％以下で、Ｎｉの組成比は５原子％以上で１５原子％以下で、残りの組成比はＣｏであることが好ましい。
【０２３７】
これにより前記磁性層３９、４１間で発生するＲＫＫＹ相互作用における交換結合磁界を強くすることができる。具体的には、スピンフロップ磁界（Ｈｓｆ）を約２９３（ｋＡ／ｍ）にまで大きくすることができる。よって磁性層３９、４１の磁化を適切に反平行状態にすることができる。
【０２３８】
また上記した組成範囲内であると、フリー磁性層２８の磁歪を−３×１０-6から３×１０-6の範囲内に収めることができ、また保磁力を７９０（Ａ／ｍ）以下に小さくできる。さらに、前記フリー磁性層２８の軟磁気特性の向上を図ることができる。
【０２３９】
図１７は本発明におけるフリー磁性層２８の別の形態を示す部分拡大断面図である。図１７に示すフリー磁性層２８には、磁性材料層４２、４４間にスペキュラー膜４３が形成されている。前記スペキュラー膜４３には、図１７に示すように欠陥部（ピンホール）Ｇが形成されていてもよい。また図１７に示す実施形態ではスペキュラー膜（鏡面反射層）４３を挟んだ磁性層４２及び磁性層４４は同じ方向（矢印方向）に磁化されている。
【０２４０】
磁性層４２、４４にはＮｉＦｅ合金、ＣｏＦｅ合金、ＣｏＦｅＮｉ合金、Ｃｏ、ＣｏＮｉ合金などの磁性材料が使用される。
【０２４１】
図１７のようにスペキュラー膜４３がフリー磁性層２８内に形成されていると前記スペキュラー膜４３に達した伝導電子（例えばアップスピンを持つ伝導電子）は、そこでスピン状態（エネルギー、量子状態など）を保持したまま鏡面反射する。そして鏡面反射した前記アップスピンを持つ伝導電子は、移動向きを変えてフリー磁性層内を通り抜けることが可能になる。
【０２４２】
このため本発明では、スペキュラー膜４３を設けることで、前記アップスピンを持つ伝導電子の平均自由行程λ＋を従来に比べて伸ばすことが可能になり、よって前記アップスピンを持つ伝導電子の平均自由行程λ＋と、ダウンスピンを持つ伝導電子の平均自由行程λ−との差を大きくすることができ、従って抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）の向上とともに、再生出力の向上を図ることが可能になる。
【０２４３】
前記スペキュラー膜４３の形成は、例えば磁性層４２までを成膜し、前記磁性層４２表面を酸化する。この酸化層をスペキュラー膜４３として機能させることができる。そして前記スペキュラー膜４３上に磁性層４４を成膜する。
【０２４４】
前記スペキュラー膜４３の材質としては、Ｆｅ−Ｏ、Ｎｉ−Ｏ、Ｃｏ−Ｏ、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｏ、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｎｉ−Ｏ、Ａｌ−Ｏ、Ａｌ−Ｑ−Ｏ（ここでＱはＢ、Ｓｉ、Ｎ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉから選択される１種以上）、Ｒ−Ｏ（ここでＲはＣｕ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗから選択される１種以上）の酸化物、Ａｌ−Ｎ、Ａｌ−Ｑ−Ｎ（ここでＱはＢ、Ｓｉ、Ｏ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉから選択される１種以上）、Ｒ−Ｎ（ここでＲはＴｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗから選択される１種以上）の窒化物、半金属ホイッスラー合金などを提示できる。
【０２４５】
図１８は本発明におけるフリー磁性層２８の別の形態を示す部分拡大断面図である。
図１８に示すフリー磁性層２８は、磁性層４５及び第２反強磁性層３１間にバックド層４６が形成されている。前記バックド層４６は例えばＣｕ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｒｕなどで形成される。前記磁性層４５、４７はＮｉＦｅ合金、ＣｏＦｅ合金、ＣｏＦｅＮｉ合金、Ｃｏ、ＣｏＮｉ合金などの磁性材料で形成される。
【０２４６】
前記バックド層４６が形成されることによって、磁気抵抗効果に寄与するアップスピンの伝導電子（上向きスピン：ｕｐ  ｓｐｉｎ）における平均自由行程（ｍｅａｎ  ｆｒｅｅ  ｐａｔｈ）を延ばし、いわゆるスピンフィルター効果（ｓｐｉｎ  ｆｉｌｔｅｒ  ｅｆｆｅｃｔ）によりスピンバルブ型磁気素子において、大きな抵抗変化率が得られ、高記録密度化に対応できるものとなる。また前記バックド層４６は交換結合を媒介する作用も有するため、第２反強磁性層３１と磁性層４５間の交換結合磁界は若干、減少するものの十分な値に保たれる。
【０２４７】
図２０は図１９に示す磁気検出素子を図１０のようにＣＰＰ型の磁気検出素子とした構成である。すなわち図２０では、第３反強磁性層３３の上面３３ｂに第１絶縁層７０が形成され、前記第３反強磁性層３３の内側端部３３ａ上及び第２反強磁性層３１の内側端部上に第２絶縁層７１が設けられている。そして多層膜の下には電極を兼ねた磁性材料製の下部シールド層６５が設けられ、また前記第１絶縁層７０上から第２絶縁層７１上及び前記多層膜の中央部Ｄ上にかけて電極を兼ねた磁性材料製の上部シールド層６８が設けられる。
【０２４８】
また前記第１絶縁層７０、第２絶縁層７１及び前記多層膜の中央部Ｄと前記上部シールド層６８との間にはＴａなどの非磁性導電材料で形成された非磁性層６９が設けられていてもよい。
【０２４９】
図２１ないし図２３は図１に示す磁気検出素子の製造方法を示す一工程図である。図２１ないし図２３に示す各工程は記録媒体との対向面側から見た部分断面図である。
【０２５０】
図２１に示す工程では、基板２０上に、シードレイヤ２１、第１反強磁性層２２、固定磁性層２３、非磁性材料層２７、フリー磁性層２８、第２反強磁性層３１、および非磁性層３２を連続成膜する。成膜にはスパッタや蒸着法が使用される。図２１に示す固定磁性層２３は、例えばＣｏＦｅ合金などで形成された磁性層２４と磁性層２６と、両磁性層２４、２６間に介在するＲｕなどの非磁性の中間層２５との積層フェリ構造である。前記フリー磁性層２８は、ＣｏＦｅ合金などの拡散防止層２９とＮｉＦｅ合金などの磁性材料層３０との積層構造である。
【０２５１】
本発明では前記第１反強磁性層２２及び第２反強磁性層３１を、ＰｔＭｎ合金、または、Ｘ―Ｍｎ（ただしＸは、Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｏｓ，Ｎｉ，Ｆｅのいずれか１種または２種以上の元素である）合金で、あるいはＰｔ―Ｍｎ―Ｘ′（ただしＸ′は、Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ａｕ，Ａｇ，Ｏｓ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ａｒ，Ｎｅ，Ｘｅ，Ｋｒのいずれか１または２種以上の元素である）合金で形成することが好ましい。
【０２５２】
また前記ＰｔＭｎ合金及び前記Ｘ−Ｍｎの式で示される合金において、ＰｔあるいはＸが３７〜６３ａｔ％の範囲であることが好ましい。また、前記ＰｔＭｎ合金及び前記Ｘ−Ｍｎの式で示される合金において、ＰｔあるいはＸが４７〜５７ａｔ％の範囲であることがより好ましい。特に規定しない限り、〜で示す数値範囲の上限と下限は以下、以上を意味する。
【０２５３】
また、Ｐｔ−Ｍｎ−Ｘ’の式で示される合金において、Ｘ’＋Ｐｔが３７〜６３ａｔ％の範囲であることが好ましい。また、前記Ｐｔ−Ｍｎ−Ｘ’の式で示される合金において、Ｘ’＋Ｐｔが４７〜５７ａｔ％の範囲であることがより好ましい。さらに、前記Ｐｔ−Ｍｎ−Ｘ’の式で示される合金において、Ｘ’が０．２〜１０ａｔ％の範囲であることが好ましい。ただし、Ｘ’がＰｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｏｓ，Ｎｉ，Ｆｅのいずれか１種または２種以上の元素である場合には、Ｘ’は０．２〜４０ａｔ％の範囲であることが好ましい。
【０２５４】
また本発明では前記第１反強磁性層２２の膜厚を８０Å以上で３００Å以下で形成することが好ましい。この程度の厚い膜厚で前記第１反強磁性層２２を形成することにより磁場中アニールで、前記第１反強磁性層２２と固定磁性層２３間に大きな交換結合磁界を発生させることができる。具体的には、４８ｋＡ／ｍ以上、例えば６４ｋＡ／ｍを越える交換結合磁界を発生させることができる。
【０２５５】
また本発明では前記第２反強磁性層３１の膜厚を２０Å以上で５０Å以下で形成することが好ましく、より好ましくは３０Å以上で４０Å以下で形成する。
【０２５６】
本発明では、このように第２反強磁性層３１を薄い膜厚で形成することに第１の特徴点がある。
【０２５７】
上記のように前記第２反強磁性層３１を５０Å以下の薄い膜厚で形成することにより、前記第２反強磁性層３１は非反強磁性の性質を帯びる。このため下記の第１の磁場中アニールを施しても、前記第２反強磁性層３１は規則化変態しにくく、前記第２反強磁性層３１とフリー磁性層２８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、前記フリー磁性層２８の磁化が、固定磁性層２３と同じように強固に固定されることがない。
【０２５８】
また前記第２反強磁性層３１が２０Å以上、好ましくは３０Å以上で形成されるとしたのは、この程度の膜厚がないと、後工程で前記第２反強磁性層３１の両側端部Ｃ上に第３反強磁性層３３を形成しても、前記第２反強磁性層３１の両側端部Ｃが反強磁性の性質を帯び難く、前記第２反強磁性層３１の両側端部Ｃとフリー磁性層２８の両側端部Ｃ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。
