JP2001160208A - 磁気抵抗効果素子及びその製造方法 - Google Patents

磁気抵抗効果素子及びその製造方法

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magnetic layer
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Yoshihiko Kakihara
芳彦 柿原
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁気抵抗効果素子を構成する多層膜の両側に
形成される電極層は、先端部が先細りし、電流を均一に
流すことが困難であった。 【解決手段】 多層膜１６上で、この多層膜１６の両側
に形成された電極層１８，１８の間に、絶縁層１９が形
成され、この絶縁層１９の側面に電極層１８，１８が接
して形成されていることにより、電極層１８，１８の先
端部の膜厚は厚くなる。従って、多層膜１６内に常に一
定量のセンス電流を流すことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば固定磁性層
（ピン（Pinned）磁性層）の磁化の方向と外部磁界の影
響を受けるフリー（Free）磁性層の磁化の方向との関係
で電気抵抗が変化するいわゆるスピンバルブ型薄膜素子
に係り、特に、多層膜に有効にセンス電流を流すことが
できる磁気抵抗効果素子およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１４は、磁気抵抗効果素子の従来の構
造をＡＢＳ面から見た断面図である。図１４に示す磁気
抵抗効果素子は、巨大磁気抵抗効果を利用したＧＭＲ
（giant magnetoresistive）素子の１種であるスピンバ
ルブ型薄膜素子と呼ばれるものであり、ハードディスク
などの記録媒体からの記録磁界を検出するものである。
【０００３】このスピンバルブ型薄膜素子は、下から下
地層６、反強磁性層１、固定磁性層（ピン（Pinned）磁
性層）２、非磁性層３、フリー磁性層（Free）４、及び
保護層７で構成された多層膜９と、この多層膜９の両側
に形成された一対のハードバイアス層５，５と、このハ
ードバイアス層５，５の上に形成された一対の電極層
８，８とで構成されている。なお下地層６及び保護層７
は、Ｔａ（タンタル）膜などで形成されている。またこ
の多層膜９の上面の幅寸法によってトラック幅Ｔｗが決
定される。
【０００４】前記反強磁性層１にはＦｅ−Ｍｎ（鉄−マ
ンガン）合金膜やＮｉ−Ｍｎ（ニッケル−マンガン）合
金膜、固定磁性層２及びフリー磁性層４にはＮｉ−Ｆｅ
（ニッケル−鉄）合金膜、非磁性層３にはＣｕ（銅）
膜、ハードバイアス層５，５にはＣｏ−Ｐｔ（コバルト
−白金）合金膜、また電極層８，８にはＣｒ膜が一般的
に使用される。
【０００５】図１４に示すように、固定磁性層２の磁化
は、反強磁性層１との交換異方性磁界によりＹ方向（記
録媒体からの漏れ磁界方向；ハイト方向）に単磁区化さ
れ、フリー磁性層４の磁化は、前記ハードバイアス層
５，５からのバイアス磁界の影響を受けてＸ方向に揃え
られる。
【０００６】すなわち固定磁性層２の磁化と、フリー磁
性層４の磁化とが、直交するように設定されている。
【０００７】このスピンバルブ型薄膜素子では、ハード
バイアス層５，５上に形成された電極層８，８から、固
定磁性層２、非磁性層３及びフリー磁性層４に検出電流
（センス電流）が与えられる。ハードディスクなどの記
録媒体の走行方向はＺ方向であり、記録媒体からの洩れ
磁界がＹ方向に与えられると、フリー磁性層４の磁化が
ＸからＹ方向へ向けて変化する。このフリー磁性層４内
での磁化の方向の変動と、固定磁性層２の固定磁化方向
との関係で電気抵抗が変化し（これを磁気抵抗効果とい
う）、この電気抵抗値の変化に基づく電圧変化により、
記録媒体からの洩れ磁界が検出される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１４
に示す従来の磁気抵抗効果素子では、以下のような問題
点が発生する。
【０００９】図１４の磁気抵抗効果素子の電極層８，８
は、多層膜９と接している先端部８ａ，８ａに近づくに
したがって、膜厚が薄くなっている。従って、電極層
８，８の先端部８ａ，８ａまで、常に一定量のセンス電
流を流し続けることが難しく、センス電流が途中で分流
して、一部がハードバイアス層５，５に流れ込む現象が
発生し、再生出力が低下する。
【００１０】本発明は上記従来の課題を解決するための
ものであり、電極層が多層膜と接続している領域におい
ても前記電極層の膜厚が維持されることにより、磁気抵
抗効果素子の多層膜内に常に一定量のセンス電流を流す
ことができ、再生特性を向上させることが可能な磁気抵
抗効果素子およびその製造方法を提供することを目的と
している。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、反強磁性層
と、この反強磁性層と接して形成され、前記反強磁性層
との交換異方性磁界により磁化方向が固定される固定磁
性層と、前記固定磁性層に非磁性層を介して形成された
フリー磁性層とを有する多層膜と、この多層膜の両側に
形成され、前記フリー磁性層の磁化方向を前記固定磁性
層の磁化方向と交叉する方向へ揃える一対のバイアス層
と、このバイアス層上に形成され、固定磁性層と非磁性
層とフリー磁性層に検出電流を与える一対の電極層とが
設けられて成る磁気抵抗効果素子において、前記多層膜
上で、この多層膜の両側に形成された前記電極層の間
に、絶縁層が形成され、この絶縁層の側面に前記電極層
が直接に又は他の層を介して接していることを特徴とす
るものである。
【００１２】本発明では、前記電極層は前記多層膜側の
前端面が、前記絶縁層の側面に沿うように積層されるの
で、前記電極層が前記多層膜と接続している領域におい
ても前記電極層の膜厚は、前記絶縁層の膜厚に依存し
て、厚く維持される。従って、磁気抵抗効果素子の多層
膜内に常に一定量のセンス電流を流すことができ、再生
特性を向上させることが可能になる。
【００１３】前記多層膜は、下から反強磁性層、固定磁
性層、非磁性層、及びフリー磁性層の順で積層され、前
記反強磁性層は、その上に形成された前記各層の両側の
領域に延びており、この両側領域の反強磁性層上に、金
属膜を介して一対のバイアス層及び電極層が積層されて
いることが好ましい。
【００１４】また本発明は、フリー磁性層と、前記フリ
ー磁性層の上下に形成された非磁性層と、一方の非磁性
