(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
反強磁性層、前記反強磁性層との交換結合磁界により磁化方向が固定される固定磁性層、非磁性材料層、及び磁化が外部磁界に対し変動するフリー磁性層を有する多層膜を有し、
前記多層膜の両側部には、硬磁性材料で形成されて前記フリー磁性層の磁化方向を前記固定磁性層の固定磁化方向と交叉する方向へ揃える第１のハードバイアス層と、第１のハードバイアス層に重ねられて、硬磁性層で形成された第２のハードバイアス層とが設けられ、
前記第２のハードバイアス層は、前記第１のハードバイアス層よりも前記多層膜の側面から離れた位置にあり、前記多層膜の側面と前記第２のハードバイアス層との間で且つ前記第１のハードバイアス層と重なる位置に、非磁性層が介在し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ハードバイアス層の膜厚よりも前記第２ハードバイアス層の膜厚のほうが厚い請求項１記載の磁気検出素子。
【請求項３】
前記第１ハードバイアス層の多層膜側の側面は、前記フリー磁性層の側面と、非磁性材料からなる膜厚１ｎｍ以下のバイアス下地層を介して対向している請求項１または２記載の磁気検出素子。
【請求項４】
前記第１ハードバイアス層上の一部と、前記第２ハードバイアス層上の全ての領域と重なる絶縁層が形成される請求項１ないし３のいずれかに記載の磁気検出素子。
【請求項５】
前記多層膜及び前記ハードバイアス層は、基板上に形成された磁性材料からなる下部シールド層上に積層される絶縁性材料からなる下部ギャップ層上に形成され、前記多層膜及び前記ハードバイアス層上には絶縁性材料からなる上部ギャップ層と、前記上部ギャップ層上に積層される磁性材料からなる上部シールド層が形成され、
前記第１ハードバイアス層と前記第２ハードバイアス層のうち、前記第１ハードバイアス層のみと重なる領域における前記上部シールド層と前記下部シールド層間の距離をＧｌｓ、前記多層膜の中央と重なる位置における前記上部シールド層と前記下部シールド層間の距離をＧｌｃとしたときに、
前記ＧｌｓとＧｌｃの差の値を、磁気検出素子の実効トラック幅が０．１７μｍとなる値以下に設定する請求項１ないし３のいずれかに記載の磁気検出素子。
【請求項６】
前記第１ハードバイアス層と前記第２ハードバイアス層のうち、前記第１ハードバイアス層のみと重なる領域であって前記絶縁層と重ならない領域における、前記上部シールド層と前記下部シールド層間の距離をＧｌｓ、前記多層膜の中央と重なる位置における前記上部シールド層と前記下部シールド層間の距離をＧｌｃとしたときに、
前記ＧｌｓとＧｌｃの差の値を、磁気検出素子の実効トラック幅が０．１７μｍとなる値以下に設定する請求項４に記載の磁気検出素子。
【請求項７】
前記Ｇｌｓと前記Ｇｌｃの値を、Ｇｌｃ−２０ｎｍ≦Ｇｌｓ≦Ｇｌｃ＋９０ｎｍを満たす範囲に設定する請求項５または６に記載の磁気検出素子。
【請求項８】
前記Ｇｌｓと前記Ｇｌｃの値を、０．６７≦Ｇｌｓ／Ｇｌｃ≦２．５０を満たす範囲に設定する請求項５ないし７のいずれかに記載の磁気検出素子。
【請求項９】
前記Ｇｌｓと前記Ｇｌｃの値を、Ｇｌｓ＞Ｇｌｃとする請求項５ないし８のいずれかに記載の磁気検出素子。
【請求項１０】
前記Ｇｌｓと前記Ｇｌｃの値を、Ｇｌｓ＝Ｇｌｃとする請求項５ないし８いずれかに記載の磁気検出素子。
【請求項１１】
前記Ｇｌｓと前記Ｇｌｃの値を、Ｇｌｓ＜Ｇｌｃとする請求項５ないし８いずれかに記載の磁気検出素子。
【請求項１２】
前記非磁性層は、第１電極層であり、前記第１電極層は、前記多層膜と直接電気的に接続されている請求項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電極層のハイト方向の奥行長さが、前記多層膜のハイト方向の奥行長さより長い請求項１ないし１２に記載の磁気検出素子。
【請求項１４】
前記第２ハードバイアス層に重なる位置に形成され、前記第１電極層と直接電気的に接続されている第２電極層を有する請求項１２または１３記載の磁気検出素子。
【請求項１５】
前記多層膜表面に平行な平面と前記第２電極層の前端縁の接平面とがなす角度は、前記多層膜表面に平行な平面と前記第１電極層の前端縁の接平面とがなす角度より小さい請求項１４に記載の磁気検出素子。
【請求項１６】
前記第２電極層は前記第１電極層より膜厚が厚い請求項１４または１５に記載の磁気検出素子。
【請求項１７】
前記第１電極層の材料をＷ、Ｔａ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｒｕのいずれか１種または２種以上とし、第２電極層の材料をＣｒ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｔａのいずれか１種または２種以上とする請求項１４ないし１６のいずれかに記載の磁気検出素子。
【請求項１８】
前記非磁性層は、前記多層膜上から前記第１ハードバイアス層上及び第２ハードバイアス層上にかけて形成される上部ギャップ層である請求項１ないし１１のいずれかに記載の磁気検出素子。
【請求項１９】
（ａ）基板上に下部シールド層、下部ギャップ層、及び磁気抵抗効果を発揮する多層膜を成膜する工程と、
（ｂ）前記多層膜上に、第１のレジスト層を形成する工程と、
（ｃ）前記多層膜の前記第１のレジスト層によって覆われていない領域を削る工程と、
（ｄ）前記多層膜の両側領域に、第１ハードバイアス層を成膜し、さらに前記第１ハードバイアス層上に第１電極層を成膜する工程と、
（ｅ）前記第１のレジスト層を除去する工程と、
（ｆ）切り込み部の形成されたリフトオフ用の第２のレジスト層を前記多層膜及び前記第１電極層に重なる領域上に形成する工程と、
（ｇ）前記第２のレジスト層によってマスクされていない前記第１電極層を削るとともに、前記第１ハードバイアス層を所定厚さ削る工程と、
（ｈ）所定厚さ削られた前記第１ハードバイアス層上に、第２ハードバイアス層を積層する工程と、
（ｉ）前記第２のレジスト層を除去する工程と、
を有することを特徴とする磁気検出素子の製造方法。
【請求項２０】
（ｊ）基板上に下部シールド層、下部ギャップ層、及び磁気抵抗効果を発揮する多層膜を成膜する工程と、
（ｋ）前記多層膜上に、第１のレジスト層を形成する工程と、
（ｌ）前記多層膜の前記第１のレジスト層によって覆われていない領域を削る工程と、
（ｍ）前記多層膜の両側領域に、第１ハードバイアス層を成膜する工程と、
（ｎ）前記第１のレジスト層を除去する工程と、
（ｏ）切り込み部の形成されたリフトオフ用の第２のレジスト層を前記多層膜及び前記第１ハードバイアス層に重なる領域上に形成する工程と、
（ｐ）前記第２のレジスト層によってマスクされていない前記第１ハードバイアス層を所定厚さ削る工程と、
（ｑ）所定厚さ削られた前記第１ハードバイアス層上に、第２ハードバイアス層を積層する工程と、
（ｒ）前記第２のレジスト層を除去する工程と、
（ｓ）  前記多層膜上から、前記第１ハードバイアス層上及び第２ハードバイアス層上にかけて上部ギャップ層を形成する工程と、
を有することを特徴とする磁気検出素子の製造方法。
【請求項２１】
前記（ｈ）工程、あるいは前記（ｑ）工程において、前記第１ハードバイアス層の膜厚よりも前記第２ハードバイアス層の膜厚の方を厚く形成する請求項１９または２０に記載の磁気検出素子の製造方法。
【請求項２２】
前記（ｄ）工程あるいは前記（ｍ）工程において前記第１ハードバイアス層を成膜する前に、非磁性材料からなるバイアス下地層を基板の法線方向から成膜する工程を有する請求項１９ないし２１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、磁気抵抗効果を利用して磁界を検出する磁気検出素子に係り、特に、実効トラック幅を狭くして高記録密度化に対応することのできる磁気検出素子およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２７は従来の磁気検出素子を記録媒体との対向面側からみた断面図である。
【０００３】
図２７に示す磁気検出素子では、下部シールド層８上に下部ギャップ層９が積層され、下部ギャップ層９上に下地層１０を介して反強磁性層１１が、図示Ｘ方向に長く形成され、Ｘ方向の中心では反強磁性層１１が高さ寸法ｄ１だけ突出して形成されている。そしてこの突出した反強磁性層１１上に、固定磁性層１２、非磁性導電層１３、フリー磁性層１４、及び保護層１５が形成され、下地層１０から保護層１５までの積層体が多層膜１６として構成されている。
【０００４】
反強磁性層１１はＰｔ−Ｍｎ（白金−マンガン）合金などの反強磁性材料により形成されている。
【０００５】
前記固定磁性層１２およびフリー磁性層１４は、Ｎｉ−Ｆｅ（ニッケル−鉄）合金、Ｃｏ（コバルト）、Ｃｏ−Ｆｅ（コバルト−鉄）合金、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｎｉ合金などで形成されており、前記非磁性導電層１３は、Ｃｕ（銅）などの電気抵抗の低い非磁性導電材料で形成されている。
【０００６】
そして図２７に示すように、図示Ｘ方向に延ばされて形成された反強磁性層１１の幅寸法Ｔ８上から、固定磁性層１２、非磁性導電層１３、及びフリー磁性層１４の側面にかけて、Ｃｒなどで形成された緩衝膜及び配向膜となる金属膜１７が形成されており、この金属膜１７の形成によって、後述するハードバイアス層１８から発生するバイアス磁界を増大させることができる。
【０００７】
金属膜１７の上には、例えばＣｏ−Ｐｔ（コバルト−白金）合金やＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ（コバルト−クロム−白金）合金などで形成されたハードバイアス層１８が形成されている。
【０００８】
ハードバイアス層１８は図示Ｘ方向（トラック幅方向）に着磁されており、ハードバイアス層１８からのＸ方向へのバイアス磁界により、フリー磁性層１４の磁化は図示Ｘ方向に揃えられている。
【０００９】
またハードバイアス層１８上には、Ｔａなどの非磁性材料で形成された中間層１９が形成され、この中間層１９の上に、Ｃｒ、Ａｕ、Ｔａ、Ｗなどで形成された電極層２０が形成されている。
【００１０】
さらに、多層膜１６及び電極層２０上に絶縁材料からなる上部ギャップ層２１が積層され、上部ギャップ層２１上に磁性材料からなる上部シールド層２２が形成される。
【００１１】
ここで、電極層２０が形成されていない多層膜１６の上面の幅寸法が、光学的トラック幅寸法Ｏ−Ｔｗである。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
フリー磁性層１４のうち、その側端部付近における磁化は、ハードバイアス層１８，１８からの強い磁界の影響を受けるため固定されやすく、外部磁界に対し磁化が変動しにくくなっており、図２７に示すように、多層膜１６の側端部付近には、再生感度の悪い不感領域ｄが形成される。この不感領域ｄは両側付近に再生出力にほとんど寄与せず、単に直流抵抗値（ＤＣＲ）を上昇させる領域でしかない。
【００１３】
近年、磁気記録媒体の高記録密度化が進み、それに対応するために薄膜磁気素子のトラック幅Ｔｗの極小化が進められており、トラック幅Ｔｗに対する不感領域の幅寸法の比率が大きくなり、磁気抵抗効果を発揮する感度領域ｅの幅寸法を正確に制御することが困難になってきた。また、トラック幅Ｔｗに対する不感領域の幅寸法の比率が大きくなると、再生出力も低下する。
【００１４】
不感領域ｄの幅寸法を小さくする方法として、ハードバイアス層１８の膜厚を薄くし、残留磁化×膜厚の値を小さくするという方法が考えられる。
【００１５】
しかし、ハードバイアス層１８を単純に薄くすると、ハードバイアス層１８とフリー磁性層１４の接合部付近におけるハードバイアス層１８の保磁力Ｈｃや角型比が低下し、フリー磁性層１４を安定した単磁区化状態にしておくことができなくなる。
【００１６】
本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、フリー磁性層の単磁区化状態を安定に維持したまま、多層膜中の不感領域の幅寸法を小さくすることのできる磁気検出素子及びその製造方法を提供することを目的としている。
【００１７】
【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、
反強磁性層、前記反強磁性層との交換結合磁界により磁化方向が固定される固定磁性層、非磁性材料層、及び磁化が外部磁界に対し変動するフリー磁性層を有する多層膜を有し、