【０２５９】
また図２１工程のように前記第２反強磁性層３１上に非磁性層３２を形成することで、図２１に示す積層体が大気暴露されても前記第２反強磁性層３１が酸化されるのを適切に防止できる。
【０２６０】
ここで前記非磁性層３２は大気暴露によって酸化されにくい緻密な層である必要がある。また熱拡散などにより前記非磁性層３２を構成する元素が第２反強磁性層３１内部に侵入しても反強磁性層としての性質を劣化させない材質である必要がある。
【０２６１】
本発明では前記非磁性層３２を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することが好ましい。
【０２６２】
Ｒｕなどの貴金属からなる非磁性層３２は大気暴露によって酸化されにくい緻密な層である。したがって前記非磁性層３２の膜厚を薄くしても前記第２反強磁性層３１が大気暴露によって酸化されるのを適切に防止できる。
【０２６３】
本発明では前記非磁性層３２を３Å以上で１０Å以下で形成することが好ましい。この程度の薄い膜厚の非磁性層３２によっても適切に前記第２反強磁性層３１が大気暴露によって酸化されるのを適切に防止することが可能である。
【０２６４】
本発明では上記のように前記非磁性層３２をＲｕなどの貴金属で形成し、しかも前記非磁性層３２を３Å〜１０Å程度の薄い膜厚で形成したことに第２の特徴点がある。このように薄い膜厚で前記非磁性層３２を形成したことによって図２２工程でのイオンミリングを低エネルギーで行うことができミリング制御を従来に比べて向上させることができる。この点については図２２工程で詳しく説明する。
【０２６５】
図２１に示すように基板２０上に非磁性層３２までの各層を積層した後、第１の磁場中アニールを施す。トラック幅Ｔｗ（図示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の反強磁性層２２と固定磁性層２３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、前記磁性層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、前記磁性層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。
【０２６６】
また上記したように、この第１の磁場中アニールによって前記第２反強磁性層３１とフリー磁性層２８を構成する磁性材料層３０との間には交換結合磁界は発生しないかあるいは発生してもその値は小さい。前記第２反強磁性層３１は５０Å以下の薄い膜厚で形成されており、反強磁性としての性質を有していないからである。
【０２６７】
また上記した第１の磁場中アニールによって、非磁性層３２を構成するＲｕなどの貴金属元素が、第２反強磁性層３１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前記第２反強磁性層３１の表面近くの構成元素は、反強磁性層を構成する元素と貴金属元素とから構成される。また前記第２反強磁性層３１内部に拡散した貴金属元素は、前記第２反強磁性層３１の下面側よりも前記第２反強磁性層３１の表面側の方が多く、拡散した貴金属元素の組成比は、前記第２反強磁性層３１の表面から下面に向うに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分析装置などで確認することが可能である。
【０２６８】
次に図２２に示す工程では前記非磁性層３２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２２に示す形状のレジスト層４９を前記非磁性層３２上に残す。前記レジスト層４９は例えばリフトオフ用のレジスト層である。
【０２６９】
次に前記レジスト層４９に覆われていない前記非磁性層３２の両側端部３２ａを、図２２に示す矢印Ｈ方向からのイオンミリングで一部削る（図２２に示す点線部分の非磁性層３２が除去される）。
【０２７０】
ここで前記非磁性層３２の両側端部３２ａを一部削る理由は、できる限り前記両側端部３２ａの膜厚を薄くしておかないと、次工程で前記両側端部３２ａ上に形成される第３反強磁性層３３と第２反強磁性層３１の両側端部Ｃとの間で反強磁性的な相互作用を生じさせることができず、前記第２反強磁性層３１の両側端部Ｃに反強磁性の性質を与えることができず、前記フリー磁性層２８の両側端部Ｃの磁化を強固に固定できないからである。
【０２７１】
本発明では、このイオンミリング工程で、前記非磁性層３２の両側端部３２ａの膜厚を３Å以下にすることが好ましい。この程度にまで前記非磁性層３２の両側端部３２ａの膜厚を薄くすることで、次工程で、前記第２反強磁性層３１の両側端部Ｃ上に第３反強磁性層３３を形成したとき、第２反強磁性層３１の両側端部Ｃと第３反強磁性層３３間に反強磁性的な相互作用を生じさせ、前記第２反強磁性層３１の両側端部と前記第３反強磁性層３３とを一体の反強磁性層のように機能させることができ、前記第２反強磁性層３１の両側端部Ｃに反強磁性の性質を帯びさせることが可能になる。
【０２７２】
図２２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、前記非磁性層３２が３Å〜１０Å程度の非常に薄い膜厚で形成されているからである。
【０２７３】
これに対し、例えば図３７に示す従来例のようにＴａ膜９を使用すると、このＴａ膜９自体、大気暴露によって酸化されるので、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、しかも前記Ｔａ膜９は酸化によって体積が大きくなり、前記Ｔａ膜９の膜厚は約５０Å以上にまで膨れ上がる。
【０２７４】
このような厚い膜厚のＴａ膜９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で前記Ｔａ膜９を除去する必要があり、高エネルギーのイオンミリングを使用すると、Ｔａ膜９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、その下に形成されているフリー磁性層５表面も一部削られ、前記フリー磁性層５表面がイオンミリングによるダメージを受けてしまうのである。
【０２７５】
本発明では、Ｒｕなどで形成された非磁性層３２は３Å〜１０Å程度の薄い膜厚であっても、第２反強磁性層３１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前記非磁性層３２の途中でミリングを止めるようにミリング制御しやすい。
【０２７６】
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。
【０２７７】
また後述する実験結果によれば、ミリング時間は２０秒から４０秒程度、ミリング角度は、基板２０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。これにより前記第２反強磁性層３１の両側端部Ｃとその上に形成される第３反強磁性層３３間で発生する反強磁性的な相互作用を強め、前記第２反強磁性層３１の両側端部Ｃとフリー磁性層２８の両側端部Ｃ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。
【０２７８】
次に図２３工程を施す。図２３工程では、前記非磁性層３２の両側端部３２ａ上に第３反強磁性層３３、電極層３４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。成膜された前記第３反強磁性層３３の内側端部３３ａ及び電極層３４の内側端部３４ａは、下面から上面に向うにしたがって（図示Ｚ方向）、徐々に前記第３反強磁性層３４間の間隔が広がる傾斜面あるいは湾曲面で形成される。
【０２７９】
またこの実施形態では前記第３反強磁性層３４の下面間の間隔でトラック幅Ｔｗが規定される。
【０２８０】
前記第３反強磁性層３３に使用される材質は、第２反強磁性層３１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。
【０２８１】
また図２３に示す工程では、前記第３反強磁性層３３と、その下に形成されている第２反強磁性層３１の両側端部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、前記第３反強磁性層３３の膜厚を調整することが好ましい。
【０２８２】
前記第２反強磁性層３１の膜厚と第３反強磁性層３３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前記第２反強磁性層３１の両側端部Ｃが反強磁性の性質を帯びやすくなるからである。
【０２８３】
図２３に示すように電極層３４まで積層形成した後、前記第３反強磁性層３３を構成する元素からなる反強磁性材料の膜３３ｂ及び電極層３４を構成する元素からなる電極材料の膜３４ｂが付着した前記レジスト層４９をリフトオフで除去する。
【０２８４】
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２２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２２のブロッキング温度よりも低くする。なお前記第２の磁界の大きさを前記フリー磁性層２８の飽和磁界及び前記フリー磁性層２８の反磁界より大きくすることがより好ましい。これによって前記第１反強磁性層２２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、前記第２反強磁性層３１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。