層の上及び他方の非磁性層の下に形成され、磁化方向が
固定されている固定磁性層と、一方の固定磁性層の上及
び他方の固定磁性層の下に形成された反強磁性層とを有
する多層膜と、前記多層膜の両側に形成され、前記フリ
ー磁性層の磁化方向を前記固定磁性層の磁化方向と交叉
する方向へ揃える一対のバイアス層と、このバイアス層
上に形成され、固定磁性層と非磁性層とフリー磁性層に
検出電流を与える一対の電極層とが設けられて成る磁気
抵抗効果素子において、前記多層膜上で、この多層膜の
両側に形成された前記電極層の間に、絶縁層が形成さ
れ、この絶縁層の側面に前記電極層が直接に又は他の層
を介して接していることを特徴とするものである。
【００１５】なお、前記多層膜の最上層に、酸化防止用
の保護層が形成されていてもよい。また、前記保護層表
面または前記保護層を除いた多層膜表面と、前記多層膜
の不感領域上に延ばされた前記電極層の前端面とがなす
角度が６０度以上、より好ましくは９０度以上である
と、電極層８，８の先端部８ａ，８ａまで、常に一定量
のセンス電流を確実に流し続けることができる。
【００１６】また、前記フリー磁性層は、磁気モーメン
トの大きさが異なる複数の軟磁性薄膜が、非磁性材料層
を介して積層され、前記非磁性材料層を介して隣接する
前記軟磁性薄膜の磁化方向が反平行となるフェリ磁性状
態であると、前記フリー磁性層の膜厚を薄くすることと
同等の効果が得られ、フリー磁性層の磁化が変動しやす
くなり、磁気抵抗効果素子の磁界検出感度が向上するの
で好ましい。
【００１７】なお、前記軟磁性薄膜の磁気モーメントの
大きさは、前記軟磁性薄膜の飽和磁化（Ｍｓ）と膜厚
（ｔ）の積で表される。
【００１８】さらに、前記フリー磁性層が、磁気モーメ
ントが異なる複数の軟磁性薄膜が非磁性材料層を介して
積層されたものであるときには、前記多層膜と前記バイ
アス層との磁気的接続面が前記フリー磁性層を構成する
複数の軟磁性薄膜の側面のうち、一つの軟磁性薄膜の側
面とのみ重なり合っていることが好ましい。
【００１９】前記バイアス層は、前記フリー磁性層を構
成する複数の軟磁性薄膜のうち、一つの軟磁性薄膜の磁
化方向を揃えるだけでよい。一つの軟磁性薄膜の磁化方
向が一定方向に揃えられると、この軟磁性薄膜に隣接す
る軟磁性薄膜は磁化方向が反平行となるフェリ磁性状態
となり、結局全ての軟磁性薄膜の磁化方向が一定方向に
平行か反平行かに揃えられ、フリー磁性層全体の磁化方
向が一定方向に揃えられる。
【００２０】前記バイアス層が、前記フリー磁性層を構
成する複数の軟磁性薄膜と磁気的に接続されていると、
磁化方向が前記バイアス層から発生する磁界の方向と反
対方向に向いている軟磁性薄膜は、前記バイアス層と磁
気的に接続している両側端部付近において磁化方向が乱
れてしまう。このとき、これらの軟磁性薄膜と前記非磁
性材料層を介して隣接している、磁化方向が前記バイア
ス層から発生する磁界の方向に向いている軟磁性薄膜の
両側端部付近の磁化方向もつられて乱れてしまう。
【００２１】また、前記固定磁性層は、磁気モーメント
の大きさが異なる複数の軟磁性薄膜が、非磁性材料層を
介して積層され、前非磁性材料層を介して隣接する前記
軟磁性薄膜の磁化方向が反平行となるフェリ磁性状態で
あると、前記固定磁性層を構成する複数の軟磁性膜が、
互いに他の軟磁性膜の磁化方向を固定しあうので、全体
として固定磁性層の磁化方向を一定方向に安定させるこ
とができるので好ましい。
【００２２】ここでも、前記軟磁性薄膜の磁気モーメン
トの大きさは、前記軟磁性薄膜の飽和磁化（Ｍｓ）と膜
厚（ｔ）の積で表される。
【００２３】なお、前記非磁性材料層は、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ことが好ましい。
【００２４】本発明では、前記反強磁性層は、ＰｔＭｎ
合金により形成されていることが好ましい。または前記
反強磁性層は、Ｘ―Ｍｎ（ただしＸは、Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒ
ｈ，Ｒｕ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、Ｐ
ｄ，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）合金で形成されていることが
好ましい。
【００２５】さらに本発明は、非磁性層を介して重ねら
れた磁気抵抗効果層と軟磁性層とを有する多層膜と、こ
の多層膜の両側に形成された一対のバイアス層と、この
バイアス層の上に形成された一対の電極層とを有して成
る磁気抵抗効果素子において、前記多層膜上で、この多
層膜の両側に形成された前記電極層の間に、絶縁層が形
成され、この絶縁層の側面に前記電極層が直接に又は他
の層を介して接していることを特徴とするものである。
【００２６】また、本発明では、前記多層膜と前記バイ
アス層との磁気的接続面の上縁部及び／又は下縁部の媒
体走行方向の高さ位置が、前記フリー磁性層又は前記磁
気抵抗効果層の上面及び／又は下面の媒体走行方向の高
さ位置とが等しいことが好ましい。
【００２７】前記バイアス層は、前記多層膜のトラック
幅方向の側面に、直接または下地層などの他の層を介し
て磁気的に接続されている。前記バイアス層は、前記多
層膜の中の、前記フリー磁性層又は前記磁気抵抗効果層
の磁化方向を一定方向に揃えるためのものである。従っ
て、前記バイアス層は、前記フリー磁性層又は前記磁気
抵抗効果層とのみ磁気的に接続されていればよい。特
に、前記バイアス層が、前記固定磁性層と磁気的に接続
されていなければ、前記バイアス層から発生する磁界が
前記固定磁性層の磁化方向に影響を与えることを抑える
ことができるのでより好ましい。
【００２８】また、前記多層膜は、再生感度に優れ、実
質的に磁気抵抗効果を発揮し得る中央部分の感度領域
と、前記感度領域の両側に形成され、再生感度が悪く実
質的に磁気抵抗効果を発揮し得ない不感領域とで構成さ
れており、多層膜の両側に形成された電極層は、前記多
層膜の不感領域上にまで延ばされて形成されていること
が好ましい。
【００２９】前記磁気抵抗効果素子では、前記固定磁性
層の磁化は、前述したように、記録媒体との対向面から
離れる方向（図１４のＹ方向）に単磁区化され固定され
ているが、前記固定磁性層の両側にはトラック幅方向
（図１４のＸ方向）に磁化されているハードバイアス層
が設けられている。そのために、特に、固定磁性層の両
端の磁化が、前記ハードバイアス層からのバイアス磁界
の影響を受け、トラック幅方向に変化してしまう。