前記多層膜の両側部には、硬磁性材料で形成されて前記フリー磁性層の磁化方向を前記固定磁性層の固定磁化方向と交叉する方向へ揃える第１のハードバイアス層と、第１のハードバイアス層に重ねられて、硬磁性層で形成された第２のハードバイアス層とが設けられ、
前記第２のハードバイアス層は、前記第１のハードバイアス層よりも前記多層膜の側面から離れた位置にあり、前記多層膜の側面と前記第２のハードバイアス層との間で且つ前記第１のハードバイアス層と重なる位置に、非磁性層が介在していることを特徴とするものである。
【００１８】
本発明では、前記第１ハードバイアス層の膜厚を薄くすることにより、前記フリー磁性層の磁化方向をそろえる前記第１ハードバイアス層の静磁界の強さを弱くすること、または前記フリー磁性層と第１ハードバイアス層の強磁性結合を弱くすることができる。すなわち、前記ハードバイアス層の前記フリー磁性層と近接している部分における残留磁化×膜厚の値を小さくできる。
【００１９】
従って、前記多層膜に形成される不感領域の幅寸法を小さくし、感度領域を広くでき、磁気検出素子の感度を向上させることができる。
【００２０】
さらに、前記多層膜の側面には前記第１のハードバイアス層と重なる位置に、非磁性層が形成され、前記非磁性層を介して前記多層膜の側面から離れた前記第１ハードバイアス層上に第２ハードバイアス層が形成されている。これによって前記ハードバイアス層の膜厚が厚くされており、前記ハードバイアス層の保磁力Ｈｃや角型比を大きくできる。従って、外乱の磁界が存在していても、前記フリー磁性層を安定した単磁区化状態にしておくことができる。
【００２１】
本発明では、前記多層膜に形成される不感領域の幅寸法を小さくしつつ、前記ハードバイアス層の保磁力Ｈｃや角型比を大きくするために、前記第１ハードバイアス層の膜厚よりも前記第２ハードバイアス層の膜厚の方を厚くすることが好ましい。
【００２２】
なお、前記第１ハードバイアス層の多層膜側の側面は、前記フリー磁性層の側面と、非磁性材料からなる膜厚１ｎｍ以下のバイアス下地層を介して対向していると、前記ハードバイアス層と前記フリー磁性層が強磁性結合によって磁気的に連続体となり、安定性が増すので好ましい。
【００２３】
また、本発明では、前記多層膜及び前記ハードバイアス層は、基板上に形成された磁性材料からなる下部シールド層上に積層される絶縁性材料からなる下部ギャップ層上に形成され、前記多層膜及び前記ハードバイアス層上には絶縁性材料からなる上部ギャップ層と、前記上部ギャップ層上に積層される磁性材料からなる上部シールド層が形成され、
前記第１ハードバイアス層と前記第２ハードバイアス層のうち、前記第１ハードバイアス層のみと重なる領域における前記上部シールド層と前記下部シールド層間の距離をＧｌｓ、前記多層膜の中央と重なる位置における前記上部シールド層と前記下部シールド層間の距離をＧｌｃとしたときに、
前記ＧｌｓとＧｌｃの差の値を、磁気検出素子の実効トラック幅が０．１７μｍとなる値以下に設定することが好ましい。
【００２４】
前記第１ハードバイアス層は、前記多層膜の両側に隣接して設けられるものなので、前記第１ハードバイアス層のみと重なる領域における前記上部シールド層と前記下部シールド層間の距離Ｇｌｓは、前記多層膜の両側近傍における前記上部シールド層と前記下部シールド層間の距離ということになる。
【００２５】
前記多層膜の両側近傍における前記上部シールド層と前記下部シールド層間の距離が大きくなると、前記上部シールド層と前記下部シールド層の間を通って、検出対象の記録トラックの両側の記録トラックから発生する記録媒体からの磁界が磁気検出素子に侵入しやすくなり、実効トラック幅が大きくなる。すなわち、記録トラック間のクロストークが発生しやすくなる。
【００２６】
実際、後述するように、前記ＧｌｓとＧｌｃの差の値が大きくなると、磁気検出素子の実効トラック幅も大きくなる。
【００２７】
本発明では前記ＧｌｓとＧｌｃの差の値を所定の値以下とすることによって、前記多層膜の両側近傍における前記上部シールド層と前記下部シールド層間の距離が大きくなることを抑え、実効トラック幅を小さくすることができる。
【００２８】
また、前記第１ハードバイアス層上の一部と、前記第２ハードバイアス層上の全ての領域と重なる絶縁層が形成されることが好ましい。
【００２９】
前記絶縁層が形成されたときには、前記第１ハードバイアス層と前記第２ハードバイアス層のうち、前記第１ハードバイアス層のみと重なる領域であって前記絶縁層と重ならない領域における、前記上部シールド層と前記下部シールド層間の距離をＧｌｓ、前記多層膜の中央と重なる位置における前記上部シールド層と前記下部シールド層間の距離をＧｌｃとしたときに、
前記ＧｌｓとＧｌｃの差の値を、磁気検出素子の実効トラック幅が０．１７μｍとなる値以下に設定することが好ましい。
【００３０】
また、前記Ｇｌｓと前記Ｇｌｃの値を、Ｇｌｃ−２０ｎｍ≦Ｇｌｓ≦Ｇｌｃ＋９０ｎｍを満たす範囲に設定することが好ましい。より好ましくは、前記Ｇｌｓと前記Ｇｌｃの値を、Ｇｌｃ−２０ｎｍ≦Ｇｌｓ≦Ｇｌｃ＋７０ｎｍを満たす範囲に設定することである。さらに好ましくは、前記Ｇｌｓと前記Ｇｌｃの値を、Ｇｌｃ−２０ｎｍ≦Ｇｌｓ≦Ｇｌｃ＋３０ｎｍを満たす範囲に設定することである。
【００３１】
あるいは、前記Ｇｌｓと前記Ｇｌｃの値を、０．６７≦Ｇｌｓ／Ｇｌｃ≦２．５０を満たす範囲に設定することが好ましい。より好ましくは、前記Ｇｌｓと前記Ｇｌｃの値を、０．６７≦Ｇｌｓ／Ｇｌｃ≦２．１７を満たす範囲に設定することである。さらに好ましくは、前記Ｇｌｓと前記Ｇｌｃの値を、０．６７≦Ｇｌｓ／Ｇｌｃ≦１．５０を満たす範囲に設定することである。
【００３２】
なお、上述した前記Ｇｌｓと前記Ｇｌｃの値の範囲で、前記Ｇｌｓと前記Ｇｌｃの値を、Ｇｌｓ＞Ｇｌｃとしても、Ｇｌｓ＝Ｇｌｃとしても、Ｇｌｓ＜Ｇｌｃとしてもよい。
【００３３】
Ｇｌｓ＞Ｇｌｃであれば、前記多層膜の両側近傍における前記上部シールド層と前記下部シールド層間の距離は、前記多層膜に重なる領域における前記上部シールド層と前記下部シールド層間の距離（ギャップ長）より大きい。
【００３４】
Ｇｌｓ＝Ｇｌｃであれば、前記多層膜の両側近傍における前記上部シールド層と前記下部シールド層間の距離は、前記多層膜に重なる領域における前記上部シールド層と前記下部シールド層間の距離（ギャップ長）に等しい。
【００３５】
Ｇｌｓ＜Ｇｌｃであれば、前記多層膜の両側近傍における前記上部シールド層と前記下部シールド層間の距離は、前記多層膜に重なる領域における前記上部シールド層と前記下部シールド層間の距離（ギャップ長）より小さい。
【００３６】
本発明では、前記非磁性層は、第１電極層であり、前記第１電極層は、前記多層膜と直接電気的に接続されていることにより、前記多層膜に効果的に電流を与えることができる。
【００３７】
さらに、前記第２ハードバイアス層に重なる位置に形成され、前記第１電極層と直接電気的に接続されている第２電極層を有することが好ましい。
【００３８】
実効トラック幅を小さくするために、前記第１ハードバイアス層と前記第１電極層の膜厚を小さくして、前記多層膜の両側近傍における前記上部シールド層と前記下部シールド層間の距離を小さくすると、磁気検出素子の直流抵抗値が大きくなってしまう。
【００３９】
前記第２ハードバイアス層に重なる位置に前記第２電極層が形成されると、前記多層膜の両側近傍における前記上部シールド層と前記下部シールド層間の距離を小さくしつつ、磁気検出素子の直流抵抗値を小さくできる。
【００４０】
なお、前記多層膜表面に平行な平面と前記第２電極層の前端縁の接平面とがなす角度は、前記多層膜表面に平行な平面と前記第１電極層の前端縁の接平面とがなす角度より小さいことが好ましい。また、前記第２電極層は前記第１電極層より膜厚が厚いことが好ましい。
【００４１】
また、本発明では、第１電極層のハイト方向の奥行長さを、前記多層膜のハイト方向の奥行長さより長くすることにより、磁気検出素子の直流抵抗値を小さくできる。
【００４２】
なお、前記第１電極層は、磁気検出素子の記録媒体との対向面を研磨して直流抵抗値を調節する工程においてスメアが発生しにくいように、Ｗ、Ｔａ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｒｕのいずれか１種または２種以上を用いて形成し、前記第２電極層の材料をＣｒ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｔａのいずれか１種または２種以上などの比抵抗の小さい材料を用いて形成することが好ましい。
また、前記非磁性層は、前記多層膜上から前記第１ハードバイアス層上及び第２ハードバイアス層上にかけて形成される上部ギャップ層であってもよい。
【００４３】
実効トラック幅は、フルトラックプロファイル法あるいはマイクロトラックプロファイル法などによって測定される。以下、フルトラックプロファイル法について図２６を参照しながら説明する。
【００４４】
記録媒体上に磁気検出素子Ｒの素子幅よりも幅広の記録トラック幅Ｗｗの記録トラックで信号を記録しておき、磁気検出素子Ｒを、記録トラック上でトラック幅方向（Ｘ方向）に走査させて、磁気検出素子Ｒの記録トラック幅方向（Ｘ方向）の位置と再生出力との関係を測定する。その測定結果は、図２６の上側に示されている。
【００４５】
この測定結果の再生波形を見ると、記録トラックの中央付近では、再生出力が高くなり、記録トラックの中央から離れるにつれて再生出力は低くなることがわかる。
【００４６】
再生波形上の再生出力が最大値の５０％となる点Ｐａ及び点Ｐｂにおける接線とＸ軸との交点を、それぞれ点Ｐｃ、点Ｐｄとする。点Ｐｃと点Ｐｄの間の距離Ａと点Ｐａと点Ｐｂ間の距離（半値幅）Ｂの差が磁気検出素子の実効トラック幅となる。ここで、Ｘ軸の単位は、半値幅Ｂ＝記録トラック幅Ｗｗとなるように規格化する。
【００４７】
本発明の磁気検出素子の製造方法は、
（ａ）基板上に下部シールド層、下部ギャップ層、及び磁気抵抗効果を発揮する多層膜を成膜する工程と、
（ｂ）前記多層膜上に、第１のレジスト層を形成する工程と、
（ｃ）前記多層膜の前記第１のレジスト層によって覆われていない領域を削る工程と、
（ｄ）前記多層膜の両側領域に、第１ハードバイアス層を成膜し、さらに前記第１ハードバイアス層上に第１電極層を成膜する工程と、
（ｅ）前記第１のレジスト層を除去する工程と、
（ｆ）切り込み部の形成されたリフトオフ用の第２のレジスト層を前記多層膜及び前記第１電極層に重なる領域上に形成する工程と、
（ｇ）前記第２のレジスト層によってマスクされていない前記第１電極層を削るとともに、前記第１ハードバイアス層を所定厚さ削る工程と、
（ｈ）所定厚さ削られた前記第１ハードバイアス層上に、第２ハードバイアス層を積層する工程と、
（ｉ）前記第２のレジスト層を除去する工程と、
を有することを特徴とするものである。
または本発明の磁気検出素子の製造方法は、
（ｊ）基板上に下部シールド層、下部ギャップ層、及び磁気抵抗効果を発揮する多層膜を成膜する工程と、
（ｋ）前記多層膜上に、第１のレジスト層を形成する工程と、
（ｌ）前記多層膜の前記第１のレジスト層によって覆われていない領域を削る工程と、
（ｍ）前記多層膜の両側領域に、第１ハードバイアス層を成膜する工程と、
（ｎ）前記第１のレジスト層を除去する工程と、
（ｏ）切り込み部の形成されたリフトオフ用の第２のレジスト層を前記多層膜及び前記第１ハードバイアス層に重なる領域上に形成する工程と、
（ｐ）前記第２のレジスト層によってマスクされていない前記第１ハードバイアス層を所定厚さ削る工程と、
（ｑ）所定厚さ削られた前記第１ハードバイアス層上に、第２ハードバイアス層を積層する工程と、
（ｒ）前記第２のレジスト層を除去する工程と、
（ｓ）  前記多層膜上から、前記第１ハードバイアス層上及び第２ハードバイアス層上にかけて上部ギャップ層を形成する工程と、
を有することを特徴とするものである。
【００４８】
なお、前記（ｈ）工程、あるいは前記（ｑ）工程において、前記第１ハードバイアス層の膜厚よりも前記第２ハードバイアス層の膜厚の方を厚く形成することが好ましい。
【００４９】
また、前記（ｄ）工程あるいは前記（ｍ）工程において前記第１ハードバイアス層を成膜する前に、非磁性材料からなるバイアス下地層を基板の法線方向から成膜する工程を有すると、前記第１ハードバイアス層の前記多層膜側の側面を前記フリー磁性層の側面と直接接するようにでき、または前記第１ハードバイアス層の前記多層膜側の側面を前記フリー磁性層の側面と非磁性材料からなる膜厚１ｎｍ以下のバイアス下地層を介して対向するようにでき、前記ハードバイアス層と前記フリー磁性層とを強磁性結合による磁気的な連続体とすることができるので好ましい。