【０２８５】
上記のように第２反強磁性層３１の両側端部Ｃ上に非磁性層３２を介して第３反強磁性層３３が形成されることで、前記第２反強磁性層３１の両側端部Ｃと第３反強磁性層３３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前記第２反強磁性層３１の両側端部Ｃが反強磁性の性質を帯びる。
【０２８６】
このため上記の第２の磁場中アニールによって、前記第２反強磁性層３１の両側端部Ｃは適切に規則化変態し、前記第２反強磁性層３１の両側端部Ｃとフリー磁性層２８の両側端部Ｃとの間に適切な大きさの交換結合磁界が発生する。これによって前記フリー磁性層２８の両側端部Ｃの磁化は、トラック幅方向（図示Ｘ方向）に固定される。
【０２８７】
一方、上記の第２の磁場中アニールによっても、フリー磁性層２８の中央部Ｄ上に形成された第２反強磁性層３１と前記フリー磁性層２８の中央部Ｄ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、前記フリー磁性層２８の中央部Ｄが両側端部Ｃと同様に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。
【０２８８】
前記フリー磁性層２８の中央部Ｄ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である。
【０２８９】
また上記の第２の磁場中アニールで、非磁性層３２を構成するＲｕなどの貴金属元素が、第２反強磁性層３１及び第３反強磁性層３３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前記第２反強磁性層３１及び第３反強磁性層３３の構成元素は、反強磁性層を構成する元素と貴金属元素とから構成される。また前記第２反強磁性層３１及び第３反強磁性層３３内部に拡散した貴金属元素は、前記第２反強磁性層３１の下面側よりも前記第２反強磁性層３１の表面側の方が多く、第３反強磁性層３３の表面側よりも下面側の方が多い。拡散した貴金属元素の組成比は、前記第２反強磁性層３１の表面から下面に向うに従って、及び第３反強磁性層３３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分析装置などで確認することが可能である。
【０２９０】
上記のように本発明の製造方法によれば従来に比べて適切にフリー磁性層２８の磁化制御を行うことができ、狭トラック化においても再生感度に優れた磁気検出素子を製造することができる。
【０２９１】
以上の製造工程によって図１に示す磁気検出素子を製造することが可能である。図２に示す磁気検出素子の製造方法は、図２１ないし図２３に示す工程で行なわれるが、図２２のイオンミリング工程時に、Ｒｕなどで形成された非磁性層３２の両側端部３２ａを完全に除去する。上記したように本発明では、成膜段階における非磁性層３２の膜厚が非常に薄いので低エネルギーのイオンミリング工程を使用して前記非磁性層３２の研削作業を行える。この低エネルギーによるイオンミリングでは、高エネルギーの場合に比べてミリングレートが遅くなるため、ちょうど非磁性層３２の両側端部３２ａが除去された時点でミリングを止めやすい。すなわちミリング制御が従来に比べて容易となり、非磁性層３２を除去したことで露出する第２反強磁性層３１の表面が受けるミリングの影響を十分に小さくできる。
【０２９２】
よって図２２工程で、前記非磁性層３２の両側端部３２ａのみをイオンミリングで削り、その下の第２反強磁性層３１が削られないようにミリング制御を行いやすい。前記第２反強磁性層３１がミリングされなければ、前記第２反強磁性層３１表面にはミリングによるダメージが発生せず、前記第２反強磁性層３１の磁気特性を良好に保つことができる。
【０２９３】
また図２の点線Ｅで示すように若干、第２反強磁性層３１の表面が削られても低エネルギーのイオンミリングであるため、前記第２反強磁性層３１表面はさほど前記イオンミリングによるダメージを受けないものと考えられる。従って図２３工程で前記第２反強磁性層３１の両側端部Ｃ上に第３反強磁性層３３を形成することで、前記第２反強磁性層３１の両側端部Ｃと第３反強磁性層３３とを一体の反強磁性層のように機能させることができ、前記第２反強磁性層３１の両側端部Ｃに適切に反強磁性の性質を帯びさせることができる。よって上記の第２の磁場中アニールにより、前記第２反強磁性層３１の両側端部Ｃを規則化変態でき、前記第２反強磁性層３１の両側端部Ｃとフリー磁性層２８間に交換結合磁界を生じさせることができ、前記フリー磁性層２８の両側端部Ｃを適切にトラック幅方向（図示Ｘ方向）に固定できる。
【０２９４】
また図３に示す磁気検出素子は、図２１に示す工程を施した後、図２２に示す工程でレジスト層４９を形成し、次に図２３工程を施すことで製造できる。つまり図２２工程でイオンミリング工程を施さない。
【０２９５】
図３に示す磁気検出素子の製造方法では、図２１工程で予め非磁性層３２の膜厚を３Å以下程度に薄くして形成しており、あるいは図２１に示す工程で、３Å〜１０Å程度の非磁性層３２を形成した後、前記非磁性層３２の上面全体をイオンミリングによって膜厚が３Å以下となるようにする。
【０２９６】
前記非磁性層３２の膜厚が３Å以下の薄い膜厚であれば、前記第２反強磁性層３１の両側端部Ｃと、その上に前記非磁性層３２を介して形成される第３反強磁性層３３との間に反強磁性的な相互作用を生じさせることができ、したがって図２２に示す工程で、あらためてイオンミリングを施して、前記非磁性層３２の両側端部３２ａの膜厚を薄くする、あるいは前記両側端部３２ａを完全に除去する必要性がない。
【０２９７】
上記した製造方法により、図３のように第２反強磁性層３１上に中央部３２ｂ及び両側端部３２ａともに同じ膜厚を有する非磁性層３２を残すことができる。
【０２９８】
また図１６や図１８に示す形態のフリー磁性層２８を図２１ないし図２３工程での磁気検出素子の製造方法で使用した場合、図２３工程後、第３反強磁性層３３及び電極層３４上をレジスト層で覆い、レジスト層から露出した非磁性層３２の中央部３２ｂ、第２反強磁性層３１の中央部、および図１６に示す磁性層４１や図１９に示すバックド層４６の中央部までをミリング等で削り込んでもよい。
【０２９９】
以上、図１ないし図３のＣＩＰ型の磁気検出素子の製造方法について説明したが、次に図７ないし図９に示すＣＰＰ型の磁気検出素子の製造方法を、特に図１ないし図３の磁気検出素子の製造方法と異なる工程について詳述する。
【０３００】
図７ないし図９に示す磁気検出素子の製造方法において、まず上記した図２１ないし図２２に示す工程を施す。次に図２４に示す工程で、前記非磁性層３２の両側端部３２ａ上に矢印Ｎ方向からのスパッタ角度θ１（図示Ｚ方向に対する傾き）で、第３反強磁性層３３をスパッタ成膜する。次に前記第３反強磁性層３３の上面３３ｂ及び内側端部３３ａ上にかけて矢印Ｋ方向からのスパッタ角度θ２（図示Ｚ方向に対する傾き）で絶縁層６７をスパッタ成膜する。
【０３０１】
なお前記スパッタ角度θ１及びθ２は同じ角度でもよいが、好ましくは、スパッタ角度θ２をスパッタ角度θ１よりも大きくする（すなわちより寝かせる）。これにより前記非磁性層３２の中央部３２ｂの両端部上にまで前記絶縁層６７の内側先端部６７ａを形成しやすくなる。なおスパッタ角度θ１及びθ２は、図示Ｚ方向に対しある程度の傾きを持っていることが好ましい。
【０３０２】
図２５ないし図２７に示す製造工程は図１０に示す磁気検出素子の製造方法を示す一工程図である。各図は記録媒体との対向面側から見た部分断面図である。
【０３０３】
まず図２５工程では、基板２０上に、シードレイヤ２１、第１反強磁性層２２、固定磁性層２３、非磁性材料層２７、フリー磁性層２８、第２反強磁性層３１、および非磁性層３２を連続成膜する。成膜にはスパッタや蒸着法が使用される。図２５に示す固定磁性層２３は、例えばＣｏＦｅ合金などで形成された磁性層２４と磁性層２６と、両磁性層２４、２６間に介在するＲｕなどの非磁性の中間層２５との積層フェリ構造である。前記フリー磁性層２８は、ＣｏＦｅ合金などの拡散防止層２９とＮｉＦｅ合金などの磁性材料層３０との積層構造である。
【０３０４】
本発明では前記第１反強磁性層２２及び第２反強磁性層３１を、ＰｔＭｎ合金、または、Ｘ―Ｍｎ（ただしＸは、Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｏｓ，Ｎｉ，Ｆｅのいずれか１種または２種以上の元素である）合金で、あるいはＰｔ―Ｍｎ―Ｘ′（ただしＸ′は、Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ａｕ，Ａｇ，Ｏｓ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ａｒ，Ｎｅ，Ｘｅ，Ｋｒのいずれか１または２種以上の元素である）合金で形成することが好ましい。
【０３０５】
また前記ＰｔＭｎ合金及び前記Ｘ−Ｍｎの式で示される合金において、ＰｔあるいはＸが３７〜６３ａｔ％の範囲であることが好ましい。また、前記ＰｔＭｎ合金及び前記Ｘ−Ｍｎの式で示される合金において、ＰｔあるいはＸが４７〜５７ａｔ％の範囲であることがより好ましい。特に規定しない限り、〜で示す数値範囲の上限と下限は以下、以上を意味する。
【０３０６】