【００３０】すなわち、前記ハードバイアス層のトラッ
ク幅方向の磁化を受けて、トラック幅方向に単磁区化さ
れている前記フリー磁性層の磁化と、前記固定磁性層の
磁化とは、特に前記多層膜の側端部付近では、直交関係
にないので、再生感度が低下し、良好な対称性を有する
出力波形を得ることができない。
【００３１】しかも前記フリー磁性層のうち、その側端
部付近における磁化は、前記ハードバイアス層からの強
い磁化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いる。
【００３２】従って、前記多層膜の側端部付近には、再
生感度の悪い不感領域が形成され、前記多層膜のうち、
不感領域を除いた中央部分の領域が、実質的に記録磁界
の再生に寄与し、磁気抵抗効果を発揮する感度領域であ
る（図１４参照）。
【００３３】本発明では、多層膜の両側に形成された電
極層は、前記多層膜の不感領域上にまで延ばされて形成
されているので、電極層からのセンス電流が、ハードバ
イアス層に流れにくくなり、前記ハードバイアス層を介
さずに、直接前記多層膜に、前記センス電流を流す割合
を多くでき、しかも前記多層膜と、前記ハードバイアス
層及び前記電極層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。
【００３４】また、前記電極層が不感領域上に延ばされ
て形成されると、センス電流が不感領域に流れ込みノイ
ズを発生させることを抑えることができる。
【００３５】なお、前記多層膜の感度領域は、電極層が
多層膜の両側にのみ形成された磁気抵抗効果素子を、あ
る信号が記録された微小トラック上にトラック幅方向で
走査させた場合に、得られた再生出力のうち最大出力の
５０％以上の出力が得られた領域として定義され、また
前記多層膜の不感領域は、前記感度領域の両側であっ
て、出力が最大出力の５０％以下となる領域として定義
される。
【００３６】また、前記多層膜の最上層に前記保護層が
形成されているときには、前記多層膜上の前記電極層と
接合していない部分に前記保護層が形成されていること
が好ましい。
【００３７】さらに、前記多層膜の感度領域は、光学的
トラック幅寸法Ｏ−Ｔｗと同じ幅寸法で形成されること
が好ましい。
【００３８】また、多層膜上に延びて形成された部分の
各電極層の幅寸法は、０μｍより大きく０．０８μｍの
範囲内であることが好ましく、０．０５μｍ以上０．０
８μｍ以下であることがより好ましい。
【００３９】また、本発明の磁気抵抗効果素子を以下に
述べる製造方法によって製造すると前記多層膜の側面と
前記絶縁層の側面が平行になる。
【００４０】さらに、本発明は、磁気抵抗効果素子の製
造方法において、基板上に磁気抵抗効果を発揮する多層
膜を成膜する工程と、前記多層膜上に絶縁層を成膜する
工程と、リフトオフ用のレジスト層を、前記絶縁層上に
形成する工程と、前記多層膜の両側にバイアス層を成膜
し、その後前記バイアス層をトラック幅方向に着磁する
工程と、前記多層膜に対し斜め方向から前記バイアス層
上に電極層を成膜し、この際、前記電極層を、前記レジ
スト層の下層の前記絶縁層の側面と直接にまたは他の層
を介して接合するように成膜する工程と、前記レジスト
層を前記絶縁層上から除去する工程と、を有することを
特徴とするものである。
【００４１】また、基板上に磁気抵抗効果を発揮する多
層膜を成膜する工程において、前記多層膜の最上層に酸
化防止用の保護層を成膜する工程を有してもよい。
【００４２】また、前記電極層を成膜する工程におい
て、前記保護層表面または前記保護層を除いた多層膜表
面と、前記多層膜の不感領域上に延ばされた前記電極層
の前端面とがなす角度を６０度以上、より好ましくは、
９０度以上にすることが好ましい。
【００４３】また、前記リフトオフ用のレジスト層を、
前記絶縁層上に形成する工程において、前記レジスト層
は予めマイクロトラックプロファイル法によって測定さ
れた前記多層膜の不感領域となる領域上に対向する下面
に切り込み部の形成されたものであり、このレジスト層
を前記絶縁層上であって前記多層膜の感度領域上である
領域に形成し、さらに、前記絶縁層をエッチングによっ
て、前記レジスト層の下面に形成された切り込み部内ま
で除去する工程と、を有すると、電極層を形成する工程
において、電極層を、前記多層膜の不感領域上にまで延
ばして形成できる。
【００４４】なお、マイクロトラックプロファイル法に
より測定された前記多層膜の感度領域は、電極層がハー
ドバイアス層上にのみ形成され、多層膜上にまで延ばさ
れて形成されていない磁気抵抗効果素子を、ある微小ト
ラックに記録された信号上にトラック幅方向で走査させ
た場合に、得られた再生出力のうち最大出力の５０％以
上の出力が得られた領域として定義され、また前記多層
膜の不感領域は、前記感度領域の両側であって、出力が
最大出力の５０％以下となる領域として定義される。
【００４５】なお、基板上に磁気抵抗効果を発揮する多
層膜を成膜する工程において、前記多層膜の最上層に前
記保護層が形成されたとき、前記絶縁層をエッチングに
よって、前記レジスト層の下面に形成された切り込み部
内まで除去する工程の後に、前記保護層の前記絶縁層に
覆われていない領域を除去して、前記保護層の下層を露
出させる工程を有することが好ましい。
【００４６】また、多層膜が形成された基板を、バイア
ス層の組成で形成されたターゲットに対し垂直方向に置
き、イオンビームスパッタ法、ロングスロースパッタ
法、あるいはコリメーションスパッタ法のいずれか１種
以上のスパッタ法によって、前記多層膜の両側にバイア
ス層を成膜し、次に、前記多層膜が形成された基板を、
電極層の組成で形成されたターゲットに対し斜めに傾
け、あるいはターゲット側を基板に対し斜めに傾け、イ
オンビームスパッタ法、ロングスロースパッタ法、ある
いはコリメーションスパッタ法のいずれか１種以上のス
パッタ法によって、前記バイアス層上であって、多層膜
上に設けられたレジスト層の下面に形成された切り込み
部内にまで電極層を成膜することが好ましい。
【００４７】本発明では、前記多層膜は、反強磁性層、
固定磁性層、非磁性層、及びフリー磁性層を、少なくと
も１層ずつ有して構成され、あるいは、フリー磁性層を
中心にして、その上下に非磁性層、固定磁性層、及び反
強磁性層を有して構成され、または非磁性層を介して重
ねられた磁気抵抗効果層と軟磁性層とを有して構成され
ることが好ましい。
【００４８】また、前記フリー磁性層を、磁気モーメン
トの大きさが異なる複数の軟磁性薄膜が、非磁性材料層
を介して積層され、前記非磁性材料層を介して隣接する