【００５０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の第１の実施の形態の磁気検出素子を記録媒体との対向面側からみた断面図である。
【００５１】
図１では、下地層３３、反強磁性層３４、第１固定磁性層３５ａ、非磁性中間層３５ｂ、第２固定磁性層３５ｃからなるシンセティックフェリピンド型の固定磁性層３５、非磁性材料層３６、第２フリー磁性層３７ａ、非磁性中間層３７ｂ、第１フリー磁性層３７ｃからなるシンセティックフェリフリー型のフリー磁性層３７、保護層３８が積層された多層膜Ｔが形成されている。
【００５２】
多層膜Ｔの下層には、基板（図示せず）上に、アルミナなどの絶縁性材料からなる下地層（図示せず）を介して、下部シールド層３１、下部ギャップ層３２が成膜されている。
【００５３】
多層膜Ｔ中の反強磁性層３４は図示Ｘ方向に延長され、この延出部３４ｂの上面と固定磁性層３５の側面、非磁性材料層３６の側面、及び第２フリー磁性層３７ａの側面に接してＣｒ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗ50Ｍｏ50などによってバイアス下地層３９が形成されている。
【００５４】
バイアス下地層３９の上には、第１ハードバイアス層４０が形成されている。第１ハードバイアス層４０は、多層膜Ｔ側の側面４０ａが、バイアス下地層３９を介して多層膜Ｔの側面Ｔｓに対向している。
【００５５】
第１ハードバイアス層４０の上層には、第２ハードバイアス層４２が積層されている。第２ハードバイアス層４２の多層膜Ｔ側の側面４２ａは、多層膜Ｔの側面Ｔｓから所定距離Ｓｐだけ離れた位置に設けられる。所定距離Ｓｐは、第２ハードバイアス層４２から発生する磁界が多層膜Ｔ中のフリー磁性層３７に直接的に作用しない距離として設定される。なお、第２ハードバイアス層４２は第１ハードバイアス層４０上に直接接して積層されている。
【００５６】
第１ハードバイアス層４０及び第２ハードバイアス層４２は例えば、Ｃｏ−Ｐｔ（コバルト−白金）合金やＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ（コバルト−クロム−白金）合金などで形成されており、図示Ｘ方向（トラック幅方向）に着磁されている。
【００５７】
第１ハードバイアス層４０上には、Ｔａなどの非磁性材料で形成された中間層４１が形成され、この中間層４１の上に、Ｃｒ，Ａｕ，Ｔａ，Ｗ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｒｕなどで形成された電極層（第１電極層）４３が形成されている。
【００５８】
電極層４３は、第１ハードバイアス層４０に重なる位置に形成され、多層膜Ｔと直接電気的に接続されているので、多層膜Ｔに効果的に電流を与えることができる。
【００５９】
多層膜Ｔの表面、電極層４３の表面、及び第２ハードバイアス層４２の表面には、上部ギャップ層４４が成膜され、上部ギャップ層４４上には上部シールド４５が形成されている。上部シールド層４５は、無機絶縁材料からなる保護層４６によって覆われる。また、上部シールド層４５の上に記録用のインダクティプヘッドを形成してから全体を保護層で覆ってもよい。
【００６０】
下部シールド層３１、下部ギャップ層３２、下地層３３、反強磁性層３４、固定磁性層３５、非磁性材料層３６、フリー磁性層３７、保護層３８、バイアス下地層３９、第１ハードバイアス層４０、中間層４１、第２ハードバイアス層４２電極層４３、上部ギャップ層４４、上部シールド層４５、及び保護層４６はスパッタ法や蒸着法などの薄膜形成プロセスによって形成される。
【００６１】
下部シールド層３１及び上部シールド層４５はＮｉＦｅなどの磁性材料を用いて形成される。なお、下部シールド層３１及び上部シールド層４５は磁化容易軸がトラック幅方向（図示Ｘ方向）を向いていることが好ましい。なお、下部シールド層３１及び上部シールド層４５は、電解メッキプロセスによって形成されてもよい。
【００６２】
下部ギャップ層３２、上部ギャップ層４４、及び保護層４６はＡｌ2Ｏ3やＳｉＯ2などの非磁性無機材料を用いて形成される。
下地層３３はＴａやＮｉＦｅＣｒなどを用いて形成する。
【００６３】
反強磁性層３４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）合金で形成する。
【００６４】
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。
【００６５】
反強磁性層３４の膜厚は、トラック幅方向の中心付近において８０〜３００Å、例えば２００Åである。
【００６６】
ここで、反強磁性層３４を形成するための、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。
【００６７】
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。
【００６８】
これらの合金を使用し、これを熱処理することにより、第１固定磁性層３５ａとの間で大きな交換結合磁界を発生する反強磁性層３４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反強磁性層３４を得ることができる。
【００６９】
第１固定磁性層３５ａ及び第２固定磁性層３５ｃは、強磁性材料により形成されるもので、例えばＮｉＦｅ合金、Ｃｏ、ＣｏＦｅＮｉ合金、ＣｏＦｅ合金、ＣｏＮｉ合金などにより形成されるものであり、特にＣｏＦｅ合金またはＣｏにより形成されることが好ましい。また、第１固定磁性層３５ａ及び第２固定磁性層３５ｃは同一の材料で形成されることが好ましい。
【００７０】
また、非磁性中間層３５ｂ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。
【００７１】
非磁性材料層３６は、固定磁性層３５とフリー磁性層３７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。
【００７２】
第１フリー磁性層３７ｃ及び第２フリー磁性層３７ａは、強磁性材料により形成されるもので、例えばＮｉＦｅ合金、Ｃｏ、ＣｏＦｅＮｉ合金、ＣｏＦｅ合金、ＣｏＮｉ合金などにより形成されるものであり、特にＮｉＦｅ合金またはＣｏＦｅＮｉ合金、ＣｏＦｅ合金により形成されることが好ましい。
【００７３】
非磁性中間層３７ｂ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。
【００７４】
保護層３８はＴａなどを用いて形成される。
バイアス下地層３９を結晶構造がｂｃｃ（体心立方格子）構造であるＣｒ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗ50Ｍｏ50などを用いて下地層を形成すると、第１ハードバイアス層４０及び第２ハードバイアス層４２の保磁力及び角形比が大きくなりバイアス磁界を大きくできる。
【００７５】
第１ハードバイアス層４０の多層膜Ｔと対向する側の側面４０ａは、固定磁性層３５の側面、非磁性材料層３６の側面、及び第２フリー磁性層３７ａの側面とのみ対向しており、第１フリー磁性層３７ｃの側面とは対向していない。ハードバイアス層４０からのＸ方向へのバイアス磁界により、第２フリー磁性層３７ａの磁化は図示Ｘ方向に揃えられる。
【００７６】
フリー磁性層３７は、磁気モーメントの大きさが異なる第２フリー磁性層３７ａと第１フリー磁性層３７ｃが、非磁性中間層３７ｂを介して積層され、第２フリー磁性層３７ａと第１フリー磁性層３７ｃの磁化方向が反平行となるフェリ磁性状態である。このとき、磁気モーメントが大きい方、例えば、第２フリー磁性層３７ａの磁化方向が、第１ハードバイアス層４０から発生する磁界の方向に向き、第１フリー磁性層３７ｃの磁化方向が、１８０度反対方向に向いた状態になる。
【００７７】
第２フリー磁性層３７ａと第１フリー磁性層３７ｃの磁化方向が１８０度異なる反平行のフェリ磁性状態になると、フリー磁性層３７の膜厚を薄くすることと同等の効果が得られ、単位面積あたりの実効的な磁気モーメントが小さくなり、フリー磁性層３７の磁化が変動しやすくなって、磁気検出素子の磁界検出感度が向上する。
【００７８】
第２フリー磁性層３７ａの磁気モーメントと第１フリー磁性層３７ｃの磁気モーメントを足し合わせた合成磁気モーメントの方向がフリー磁性層３７の磁化方向となる。
【００７９】
ただし、固定磁性層３５の磁化方向との関係で出力に寄与するのは第２フリー磁性層３７ａの磁化方向のみである。
【００８０】
第１ハードバイアス層４０は、フリー磁性層３７を構成する第２フリー磁性層３７ａと第１フリー磁性層３７ｃのうち、一方の磁化方向を揃えるだけでよい。図１では、第２フリー磁性層３７ａの磁化方向のみをそろえている。第２フリー磁性層３７ａの磁化方向が一定方向に揃えられると、第１フリー磁性層３７ｃは磁化方向が反平行となるフェリ磁性状態となり、フリー磁性層３７全体の磁化方向が一定方向に揃えられる。
【００８１】
本実施の形態では、第１ハードバイアス層４０は図示Ｘ方向の静磁界を、主に第２フリー磁性層３７ａに与える。従って、第１ハードバイアス層４０から発生する図示Ｘ方向の静磁界によって、第１フリー磁性層３７ｃの磁化方向（図示Ｘ方向と逆向き）が乱されることを抑えることができる。
【００８２】
また、図１では、磁気モーメントが異なる第１固定磁性層３５ａと第２固定磁性層３５ｃが、非磁性中間層３５ｂを介して積層されたものが、一つの固定磁性層３５として機能する。
【００８３】
第１固定磁性層３５ａは反強磁性層３４と接して形成され、磁場中アニールが施されることにより、第１固定磁性層３５ａと反強磁性層３４との界面にて交換結合による交換異方性磁界が生じ、第１固定磁性層３５ａの磁化方向が図示Ｙ方向に固定される。第１固定磁性層３５ａの磁化方向が図示Ｙ方向に固定されると、非磁性中間層３５ｂを介して対向する第２固定磁性層３５ｃの磁化方向が、前記第１固定磁性層３５ａの磁化方向と反平行の状態で固定される。
【００８４】
このように、第１固定磁性層３５ａと第２固定磁性層３５ｃの磁化方向が、反平行となるフェリ磁性状態になっていると、第１固定磁性層３５ａと第２固定磁性層３５ｃとが互いに他方の磁化方向を固定しあうので、全体として固定磁性層３５の磁化方向を一定方向に強力に固定することができる。
【００８５】
なお、第１固定磁性層３５ａの磁気モーメントと第２固定磁性層３５ｃの磁気モーメントを足し合わせた合成磁気モーメントの方向が固定磁性層３５の磁化方向となる。
【００８６】
図１では、第１固定磁性層３５ａ及び第２固定磁性層３５ｃを同じ材料を用いて形成し、さらに、それぞれの膜厚を異ならせることにより、それぞれの磁気モーメントを異ならせている。
【００８７】
また、第１固定磁性層３５ａ及び第２固定磁性層３５ｃの固定磁化による反磁界（双極子磁界）を、第１固定磁性層３５ａ及び第２固定磁性層３５ｃの静磁界結合同士が相互に打ち消し合うことによりキャンセルできる。これにより、固定磁性層３５の固定磁化による反磁界（双極子磁界）からの、フリー磁性層３７の変動磁化への寄与を減少させることができる。
【００８８】
従って、フリー磁性層３７の変動磁化の方向を所望の方向に補正することがより容易になり、アシンメトリーの小さい対称性の優れたスピンバルブ型薄膜磁気素子を得ることが可能になる。
【００８９】
ここで、アシンメトリーとは、再生出力波形の非対称性の度合いを示すものであり、再生出力波形が与えられた場合、波形が対称であればアシンメトリーが小さくなる。従って、アシンメトリーが０に近づく程再生出力波形が対称性に優れていることになる。
【００９０】
前記アシンメトリーは、フリー磁性層３７の磁化の方向と固定磁性層３５の固定磁化の方向とが直交しているときに０となる。アシンメトリーが大きくずれるとメディアからの情報の読み取りが正確にできなくなり、エラーの原因となる。このため、前記アシンメトリーが小さいものほど、再生信号処理の信頼性が向上することになり、スピンバルブ薄膜磁気素子として優れたものとなる。
【００９１】
また、固定磁性層の固定磁化による反磁界（双極子磁界）Ｈｄは、素子高さ方向において、その端部で大きく中央部で小さいという不均一な分布を持ち、フリー磁性層３７内における単磁区化が妨げられる場合があるが、固定磁性層３５を上記の積層構造とすることにより双極子磁界ＨｄをほぼＨｄ＝０とすることができ、これによってフリー磁性層３７内に磁壁ができて磁化の不均一が発生しバルクハウゼンノイズなどが発生することを防止することができる。