また、Ｐｔ−Ｍｎ−Ｘ’の式で示される合金において、Ｘ’＋Ｐｔが３７〜６３ａｔ％の範囲であることが好ましい。また、前記Ｐｔ−Ｍｎ−Ｘ’の式で示される合金において、Ｘ’＋Ｐｔが４７〜５７ａｔ％の範囲であることがより好ましい。さらに、前記Ｐｔ−Ｍｎ−Ｘ’の式で示される合金において、Ｘ’が０．２〜１０ａｔ％の範囲であることが好ましい。ただし、Ｘ’がＰｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｏｓ，Ｎｉ，Ｆｅのいずれか１種または２種以上の元素である場合には、Ｘ’は０．２〜４０ａｔ％の範囲であることが好ましい。
【０３０７】
また本発明では前記第１反強磁性層２２の膜厚を８０Å以上で３００Å以下で形成することが好ましい。この程度の厚い膜厚で前記第１反強磁性層２２を形成することにより磁場中アニールで、前記第１反強磁性層２２と固定磁性層２３間に大きな交換結合磁界を発生させることができる。具体的には、４８ｋＡ／ｍ以上、例えば６４ｋＡ／ｍを越える交換結合磁界を発生させることができる。
【０３０８】
また本発明では前記第２反強磁性層３１の膜厚を２０Å以上で５０Å以下で形成することが好ましく、より好ましくは３０Å以上で４０Å以下で形成する。
【０３０９】
本発明では、このように第２反強磁性層３１を薄い膜厚で形成することに第１の特徴点がある。
【０３１０】
上記のように前記第２反強磁性層３１を５０Å以下の薄い膜厚で形成することにより、前記第２反強磁性層３１は反強磁性の性質を有さなくなり、磁場中アニールを施しても、前記第２反強磁性層３１が規則化変態しにくく前記第２反強磁性層３１とフリー磁性層２８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、前記フリー磁性層２８の磁化が、固定磁性層２３と同じように強固に固定されることがない。
【０３１１】
また前記第２反強磁性層３１が２０Å以上、好ましくは３０Å以上で形成されるとしたのは、この程度の膜厚がないと、後工程で前記第２反強磁性層３１の両側端部Ｃ上に第３反強磁性層３３を形成しても、前記第２反強磁性層３１の両側端部Ｃが反強磁性の性質を帯び難く、前記第２反強磁性層３１の両側端部Ｃとフリー磁性層２８の両側端部Ｃ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。
【０３１２】
また図２５工程のように前記第２反強磁性層３１上に非磁性層３２を形成することで、図２５に示す多層膜が大気暴露されても前記第２反強磁性層３１が酸化されるのを適切に防止できる。
【０３１３】
ここで前記非磁性層３２は大気暴露によって酸化されにくい緻密な層である必要がある。また熱拡散などにより前記非磁性層３２が第２反強磁性層３１内部に侵入しても反強磁性層としての性質を劣化させない材質である必要がある。
【０３１４】
本発明では前記非磁性層３２をＲｕ、Ｒｅ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ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ことが好ましい。
【０３１５】
Ｒｕなどの貴金属からなる非磁性層３２は大気暴露によって酸化されにくい緻密な層である。したがって前記非磁性層３２の膜厚を薄くしても前記第２反強磁性層３１が大気暴露によって酸化されるのを適切に防止できる。
【０３１６】
本発明では前記非磁性層３２を３Å以上で１０Å以下で形成することが好ましい。この程度の薄い膜厚の非磁性層３２によっても適切に前記第２反強磁性層３１が大気暴露によって酸化されるのを適切に防止することが可能である。
【０３１７】
本発明では上記のように前記非磁性層３２をＲｕなどの貴金属で形成し、しかも前記非磁性層３２を３Å〜１０Å程度の薄い膜厚で形成したことに第２の特徴点がある。このように薄い膜厚で前記非磁性層３２を形成したことによって次工程のイオンミリング制御を適切に且つ容易に行うことができるのである。
【０３１８】
図２５に示すように基板２０上に非磁性層３２までの各層を積層した後、第１の磁場中アニールを施す。トラック幅Ｔｗ（図示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の反強磁性層１２と固定磁性層２３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、前記磁性層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、前記磁性層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。
【０３１９】
また上記したように、この第１の磁場中アニールによって前記第２反強磁性層３１は膜厚が薄いため規則化変態しにくく、前記第２反強磁性層３１とフリー磁性層２８を構成する磁性材料層３０との間には交換結合磁界は発生しない。前記第２反強磁性層３１は５０Å以下の薄い膜厚で形成されており、反強磁性としての性質を有していないからである。
【０３２０】
また上記した第１の磁場中アニールによって、非磁性層３２を構成するＲｕなどの貴金属元素が、第２反強磁性層３１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前記第２反強磁性層３１の構成元素は、反強磁性層を構成する元素と貴金属元素とから構成される。また前記第２反強磁性層３１内部に拡散した貴金属元素は、前記第２反強磁性層３１の下面側よりも前記第２反強磁性層３１の表面側の方が多く、拡散した貴金属元素の組成比は、前記第２反強磁性層３１の表面から下面に向うに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分析装置などで確認することが可能である。
【０３２１】
次に図２５工程で前記非磁性層３２の表面全体をイオンミリングし、前記非磁性層３２を点線Ｊの位置まで削る。
【０３２２】
ここで前記非磁性層３２を一部削る理由は、できる限り前記非磁性層３２の膜厚を薄くしておかないと前記非磁性層３２の両側端部３２ａ上に形成される第３反強磁性層３３と第２反強磁性層３１の両側端部Ｃとの間で反強磁性的な相互作用を生じさせることができず、フリー磁性層２８の磁化制御を適切に行うことができなくなるからである。
【０３２３】
本発明では、このイオンミリング工程で、前記非磁性層３２の両側端部３２ａの膜厚を０．２Å（平均値）以上で３Å以下にすることが好ましい。この程度にまで前記非磁性層３２の両側端部３２ａの膜厚を薄くすることで、第２反強磁性層３１の両側端部Ｃと第３反強磁性層３３間に反強磁性的な相互作用を生じさせ、前記第２反強磁性層３１の両側端部Ｃと前記第２反強磁性層３１とを一体の反強磁性層のように機能させることができ、前記第２反強磁性層３１の両側端部Ｃに反強磁性の性質を帯びさせることが可能になる。
【０３２４】
図２５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、成膜段階で前記非磁性層３２が３Å〜１０Å程度の非常に薄い膜厚で形成されているからである。このため本発明では、低エネルギーのイオンミリングによって前記非磁性層３２の途中でミリングを止めやすく、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。
【０３２５】
次に図２６に示す工程では、前記非磁性層３２上に第３反強磁性層３３を成膜し、さらに連続して前記第３反強磁性層３３の上にＴａなどで形成された中間層（保護層）３５を成膜する。中間層３５は、第３反強磁性層３３を大気暴露によって酸化されないように保護するためのものである。
前記第３反強磁性層３３を第２反強磁性層３１と同じ材質で形成することが好ましい。
【０３２６】
また図２６に示す工程では、前記第３反強磁性層３３と、その下に非磁性層３２を介して形成されている第２反強磁性層３１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、前記第３反強磁性層３３の膜厚を調整することが好ましい。
【０３２７】
前記第２反強磁性層３１の膜厚と第３反強磁性層３３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前記第２反強磁性層３１が反強磁性の性質を帯びるからである。
【０３２８】
次に図２７に示す工程では、前記中間層３５上にトラック幅方向（図示Ｘ方向）に所定の間隔５０ａを開けて例えば無機材料で形成されたマスク層５０を形成する。前記無機材料としては、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前記マスク層５０を形成する場合には、前記マスク層５０を製造工程後においてもそのまま残して電極層３４として機能させることもできる。
【０３２９】
前記マスク層５０の形成は、例えば前記中間層３５の中央部上にレジスト層（図示しない）を立てておき、その両側を前記マスク層５０で埋めた後、前記レジスト層を除去して前記マスク層５０に所定幅の間隔５０ａを形成する。あるいは前記中間層３５上全体にマスク層５０を形成した後、レジスト層（図示しない）を前記マスク層５０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前記マスク層５０をＲＩＥなどで削って、前記マスク層５０に所定幅の間隔５０ａを形成する。
あるいは本発明ではマスク層５０をレジストで形成してもよい。
【０３３０】