前記軟磁性薄膜の磁化方向が反平行となるフェリ磁性状
態であるものとして形成することが好ましい。
【００４９】前記フリー磁性層を、磁気モーメントの大
きさが異なる複数の軟磁性薄膜が、非磁性材料層を介し
て積層されたものとして形成するときには、前記バイア
ス層を成膜する工程において、前記多層膜と前記バイア
ス層との磁気的接続面を、前記フリー磁性層を構成する
複数の軟磁性薄膜の側面のうち、一つの軟磁性薄膜の側
面とのみ重なり合わせることが好ましい。
【００５０】また、前記固定磁性層を、磁気モーメント
の大きさが異なる複数の軟磁性薄膜が、非磁性材料層を
介して積層され、前記非磁性材料層を介して隣接する前
記軟磁性薄膜の磁化方向が反平行となるフェリ磁性状態
であるものとして形成することが好ましい。
【００５１】なお、前記非磁性材料層は、Ｒｕ、Ｒｈ、
Ｉｒ、Ｃｒ、Ｒｅ、Ｃｕのうち１種あるいは２種以上の
合金で形成することが好ましい。
【００５２】さらに、前記バイアス層を成膜する工程に
おいて、前記多層膜と前記バイアス層との磁気的接続面
の上縁部及び／又は下縁部の媒体走行方向の高さ位置
が、前記フリー磁性層又は前記磁気抵抗効果層の上面及
び／又は下面の媒体走行方向の高さ位置とが等しくなる
ように成膜することが好ましい。
【００５３】本発明では、前記反強磁性層を、ＰｔＭｎ
合金により形成することが好ましいが、前記反強磁性層
を、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，Ｒ
ｈ，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。
【００５４】なお、前記絶縁層をエッチングによって、
前記レジスト層の下面に形成された切り込み部内まで除
去する工程において、前記絶縁層の側面を前記多層膜の
側面と平行にした状態を維持してエッチングすることが
できる。
【００５５】例えば反強磁性層、固定磁性層、非磁性
層、及びフリー磁性層を積層して形成された多層膜の上
面の幅寸法を、トラック幅Ｔｗとして設定しても、実際
には、この多層膜全体が磁気抵抗効果を発揮するのでは
なく、その中央領域のみが再生感度に優れ、実質的にこ
の中央領域のみが、磁気抵抗効果を発揮し得る領域であ
る。この再生感度に優れた多層膜の領域を感度領域と呼
び、前記感度領域の両側であって、再生感度の悪い領域
を不感領域と呼ぶが、多層膜に占める感度領域及び不感
領域は、マイクロトラックプロファイル法によって測定
される。以下、マイクロトラックプロファイル法につい
て図１３を参照しながら説明する。
【００５６】図１３に示すように磁気抵抗効果を発揮す
る多層膜と、その両側に形成されたハードバイアス層
と、このハードバイアス層上に形成された電極層とを有
する、従来の磁気抵抗効果素子（図１４参照）を基板上
に形成する。前記電極層は、多層膜の両側にのみ形成さ
れた構造となっている。
【００５７】次に光学顕微鏡によって、電極層が覆い被
さっていない多層膜の上面の幅寸法Ａを測定する。この
幅寸法Ａは、光学的方法によって測定されたトラック幅
Ｔｗ（以下、光学的トラック幅寸法Ｏ−Ｔｗという）と
して定義される。
【００５８】そして、記録媒体上に微小トラックで、あ
る信号を記録しておき、磁気抵抗効果素子を、微小トラ
ック上でトラック幅方向に走査させて、多層膜の幅寸法
Ａと、再生出力との関係を測定する。あるいは、微小ト
ラックが形成された記録媒体側を、磁気抵抗効果素子上
にトラック幅方向に走査させて、多層膜の幅寸法Ａと、
再生出力との関係を測定してもよい。その測定結果は、
図１３の下側に示されている。
【００５９】この測定結果を見ると、多層膜の中央付近
では、再生出力が高くなり、前記多層膜の側部付近で
は、再生出力は低くなることがわかる。この結果から、
多層膜の中央付近では、良好に磁気抵抗効果が発揮さ
れ、再生機能に関与するが、その側部付近では、磁気抵
抗効果が悪化して再生出力が低く、再生機能が低下して
いるといえる。
【００６０】本発明では、最大再生出力に対し５０％以
上の再生出力が発生する多層膜上面の幅寸法Ｂで形成さ
れた領域を、感度領域と定義し、最大再生出力に対し５
０％以下の再生出力しか発生し得ない多層膜上面の幅寸
法Ｃを有して形成された領域を不感領域を定義した。
【００６１】この不感領域では、再生機能が有効に働か
ず、単に直流抵抗（ＤＣＲ）を上昇させる領域でしかな
かったことから、本発明では、電極層を前記不感領域上
にまで延ばして形成することにより、多層膜と、前記多
層膜の両側に形成されているハードバイアス層及び電極
層との接合面積を大きくでき、しかも前記電極層からの
センス電流はハードバイアス層を介さず、多層膜に流れ
やすくなるので、直流抵抗値の低下を図り、再生特性を
向上させることが可能である。
【００６２】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１実施形態の
磁気抵抗効果素子の構造をＡＢＳ面側から見た断面図で
ある。なお、図１ではＸ方向に延びる素子の中央部分の
みを破断して示している。
【００６３】この磁気抵抗効果素子は、スピンバルブ型
薄膜素子と呼ばれるものであり、巨大磁気抵抗効果を利
用したＧＭＲ（giant magnetoresistive）素子の一種で
ある。このスピンバルブ型薄膜素子は、ハードディスク
装置に設けられた浮上式スライダのトレーリング側端部
などに設けられて、ハードディスクなどの記録磁界を検
出するものである。なお、ハードディスクなどの磁気記
録媒体の移動方向はＺ方向であり、磁気記録媒体からの
洩れ磁界の方向はＹ方向である。
【００６４】図１の最も下に形成されているのはＴａ
（タンタル）などの非磁性材料で形成された下地層１０
である。この下地層１０の上に反強磁性層１１、固定磁
性層１２、導電性材料からなる非磁性層１３、およびフ
リー磁性層１４が積層されている。そして、前記フリー
磁性層１４の上にＴａ（タンタル）などの保護層１５が
形成されている。前記下地層１０から保護層１５までの
各層によって、多層膜１６が構成されている。
【００６５】前記固定磁性層１２は反強磁性層１１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、
前記反強磁性層１１と固定磁性層１２との界面にて交換
結合による交換異方性磁界が生じ、前記固定磁性層１２
の磁化が図示Ｙ方向に固定される。
【００６６】本発明では、前記反強磁性層１１がＰｔ−
Ｍｎ（白金−マンガン）合金膜により形成されている。
Ｐｔ−Ｍｎ合金膜は、従来から反強磁性層として使用さ