【００９２】
なお、電極層４３と第１ハードバイアス層４０との間に、ＴａまたはＣｒからなる中間層４１が設けられると、熱拡散を防ぐことができ、第１ハードバイアス層４０の磁気特性の劣化を防止できる。
【００９３】
電極層４３としてＴａを用いる場合には、Ｃｒの中間層４１を設けることによってＣｒの上層に積層されるＴａの結晶構造を低抵抗の体心立方構造にしやすくなる。
【００９４】
また、電極層４３としてＣｒを用いる場合には、Ｔａの中間層４１を設けることにより、Ｃｒがエピタキシャルに成長して、抵抗値を低減できる。
【００９５】
図１に示された磁気検出素子は、いわゆるスピンバルブ型磁気検出素子であり、固定磁性層３５の磁化方向が、適正に図示Ｙ方向に平行な方向に固定され、しかもフリー磁性層３７の磁化が適正に図示Ｘ方向に揃えられており、固定磁性層３５とフリー磁性層３７の磁化が直交関係にある。そして記録媒体からの外部磁界に対し、フリー磁性層３７の磁化が感度良く変動し、この磁化方向の変動と、固定磁性層３５の固定磁化方向との関係で電気抵抗が変化し、この電気抵抗値の変化に基づく電圧変化により、記録媒体からの漏れ磁界が検出される。
【００９６】
ただし、電気抵抗値の変化（出力）に直接寄与するのは第２固定磁性層３５ｃの磁化方向と第２フリー磁性層３７ａの磁化方向の相対角であり、これらの相対角が検出電流が通電されている状態かつ信号磁界が印加されていない状態で直交していることが好ましい。
【００９７】
本実施の形態の磁気検出素子では、第１ハードバイアス層４０の膜厚ｔ１を薄くすることにより、第２フリー磁性層３７ａの磁化方向をそろえる第１ハードバイアス層４０が発生する磁界の強さを弱くすることができる。すなわち、第２フリー磁性層３７ａと近接している部分における第１ハードバイアス層４０の残留磁化×膜厚の値を小さくできる。
【００９８】
従って、多層膜Ｔに形成される不感領域の幅寸法を小さくし、感度領域を広くでき、磁気検出素子の感度を向上させることができる。
【００９９】
さらに、多層膜Ｔの側面Ｔｓから所定距離Ｓｐだけ離れた位置に、第２ハードバイアス層４２が第１ハードバイアス層４０の上層に直接接して積層されることによってハードバイアス層Ｈの膜厚が厚くされており、ハードバイアス層Ｈの保磁力Ｈｃや角型比を大きくできる。従って、外乱の磁界が存在していても、フリー磁性層３７を安定した単磁区化状態にしておくことができる。
【０１００】
本実施の形態では、多層膜Ｔに形成される不感領域の幅寸法を小さくしつつ、ハードバイアス層Ｈの保磁力Ｈｃや角型比を大きくするために、第１ハードバイアス層４０の膜厚ｔ１よりも第２ハードバイアス層の膜厚ｔ２の方を厚くしている。
【０１０１】
また図１では、第１ハードバイアス層４０の上層に第２ハードバイアス層４２が積層されているが、第１ハードバイアス層４０の下層に直接接して第２ハードバイアス層４２が積層されてもよい。
【０１０２】
図２は本発明の第２の実施の形態の磁気検出素子を記録媒体との対向面側からみた断面図である。
【０１０３】
図２の磁気検出素子では、第２ハードバイアス層４２の膜厚ｔ２が図１の磁気検出素子よりも厚くされており、その結果上部シールド層４５の両側部が図示上方（Ｙ方向）に折曲がり、上部シールド層４５と下部シールド層３１間の距離が大きくなっている点でのみ図１の磁気検出素子と異っている。
【０１０４】
多層膜Ｔの両側近傍における上部シールド層４５と下部シールド層３１間の距離が大きくなると、上部シールド層４５と下部シールド層３１の間を通って、磁界が入り込みやすくなり、実効トラック幅Ｅ−Ｔｗが大きくなる。すると、検出対象の記録トラックの両側の記録トラックから発生する記録媒体からの磁界が磁気検出素子に侵入しやすくなり、記録トラック間のクロストークが発生しやすくなる。
【０１０５】
そこで、本実施の形態では、第１ハードバイアス層４０と第２ハードバイアス層４２のうち、第１ハードバイアス層４０のみと重なる領域Ｓ１における上部シールド層４５と下部シールド層３１間の距離をＧｌｓ、多層膜の中央Ｃと重なる位置における上部シールド層４５と下部シールド層３１間の距離をＧｌｃとしたときに前記ＧｌｓとＧｌｃの差の値を所定の値以下とすることによって、多層膜Ｔの両側近傍における上部シールド層４５と下部シールド層３１間の距離が大きくなることを抑え、実効トラック幅Ｅ−Ｔｗを小さくすることができるようにしている。
【０１０６】
後述するように、前記ＧｌｓとＧｌｃの差の値を小さくすると、磁気検出素子の実効トラック幅Ｅ−Ｔｗも小さくなる。ここで、前記ＧｌｓとＧｌｃの差の値を磁気検出素子の実効トラック幅Ｅ−Ｔｗが０．１７μｍとなる値以下に設定することが好ましい。
【０１０７】
なお、第２ハードバイアス層４２の上面４２ｂが、第１電極層４３の上面４３ａの延長線Ｂよりも、図示下方向（Ｙ反対方向）に位置してもよい。
【０１０８】
図３は本発明の第３の実施の形態の磁気検出素子を記録媒体との対向面側からみた断面図である。
【０１０９】
図３に示された磁気検出素子では、第１ハードバイアス層４０に重なる位置に形成された電極層（第１電極層）４３に加えて、第２電極層５１が第２ハードバイアス層４２に重なる位置に形成されている点が図１に示された磁気検出素子と異っている。なお、第２電極層５１と第１電極層４３は、直接電気的に接続されている。
【０１１０】
実効トラック幅Ｅ−Ｔｗを小さくするために、第１ハードバイアス層４０と第１電極層４３の膜厚を小さくして、多層膜Ｔの両側近傍における上部シールド層４５と下部シールド層３１間の距離を小さくすると、磁気検出素子の直流抵抗値が大きくなってしまう。そこで、図３のように、第２ハードバイアス層４２に重なる位置に第２電極層５１が形成されるようにすると、多層膜Ｔの両側近傍における上部シールド層４５と下部シールド層３１間の距離を小さくしつつも、磁気検出素子の直流抵抗値を小さくすることができる。
【０１１１】
第２電極層５１と第２ハードバイアス層４２との間に、ＴａまたはＣｒからなる中間層５０が設けられると、熱拡散を防ぐことができ、第２ハードバイアス層４２の磁気特性の劣化を防止できる。
【０１１２】
第２電極層５１としてＴａを用いる場合には、Ｃｒの中間層５０を設けることによってＣｒの上層に積層されるＴａの結晶構造を低抵抗の体心立方構造にしやすくなる。
【０１１３】
また、第２電極層５１としてＣｒを用いる場合には、Ｔａの中間層５０を設けることにより、Ｃｒがエピタキシャルに成長して、抵抗値を低減できる。
【０１１４】
なお、多層膜Ｔ表面に平行な平面と第２電極層５１の前端縁の接平面とがなす角度θ２は、多層膜Ｔ表面に平行な平面と第１電極層４３の前端縁の接平面とがなす角度θ１より小さいことが好ましい。θ１＞θ２とすると、多層膜Ｔに直接接続される第１電極層４３から多層膜Ｔへの電流の供給を安定化することができる。
【０１１５】
また、多層膜Ｔの両側近傍における上部シールド層４５と下部シールド層３１間の距離が大きくなることを抑え、かつ磁気検出素子の直流抵抗値を小さくするためには、第２電極層５１の膜厚ｔ４を、第１電極層４３の膜厚ｔ３より厚くすることが好ましい。
【０１１６】
なお、第１電極層４３及び第２電極層５１はＷ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｒｕ，Ａｕなどを材料として用いて形成することができる。特に、多層膜Ｔと電気的に接続される第１電極層４３を、磁気検出素子の記録媒体との対向面を研磨して直流抵抗値を調節する工程においてスメアが発生しにくいように、Ｗ，Ｔａ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｒｕなどの硬性の材料を用いて形成し、第２電極層５１をＣｒ、Ｃｕ，Ａｕ，Ｔａなどの比抵抗の小さい材料を用いて形成することが好ましい。
【０１１７】
また、図３では前記第１ハードバイアス層４０上の一部と、前記第２ハードバイアス層４２上の全ての領域と重なる絶縁層５２が形成されており、これによって第２電極層５１と上部シールド層４５間の電気的絶縁をより確実にとることができる。
【０１１８】
絶縁層５２が形成されたときには、第１ハードバイアス層４０と第２ハードバイアス層４２のうち、第１ハードバイアス層４０のみと重なる領域であって絶縁層５２と重ならない領域Ｓ１における、上部シールド層４５と下部シールド層３１間の距離をＧｌｓ、多層膜Ｔの中央Ｃと重なる位置における上部シールド層４５と下部シールド層３１間の距離をＧｌｃとしたときに、前記ＧｌｓとＧｌｃの差の値を、磁気検出素子の実効トラック幅Ｅ−Ｔｗが０．１７μｍとなる値以下に設定することが好ましい。
【０１１９】
第２電極層５１と第１電極層４３を直接電気的に接続するためには、第２電極層５１の下面５１ａが第１電極層４３の上面４３ａの延長線Ｂよりも、図示下方向（Ｙ反対方向）に位置していることが好ましい。ただし、第２電極層５１の下面５１ａが、第１電極層４３の上面４３ａの延長線Ｂと同じ高さ位置に形成されていてもよいし、第１電極層４３の上面４３ａの延長線Ｂよりも、図示上方向（Ｙ方向）に位置してもよい。この場合、第２電極層５１に流された電流は、第２ハードバイアス層４２を通って第１電極層４３に流れる。
【０１２０】
また、図４に示されるように、第２ハードバイアス層４２に重なる位置に形成される第２電極層５１のみ形成され、第１電極層が形成されなくともよい。
【０１２１】
なお、図１から図４に示した実施の形態の磁気検出素子では、反強磁性層３４の中央部分には隆起部３４ａが形成され、隆起部３４ａのトラック幅方向（図示Ｘ方向）における両側端面の基端からは、トラック幅方向に長く延びる延出部３４ｂが形成されている。
【０１２２】
反強磁性層３４に延出部３４ｂを形成し、この延出部３４ｂの上にバイアス下地層３９を介して第１ハードバイアス層４０を積層する構造では、第１ハードバイアス層４０を、フリー磁性層３７の両側端面に十分な体積を有して対向させることができる。
【０１２３】
ただし、図５に示されるように、反強磁性層３４に延出部３４ｂが形成されなくてもよい。また、図５において、下地層３３が反強磁性層３４の下面のみに接して形成され、バイアス下地層３９が下部ギャップ層３２に直接接する構造としてもよい。
【０１２４】
また、図１から図５に示した実施の形態の磁気検出素子では、第１ハードバイアス層４０の多層膜Ｔの側面Ｔｓと対向する側の側面４０ａは、固定磁性層３５の側面、非磁性材料層３６の側面、及び第２フリー磁性層３７ａの側面とのみ対向しており、第１フリー磁性層３７ｃの側面とは対向していない。ただし、図６に示すように、ハードバイアス層４０の側面４０ａが、固定磁性層３５の側面、非磁性材料層３６の側面、第２フリー磁性層３７ａ、非磁性中間層３７ｂ、及び第１フリー磁性層３７ｃの側面と対向してもよい。
【０１２５】
図７は、本発明の第７の実施の形態の磁気検出素子を記録媒体との対向面側からみた断面図である。
【０１２６】
図７に示される実施の形態の磁気検出素子は、第１電極層４３が、多層膜Ｔの不感領域ｄ上にまで延ばされて形成されている点でのみ図３の磁気検出素子と異なっている。
【０１２７】
ハードバイアス層ＨからのＸ方向へのバイアス磁界により、フリー磁性層３７の磁化は図示Ｘ方向に揃えられている。
【０１２８】
ところで図７に示すように多層膜Ｔの中央に位置する領域は、感度領域ｅであり、その両側は、不感領域ｄ，Ｄである。
【０１２９】
感度領域ｅでは、固定磁性層３５の磁化が、適正に図示Ｚ方向に固定され、しかもフリー磁性層３７の磁化が適正に図示Ｘ方向に揃えられており、固定磁性層３５とフリー磁性層３７の磁化が直交関係にある。そして記録媒体からの外部磁界に対し、フリー磁性層３７の磁化が感度良く変動し、この磁化方向の変動と、固定磁性層３５の固定磁化方向との関係で電気抵抗が変化し、この電気抵抗値の変化に基づく電圧変化により、記録媒体からの漏れ磁界が検出される。
【０１３０】
すなわち多層膜Ｔの感度領域ｅは、実質的に磁気抵抗効果が発揮される部分であり、この部分で良好に再生機能が働く。
【０１３１】
これに対し、感度領域ｅの両側に位置する不感領域ｄ，Ｄでは、固定磁性層３５及びフリー磁性層３７の磁化が、第１ハードバイアス層４０，４０からの磁化の影響を強く受け、フリー磁性層３７の磁化は、外部磁界に対し変動しにくくなっている。すなわち不感領域ｄは、磁気抵抗効果が弱く、再生機能が低下した領域である。
【０１３２】