図２７に示す工程では、前記マスク層５０ａの間隔５０ａ内から露出する中間層３５をＲＩＥやイオンミリングによって削り、さらに前記中間層３５下の第３反強磁性層３３を点線Ｋの位置まで削り込む。このとき点線Ｋ下の第３反強磁性層３３の膜厚と第２反強磁性層３１の膜厚を足した総合膜厚が５０Å以下になるまで前記第３反強磁性層３３を削り込むことが好ましい。より好ましくは４０Å以下である。そうしないと、前記第２反強磁性層３１の中央部Ｄ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、前記第２反強磁性層３１の中央部Ｄとフリー磁性層２８の中央部Ｄ間で交換結合磁界が発生し、前記フリー磁性層２８の中央部Ｄの磁化が強固に固定されてしまうからである。
【０３３１】
図２７の点線Ｋのように第３反強磁性層３３の途中まで削り込み、フリー磁性層２８の中央部Ｄ上に前記第３反強磁性層３３を一部残す場合、図５に示す磁気検出素子を製造することができる。
【０３３２】
また前記マスク層５０の間隔５０ａ内から露出する前記第３反強磁性層３３をすべて除去し、非磁性層３２を前記間隔５０ａ内から露出させてもよい。このとき、前記非磁性層３２が途中まで削られてもよい。前記非磁性層３２を前記間隔５０ａ内から露出させた段階でミリングを止めると図４に示す磁気検出素子が完成する。
【０３３３】
さらに前記非磁性層３２もすべて削り、その下に形成されている第２反強磁性層３１を一点鎖線Ｌまで除去してミリングを止めると、図６に示す磁気検出素子が完成する。
【０３３４】
図２７に示すように、前記第３反強磁性層３３は、基板２０表面に対し垂直方向に削り込まれるので、前記第３反強磁性層３３の内側端部３３ａは前記基板２０表面に対し垂直方向（図示Ｚ方向）に形成される。なお当然に、前記第３反強磁性層３３の下側に形成された層まで削り込むときには、削り込まれた各層の内側端面は前記基板２０表面に対し垂直方向に形成された状態になっている。
【０３３５】
なお例えば図２７の点線Ｍのように、マスク層５０の内側端部５０ｂが、下面から上面に向け徐々に前記間隔５０ａが広がる傾斜面や湾曲面で形成されている場合、第３反強磁性層３３等の内側端部３３ａも傾斜面あるいは湾曲面として形成される。
【０３３６】
マスク層５０の内側端部５０ｂが傾斜面あるいは湾曲面として形成されていると、削り込まれる間隔５０ａ内のトラック幅方向（図示Ｘ方向）への幅寸法は下面に向うほど狭くなっていく。このためトラック幅Ｔｗを、前記マスク層５０の間隔５０ａの幅よりもさらに小さくでき、より狭トラック化に対応可能な磁気検出素子を製造することができる。
【０３３７】
またどこまで削り込むかは任意であるが、少なくとも前記フリー磁性層２８の中央部Ｄ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２８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２８がイオンミリング等で削り込まれると、従来と同じように、前記フリー磁性層２８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。
【０３３８】
なお図１９に示す形態では、磁性層４１をすべて除き、非磁性中間層４０の途中まで削り込んでもよい。また図１８に示した形態のフリー磁性層２８を使用する場合、バックド層４６の途中まで削り込んでもよい。
【０３３９】
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２２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２２のブロッキング温度よりも低くする。なお前記第２の磁界の大きさを前記フリー磁性層２８の飽和磁界及び前記フリー磁性層２８の反磁界より大きくすることがより好ましい。これによって前記第１反強磁性層２２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、前記第２反強磁性層３１の両側端部Ｃ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。
【０３４０】
前記第２反強磁性層３１の両側端部Ｃは、その上に形成された第３反強磁性層３３との間で発生する反強磁性的な相互作用によって反強磁性の性質を帯びているから、この第２の磁場中アニールによって、前記第２反強磁性層３１の両側端部Ｃは規則化変態し、前記第２反強磁性層３１の両側端部Ｃとフリー磁性層２８の両側端部Ｃとの間に大きな交換結合磁界が発生する。これによって前記フリー磁性層２８の両側端部Ｃの磁化は、トラック幅方向（図示Ｘ方向）に固定される。
【０３４１】
一方、前記フリー磁性層２８の中央部Ｄ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２８の中央部Ｄ上に形成された第２反強磁性層３１の中央部Ｄは規則化変態せず、前記第２反強磁性層３１の中央部Ｄと前記フリー磁性層２８の中央部Ｄ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２８の中央部Ｄが両側端部Ｃと同様に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。
【０３４２】
前記フリー磁性層２８の中央部Ｄ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である。
【０３４３】
このように本発明では、従来に比べてフリー磁性層２８の磁化制御を適切に行うことができ、狭トラック化においても再生感度に優れた磁気検出素子を製造することができる。
【０３４４】
また上記の第２の磁場中アニールで、非磁性層３２を構成するＲｕなどの貴金属元素が、第２反強磁性層３１及び第３反強磁性層３３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前記第２反強磁性層３１及び第３反強磁性層３３の構成元素は、反強磁性層を構成する元素と貴金属元素とから構成される。また前記第２反強磁性層３１及び第３反強磁性層３３内部に拡散した貴金属元素は、前記第２反強磁性層３１の下面側よりも前記第２反強磁性層３１の表面側の方が多く、第３反強磁性層３３の表面側よりも下面側の方が多い。拡散した貴金属元素の組成比は、前記第２反強磁性層３１の表面から下面に向うに従って、及び第３反強磁性層３３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分析装置などで確認することが可能である。
【０３４５】
またこの第２の磁場中アニールを図２６工程の後、すなわち非磁性層３２上に第３反強磁性層３３及び中間層３５を成膜した後、施してもよい。かかる場合、前記第２反強磁性層３１は第３反強磁性層３３が重ねて形成されたことで、反強磁性の性質を帯びており、第２の磁場中アニールで前記第２反強磁性層３１は規則化変態し、前記第２反強磁性層３１とフリー磁性層２８との間で大きな交換結合磁界が生じ、一旦、フリー磁性層２８全体の磁化がトラック幅方向に固定されやすくなるが、図２７工程で、第３反強磁性層３３の中央部Ｄや前記第３反強磁性層３３及び第２反強磁性層３１の中央部Ｄを削り込むことで、前記フリー磁性層２８の中央部Ｄ上に形成された反強磁性層との間で発生する交換結合磁界は弱まり、前記フリー磁性層２８の中央部Ｄを磁化反転しやすい程度に弱い磁化に変えることができるものと考えられる。
【０３４６】
図２８は、電極層３４の形成工程を示す一工程図である。図面は記録媒体との対向面側から部分拡大断面図である。
【０３４７】
図２７に示すマスク層５０がレジストなど、残しておいても電極層とはなり得ない材質の場合、前記マスク層５０を除去した後、電極層３４を前記第３反強磁性層３３上に形成しなければならない。
【０３４８】
図２８工程に示すように、前記第３反強磁性層３３間の間隔５０ａから、さらに前記第３反強磁性層３３の一部の上面にまでレジスト層５１を形成する。なお前記間隔５０ａ内にのみレジスト層５１を設けてもよい。そして前記レジスト層５１に覆われていない前記第３反強磁性層３３上に電極層３４を成膜し、前記レジスト層５１を除去する。これによって前記第３反強磁性層３３上に電極層３４を形成できる。
【０３４９】
以上図４ないし図６に示すＣＩＰ型の磁気検出素子の製造方法について説明したが、次に図１１ないし図１２に示すＣＰＰ型の磁気検出素子の製造方法を、特に図４ないし図６に示す磁気検出素子の製造方法と異なる部分について詳述する。
【０３５０】
図２５工程後、図２６工程で、第３反強磁性層３３の上に第１絶縁層７０を連続スパッタ成膜する。
【０３５１】
次に図２９に示すように前記第１絶縁層７０の上に露光現像によってトラック幅方向（図示Ｘ方向）の中央部に穴部８０ａが設けられたレジスト層８０を形成する。
【０３５２】
次に図２９に示す矢印Ｏ方向からのイオンミリングによって前記レジスト層８０に覆われていない第１絶縁層７０及び第３反強磁性層３３を削り込む（図２９に示す点線部分の各層が除去される）。この削り込みをどこまでにするかによって形態が図１０ないし図１２のように変化する。
【０３５３】
なお、第３反強磁性層３３の両側端部Ｃ上に第１絶縁層７０を形成し、前記第１絶縁層７０をマスクとして、前記第１絶縁層に７０覆われていない前記第３反強磁性層３３の中央部Ｄを削ってもよい。
【０３５４】
なお図２９に示す前記レジスト層８０の内側端面８０ｂは、垂直面であるが、これが傾斜面あるいは湾曲面であるかまたは、イオンビーム時のビーム入射角が基板面から傾いていると、前記イオンミリングによる削り込みによって第３反強磁性層３３の両側端部３３ａも傾斜面あるいは湾曲面として形成される。そして前記レジスト層８０を除去する。
【０３５５】