れているＦｅ−Ｍｎ合金膜、Ｎｉ−Ｍｎ合金膜などに比
べて耐食性に優れており、またブロッキング温度も高
く、さらに交換異方性磁界（Ｈｅｘ）が大きいなど反強
磁性材料として優れた特性を有している。
【００６７】また、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。
【００６８】前記固定磁性層１２およびフリー磁性層１
４は、Ｎｉ−Ｆｅ（ニッケル−鉄）合金、Ｃｏ（コバル
ト）、Ｆｅ−Ｃｏ（鉄−コバルト）合金、Ｆｅ−Ｃｏ−
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。
【００６９】図１に示すように、下地層１０からフリー
磁性層１４までの多層膜１６の両側には、ハードバイア
ス層１７，１７が形成されており、このハードバイアス
層１７，１７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
などで形成されている。
【００７０】前記ハードバイアス層１７，１７は図示Ｘ
方向（トラック幅方向）に着磁されており、前記ハード
バイアス層１７，１７からのＸ方向へのバイアス磁界に
より、前記フリー磁性層１４の磁化は図示Ｘ方向に揃え
られている。
【００７１】図１に示された磁気抵抗効果素子では、多
層膜１６上に、Ａｌ2Ｏ3などからなる絶縁層１９が積層
され、前記絶縁層１９の両側面部に、電極層１８，１８
の前端面１８ａ，１８ａが接している。
【００７２】本発明では、前記電極層１８，１８は前記
多層膜１６側の前端面１８ａが、前記絶縁層１９の側面
に沿うように積層されるので、前記電極層１８，１８が
前記多層膜１６と接続している領域においても前記電極
層１８，１８の膜厚は、前記絶縁層１９の膜厚に依存し
て、厚く維持される。従って、磁気抵抗効果素子の多層
膜１６内に常に一定量のセンス電流を流すことができ、
再生特性を向上させることが可能になる。
【００７３】図１では、前記多層膜１６の不感領域上に
延ばされた前記電極層１８の前記絶縁層１９の両側面部
に接している前端面１８ａと、前記保護層１５の表面１
５ａ（を延長した平面）とがなす角度θ１を６０度以
上、さらには、９０度以上にすることができる。したが
って、電極層１８の先端部まで、常に一定量のセンス電
流を流すことができる。つまり、センス電流が分流して
不感領域に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。
【００７４】図２は、他の本発明の磁気抵抗効果素子の
構造をＡＢＳ面から見た断面図である。
【００７５】図２に示すスピンバルブ型薄膜素子は、下
地層１０の上に形成される反強磁性層７０が、図示Ｘ方
向に長く形成され、Ｘ方向の中心では前記反強磁性層７
０が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７０上に、固定磁性層７１、導電性材料からなる
非磁性層７２、第１フリー磁性層７３、非磁性材料層７
４、第２フリー磁性層７５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２００
として構成されている。
【００７６】前記固定磁性層７１は、前記反強磁性層７
０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、前記固定磁性層７１と前記反強磁性層７０との界
面にて交換結合による交換異方性磁界が生じ、前記固定
磁性層７１の磁化方向が図示Ｙ方向に固定される。
【００７７】本発明では、前記反強磁性層７０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。
【００７８】前記固定磁性層７１および第１フリー磁性
層７３及び第２フリー磁性層７５は、Ｎｉ−Ｆｅ（ニッ
ケル−鉄）合金、Ｃｏ（コバルト）、Ｆｅ−Ｃｏ（鉄−
コバルト）合金、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ合金などで形成され
ている。
【００７９】前記非磁性層７２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。
【００８０】そして図２に示すように、図示Ｘ方向に延
ばされて形成された前記反強磁性層７０の幅寸法Ｔ５６
上から、固定磁性層７１、非磁性層７２、第１フリー磁
性層７３、非磁性材料層７４、及び第２フリー磁性層７
５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７６，７６が形成されており、この金
属膜７６，７６の形成によって、後述するハードバイア
ス層７７，７７から発生するバイアス磁界を増大させる
ことができる。
【００８１】さらに前記金属膜７６，７６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７７，７７が形成されている。
【００８２】また前記ハードバイアス層７７，７７上に
は、Ｔａなどの非磁性材料で形成された中間層７８，７
８が形成され、この中間層７８，７８の上に、Ｃｒ、Ａ
ｕ、Ｔａ、Ｗ、などで形成された電極層７９，７９が形
成されている。
【００８３】図２に示された磁気抵抗効果素子では、多
層膜２００上に、Ａｌ2Ｏ3などからなる絶縁層１３１が
積層され、前記絶縁層１３１の両側面部に、電極層１３
０，１３０の前端面１３０ａ，１３０ａが接している。
【００８４】本発明では、前記電極層１３０，１３０は
前記多層膜２００側の前端面１３０ａが、前記絶縁層１
３１の側面に沿うように積層されるので、前記電極層１
３０，１３０が前記多層膜２００と接続している領域に
おいても前記電極層１３０，１３０の膜厚は、前記絶縁
層１３１の膜厚に依存して、厚く維持される。従って、
磁気抵抗効果素子の多層膜２００内に常に一定量のセン
ス電流を流すことができ、再生特性を向上させることが
可能になる。
【００８５】なお、図２の磁気抵抗効果素子を後述する
製造方法を用いて形成することにより、図２の磁気抵抗
効果素子の前記多層膜２００の側面と前記絶縁層１３１
の側面は平行になっている。
【００８６】図２では、前記反強磁性層７０が前記ハー
ドバイアス層７７，７７の下層にまで延びているので、
前記ハードバイアス層７７，７７の膜厚を薄くできる。
従って、前記ハードバイアス層７７，７７をスパッタ法
などによって形成することが容易になる。
【００８７】なお、前記第１フリー磁性層７３及び前記
第２フリー磁性層７５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。磁気モーメントは、飽和