図７では、第１電極層４３が、多層膜Ｔの不感領域ｄ上にまで延ばされて形成されているので、第１電極層４３からのセンス電流が、第１ハードバイアス層４０に流れにくくなり、第１ハードバイアス層４０を介さずに、直接多層膜Ｔに、前記センス電流を流す割合を多くでき、しかも第１電極層４３を不感領域ｄ上にまで延ばして形成することにより、多層膜Ｔと、第１電極層４３との接合面積も大きくなるため直流抵抗値（ＤＣＲ）を下げることができ、再生特性を向上させることが可能である。
【０１３３】
また、第１電極層４３が不感領域ｄ上に延ばされて形成されると、センス電流が不感領域ｄに多く流れ込みノイズを発生させることを抑えることができる。
【０１３４】
図８は、本発明の第８の実施の形態の磁気検出素子を記録媒体との対向面側からみた断面図である。
【０１３５】
図８に示された磁気検出素子では、バイアス下地層３９が、反強磁性層３４の延出部３４ｂ上にのみ成膜されている。従って、第１ハードバイアス層４０は、多層膜Ｔ側の側面４０ａが、第２フリー磁性層３７ａの側面と直接接している。すると、第１ハードバイアス層４０と第２フリー磁性層３７ａが磁気的に連続体となり、第２フリー磁性層３７ａの側端部において反磁界が発生することを防ぐことができ、安定性が増す。
【０１３６】
バイアス下地層３９が、多層膜Ｔの側面上に形成された場合でも、第２フリー磁性層３７ａの側面上に形成されなければ、第１ハードバイアス層４０と第２フリー磁性層３７ａの側面を直接接触させられる。
【０１３７】
または、第１ハードバイアス層４０と第２フリー磁性層３７ａとの間にバイアス下地層３９が形成された場合でも、第１ハードバイアス層４０と第２フリー磁性層３７ａ間のバイアス下地層３９の膜厚が１ｎｍ以下であれば、バイアス下地層３９に生じたピンホールを通じて、第１ハードバイアス層４０と第２フリー磁性層３７ａが磁気的に連続体となり、第２フリー磁性層３７ａの側端部において反磁界が発生することを防ぐことができ、安定性が増す。
【０１３８】
図９は、本発明の第９の実施の形態の磁気検出素子を記録媒体との対向面側からみた断面図である。
【０１３９】
図９に示された磁気検出素子は、多層膜Ｔ１が図１ないし図８に示す磁気検出素子の多層膜Ｔの積層の順番を逆にしたものである。つまり、図９では、下地層３３の上に、第１フリー磁性層３７ｃ、非磁性中間層３７ｂ、第２フリー磁性層３７ａからなるシンセティックフェリフリー型のフリー磁性層３７、非磁性材料層３６、第２固定磁性層３５ｃ、非磁性中間層３５ｂ、第１固定磁性層３５ａからなるシンセティックフェリピンド型の固定磁性層３５、反強磁性層３４、保護層３８が連続して積層されている。
【０１４０】
下地層３３の上面と第２フリー磁性層３７ａの側面に接してＣｒなどによってバイアス下地層６０が形成されている。バイアス下地層６０の上には、第１ハードバイアス層６１が形成されている。第１ハードバイアス層６１は、多層膜Ｔ１側の側面６１ａが、バイアス下地層６０を介して対向している。
【０１４１】
第１ハードバイアス層６１の上層には、第２ハードバイアス層６３が積層されている。第２ハードバイアス層６３の多層膜Ｔ１側の側面６３ａは、多層膜Ｔ１の側面Ｔ１ｓから所定距離Ｓｐ１だけ離れた位置に設けられる。所定距離Ｓｐ１は、第２ハードバイアス層６３から発生する磁界が多層膜Ｔ１中のフリー磁性層３７に直接的に作用しない距離として設定される。なお、第２ハードバイアス層６３は第１ハードバイアス層６１上に直接接して積層されている。
【０１４２】
第１ハードバイアス層６１及び第２ハードバイアス層６３は例えば、Ｃｏ−Ｐｔ（コバルト−白金）合金やＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ（コバルト−クロム−白金）合金などで形成されており、図示Ｘ方向（トラック幅方向）に着磁されている。
【０１４３】
第１ハードバイアス層６１上には、Ｔａなどの非磁性材料で形成された中間層６２が形成され、この中間層６２の上に第１電極層６４が形成されている。
【０１４４】
さらに、第２ハードバイアス層６３に重なる位置に第２電極層６６が形成されている。なお、第２電極層６６と第１電極層６４は、直接電気的に接続されている。
【０１４５】
第１電極層６４と第１ハードバイアス層６１との間及び第２電極層６６と第２ハードバイアス層６３との間に、ＴａまたはＣｒからなる中間層６２，６５が設けられると、熱拡散を防ぐことができ、第１ハードバイアス層６１と第２ハードバイアス層６３の磁気特性の劣化を防止できる。
【０１４６】
第１電極層６４，第２電極層６６としてＴａを用いる場合には、Ｃｒの中間層６２，６５を設けることによってＣｒの上層に積層されるＴａの結晶構造を低抵抗の体心立方構造にしやすくなる。
【０１４７】
また、第１電極層６４，第２電極層６６としてＣｒを用いる場合には、Ｔａの中間層６２，６５を設けることにより、Ｃｒがエピタキシャルに成長して、抵抗値を低減できる。
【０１４８】
なお、第１電極層６４及び第２電極層６６はＷ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｒｕ，Ａｕなどを材料として用いて形成することができる。特に、多層膜Ｔ１と電気的に接続される第１電極層６４を、磁気検出素子の記録媒体との対向面を研磨して直流抵抗値を調節する工程においてスメアが発生しにくいように、Ｗ，Ｔａ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｒｕなどの硬性の材料を用いて形成し、第２電極層６６をＣｒ，Ｃｕ，Ａｕ，Ｔａなどの比抵抗の小さい材料を用いて形成することが好ましい。
【０１４９】
多層膜Ｔ１の表面、第１電極層６４の表面、及び第２電極層６６の表面には、上部ギャップ層４４が成膜され、上部ギャップ層４４上には上部シールド４５が形成されている。上部シールド層４５は、無機絶縁材料からなる保護層４６によって覆われる。
【０１５０】
第１ハードバイアス層６１は、フリー磁性層３７を構成する第２フリー磁性層３７ａと第１フリー磁性層３７ｃのうち、一方の磁化方向を揃えるだけでよい。図９では、第１フリー磁性層３７ｃの磁化方向のみをそろえている。第１フリー磁性層３７ｃの磁化方向が一定方向に揃えられると、第２フリー磁性層３７ａは磁化方向が反平行となるフェリ磁性状態となり、フリー磁性層３７全体の磁化方向が一定方向に揃えられる。
【０１５１】
本実施の形態では、第１ハードバイアス層６１は図示Ｘ方向の静磁界を、主に第１フリー磁性層３７ｃに与える。従って、ハードバイアス層６１から発生する図示Ｘ方向の静磁界によって、第２フリー磁性層３７ａの磁化方向（図示Ｘ方向と逆向き）が乱されることを抑えることができる。
【０１５２】
この実施例においては、多層膜Ｔ１の第１フリー磁性層３７ｃは、反強磁性層３４よりも下方に形成されており、第１ハードバイアス層６１の膜厚の厚い部分と隣接しており、従って第１フリー磁性層３７ｃの磁化は容易にＸ方向に揃えられる。これにより、バルクハウゼンノイズの発生を低減させることができる。
【０１５３】
図１０は、本発明の第１０の実施の形態の磁気検出素子を記録媒体との対向面側からみた断面図である。
【０１５４】
この磁気検出素子は、非磁性材料層１０６を中心として、その上下に第１フリー磁性層１０５、第２フリー磁性層１０７、非磁性導電層１０４，１０８、第１固定磁性層１０３，第３固定磁性層１０９、非磁性材料層１０２，１１０、第２固定磁性層１０１，第４固定磁性層１１１及び反強磁性層１００，１１２が形成された、いわゆるデュアルスピンバルブ型薄膜素子と呼ばれるものであり、図１ないし図９に示すスピンバルブ型薄膜素子（シングルスピンバルブ型薄膜素子と呼ばれる）よりも高い再生出力を得ることが可能である。なお最も下側に形成されている層が下地層３３で、最も上側に形成されている層が保護層３８であり、下地層３３から保護層３８までの積層体によって多層膜Ｔ２が構成されている。
【０１５５】
本発明では、反強磁性層１００，１１２がＰｔ−Ｍｎ（白金−マンガン）合金膜により形成されている。あるいは前記Ｐｔ−Ｍｎ合金に代えて、Ｘ―Ｍｎ（ただしＸは、Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕのいずれか１種または２種以上の元素である）で、あるいはＰｔ―Ｍｎ―Ｘ′（ただしＸ′は、Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ａｕ，Ａｇのいずれか１種または２種以上の元素である）で形成されていてもよい。
【０１５６】
前記第１フリー磁性層１０５、前記第２フリー磁性層１０７、前記第１固定磁性層１０３、前記第２固定磁性層１０１、前記第３固定磁性層１０９、前記第４固定磁性層１１１は、Ｎｉ−Ｆｅ（ニッケル−鉄）合金、Ｃｏ（コバルト）、Ｃｏ−Ｆｅ（コバルト−鉄）合金、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｎｉ合金などで形成されており、前記非磁性導電層１０４，１０８は、Ｃｕ（銅）などの電気抵抗の低い非磁性導電材料で形成されている。
【０１５７】
下地層３３上から、第２固定磁性層１０１、非磁性材料層１０２、第１固定磁性層１０３、非磁性導電層１０４、第１フリー磁性層１０５の側面にかけて、Ｃｒなどで形成された緩衝膜及び配向膜となるバイアス下地層１１３，１１３が形成されており、このバイアス下地層１１３，１１３の形成によって、後述する第１ハードバイアス層１１４，１１４から発生するバイアス磁界を増大させることができる。
【０１５８】
バイアス下地層１１３の上には、第１ハードバイアス層１１４が形成されている。第１ハードバイアス層１１４は、多層膜Ｔ２側の側面１１４ａが、バイアス下地層１１３を介して対向している。
【０１５９】
第１ハードバイアス層１１４の上層には、第２ハードバイアス層１１６が積層されている。第２ハードバイアス層１１６の多層膜Ｔ側の側面１１６ａは、多層膜Ｔの側面Ｔ２ｓから所定距離Ｓｐ２だけ離れた位置に設けられる。所定距離Ｓｐ２は、第２ハードバイアス層１１６から発生する磁界が多層膜Ｔ２中のフリー磁性層Ｆに直接的に作用しない距離として設定される。なお、第２ハードバイアス層１１６は第１ハードバイアス層１１４上に直接接して積層されている。
【０１６０】
第１ハードバイアス層１１４及び第２ハードバイアス層１１６は例えば、Ｃｏ−Ｐｔ（コバルト−白金）合金やＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ（コバルト−クロム−白金）合金などで形成されており、図示Ｘ方向（トラック幅方向）に着磁されている。
【０１６１】
第１ハードバイアス層１１４上には、Ｔａなどの非磁性材料で形成された中間層１１５が形成され、この中間層１１５の上に第１電極層１１７が形成されている。
【０１６２】
さらに、第２ハードバイアス層１１６に重なる位置に、中間層１１８を介して第２電極層１１９が形成されている。なお、第２電極層１１９と第１電極層１１７は、直接電気的に接続されている。
【０１６３】
第１電極層１１７と第１ハードバイアス層１１４との間及び第２電極層１１９と第２ハードバイアス層１１６との間に、ＴａまたはＣｒからなる中間層１１５，１１８が設けられると、熱拡散を防ぐことができ、第１ハードバイアス層１１４と第２ハードバイアス層１１６の磁気特性の劣化を防止できる。
【０１６４】
第１電極層１１７、第２電極層１１９としてＴａを用いる場合には、Ｃｒの中間層１１５，１１８を設けることによってＣｒの上層に積層されるＴａの結晶構造を低抵抗の体心立方構造にしやすくなる。
【０１６５】
また、第１電極層１１７、第２電極層１１９としてＣｒを用いる場合には、Ｔａの中間層１１５，１１８を設けることにより、Ｃｒがエピタキシャルに成長して、抵抗値を低減できる。
【０１６６】
なお、第１電極層１１７及び第２電極層１１９はＷ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｒｕ，Ａｕなどを材料として用いて形成することができる。特に、多層膜Ｔ２と電気的に接続される第１電極層１１７を、磁気検出素子の記録媒体との対向面を研磨して直流抵抗値を調節する工程においてスメアが発生しにくいように、Ｗ，Ｔａ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｒｕなどの硬性の材料を用いて形成し、第２電極層１１９をＣｒ，Ｃｕ，Ａｕ，Ｔａなどの比抵抗の小さい材料を用いて形成することが好ましい。
【０１６７】
多層膜Ｔ２の表面、第１電極層１１７の表面、及び第２電極層１１９の表面には、上部ギャップ層４４が成膜され、上部ギャップ層４４上には上部シールド４５が形成されている。上部シールド層４５は、無機絶縁材料からなる保護層４６によって覆われる。