図３０に示す工程では、前記第１絶縁層７０上から前記第３反強磁性層３３及び第１絶縁層の内側端部、および磁気検出素子の中央部ＤにかけてＡｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、ＡｌＮ、Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ、Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ、Ｔｉ2Ｏ3、Ｔｉ3Ｏ5などの絶縁材料からなる第２絶縁層７１をスパッタ成膜する。スパッタ法には、イオンビームスパッタ法、ロングスロースパッタ法、コリメーションスパッタ法などを使用できる。
【０３５６】
ここで注意すべき点は、前記第２絶縁層７１を形成する際のスパッタ角度θ３（図示Ｚ方向からの傾き）にある。図３０に示すようにスパッタ方向Ｐは、多層膜の各層の膜面の垂直方向に対しθ３のスパッタ角度を有しているが本発明では前記スパッタ角度θ３をできる限り大きくして（すなわちより寝かせて）、前記第３反強磁性層３３の内側端部３３ａ上に第２絶縁層７１が成膜されやすいようにすることが好ましい。例えば前記スパッタ角度θ３は５０〜７０°である。
【０３５７】
このように前記スパッタ角度θ３を大きくすることで、前記第３反強磁性層３３の内側端部３３ａ上に形成される第２絶縁層７１のトラック幅方向（図示Ｘ方向）への膜厚Ｔ３を、磁気検出素子の上面や第１絶縁層７０に形成される第２絶縁層７１の膜厚Ｔ４よりも厚く形成できる。このように前記第２絶縁層７１の膜厚を調整しないと次工程でのイオンミリングで、前記第３反強磁性層３３の内側端部３３ａ上に形成された第２絶縁層７１がすべて除去されてしまい、あるいは第２絶縁層７１が残ってもその膜厚は非常に薄くなり、適切に分流ロスを低減させるための絶縁層として機能させることができない。
【０３５８】
次に図３０に示すように多層膜の各層の膜面と垂直方向（図示Ｚ方向と平行な方向）あるいは垂直方向に近い角度（多層膜の各層表面の垂直方向に対し０°〜２０°程度）からイオンミリングＱを施す。このとき磁気検出素子の中央部Ｄ上に形成された第２絶縁層７１を適切に除去するまでイオンミリングを施す。このイオンミリングによって第３反強磁性層３３の上面３３ｂに形成された第２絶縁層７１も除去される。一方、前記第３反強磁性層３３の内側端部３３ａ上に形成された第２絶縁層７１も若干削れるものの、前記磁気検出素子の中央部Ｄ上に形成された第２絶縁層７１よりも厚い膜厚Ｔ３を有し、しかもイオンミリングのミリング方向Ｑは、前記第３反強磁性層３３の内側端部３３ａ上に形成された第２絶縁層７１から見ると斜め方向になるため、第３反強磁性層３３の内側端部３３ａ上に形成された第２絶縁層７１は、磁気検出素子の中央部Ｄ上に形成された第２絶縁層７１に比べて削られ難く、よって前記第３反強磁性層３３の内側端部３３ａ上には適度な膜厚の第２絶縁層７１が残される。
【０３５９】
その状態が図３１である。前記第３反強磁性層３３の内側端部３３ａ上に残される第２絶縁層７１のトラック幅方向における膜厚Ｔ３は５〜１０ｎｍ程度であることが好ましい。
【０３６０】
図３１に示すように前記第３反強磁性層３３の上面３３ｂは第１絶縁層７０によって覆われ、また前記第３反強磁性層３３の内側端部３３ａは前記第２絶縁層７１によって覆われた状態になっている。そして必要ならば、前記絶縁層７０、７１から前記磁気検出素子の中央部Ｄにかけて図１０に示す非磁性層６９を形成した後、上部電極を兼ね備えた上部シールド層６８をメッキ形成する。
【０３６１】
以上のようにして形成された磁気検出素子では、第３反強磁性層３３の上面３３ｂ、および内側端部３３ａ上を適切に絶縁層７０、７１によって覆うことができ、シールド層から流れる電流の分流ロスを適切に抑制できるＣＰＰ型の磁気検出素子を製造することが可能になる。
【０３６２】
図１３及び図１４に示す磁気検出素子では下部シールド層６５に突出部６５ａ及び前記下部シールド層６５の両側端部６５ｂとシードレイヤ２１間に絶縁層７８を形成するものであるが、これはまず下部シールド層６５をメッキやスパッタで形成し表面を平滑化するポリシングを施した後、前記下部シールド層６５のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の中央部上にレジスト層を形成し、このレジスト層に覆われていない前記下部シールド層６５の両側端部６５ｂをイオンミリングで途中まで削り込む。これによって前記下部シールド層６５のトラック幅方向の中央部に突出部６５ａを形成することができる。
【０３６３】
さらに前記レジスト層に覆われていない前記下部シールド層６５の両側端面６５ｂ上に絶縁層７８をスパッタ成膜し、前記絶縁層７８の上面が前記下部シールド層６５の突出部６５ａの上面６５ａ１とほぼ同一平面となった時点で前記スパッタ成膜を終了する。そして前記レジスト層を除去する。なお前記レジスト層を除去した後、前記下部シールド層６５の突出部６５ａの上面６５ａ１及び絶縁層７８の上面をＣＭＰなどを用いて研磨し、前記突出部６５ａの上面６５ａ１と絶縁層７８の上面を高精度に同一平面となるようにしてもよい。この場合、最初のポリシング工程は不要である。
【０３６４】
以上、各実施形態の磁気検出素子の製造方法について説明したが、本発明では、まず第２反強磁性層３１を単独では反強磁性の性質を有さない程度に薄い膜厚で且つ第３反強磁性層３３が重ねて形成されることで、反強磁性の性質を適切に帯びる膜厚、具体的には２０Å以上で５０Å以下、好ましくは３０Å以上で４０Å以下の膜厚で形成している。
【０３６５】
また非磁性層３２をＲｕなど、大気暴露によっても酸化されにくい材質で形成し、この非磁性層３２を３Åから１０Å程度の薄い膜厚で成膜している。このため前記非磁性層３２をイオンミリングで削る工程のとき、低エネルギーによるイオンミリングを使用でき、前記非磁性層３２の途中でイオンミリンを止めやすく、あるいは前記非磁性層３２がすべて除去されても、その下に形成された第２反強磁性層３１がイオンミリングによって削られないようにミリング制御をしやすく、よって前記第２反強磁性層３１に与えられるミリングによるダメージを少なくできる。
【０３６６】
またこのように非磁性層３２をイオンミリングでさらに薄く形成することで、前記第２反強磁性層３１の両側端部Ｃと、その上に前記非磁性層３２を介して形成された第３反強磁性層３３間に反強磁性的な相互作用を生じさせ、前記第２反強磁性層３１の両側端部Ｃと前記第３反強磁性層３３とを一体の反強磁性層のように機能させることができる。従って本発明では前記第２反強磁性層３１の両側端部Ｃにのみ反強磁性の性質を帯びさせることができ、磁場中アニールによって前記第２反強磁性層３１の両側端部Ｃを規則化変態でき、前記第２反強磁性層３１の両側端部Ｃと前記フリー磁性層２８の両側端部Ｃ間に交換結合磁界を生じさせることができる。
【０３６７】
一方、前記フリー磁性層２８の中央部Ｄ上には、反強磁性の性質を帯びない薄い膜厚の第２反強磁性層３１が形成されているのみであるから、磁場中アニールによっても前記第２反強磁性層３１の中央部Ｄは規則化変態しづらく前記フリー磁性層２８の中央部Ｄとフリー磁性層２８の中央部Ｄ間には交換結合磁界は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２８の中央部Ｄの磁化は外部磁界に対し磁化反転可能な程度に弱く単磁区化される。
【０３６８】
以上のように本発明における磁気検出素子の製造方法によれば、Ｒｕなどで形成された膜厚の薄い非磁性層３２の存在によって、低エネルギーのイオンミリングを使用でき、また単独層なら反強磁性の性質を有さない第２反強磁性層３１と、前記第２反強磁性層３１の両側端部Ｃ上に形成された第３反強磁性層３３との積層構造によって適切にフリー磁性層２８の磁化制御を行うことができ、本発明では狭トラック化に適切に対応可能な磁気検出素子を製造することが可能になっている。
【０３６９】
なお上述したＣＩＰ型の磁気検出素子を用いて磁気ヘッドを構成するときには、基板２０とシードレイヤ２１の間に、アルミナなどの絶縁性材料からなる下地層、この下地層上に積層される磁性合金からなる下部シールド層、及びこの下部シールド上に積層される絶縁性材料からなる下部ギャップ層が形成される。磁気検出素子は前記下部ギャップ層上に積層される。また、この磁気検出素子上には、絶縁性材料からなる上部ギャップ層、及びこの上部ギャップ層上に積層される磁性合金からなる上部シールド層が形成される。また、前記上部シールド層上に書き込み用のインダクティブ素子が積層されてもよい。
【０３７０】
また本発明における磁気検出素子はハードディスク装置に内蔵される磁気ヘッドに装備されるほか磁気センサなどにも使用可能である。
【０３７１】
【実施例】
図３２は、ＣｏＦｅ合金で形成されたフリー磁性層上にＰｔＭｎ合金からなる第２反強磁性層及びＴａからなる非磁性層を形成し、この時点で前記フリー磁性層にかかる交換バイアス磁界（Ｈｂｆ）を測定したときの「実験１」の結果と、さらに、前記非磁性層をイオンミリングにてすべて除去し、さらに前記第２反強磁性層の表面も一部削り込んだ後、残された前記第２反強磁性層の膜厚と合わせて３００Åの膜厚となるように前記第２反強磁性層上にＰｔＭｎ合金からなる第３反強磁性層を形成した後に前記フリー磁性層にかかる交換バイアス磁界（Ｈｂｆ）を測定したときの「実験２」の結果とを示すグラフである。
【０３７２】
ここで交換バイアス磁界（Ｈｂｆ）とは、フリー磁性層と第２反強磁性層間で発生する交換結合磁界の他、固定磁性層との間で作用する静磁界など、前記フリー磁性層に及ぼす全ての磁界のことである。
【０３７３】
実験に使用された成膜段階における膜構成は以下の通りである。積層膜は下から、