磁化（Ｍｓ）と膜厚（ｔ）の積で表される。従って、例
えば、前記第１フリー磁性層７３及び前記第２フリー磁
性層７５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
７３及び前記第２フリー磁性層７５の磁気モーメントを
異ならせることができる。
【００８８】さらに、前記第１フリー磁性層７３と前記
第２フリー磁性層７５の間の非磁性材料層７４は、Ｒ
ｕ、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。
【００８９】図２では、磁気モーメントが異なる前記第
１フリー磁性層７３と前記第２フリー磁性層７５が、前
記非磁性材料層７４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。
【００９０】前記第１フリー磁性層７３と前記第２フリ
ー磁性層７５の磁化方向は反平行となるフェリ磁性状態
になっている。このとき、磁気モーメントが大きい方、
例えば、前記第１フリー磁性層７３の磁化方向が、前記
ハードバイアス層７７，７７から発生する磁界の方向に
向き、前記第２フリー磁性層７５の磁化方向が、１８０
度反対方向に向いた状態になる。
【００９１】前記第１フリー磁性層７３と前記第２フリ
ー磁性層７５の磁化方向が反平行となるフェリ磁性状態
になると、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の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。
【００９２】前記第１フリー磁性層７３の磁気モーメン
トと前記第２フリー磁性層７５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。
【００９３】前記ハードバイアス層７７，７７は図示Ｘ
方向（トラック幅方向）に着磁されており、前記ハード
バイアス層７７，７７からのＸ方向へのバイアス磁界に
より、前記フリー磁性層Ｆの磁化方向は図示Ｘ方向にな
っている。
【００９４】ただし、図１のようにフリー磁性層Ｆを軟
磁性薄膜の単層構造としてもかまわない。
【００９５】ところで図２に示すように多層膜２００の
中央に位置する幅寸法Ｔ５７の領域は、感度領域Ｅであ
り、その両側であって、幅寸法Ｔ５８の領域は、不感領
域Ｄ，Ｄである。
【００９６】前記感度領域Ｅでは、固定磁性層７１の磁
化が、適正に図示Ｙ方向に固定され、しかもフリー磁性
層Ｆ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７１とフリー磁性層Ｆ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、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７１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、
記録媒体からの洩れ磁界が検出される。
【００９７】すなわち多層膜２００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。
【００９８】これに対し、前記感度領域Ｅの両側に位置
する不感領域Ｄ，Ｄでは、固定磁性層７１及びフリー磁
性層Ｆの磁化が、ハードバイアス層７７からの磁化の影
響を強く受け、とくに前記フリー磁性層Ｆの両端部付近
の磁化方向が、図示Ｘ方向に揃えられずに乱れている。
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。
【００９９】本発明では、多層膜２００における感度領
域Ｅの幅寸法Ｔ５７、及び不感領域Ｄ，Ｄの幅寸法Ｔ５
８を、上述したマイクロトラックプロファイル法（図１
３参照）によって測定している。
【０１００】本発明では、図２に示すように、多層膜２
００の両側であって、ハードバイアス層７７，７７上に
形成される電極層１３０が、前記多層膜２００の不感領
域Ｄ上にまでＴ５９の幅寸法で延ばされて形成されてい
る。なお前記電極層１３０，１３０は、例えばＣｒ、Ａ
ｕ、Ｔａ、Ｗ膜などで形成されている。また前記電極層
１３０に覆われていない多層膜２００の上面の幅寸法
は、光学的方法で測定された光学的トラック幅寸法Ｏ−
Ｔｗ（Optical read track width）として定義され
る。
【０１０１】また上面が電極層１３０，１３０に覆われ
てない感度領域Ｅの幅寸法が、実質的にトラック幅とし
て機能し、この幅寸法は磁気的トラック幅寸法Ｍ−Ｔｗ
（Magnetic read track width）として定義される。
【０１０２】図２に示す実施例では、光学的トラック幅
寸法Ｏ−Ｔｗ、磁気的トラック幅寸法Ｍ−Ｔｗ、及び感
度領域Ｅの幅寸法Ｔ５７がすべてほぼ同じ寸法値となっ
ている。
【０１０３】ただし、多層膜２００上に形成される電極
層１３０，１３０が、完全に不感領域Ｄを覆わずにそれ
よりも短く形成されてもよい。このとき、光学的トラッ
ク幅寸法Ｏ−Ｔｗは、磁気的トラック幅寸法Ｍ−Ｔｗよ
りも大きく形成される。
【０１０４】これにより本発明では、電極層１３０，１
３０からのセンス電流が、ハードバイアス層７７，７７
に流れにくくなり、前記ハードバイアス層７７，７７を
介さずに直接多層膜２００に、前記センス電流を流す割
合を多くでき、しかも前記電極層１３０，１３０を不感
領域Ｄ，Ｄ上にまで延ばして形成することにより、多層
膜２００と、ハードバイアス層７７，７７及び電極層１
３０，１３０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。
【０１０５】また、電極層１３０，１３０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。
【０１０６】特に光学的トラック幅寸法Ｏ−Ｔｗと感度
領域Ｅの幅寸法Ｔ５７（＝磁気的トラック幅寸法Ｍ−Ｔ
ｗ）を同じ幅寸法で形成した場合にあっては、センス電
流を感度領域Ｅに適切に流しやすくなり、再生特性の向
上をより一層図ることができる。
【０１０７】図２では、前記多層膜２００の不感領域上
に延ばされた前記電極層１３０の前記絶縁層１３１の両
側面部に接している前端面１３０ａと、前記保護層１５
の表面１５ａとがなす角度θ２０を６０度以上、さらに
は、９０度以上にすることができる。したがって、電極
層１３０の先端部まで、常に一定量のセンス電流を流す
ことができる。つまり、センス電流が分流して不感領域