【０１６８】
また、図１０では、磁気モーメントが異なる前記第１固定磁性層１０３と前記第２固定磁性層１０１が、前記非磁性材料層１０２を介して積層されたものが、一つの固定磁性層Ｐ１として機能する。また、磁気モーメントが異なる前記第３固定磁性層１０９と前記第４固定磁性層１１１が、前記非磁性材料層１１０を介して積層されたものが、一つの固定磁性層Ｐ２として機能する。
【０１６９】
前記第１固定磁性層１０３と前記第２固定磁性層１０１の磁化方向は、１８０度異なる反平行のフェリ磁性状態になっており、前記第１固定磁性層１０３と前記第２固定磁性層１０１とが互いに他方の磁化方向を固定しあうので、全体として固定磁性層Ｐ１の磁化方向を一定方向に安定させることができる。
【０１７０】
図１０では、前記第１固定磁性層１０３及び前記第２固定磁性層１０１を同じ材料を用いて形成し、さらに、それぞれの膜厚を異ならせることにより、それぞれの磁気モーメントを異ならせている。
【０１７１】
また、前記第３固定磁性層１０９と前記第４固定磁性層１１１の磁化方向も、１８０度異なる反平行のフェリ磁性状態になっており、前記第３固定磁性層１０９と前記第４固定磁性層１１１とが互いに他方の磁化方向を固定しあっている。
【０１７２】
なお、前記非磁性材料層１０２、１１０は、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｃｒ、Ｒｅ、Ｃｕのうち１種あるいは２種以上の合金で形成されている。
【０１７３】
前記第２固定磁性層１０１及び第４固定磁性層１１１は、それぞれ反強磁性層１００及び１１２と接して形成され、磁場中アニールが施されることにより、前記第２固定磁性層１０１及び反強磁性層１００との界面並びに前記第４固定磁性層１１１及び反強磁性層１１２との界面にて交換結合による交換異方性磁界が生じる。
【０１７４】
前記第２固定磁性層１０１の磁化方向は、図示Ｚ方向に固定される。前記第２固定磁性層１０１の磁化方向が図示Ｙ方向に固定されると、前記非磁性材料層１０２を介して対向する第１固定磁性層１０３の磁化方向が、前記第２固定磁性層１０１の磁化方向と反平行の状態で固定される。なお前記第２固定磁性層１０１の磁気モーメントと前記第１固定磁性層１０３の磁気モーメントを足し合わせた合成磁気モーメントの方向が前記固定磁性層Ｐ１の磁化方向となる。
【０１７５】
前記第２固定磁性層１０１の磁化方向が図示Ｚ方向に固定されるとき、前記第４固定磁性層１１１の磁化方向は、図示Ｚ方向と反平行方向に固定されることが好ましい。このとき、前記非磁性材料層１１０を介して対向する第３固定磁性層１０９の磁化方向が、前記第４固定磁性層１１１の磁化方向と反平行方向に、すなわち、Ｚ方向に固定される。なお前記第４固定磁性層１１１の磁気モーメントと前記第３固定磁性層１０９の磁気モーメントを足し合わせた合成磁気モーメントの方向が前記固定磁性層Ｐ２の磁化方向となる。
【０１７６】
すると、前記第１フリー磁性層１０５、前記非磁性材料層１０６、前記第２フリー磁性層１０７を介して対向する、前記第１固定磁性層１０３と前記第３固定磁性層１０９の磁化方向は、互いに１８０度異なる反平行状態になる。
【０１７７】
図１０では、後述するように、フリー磁性層Ｆが前記第１フリー磁性層１０５と前記第２フリー磁性層１０７が、前記非磁性材料層１０６を介して積層されたものとして形成され、前記第１フリー磁性層１０５と前記第２フリー磁性層１０７の磁化方向が反平行となるフェリ磁性状態になっている。
【０１７８】
前記第１フリー磁性層１０５と前記第２フリー磁性層１０７は、外部磁界の影響を受けて、フェリ磁性状態を保ったまま磁化方向を変化させる。このとき、前記第１固定磁性層１０３と前記第３固定磁性層１０９の磁化方向が、互いに１８０度異なる反平行状態になっていると、フリー磁性層Ｆより上層部分の抵抗変化率とフリー磁性層Ｆより下層部分の抵抗変化率の位相が等しくなる。
【０１７９】
さらに、前記固定磁性層Ｐ１の磁化方向と前記固定磁性層Ｐ２の磁化方向が、反平行方向であることが好ましい。
【０１８０】
例えば、磁化方向が図示Ｚ方向に固定されている前記第２固定磁性層１０１の磁気モーメントの大きさを前記第１固定磁性層１０３の磁気モーメントの大きさよりも大きくし、固定磁性層Ｐ１の磁化方向を図示Ｚ方向にする。一方、磁化方向が図示Ｚ方向に固定されている前記第３固定磁性層１０９の磁気モーメントの大きさを前記第４固定磁性層１１１の磁気モーメントの大きさよりも小さくし、固定磁性層Ｐ２の磁化方向を図示Ｚ方向と反平行方向にする。
【０１８１】
すると、センス電流を図示Ｘ方向と反対の方向に流したときに発生するセンス電流磁界の方向と、固定磁性層Ｐ１の磁化方向及び固定磁性層Ｐ２の磁化方向が一致し、前記第１固定磁性層１０３と前記第２固定磁性層１０１のフェリ磁性状態、及び前記第３固定磁性層１０９と前記第４固定磁性層１１１のフェリ磁性状態が安定する。
【０１８２】
また、前記第１フリー磁性層１０５及び前記第２フリー磁性層１０７は、それぞれの磁気モーメントが異なるように形成されている。ここでも、前記第１フリー磁性層１０５及び前記第２フリー磁性層１０７を同じ材料を用いて形成し、さらに、それぞれの膜厚を異ならせることにより、前記第１フリー磁性層１０５及び前記第２フリー磁性層１０７の磁気モーメントを異ならせている。
【０１８３】
さらに、非磁性材料層１０２，１０６，１１６は、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｃｒ、Ｒｅ、Ｃｕのうち１種あるいは２種以上の合金で形成されている。
【０１８４】
図１０では、前記第１フリー磁性層１０５と前記第２フリー磁性層１０７が、前記非磁性材料層１０６を介して積層されたものが、一つのフリー磁性層Ｆとして機能する。
【０１８５】
前記第１フリー磁性層１０５と前記第２フリー磁性層１０７の磁化方向は、反平行となるフェリ磁性状態になっており、フリー磁性層Ｆの膜厚を薄くすることと同等の効果が得られ、フリー磁性層Ｆ全体の単位面積あたりの実効的な磁気モーメントが小さくなって磁化が変動しやすくなり、磁気抵抗効果素子の磁界検出感度が向上する。
【０１８６】
前記第１フリー磁性層１０５の磁気モーメントと前記第２フリー磁性層１０７の磁気モーメントを足し合わせた合成磁気モーメントの方向が前記フリー磁性層Ｆの磁化方向となる。
【０１８７】
前記第１ハードバイアス層１１４は図示Ｘ方向（トラック幅方向）に着磁されており、第１ハードバイアス層１１４からのＸ方向へのバイアス磁界により、フリー磁性層Ｆの磁化方向は図示Ｘ方向になっている。
【０１８８】
そして記録媒体からの外部磁界に対し、前記フリー磁性層Ｆの磁化が感度良く変動し、この磁化方向の変動と、固定磁性層Ｐ１、Ｐ２の固定磁化方向との関係で電気抵抗が変化し、この電気抵抗値の変化に基づく電圧変化により、記録媒体からの漏れ磁界が検出される。ただし、電気抵抗値の変化（出力）に直接寄与するのは第１固定磁性層１０３の磁化方向と第１フリー磁性層１０５の磁化方向の相対角、及び第３固定磁性層１０９の磁化方向と第２フリー磁性層１０７の磁化方向の相対角であり、これらの相対角が検出電流が通電されている状態かつ信号磁界が印加されていない状態で直交していることが好ましい。
【０１８９】
ハードバイアス層１１４は、フリー磁性層Ｆを構成する第１フリー磁性層１０５と第２フリー磁性層１０７のうち、一方の磁化方向を揃えるだけでよい。図１０では、第２フリー磁性層１０７の磁化方向のみをそろえている。第２フリー磁性層１０７の磁化方向が一定方向に揃えられると、第１フリー磁性層１０５は磁化方向が反平行となるフェリ磁性状態となり、フリー磁性層Ｆ全体の磁化方向が一定方向に揃えられる。
【０１９０】
本実施の形態では、第１ハードバイアス層１１４は図示Ｘ方向の静磁界を、主に第２フリー磁性層１０７に与える。従って、ハードバイアス層１１４から発生する図示Ｘ方向の静磁界によって、第１フリー磁性層１０５の磁化方向（図示Ｘ方向と逆向き）が乱されることを抑えることができる。
【０１９１】
図２から図１０に示された磁気検出素子においても、第１ハードバイアス層４０、６１、１１４の膜厚ｔ１、ｔ５、ｔ７を薄くすることにより、フリー磁性層３７、Ｆの磁化方向をそろえる第１ハードバイアス層４０、６１、１１４が発生する磁界の強さを弱くすることができる。すなわち、フリー磁性層３７、Ｆと近接している部分における第１ハードバイアス層４０、６１、１１４の残留磁化×膜厚の値を小さくできる。
【０１９２】
従って、多層膜Ｔ、Ｔ１、Ｔ２に形成される不感領域の幅寸法を小さくし、感度領域を広くでき、磁気検出素子の感度を向上させることができる。
【０１９３】
さらに、多層膜Ｔ、Ｔ１、Ｔ２の側面から所定距離Ｓｐ、Ｓｐ１、Ｓｐ２だけ離れた位置に、第２ハードバイアス層４２、６３、１１６が第１ハードバイアス４０、６１、１１４の上層に直接接して積層されることによってハードバイアス層Ｈの膜厚が厚くされており、ハードバイアス層Ｈの保磁力Ｈｃや角型比を大きくできる。従って、外乱の磁界が存在していても、フリー磁性層３７、Ｆを安定した単磁区化状態にしておくことができる。
【０１９４】
本実施の形態では、多層膜Ｔに形成される不感領域の幅寸法を小さくしつつ、ハードバイアス層Ｈの保磁力Ｈｃや角型比を大きくするために、第１ハードバイアス層４０、６１の膜厚ｔ１、ｔ５よりも第２ハードバイアス層４２、６３の膜厚ｔ２、ｔ６の方を厚くしている。ただし、図１０のように、第１ハードバイアス層１１４の膜厚ｔ７よりも第２ハードバイアス層１１６の膜厚ｔ８の方を薄くしてもよい。
【０１９５】
また図２から図１０では、第１ハードバイアス層４０、６１、１１４の上層に第２ハードバイアス層４２、６３、１１６が積層されているが、第１ハードバイアス層４０、６１、１１４の下層に直接接して第２ハードバイアス層４２、６３、１１６が積層されてもよい。
【０１９６】
また、図４から図１０の磁気検出素子においても、第１ハードバイアス層４０、６１、１１４と第２ハードバイアス層４２、６３、１１６のうち、第１ハードバイアス層４０、６１、１１４のみと重なる領域であって絶縁層５２と重ならない領域Ｓ１における、上部シールド層４５と下部シールド層３１間の距離をＧｌｓ、多層膜Ｔの中央Ｃと重なる位置における上部シールド層４５と下部シールド層３１間の距離をＧｌｃとしたときに、前記ＧｌｓとＧｌｃの差の値を、磁気検出素子の実効トラック幅Ｅ−Ｔｗが０．１７μｍとなる値以下に設定することが好ましい。
【０１９７】
なお、図１から図１０の磁気検出素子において、前記Ｇｌｓと前記Ｇｌｃの値を、Ｇｌｃ−２０ｎｍ≦Ｇｌｓ≦Ｇｌｃ＋９０ｎｍを満たす範囲に設定することが好ましい。より好ましくは、前記Ｇｌｓと前記Ｇｌｃの値を、Ｇｌｃ−２０ｎｍ≦Ｇｌｓ≦Ｇｌｃ＋７０ｎｍを満たす範囲に設定することである。さらに好ましくは、前記Ｇｌｓと前記Ｇｌｃの値を、Ｇｌｃ−２０ｎｍ≦Ｇｌｓ≦Ｇｌｃ＋３０ｎｍを満たす範囲に設定することである。
【０１９８】
あるいは、前記Ｇｌｓと前記Ｇｌｃの値を、０．６７≦Ｇｌｓ／Ｇｌｃ≦２．５０を満たす範囲に設定することが好ましい。より好ましくは、前記Ｇｌｓと前記Ｇｌｃの値を、０．６７≦Ｇｌｓ／Ｇｌｃ≦２．１７を満たす範囲に設定することである。さらに好ましくは、前記Ｇｌｓと前記Ｇｌｃの値を、０．６７≦Ｇｌｓ／Ｇｌｃ≦１．５０を満たす範囲に設定することである。
【０１９９】
なお、上述した前記Ｇｌｓと前記Ｇｌｃの値の範囲で、前記Ｇｌｓと前記Ｇｌｃの値を、Ｇｌｓ＞Ｇｌｃとしても、Ｇｌｓ＝Ｇｌｃとしても、Ｇｌｓ＜Ｇｌｃとしてもよい。
【０２００】
Ｇｌｓ＞Ｇｌｃであれば、多層膜Ｔ、Ｔ１、Ｔ２の両側近傍における上部シールド層４５と下部シールド層３１間の距離は、多層膜Ｔ、Ｔ１、Ｔ２に重なる領域における上部シールド層４５と下部シールド層３１間の距離（ギャップ長）より大きい。
【０２０１】
Ｇｌｓ＝Ｇｌｃであれば、多層膜Ｔ、Ｔ１、Ｔ２の両側近傍における上部シールド層４５と下部シールド層３１間の距離は、多層膜Ｔ、Ｔ１、Ｔ２に重なる領域における上部シールド層４５と下部シールド層３１間の距離（ギャップ長）に等しい。
【０２０２】
Ｇｌｓ＜Ｇｌｃであれば、多層膜Ｔ、Ｔ１、Ｔ２の両側近傍における上部シールド層４５と下部シールド層３１間の距離は、多層膜Ｔ、Ｔ１、Ｔ２に重なる領域における上部シールド層４５と下部シールド層３１間の距離（ギャップ長）より小さい。
【０２０３】
また、図１１は、図３に示された磁気検出素子の多層膜Ｔと第１電極層４３と第２電極層５１を図３の図示上方から見た平面図である。
【０２０４】