基板／下地層：Ｔa（３２）／シードレイヤ：（Ｎｉ0.8Ｆｅ0.2）77at%Ｃｒ23at%（３０）／第１反強磁性層Ｐｔ50at%Ｍｎ50at%（１６０）／固定磁性層：[Ｃｏ90at%Ｆｅ10at%（１８）／Ｒｕ（８．７）／Ｃｏ90at%Ｆｅ10at%（２２）]／非磁性材料層：Ｃｕ（２１）／フリー磁性層：[Ｃｏ90at%Ｆｅ10at％（８）／Ｎｉ80at%Ｆｅ20at%（２４）]／第２反強磁性層：Ｐｔ50at%Ｍｎ50at%（Ｘ）／非磁性層：Ｔａ（１５）である。なお括弧書きは膜厚を示しており、単位はÅである。
【０３７４】
実験では、第２反強磁性層の膜厚（成膜段階）を変化させ、前記第２反強磁性層の膜厚の異なる個々のサンプルに対して第１回目の磁場中アニールを施した。
【０３７５】
磁場中アニール条件は、７９０（ｋＡ／ｍ）の磁場をハイト方向にかけながら、３００℃、約４時間の熱処理を行った。
【０３７６】
そして前記フリー磁性層にかかる交換バイアス磁界（Ｈｂｆ）がどの程度の大きさであるかを測定した。その結果は、図３２における「実験１」のグラフに表されている。
【０３７７】
図３２に示すように、第２反強磁性層の膜厚（成膜段階）が５０Å程度以下であると交換バイアス磁界（Ｈｂｆ）は０（Ａ／ｍ）に近い数値になることがわかる。
【０３７８】
このことから前記第２反強磁性層の膜厚が５０Å以下であれば、前記フリー磁性層と第２反強磁性層間にはほとんど交換結合磁界が発生せず、前記フリー磁性層の磁化が、磁場中アニールによって固定されるといったことが起きないことがわかった。
【０３７９】
前記第２反強磁性層の膜厚が５０Åよりも大きくなるにつれ、前記交換バイアス磁界（Ｈｂｆ）は絶対値で大きくなっていく。これはフリー磁性層と第２反強磁性層間に交換結合磁界が生じ、その値が大きくなっていることを意味する。
【０３８０】
次に実験では、上記した膜構成の最上層であるＴａ膜からなる非磁性層をイオンミリングで除去する。Ｔａ膜は大気暴露による酸化によって成膜段階よりも膜厚が大きくなっており、高エネルギーのイオンミリングを使用しないと、前記Ｔａ膜を適切に除去できない。
【０３８１】
実験では前記Ｔａ膜をイオンミリングで除去するが、このときＴａ膜を除去したときに露出する第２反強磁性層表面の一部までも削り込まれる。高エネルギーのイオンミリングのためミリング制御が非常に困難であるからである。そして前記第２反強磁性層上に第３反強磁性層を形成するが、このとき残された前記第２反強磁性層と第３反強磁性層との総合膜厚が３００Åとなるように、前記第３反強磁性層を成膜する。
【０３８２】
そして２回目の磁場中アニールを行う。２回目の磁場中アニールはハイト方向に約１０（ｋＡ／ｍ）の磁場をかけ、２９０℃で約４時間の熱処理を行う。そして前記フリー磁性層にかかる交換バイアス磁界（Ｈｂｆ）を測定した。その実験結果は図１９の「実験２」のグラフに示されている。
【０３８３】
図３２に示すように、「実験２」における交換バイアス磁界は、第２反強磁性層の膜厚（成膜段階）が１００Å程度であっても０（Ａ／ｍ）に近い数値であり、「実験１」の交換バイアス磁界と「実験２」の交換バイアス磁界を比べると、「実験２」の方が「実験１」に比べて絶対値で小さいことがわかる。
【０３８４】
この実験結果からわかったことは、「実験２」で使用したサンプルのように、高エネルギーのイオンミリングによって第２反強磁性層の一部までも削り込まれた場合には、前記第２反強磁性層にイオンミリングによるダメージが生じ、前記第２反強磁性層に磁気特性の劣化が生じやすくなり、前記第２反強磁性層の上に第３反強磁性層を形成しても、前記第２反強磁性層と第３反強磁性層とが一体の反強磁性層のように機能しにくく、前記第２反強磁性層が適切に反強磁性の性質を帯びないものと考えられる。
【０３８５】
あるいは非磁性層を構成するＴａ元素が成膜段階、あるいは磁場中アニールの影響で、第２反強磁性層内部に拡散してしまい、前記第２反強磁性層の反強磁性の性質を劣化させるものと考えられる。
【０３８６】
例えば図３２の第２反強磁性層の膜厚（成膜段階）が１００Åのときの交換バイアス磁界（Ｈｂｆ）を見てみると、「実験１」、すなわち非磁性層まで成膜し、１回目の磁場中アニールを施した後に測定した交換バイアス磁界は、絶対値で約１２ｋ（Ａ／ｍ）であり、第２反強磁性層とフリー磁性層間にはかなり大きな交換結合磁界が発生していると推測できる。
【０３８７】
ところが、「実験２」、すなわち非磁性層、および第２反強磁性層の一部を除去し、次に第３反強磁性層を付け足して、２回目の磁場中アニールを施した後に測定した交換バイアス磁界は、「実験１」よりも絶対値で小さくなってしまうことがわかる。
【０３８８】
本来なら「実験１」の場合よりも「実験２」の場合の方が、反強磁性層の膜厚が厚くなっているのだから、「実験２」の方が「実験１」よりも絶対値で大きな交換バイアス磁界が得られてもよさようなものであるが、「実験２」の場合、絶対値で急激に交換バイアス磁界が小さくなるのは、上記したように、イオンミリングによるダメージによって第２反強磁性層の磁気特性が劣化し、さらにはＴａ元素の拡散によって前記第２反強磁性層の反強磁性としての性質が劣化したからであると考えられる。
【０３８９】
以上のことから、非磁性層としてＴａ膜を使用すると、第２反強磁性層へのイオンミリングによるダメージが大きくなり、あるいはＴａ元素の拡散によって、第３反強磁性層を付け足しても交換バイアス磁界が小さくなってしまい、良好なフリー磁性層の磁化制御が行えないことがわかった。
【０３９０】
次に非磁性層としてＲｕを用い、フリー磁性層の膜厚及び第２反強磁性層の膜厚が異なる複数のサンプルを用意し、前記非磁性層に対するイオンミリング時間と、フリー磁性層への交換バイアス磁界（Ｈｂｆ）との関係を測定した。
【０３９１】
実験に使用した膜構成は以下の通りである。膜構成は下から、
基板／シードレイヤ：（Ｎｉ0.8Ｆｅ0.2）60at%Ｃｒ40at%（６０）／第１反強磁性層Ｐｔ50at%Ｍｎ50at%（１２０）／固定磁性層：[Ｃｏ90at%Ｆｅ10at%（１４）／Ｒｕ（８．７）／Ｃｏ90at%Ｆｅ10at%（２０）]／非磁性材料層：Ｃｕ（２１）／フリー磁性層：[Ｃｏ90at%Ｆｅ10at%（１６）／Ｎｉ80at%Ｆｅ20at%（１８）]／第２反強磁性層：Ｐｔ50at%Ｍｎ50at%（Ｙ）／非磁性層：Ｒｕ（８）である。なお括弧書きは膜厚を示しており、単位はÅである。
【０３９２】
第２反強磁性層の膜厚（成膜段階）が３０Å、４０Åからなる２種類のサンプルを作成した。
【０３９３】
まず上記した膜構成のサンプルに対し一回目の磁場中アニールを行う。磁場中アニールの条件は、ハイト方向に７９０（ｋＡ／ｍ）の磁場をかけ、２９０℃で約４時間の熱処理を行った。
【０３９４】
次に前記非磁性層をイオンミリングで削る。実験ではイオンミリング時間を１０秒から５０秒の範囲とした。
【０３９５】
その後、前記Ｒｕからなる非磁性層上に第３反強磁性層を成膜し、このとき前記第２反強磁性層の膜厚と前記第３反強磁性層の膜厚を足し合わせた総合膜厚が３００Åとなるように前記第３反強磁性層の膜厚を調整した。さらに前記第３反強磁性層の上に３０ÅのＴａからなる保護層を設けた。
【０３９６】
次に、７９０ｋ（Ａ／ｍ）で着磁した後、ハイト方向に約２４ｋ（Ａ／ｍ）の磁場をかけて熱処理温度が２９０℃で４時間の磁場中アニールを施した。
【０３９７】
そして前記フリー磁性層にかかる交換バイアス磁界（Ｈｂｆ）を測定した。その実験結果が図２０に示されている。
【０３９８】
図３３に示すように、成膜段階での第２反強磁性層の膜厚が４０Åのとき、Ｒｕからなる非磁性層に対するイオンミリング時間が３０秒のとき最も交換バイアス磁界が大きくなることがわかった。
【０３９９】
また成膜段階での第２反強磁性層の膜厚が３０Åのときも、イオンリング時間を３０秒とすれば、最も交換バイアス磁界を大きくできることがわかった。
【０４００】
図３３を全体的に見ると、成膜段階での第２反強磁性層の膜厚が３０Åの場合、成膜段階での第２反強磁性層の膜厚が４０Åに比べて交換バイアス磁界が小さくなるが、これは成膜段階での第２反強磁性層の膜厚が小さいほど、前記第２反強磁性層上に第３反強磁性層を重ねて形成しても、磁場中アニールによる前記反強磁性層の規則化が弱くなり、前記第２反強磁性層とフリー磁性層間で発生する交換結合磁界が小さくなるためと考えられる。しかしながら成膜段階での前記第２反強磁性層の膜厚が３０Å程度であっても、イオンミリング時間を２０秒以上にすれば十分にフリー磁性層の磁化制御を行うことができるものと考えられる。
【０４０１】
またイオンミリング時間が３０秒のとき最も交換バイアス磁界が大きくなるのは、この時点でほぼＲｕからなる非磁性層が削り取られているためであると考えられる。すなわちイオンミリング時間が３０秒よりも短いほど第２反強磁性層上にＲｕからなる非磁性層が残りやすく、第２反強磁性層と第３反強磁性層間の反強磁性的な相互作用が弱まり、前記第２反強磁性層を磁場中アニールによっても規則化が弱まるため、前記第２反強磁性層とフリー磁性層間に発生する交換結合磁界が小さくなってしまうものと考えられる。
【０４０２】
一方、イオンミリング時間を３０秒よりも長くすると、Ｒｕからなる非磁性層が完全に除去され、さらに第２反強磁性層までも一部削られ、前記第２反強磁性層がイオンミリングによるダメージを受けて磁気特性が劣化し、そのために交換バイアス磁界が低下するものと考えられる。
【０４０３】
図３３の実験結果によれば、Ｒｕの非磁性層が８Åのとき、イオンミリング時間を２０秒から４０秒程度にすると、フリー磁性層に対する交換バイアス磁界を大きくできることがわかった。
【０４０４】
次に本発明では、Ｒｕからなる非磁性層をイオンミリングするときのミリング角度を変えて、フリー磁性層にかかる縦バイアス磁界を測定した。
【０４０５】