に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。
【０１０８】また、図１５に示された従来の磁気抵抗効
果素子のように、電極層の先端部が先細り形状になって
いるものを電極層の不感領域上に延ばして形成する場合
には、製造工程において、電極層の不感領域上に延ばさ
れた部分の幅寸法を一定にして形成することが難しく、
電極層の先端が感度領域上にまで延びてしまう磁気抵抗
効果素子が形成されてしまう可能性があった。
【０１０９】電極層の先端部が感度領域上にまで延びる
と、センス電流が流れる領域の幅寸法が前記感度領域の
幅寸法よりも短くなり、磁気抵抗効果素子が実際に磁界
を検出できる領域が狭くなる。
【０１１０】一方、本発明の磁気抵抗効果素子では、後
述する製造方法を用いることにより、前記絶縁層１３１
の前記多層膜２００上での位置を正確に設定することが
できるので、前記電極層１３０が不感領域を越えて延び
てしまうことを防ぐことができる。
【０１１１】多層膜２００上に延ばされて形成された電
極層１３０の幅寸法Ｔ５９は、具体的には、０μｍより
大きく０．０８μｍ以下であることが好ましい。また、
前記幅寸法Ｔ５９は、０．０５μｍ以上０．０８μｍ以
下であることがより好ましい。
【０１１２】前記電極層１３０の幅寸法Ｔ５９を０．０
８μｍ以上にすると、再生出力にノイズ信号が発生する
ことが実験により確認されている。０．０８μｍという
数値は不感領域Ｄの上面の最大幅寸法であり、電極層１
３０の幅寸法Ｔ５９を０．０８μｍ以上にすれば、すな
わち前記電極層１３０を部分的に感度領域Ｅ上にも形成
することになる。
【０１１３】また、前記電極層１３０の幅寸法Ｔ５９を
０．０５μｍ以上にすると、前記電極層１３０は、フリ
ー磁性層Ｆの磁化方向が乱れている領域上を覆って磁気
抵抗効果素子の再生特性を向上させることができること
がマイクロマグネティックシミュレーションの結果から
導かれた。
【０１１４】しかしながら多層膜２００上に延ばされて
形成される電極層１３０，１３０は、感度領域Ｅ上にま
で延ばされて形成されてはいけない。
【０１１５】多層膜２００の上面に延ばされて形成され
た電極層１３０，１３０からは、その先端から主にセン
ス電流が流れるため、上記のように、実質的に磁気抵抗
効果を発揮し得る感度領域Ｅ上にまでも電極層１３０，
１３０が形成された場合には、電極層１３０，１３０が
覆い被さった部分の感度領域Ｅにセンス電流は流れにく
く、折角、磁気抵抗効果を良好に発揮し得る感度領域Ｅ
の一部を殺してしまうことになり、再生出力の低下に繋
がり好ましくない。また電極層１３０，１３０が覆い被
さった部分の感度領域Ｅは、多少感度を有するために、
磁気的トラック幅Ｍ−Ｔｗの両端で、磁気抵抗変化が生
じるためノイズを発生してしまい好ましくない。
【０１１６】図３は、他の本発明の磁気抵抗効果素子の
構造をＡＢＳ面から見た断面図である。
【０１１７】図３に示すスピンバルブ型薄膜素子は、下
地層１０の上に形成される反強磁性層８０が、図示Ｘ方
向に長く形成され、Ｘ方向の中心では前記反強磁性層８
０が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８０上に、第１固定磁性層８１、非磁性材料層８
２、第２固定磁性層８３、導電性材料からなる非磁性層
８４、第１フリー磁性層８５、非磁性材料層８６、第２
フリー磁性層８７及び保護層１５が形成され、下地層１
０から保護層１５までの積層体が多層膜２０１として構
成されている。
【０１１８】本発明では、反強磁性層８０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。
【０１１９】第１固定磁性層８１、第２固定磁性層８
３、第１フリー磁性層８５及び第２フリー磁性層８７
は、Ｎｉ−Ｆｅ（ニッケル−鉄）合金、Ｃｏ（コバル
ト）、Ｆｅ−Ｃｏ（鉄−コバルト）合金、Ｆｅ−Ｃｏ−
Ｎｉ合金などで形成されている。
【０１２０】前記非磁性層８４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。
【０１２１】そして図３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８０の幅寸法Ｔ６０上か
ら、第１固定磁性層８１、非磁性材料層８２、第２固定
磁性層８３、非磁性層８４、及び第１フリー磁性層８５
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８８，８８が形成されており、この金属
膜８８，８８の形成によって、後述するハードバイアス
層８９，８９から発生するバイアス磁界を増大させるこ
とができる。
【０１２２】さらに前記金属膜８８，８８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８９，８９が形成されている。
【０１２３】また前記ハードバイアス層８９，８９上に
は、Ｔａなどの非磁性材料で形成された中間層９０，９
０が形成され、この中間層９０，９０の上に、Ｃｒ、Ａ
ｕ、Ｔａ、Ｗなどで形成された電極層１３２，１３２が
形成されている。
【０１２４】図３に示された磁気抵抗効果素子では、多
層膜２０１上に、Ａｌ2Ｏ3などからなる絶縁層１３３が
積層され、前記絶縁層１３３の両側面部に、電極層１３
２，１３２の前端面１３２ａ，１３２ａが接している。
【０１２５】本発明では、前記電極層１３２，１３２は
前記多層膜２０１側の前端面１３２ａが、前記絶縁層１
３３の側面に沿うように積層されるので、前記電極層１
３２，１３２が前記多層膜２０１と接続している領域に
おいても前記電極層１３２，１３２の膜厚は、前記絶縁
層１３３の膜厚に依存して、厚く維持される。従って、
磁気抵抗効果素子の多層膜２０１内に常に一定量のセン
ス電流を流すことができ、再生特性を向上させることが
可能になる。
【０１２６】なお、図３の磁気抵抗効果素子を後述する
製造方法を用いて形成することにより、図３の磁気抵抗
効果素子の前記多層膜２０１の側面と前記絶縁層１３３
の側面は平行になっている。
【０１２７】図３では、前記反強磁性層８０が前記ハー
ドバイアス層８９，８９の下層にまで延びているので、
前記ハードバイアス層８９，８９の膜厚を薄くできる。
従って、前記ハードバイアス層８９，８９をスパッタ法
などによって形成することが容易になる。
【０１２８】また、図３では、磁気モーメントが異なる
前記第１固定磁性層８１と前記第２固定磁性層８３が、
前記非磁性材料層８２を介して積層されたものが、一つ