図１１に示されるように、第１電極層４３のハイト方向の奥行長さＺ１が、多層膜Ｔのハイト方向の奥行長さＺ２より長くされているので、磁気検出素子の直流抵抗値を小さくできる。
【０２０５】
なお、図３及び図５〜図１０の磁気検出素子では、２層の電極層を有する構成のみ示したが、電極層が３層以上であってもよい。
【０２０６】
また、第２ハードバイアス層４２、６３、１１６上にさらに複数層のハードバイアス層が積層されてもよい。
【０２０７】
なお、フリー磁性層３７，Ｆと固定磁性層３５，Ｐ１，Ｐ２は、単層の磁性材料層あるいは２層の磁性材料層（ＣｏＦｅ／ＮｉＦｅなど）として形成されてもよい。
【０２０８】
図３に示された磁気検出素子の製造方法を説明する。
まず図１２に示すように、下部シールド層３１、下部ギャップ層３２を成膜する。下部シールド層３１は、ＮｉＦｅなどの磁性材料を用いて形成し、下部ギャップ層３２はＡｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2などの絶縁性材料を用いて形成する。下部シールド層３１は、基板３０上に、アルミナなどの絶縁性材料からなる図示しない下地層を介して積層されている。
【０２０９】
さらに、下部ギャップ層３２上に、図３に示される下地層３３、反強磁性層３４、第１固定磁性層３５ａ、非磁性中間層３５ｂ、第２固定磁性層３５ｃからなるシンセティックフェリピンド型の固定磁性層３５、非磁性材料層３６、第２フリー磁性層３７ａ、非磁性中間層３７ｂ、第１フリー磁性層３７ｃからなるシンセティックフェリフリー型のフリー磁性層３７、保護層３８を積層し、多層膜Ｔを形成する。
【０２１０】
なおこの多層膜Ｔの代りに、図９に示すシングルスピンバルブ型薄膜素子の多層膜Ｔ１、図１０に示すデュアルスピンバルブ型薄膜素子の多層膜Ｔ２であってもよい。
【０２１１】
なお多層膜Ｔ，Ｔ１，またはＴ２を構成する反強磁性層を、ＰｔＭｎ合金により形成することが好ましく、またはＸ―Ｍｎ（ただしＸは、Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕのいずれか１種または２種以上の元素である）あるいはＰｔ―Ｍｎ―Ｘ′（ただしＸ′は、Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ａｕ，Ａｇのいずれか１種または２種以上の元素である）で形成してもよい。前記反強磁性層を上述した材質で形成する場合、固定磁性層との界面で交換結合磁界を発生させるには熱処理を施す必要がある。
【０２１２】
次に、形成する磁気検出素子の光学トラック幅Ｏ−Ｔｗの領域を覆うリフトオフ用のレジスト層Ｒ１を、多層膜Ｔ上にパターン形成する。
【０２１３】
図１２に示すように、レジスト層Ｒ１には、その下面に切り込み部Ｒ１ａ，Ｒ１ａが形成されている。
【０２１４】
次に図１３に示す工程では、エッチングにより多層膜Ｔの両側を削り込む。
本工程では、エッチングレート及びエッチング時間を制御し、反強磁性層３４の側面を削り取らず残るようすることにより、反強磁性層３４を図示Ｘ方向に長く形成している。なお、反強磁性層３４の側面を完全に削ると、図５に示される磁気検出素子を形成することができる。
【０２１５】
さらに図１４に示す工程では、多層膜Ｔの両側に、バイアス下地層３９，３９、第１ハードバイアス層４０、中間層４１を成膜する。バイアス下地層３９はＣｒ、Ｔｉ、Ｍｏ、またはＷ50Ｍｏ50のうちいずれか一種以上、好ましくはＣｒを、第１ハードバイアス層４０はＣｏ−Ｐｔ（コバルト−白金）合金やＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ（コバルト−クロム−白金）合金などを、中間層４１はＴａを用いて形成した。本実施の形態では、バイアス下地層３９、第１ハードバイアス層４０、中間層４１の成膜を異方性を有するスパッタ法を用いて行った。
【０２１６】
本実施の形態では、第１ハードバイアス層４０は多層膜Ｔと対向する側の側面４０ａの最上部４０ｂが第２フリー磁性層３７ａの上面３７ａ３と重なる高さ位置に形成される。すなわち、第１ハードバイアス層４０の多層膜Ｔと対向する側の側面４０ａは、及び第２フリー磁性層３７ａの側面と対向する高さ位置まで成膜され、第１フリー磁性層３７ｃの側面とは対向しないように形成されている。ただし、図６に示されるように、第１ハードバイアス層４０の側面４０ａが、固定磁性層３５の側面、非磁性材料層３６の側面、第２フリー磁性層３７ａ、非磁性中間層３７ｂ、及び第１フリー磁性層３７ｃの側面と対向するようにしてもよい。
【０２１７】
第１ハードバイアス層４０は、フリー磁性層３７を構成する第２フリー磁性層３７ａと第１フリー磁性層３７ｃのうち、第２フリー磁性層３７ａの磁化方向のみをそろえている。第２フリー磁性層３７ａの磁化方向が一定方向に揃えられると、第１フリー磁性層３７ｃは磁化方向が反平行となるフェリ磁性状態となり、フリー磁性層３７全体の磁化方向が一定方向に揃えられる。
【０２１８】
本実施の形態では、第１ハードバイアス層４０は図示Ｘ方向の静磁界を、主に第２フリー磁性層３７ａに与える。従って、第１ハードバイアス層４０から発生する図示Ｘ方向の静磁界によって、第１フリー磁性層３７ｃの磁化方向（図示Ｘ方向と逆向き）が乱されることを抑えることができる。
【０２１９】
次に図１５に示す工程では、基板３０表面の法線方向に対し所定の角度θ３から、中間層４１，４１上に第１電極層４３を成膜する。第１電極層４３は、多層膜Ｔの両側領域に、トラック幅方向に所定の間隔Ｓｐ３を開けて形成された一対の電極からなる。
【０２２０】
この際、第１電極層４３を、多層膜Ｔ上に設けられたレジスト層Ｒ１の下面に形成された切り込み部Ｒ１ａ，Ｒ１ａ内にまで成膜してもよい。
【０２２１】
なお、第１電極層４３を形成するときには、図１１に示されるように、第１電極層４３のハイト方向の奥行長さＺ１を、多層膜Ｔのハイト方向の奥行長さＺ２より長く形成することが好ましい。
【０２２２】
そしてレジスト層Ｒ１を、レジスト剥離液を用いながらリフトオフによって除去した後、図１６に示すように、切り込み部Ｒ２ａ，Ｒ２ａの形成されたリフトオフ用のレジスト層Ｒ２を多層膜Ｔ及び第１電極層４３上に形成する。
【０２２３】
次に、エッチングにより第１電極層４３、中間層４１、第1ハードバイアス層４０を削り込む。本工程では、エッチングレート及びエッチング時間を制御し、第1ハードバイアス層４０を全て削り取らず残るようする。
【０２２４】
次に、基板３０表面の法線方向に対し所定の角度θ４から、第1ハードバイアス層４０上に第２ハードバイアス層４２、中間層５０、第２電極層５１を連続成膜する。
【０２２５】
このようにして、第1ハードバイアス層４０の上層に、多層膜Ｔ側の側面４０ａが多層膜Ｔの側面Ｔｓから所定距離Ｓｐだけ離れた位置にある第２ハードバイアス層４２が積層されている磁気検出素子を形成することができる。所定距離Ｓｐは、第２ハードバイアス層４２から発生する磁界が多層膜Ｔ中のフリー磁性層３７に直接的に作用しない距離として設定される。なお、第２ハードバイアス層４２は第1ハードバイアス層４０上に直接接して積層されている。
【０２２６】
第1ハードバイアス層４０及び第２ハードバイアス層４２は例えば、Ｃｏ−Ｐｔ（コバルト−白金）合金やＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ（コバルト−クロム−白金）合金などで形成される。  また、第1ハードバイアス層４０及び第２ハードバイアス層４２は成膜後、図示Ｘ方向（トラック幅方向）に着磁される。
【０２２７】
なお、第1ハードバイアス層４０の膜厚ｔ１よりも第２ハードバイアス層４２の膜厚ｔ２を厚くすることが好ましい。
【０２２８】
第２ハードバイアス層４２、中間層５０、第２電極層５１を成膜するときには、例えば、多層膜Ｔが形成された基板３０に対し、第２ハードバイアス層４２、中間層５０、第２電極層５１の組成で形成されたターゲットを斜めに傾けて、前記ターゲットを前記基板３０上で移動または回転させながら、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のいずれかまたはそれらを組み合わせたスパッタ法により成膜する。
【０２２９】
または、前記ターゲットを固定して基板３０側を、前記ターゲットに対し斜め方向に移動または回転させてもよい。
【０２３０】
なお、第２ハードバイアス層４２、中間層５０、第２電極層５１を成膜するときの成膜角度θ４を、第１電極層４３を成膜するときの成膜角度θ３よりも大きくすることが好ましい。成膜角度θ４＞成膜角度θ３とすることにより、多層膜Ｔ表面に平行な平面と第２電極層５１の前端縁の接平面とがなす角度θ２を、多層膜Ｔ表面に平行な平面と第１電極層４３の前端縁の接平面とがなす角度θ１より小さくできる。
【０２３１】
θ１＞θ２とすると、多層膜Ｔに直接接続される第１電極層４３から多層膜Ｔへの電流の供給を安定化することができる。
【０２３２】
また、多層膜Ｔの両側近傍における上部シールド層４５と下部シールド層３１間の距離が大きくなることを抑え、かつ磁気検出素子の直流抵抗値を小さくするために、第２電極層５１の膜厚ｔ４を、第１電極層４３の膜厚ｔ３より厚くすることが好ましい。
【０２３３】
また、多層膜Ｔと電気的に接続される第１電極層４３を、磁気検出素子の記録媒体との対向面を研磨して直流抵抗値を調節する工程においてスメアが発生しにくいように、Ｗ，Ｔａ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｒｕなどの硬性の材料を用いて形成し、第２電極層５１をＣｒ、Ｃｕ，Ａｕ，Ｔａなどの比抵抗の小さい材料を用いて形成することが好ましい。
【０２３４】
そしてレジスト層Ｒ２を、レジスト剥離液を用いながらリフトオフによって除去した後、多層膜Ｔ、第１電極層４３及び第２電極層５１上に、図１８に示すように、上部ギャップ層４４を成膜する。
【０２３５】
さらに、図１９に示す工程では、多層膜Ｔ及び第１電極層４３上の一部と重なる領域に、切り込み部の形成されたリフトオフ用のレジスト層Ｒ３を積層し、基板３０に対し斜め方向から第１電極層４３上の一部及び第２電極層５１上の全ての領域と重なる絶縁層５２を成膜する。
【０２３６】
レジスト層Ｒ３を、レジスト剥離液を用いながらリフトオフによって除去した後、図２０に示すように、上部ギャップ層４４及び絶縁層５２上に上部シールド層４５を成膜し、上部シールド層４５上に保護層４６を成膜する工程を経て、図３の磁気検出素子が完成する。
【０２３７】
なお、上記した磁気検出素子の製造方法において、第１電極層４３と、第２電極層５１のうち、第１電極層４３のみと重なる領域であって、絶縁層５２と重ならない領域Ｓ１，Ｓ１における上部シールド層４５と下部シールド層３１間の距離をＧｌｓ、多層膜Ｔの中央Ｃと重なる位置における上部シールド層４５と下部シールド層３１間の距離をＧｌｃとしたときに、前記Ｇｌｓと前記Ｇｌｃの差の値を、磁気検出素子の実効トラック幅が０．１７μｍとなる値以下となるように、磁気検出素子を構成する各層の膜厚を設定することが好ましい。
【０２３８】
具体的には、前記Ｇｌｓと前記Ｇｌｃの値を、Ｇｌｃ−２０ｎｍ≦Ｇｌｓ≦Ｇｌｃ＋９０ｎｍを満たす範囲に設定することが好ましい。より好ましくは、前記Ｇｌｓと前記Ｇｌｃの値を、Ｇｌｃ−２０ｎｍ≦Ｇｌｓ≦Ｇｌｃ＋７０ｎｍを満たす範囲に設定することである。さらに好ましくは、前記Ｇｌｓと前記Ｇｌｃの値を、Ｇｌｃ−２０ｎｍ≦Ｇｌｓ≦Ｇｌｃ＋３０ｎｍを満たす範囲に設定することである。
【０２３９】
あるいは、前記Ｇｌｓと前記Ｇｌｃの値を、０．６７≦Ｇｌｓ／Ｇｌｃ≦２．５０を満たす範囲に設定することが好ましい。より好ましくは、前記Ｇｌｓと前記Ｇｌｃの値を、０．６７≦Ｇｌｓ／Ｇｌｃ≦２．１７を満たす範囲に設定することである。さらに好ましくは、前記Ｇｌｓと前記Ｇｌｃの値を、０．６７≦Ｇｌｓ／Ｇｌｃ≦１．５０を満たす範囲に設定することである。
【０２４０】
前記ＧｌｓとＧｌｃの差の値を所定の値以下とすることによって、多層膜Ｔの両側近傍における上部シールド層４５と下部シールド層３１間の距離が大きくなることを抑え、実効トラック幅Ｅ−Ｔｗを小さくすることができる。
【０２４１】
また、本実施の形態でも、多層膜Ｔ近傍においては薄い第１電極層を単層とし、多層膜Ｔから離れたところの膜厚を、第１電極層上に第２電極層を積層することによって大きくしている。
【０２４２】
この結果、多層膜Ｔの両側近傍における上部シールド層４５と下部シールド層３１間の距離を小さくしつつ、磁気検出素子の直流抵抗値を小さくすることができる。
【０２４３】