実験に使用した膜構成は以下の通りである。膜構成は下から、
基板／シードレイヤ：（Ｎｉ0.8Ｆｅ0.2）60at%Ｃｒ40at%（６０）／第１反強磁性層Ｐｔ50at%Ｍｎ50at%（１２０）／固定磁性層：[Ｃｏ90at%Ｆｅ10at%（１４）／Ｒｕ（８．７）／Ｃｏ90at%Ｆｅ10at%（２０）]／非磁性材料層：Ｃｕ（２１）／フリー磁性層：Ｃｏ90at%Ｆｅ10at%（２４）／第２反強磁性層：Ｐｔ50at%Ｍｎ50at%（３０）／非磁性層：Ｒｕ（８）である。なお括弧書きは膜厚を示しており、単位はÅである。
【０４０６】
次に上記膜構成からなるサンプルに対し第１の磁場中アニールを施し、Ｒuからなる非磁性層をイオンミリングした。イオンミリングの角度は基板表面の垂直方向に対し４０°、５０°、６０°傾いた角度の３種類である。またイオンミリング時間を２０秒〜５０秒とした。その後、第３反強磁性層の付け足しや第２の磁場中アニールを施すが、その条件はすべて図３３に示す実験での条件と同じである。
【０４０７】
実験では、各イオンミリング角度時において、イオンミリング時間が２０秒、３０秒、４０秒及び５０秒のときにフリー磁性層にかかる交換バイアス磁界を求めた。その実験結果は図３４に表されている。
【０４０８】
図３４に示すように、ミリング角度が４０°のとき、ミリング時間を２０秒以上にすると交換バイアス磁界が絶対値で小さくなっていくことがわかる。ミリング角度を４０°とするとミリングレートが、５０°、６０°のミリング角度時に比べて速いため、ミリング時間を長くしすぎると、Ｒｕからなる非磁性層が削られるのみならず第２反強磁性層も削られやすくなりミリングによるダメージを受け、前記第２反強磁性層の磁気特性が劣化しやすくなる。このためミリング角度が４０°のときは、５０°や６０°の場合に比べてミリング時間を長くすると交換バイアス磁界が低下しやすくなる。
【０４０９】
ミリング角度が６０°のときは、ミリング時間を３０秒程度にすると最も絶対値で大きい交換バイアス磁界を得られることがわかった。ミリング時間を３０秒より長くしていくと徐々に交換バイアス磁界の絶対値は小さくなっていくことがわかる。
【０４１０】
これは上記したように、Ｒｕからなる非磁性層のみならず第２反強磁性層もイオンミリングによるダメージを受けて磁気特性が劣化するためであると考えられる。
【０４１１】
図３４に示す実験結果では、ミリング角度を４０°〜６０°としてもミリング時間を適切に調整することで、大きな交換バイアス磁界を得られることがわかった。なおミリング角度は３０°以上で７０°以下程度であってもミリング時間の調整によって大きな交換バイアス磁界を得られるものと考えられる。
【０４１２】
【発明の効果】
以上詳細に説明した本発明の第１の磁気検出素子は、フリー磁性層上には第２反強磁性層が設けられ、少なくとも前記第２反強磁性層の中央部上には非磁性層が設けられ、前記第２反強磁性層の両側端部上には、第３反強磁性層が設けられることを特徴とするものである。
【０４１３】
また本発明の第２の磁気検出素子は、前記フリー磁性層の少なくとも両側端部上には第２反強磁性層が設けられ、前記第２反強磁性層上には非磁性層が設けられ、さらに前記非磁性層の上には第３反強磁性層が設けられることを特徴とするものである。
【０４１４】
上記の本発明による磁気検出素子によれば、前記フリー磁性層の両側端部上には、第２反強磁性層と第３反強磁性層とが積層されており、前記第２反強磁性層と第３反強磁性層とが一体の反強磁性層のようになっている。従って前記フリー磁性層の両側端部の磁化は前記第２反強磁性層との間で発生する交換結合磁界によって強固にトラック幅方向に固定された状態になり、一方、フリー磁性層の中央部は外部磁界に対し磁化変動できる程度に弱く単磁区化された状態になっている。
【０４１５】
本発明におけるフリー磁性層の磁化制御の方法は以下の点に特徴点がある。
本発明では、成膜段階で第２反強磁性層を単独では反強磁性の性質を有さない程度の薄い膜厚で形成することに第１の特徴点がある。これによって完成した磁気検出素子のフリー磁性層の中央部と前記第２反強磁性層の中央部との間で交換結合磁界が発生するのを抑制でき、前記フリー磁性層の中央部の磁化を外部磁界に対し磁化反転できる程度に弱く単磁区化できるのである。
【０４１６】
次に本発明では、成膜段階で前記第２反強磁性層の上に非磁性層を成膜するが、この非磁性層をＲｕなど大気暴露によっても酸化しにくい材質で形成し、前記非磁性層を薄い膜厚で形成している点に第２の特徴点がある。本発明では、前記非磁性層の両側端部を低エネルギーのイオンミリングで削って膜厚調整を行うことができ、従来に比べて前記非磁性層の下側の層に対してイオンミリングによるダメージを与え難い。
【０４１７】
また前記非磁性層の両側端部を薄い膜厚にイオンミリングすることで、第２反強磁性層の両側端部と第３反強磁性層間に反強磁性的な相互作用を生じさせることができ、前記第２反強磁性層の両側端部が反強磁性の性質を帯び、磁場中アニールによって前記第２反強磁性層の両側端部とフリー磁性層の両側端部間に大きな交換結合磁界が発生し、前記フリー磁性層の両側端部の磁化を適切に固定することが可能になる。
【０４１８】
以上のように本発明では、従来における磁気検出素子に比べてより効果的にフリー磁性層の磁化制御を行うことができる構造であり、狭トラック化に適切に対応可能な磁気検出素子を製造することが可能である。
【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の形態（参考例）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】本発明の第６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７】本発明の第７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８】本発明の第８の形態（参考例）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９】本発明の第９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１０】本発明の第１０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１１】本発明の第１１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１２】本発明の第１２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１３】本発明の第１３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１４】本発明の第１４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１５】本発明におけるフリー磁性層の形態を記録媒体との対向面側から見た部分拡大断面図、
【図１６】本発明におけるフリー磁性層の別の形態を記録媒体との対向面側から見た部分拡大断面図、
【図１７】本発明におけるフリー磁性層の別の形態を記録媒体との対向面側から見た部分拡大断面図、
【図１８】本発明におけるフリー磁性層の別の形態を記録媒体との対向面側から見た部分拡大断面図、
【図１９】本発明の第１５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２０】本発明の第１６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２１】図１の形態の磁気検出素子の製造工程を示す一工程図
【図２２】図２１の次に行なわれる一工程図、
【図２３】図２２の次に行なわれる一工程図、
【図２４】図７の形態の磁気検出素子の製造工程を示す一工程図、
【図２５】図４の形態の磁気検出素子の製造工程を示す一工程図、
【図２６】図２５の次に行なわれる一工程図、
【図２７】図２６の次に行なわれる一工程図、
【図２８】電極層を形成するための工程を示す一工程図、
【図２９】図１０の形態の磁気検出素子の製造工程を示す一工程図、
【図３０】図２９の次に行なわれる一工程図、
【図３１】図３０の次に行なわれる一工程図、
【図３２】非磁性層としてＴａ膜を用いたときの第２反強磁性層の膜厚（成膜段階）とフリー磁性層にかかる交換バイアス磁界との関係を示すグラフ、
【図３３】非磁性層としてＲｕを用いたときの前記非磁性層に対するイオンミリング時間と交換バイアス磁界との関係を示すグラフ、
【図３４】非磁性層としてＲｕを用いたときの前記非磁性層に対するイオンミリング角度及びミリング時間と交換バイアス磁界との関係を示すグラフ、
【図３５】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３６】従来における別の磁気検出素子の製造工程を示す一工程図、
【図３７】図３６の次に行なわれる一工程図、
【符号の説明】
２０  基板
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  フリー磁性層
３１  第２反強磁性層
３２  非磁性層
３３  第３反強磁性層
３４  電極層
４９、８０  レジスト層
５０  マスク層
６５  下部シールド層
６７  絶縁層
６８  上部シールド層
７０  第１絶縁層
７１  第２絶縁層
Ｃ  両側端部
Ｄ  中央部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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