また、多層膜Ｔ近傍において、第１電極層４３を薄く形成できるので、多層膜Ｔの表面と第１電極層４３の側面４２ａとによって形成される段差Ｄを低くできる。従って、上部ギャップ層４４の膜厚を小さくしても、この段差Ｄ上に上部ギャップ層４４が確実に形成されるようにできる。すなわち、上部シールド層４５と第２電極層５１との間の電気的短絡をより確実に防止できるようになる。
【０２４４】
以上、図３に示された磁気検出素子の製造方法について説明した。
なお、上記製造工程において絶縁層５２の形成を省略してもよい。また、前記Ｇｌｓと前記Ｇｌｃの値の上述した範囲内で、前記Ｇｌｓと前記Ｇｌｃの値をＧｌｓ＞Ｇｌｃとしても、Ｇｌｓ＝Ｇｌｃとしても、Ｇｌｓ＜Ｇｌｃとしてもよい。
【０２４５】
また、図１７の工程において、中間層５０及び第２電極層５１の形成を省略することにより図１または図２に示された磁気検出素子を形成できる。
【０２４６】
また、図１５の工程において、中間層４１及び第１電極層４３の形成を省略することにより、図４の磁気検出素子を形成できる。
【０２４７】
図７の磁気検出素子を形成するときには、マイクロトラックプロファイル法などを用いて多層膜Ｔの不感領域ｄの幅寸法を、予め別の磁気ヘッドを用いて測定しておき、この不感領域ｄ上のみを覆うように、リフトオフ用のレジスト層を形成し、第１電極層４３を成膜するときに、前記レジスト層の切り込み部内にまで、第１電極層４３を形成すればよい。
【０２４８】
図８に示された磁気検出素子を形成するときには、図２１に示されるように、バイアス下地層３９，３９を基板３０の表面に対する法線方向から成膜すればよい。例えば、バイアス下地層３９，３９をスパッタ成膜するためのターゲットを基板３０に平行となるように対向させ、スパッタ粒子Ｓａの角度分布が狭く直進性のよい方法（イオンビームスパッタ法、ロングスロースパッタ法、コリメーションスパッタ法のいずれかまたはそれらを組み合わせたスパッタ法）によって形成する。これにより、多層膜Ｔの側面に堆積するスパッタ粒子がほとんどなく、多層膜Ｔ中の反強磁性層３４の延出部３４ｂ上にのみ成膜されるようにできる。
【０２４９】
さらに、第１ハードバイアス層４０を等方性または異方性のスパッタ法を用いて成膜することにより、図８に示されるように、第１ハードバイアス層４０多層膜Ｔ側の側面４０ａが、第２フリー磁性層３７ａの側面と直接接するようにできる。すると、第１ハードバイアス層４０と第２フリー磁性層３７ａが磁気的に連続体となり、第２フリー磁性層３７ａの側端部において反磁界が発生することを防ぐことができ、安定性が増す。
【０２５０】
レジスト層Ｒ１の端部Ｒ１ｂの位置と、スパッタ粒子Ｓａの角度分布及び直進性を設定することにより、バイアス下地層３９が多層膜Ｔの側面上に全く形成されないようにすること、第２フリー磁性層３７ａの側面上に形成されない範囲でバイアス下地層３９が多層膜Ｔの側面上に形成されるようにすること、第１ハードバイアス層４０と第２フリー磁性層３７ａ間のバイアス下地層３９の膜厚が１ｎｍ以下となるようにバイアス下地層３９が多層膜Ｔの側面上に形成されるようにすること、のうちいずれかになるようにできる。
【０２５１】
また、３層以上の電極層を形成するためには、切り込み部の形成されたリフトオフ用のレジスト層を多層膜Ｔから既に形成された複数層の電極層のうち最上層の電極層上にかけて形成し、前記最上層の電極層上にさらに別の電極層を、前記基板の法線方向に対し所定の成膜角度から成膜し、その後前記レジスト層を除去する工程を繰り返せばよい。
【０２５２】
図１２から図１５に示された工程において、多層膜Ｔをマスクするレジスト層を２層レジスト法、イメージリバース法などによって形成された切り欠き部Ｒ１ａ，Ｒ１ａを有するリフトオフ用のレジスト層Ｒ１としている。
【０２５３】
ただし、本発明では、図２２に示されるように、切り欠き部を有さないレジスト層Ｒ４を用いて、形成する磁気検出素子の光学トラック幅Ｏ−Ｔｗの領域を覆う領域をマスクしてもよい。光学トラック幅Ｏ−Ｔｗを０．２μｍ以下の幅寸法で形成するときには、電子ビームリソグラフィーなどを用いて、切り欠き部を有さないレジスト層Ｒ４を形成することが有効である。
【０２５４】
レジスト層Ｒ４の形成後、図２３に示すごとくエッチングにより多層膜Ｔの両側を削り込む。
【０２５５】
さらに図２４に示す工程では、多層膜Ｔの両側に、バイアス下地層３９，３９、第１ハードバイアス層４０，４０、中間層４１，４１、及び第１電極層４３，４３を成膜する。
【０２５６】
本発明では、多層膜Ｔ近傍において第１電極層４３を薄く形成でき、多層膜Ｔの表面と第１電極層４３の側面とによって形成される段差Ｄの高さ寸法を低くできる。従って、レジスト層Ｒ４が切り欠き部を有さなくとも、第１電極層４３の成膜後にレジスト層Ｒ４を確実に除去できる。
【０２５７】
なお、本発明の磁気検出素子に記録用のインダクティブヘッドを積層して、記録再生複合型磁気ヘッドを構成してもよい。
【０２５８】
また、本発明のハードバイアス層の構成は、ＣＰＰＧＭＲ型磁気検出素子、ＴＭＲ（トンネル効果磁気抵抗効果）型磁気検出素子のフリー磁性層を単磁区化するために用いることもできる。
【０２５９】
【実施例】
図３に示された構造の磁気検出素子を用いて浮上式磁気ヘッドを形成し、磁気検出素子の多層膜Ｔの中央Ｃと重なる位置における上部シールド層４５と下部シールド層３１間の距離Ｇｌｃを固定し、第１電極層４３のみと重なる領域であって、絶縁層５２と重ならない領域Ｓ１，Ｓ１における上部シールド層４５と下部シールド層３１間の距離Ｇｌｓを変化させたときの実効トラック幅（ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ  ｒｅａｄ  ｗｉｄｔｈ）Ｅ−Ｔｗを測定した。
【０２６０】
実効トラック幅Ｅ−Ｔｗの測定は、先に説明したフルトラックプロファイル法を用いて行った（図２６参照）。
【０２６１】
測定に用いた磁気検出素子のＧｌｃは６０ｎｍ、光学的トラック幅Ｏ−Ｔｗを０．１５μｍ、多層膜Ｔのハイト方向奥行長さＺ２を０．１μｍ、記録媒体からの磁気的な浮上量を１８ｎｍとした。また、第１ハードバイアス層４０の残留磁化×膜厚の値を７．５Ｔ・ｎｍとしたときと２１．７Ｔ・ｎｍとしたときの２通りの場合について調べた。
【０２６２】
図２５に、前記ＧｌｓとＧｌｃの差の値と実効トラック幅Ｅ−Ｔｗとの関係を示すグラフを示す。
【０２６３】
図２５のグラフから、前記Ｇｌｓの値が小さくなると実効トラック幅Ｅ−Ｔｗが小さくなることが分かる。
【０２６４】
第１ハードバイアス層４０の残留磁化×膜厚の値を７．５Ｔ・ｎｍとした場合、実効トラック幅Ｅ−Ｔｗを０．１７μｍ以下にするためには、前記ＧｌｓとＧｌｃの差の値を９０ｎｍ以下とすればよいことが分かる。さらに、前記ＧｌｓとＧｌｃの差の値を７０ｎｍ以下とすれば、実効トラック幅Ｅ−Ｔｗを０．１６７μｍ以下にでき、前記ＧｌｓとＧｌｃの差の値を３０ｎｍ以下とすれば、実効トラック幅Ｅ−Ｔｗを０．１６５μｍ以下にできる。
【０２６５】
また、第１ハードバイアス層４０の残留磁化×膜厚の値を２１．７Ｔ・ｎｍとした場合、前記ＧｌｓとＧｌｃの差の値を７０ｎｍ以下とすれば、実効トラック幅Ｅ−Ｔｗを０．１６μｍ以下にでき、前記ＧｌｓとＧｌｃの差の値を３０ｎｍ以下とすれば、実効トラック幅Ｅ−Ｔｗを０．１５７μｍ以下にできる。
【０２６６】
なお、充分な厚さの第１ハードバイアス層４０を形成するためには、Ｇｌｓ−Ｇｌｃ≧−２０ｎｍとすることが好ましい。
【０２６７】
これらの結果から、本発明では、前記Ｇｌｓと前記Ｇｌｃの値を、Ｇｌｃ−２０ｎｍ≦Ｇｌｓ≦Ｇｌｃ＋９０ｎｍを満たす範囲に設定することが好ましいとし、より好ましくは、Ｇｌｃ−２０ｎｍ≦Ｇｌｓ≦Ｇｌｃ＋７０ｎｍを満たす範囲に設定すること、さらに好ましくは、Ｇｌｃ−２０ｎｍ≦Ｇｌｓ≦Ｇｌｃ＋３０ｎｍを満たす範囲に設定することとした。
【０２６８】
また、前記Ｇｌｃが６０ｎｍであることと、上記前記Ｇｌｓと前記Ｇｌｃの好ましい値の範囲とから、前記Ｇｌｓと前記Ｇｌｃの値を、０．６７≦Ｇｌｓ／Ｇｌｃ≦２．５０を満たす範囲に設定することが好ましいとし、より好ましくは、０．６７≦Ｇｌｓ／Ｇｌｃ≦２．１７を満たす範囲に設定すること、さらに好ましくは、０．６７≦Ｇｌｓ／Ｇｌｃ≦１．５０を満たす範囲に設定することとした。
【０２６９】
【発明の効果】
以上詳細に説明した本発明では、第１ハードバイアス層の膜厚を薄くすることにより、前記フリー磁性層の磁化方向をそろえる前記第１ハードバイアス層の静磁界の強さを弱くすることができる。すなわち、前記ハードバイアス層の前記フリー磁性層と近接している部分における残留磁化×膜厚の値を小さくできる。
【０２７０】
従って、前記多層膜に形成される不感領域の幅寸法を小さくし、感度領域を広くでき、磁気検出素子の感度を向上させることができる。
【０２７１】
さらに、前記多層膜の側面から所定距離離れた位置では、前記第２ハードバイアス層が前記第１ハードバイアスの上層または下層に直接接して積層されることによって前記ハードバイアス層の膜厚が厚くされており、ハードバイアス層の保磁力Ｈｃや角型比を大きくできる。従って、外乱の磁界が存在していても、前記フリー磁性層を安定した単磁区化状態にしておくことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の磁気検出素子を記録媒体との対向面側から見た断面図、
【図２】本発明の第２の実施の形態の磁気検出素子を記録媒体との対向面側から見た断面図、
【図３】本発明の第３の実施の形態の磁気検出素子を記録媒体との対向面側から見た断面図、
【図４】本発明の第４の実施の形態の磁気検出素子を記録媒体との対向面側から見た断面図、
【図５】本発明の第５の実施の形態の磁気検出素子を記録媒体との対向面側から見た断面図、
【図６】本発明の第６の実施の形態の磁気検出素子を記録媒体との対向面側から見た断面図、
【図７】本発明の第７の実施の形態の磁気検出素子を記録媒体との対向面側から見た断面図、
【図８】本発明の第８の実施の形態の磁気検出素子を記録媒体との対向面側から見た断面図、
【図９】本発明の第９の実施の形態の磁気検出素子を記録媒体との対向面側から見た断面図、
【図１０】本発明の第１０の実施の形態の磁気検出素子を記録媒体との対向面側から見た断面図、
【図１１】図３に示された磁気検出素子の多層膜Ｔと第１電極層４３と第２電極層５１を図３の図示上方から見た平面図、
【図１２】本発明の磁気検出素子の製造方法の実施の形態を示す一工程図、
【図１３】本発明の磁気検出素子の製造方法の実施の形態を示す一工程図、
【図１４】本発明の磁気検出素子の製造方法の実施の形態を示す一工程図、
【図１５】本発明の磁気検出素子の製造方法の実施の形態を示す一工程図、
【図１６】本発明の磁気検出素子の製造方法の実施の形態を示す一工程図、
【図１７】本発明の磁気検出素子の製造方法の実施の形態を示す一工程図、
【図１８】本発明の磁気検出素子の製造方法の実施の形態を示す一工程図、
【図１９】本発明の磁気検出素子の製造方法の実施の形態を示す一工程図、
【図２０】本発明の磁気検出素子の製造方法の実施の形態を示す一工程図、
【図２１】本発明の磁気検出素子の製造方法の実施の形態を示す一工程図、
【図２２】本発明の磁気検出素子の製造方法の実施の形態を示す一工程図、
【図２３】本発明の磁気検出素子の製造方法の実施の形態を示す一工程図、
【図２４】本発明の磁気検出素子の製造方法の実施の形態を示す一工程図、
【図２５】前記ＧｌｓとＧｌｃの差の値と実効トラック幅との関係を示すグラフ、
【図２６】フルトラックプロファイル法を説明するためのグラフ、
【図２７】従来の磁気検出素子を記録媒体との対向面側から見た断面図、
【符号の説明】
３１  下部シールド層
３２  下部ギャップ層
３３  下地層
３４  反強磁性層
３５  固定磁性層
３５ａ  第１固定磁性層
３５ｂ  非磁性中間層
３５ｃ  第２固定磁性層
３６  非磁性材料層
３７  フリー磁性層
３７ａ  第２フリー磁性層
３７ｂ  非磁性中間層
３７ｃ  第１フリー磁性層
３８  保護層
３９  バイアス下地層
４０  第１ハードバイアス層
４１  中間層
４２  第２ハードバイアス層
４３  第１電極層
４４  上部ギャップ層
４５  上部シールド層
４６  保護層
５１  第２電極層
Ｔ、Ｔ１、Ｔ２  多層膜
【図１】
0003766600.tif 000002
【図２】
0003766600.tif 000003
【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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