の固定磁性層Ｐとして機能する。
【０１２９】前記第１固定磁性層８１は反強磁性層８０
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１固定磁性層８１と反強磁性層８０との界面
にて交換結合による交換異方性磁界が生じ、前記第１固
定磁性層８１の磁化方向が図示Ｙ方向に固定される。前
記第１固定磁性層８１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８２を介して対向する第２固
定磁性層８３の磁化方向が、前記第１固定磁性層８１の
磁化方向と反平行の状態で固定される。
【０１３０】なお、前記第１固定磁性層８１の磁気モー
メントと前記第２固定磁性層８３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
Ｐの磁化方向となる。
【０１３１】このように、前記第１固定磁性層８１と前
記第２固定磁性層８３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、前記第１固定磁性層８１と前
記第２固定磁性層８３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Ｐの磁化方向を一定
方向に安定させることができるので好ましい。
【０１３２】図３では、前記第１固定磁性層８１及び前
記第２固定磁性層８３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。
【０１３３】さらに、前記第１固定磁性層８１と前記第
２固定磁性層８３の間の前記非磁性材料層８２は、Ｒ
ｕ、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。
【０１３４】また、前記第１フリー磁性層８５及び前記
第２フリー磁性層８７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８５及び前記第２フリー磁性層８７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８５及び前記第２フ
リー磁性層８７の磁気モーメントを異ならせている。
【０１３５】さらに、非磁性材料層８６は、Ｒｕ、Ｒ
ｈ、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。
【０１３６】図３では、前記第１フリー磁性層８５と前
記第２フリー磁性層８７が、前記非磁性材料層８６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。
【０１３７】前記第１フリー磁性層８５と前記第２フリ
ー磁性層８７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の磁化が変動し
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。
【０１３８】前記第１フリー磁性層８５の磁気モーメン
トと前記第２フリー磁性層８７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。
【０１３９】前記ハードバイアス層８９，８９は図示Ｘ
方向（トラック幅方向）に着磁されており、前記ハード
バイアス層８９，８９からのＸ方向へのバイアス磁界に
より、前記フリー磁性層Ｆの磁化方向は図示Ｘ方向にな
っている。
【０１４０】ただし、図１のようにフリー磁性層Ｆや固
定磁性層Ｐを軟磁性薄膜の単層構造として形成してもか
まわない。
【０１４１】図３に示すように多層膜２０１の中央に位
置する幅寸法Ｔ６１の領域は、感度領域Ｅであり、その
両側であって、幅寸法Ｔ６２の領域は、不感領域Ｄ，Ｄ
である。
【０１４２】前記感度領域Ｅでは、固定磁性層Ｐの磁化
が、適正に図示Ｙ方向に固定され、しかもフリー磁性層
Ｆ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Ｐとフリー磁性層Ｆ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、前記フリー磁性層Ｆ
の磁化が感度良く変動する。
【０１４３】しかし、フリー磁性層Ｆの、両側端部付近
の領域は磁化方向が乱れており、再生感度が悪く実質的
に磁気抵抗効果を発揮し得ない不感領域Ｄとなってい
る。
【０１４４】この実施例においても、前記多層膜２０１
の感度領域Ｅと不感領域Ｄを、マイクロトラックプロフ
ァイル法によって測定している。
【０１４５】そして前記多層膜２０１の両側に形成され
た電極層１３２，１３２は、前記多層膜２０１上にまで
延ばされて形成され、前記電極層１３２，１３２が形成
されていない多層膜２０１の上面の幅寸法が、光学的ト
ラック幅寸法Ｏ−Ｔｗである。
【０１４６】また上面が電極層１３２，１３２に覆われ
ていない感度領域Ｅの幅寸法で決定される磁気的トラッ
ク幅寸法Ｍ−Ｔｗは、前記感度領域Ｅと同じ幅寸法Ｔ６
１である。
【０１４７】この実施例では、多層膜２０１上に形成さ
れる電極層１３２，１３２が、完全に不感領域Ｄを覆っ
て、光学的トラック幅寸法Ｏ−Ｔｗと磁気的トラック幅
寸法Ｍ−Ｔｗ（＝感度領域Ｅの幅寸法）とがほぼ同じ幅
寸法で形成されている。
【０１４８】ただし、多層膜２０１上に形成される電極
層１３２，１３２が、完全に不感領域Ｄを覆わずにそれ
よりも短く形成されてもよい。このとき、光学的トラッ
ク幅寸法Ｏ−Ｔｗは、磁気的トラック幅寸法Ｍ−Ｔｗよ
りも大きく形成される。
【０１４９】これにより本発明では、ハードバイアス層
８９を介さずに、多層膜２０１内に前記電極層１３２，
１３２からのセンス電流を流す割合を多くすることがで
きる。
【０１５０】また、電極層１３２，１３２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。
【０１５１】特に、図３では、前記多層膜２０１の不感
領域上に延ばされた前記電極層１３２の前記絶縁層１３
３の両側面部に接している前端面１３２ａと、前記第２
フリー磁性層８７の表面８７ａとがなす角度θ２１を６
０度以上、さらには、９０度以上にすることができる。
したがって、電極層１３２の先端部まで、常に一定量の
センス電流を流すことができる。つまり、センス電流が
分流して不感領域に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。
【０１５２】また、本発明の磁気抵抗効果素子では、後
述する製造方法を用いることにより、前記絶縁層１３３
の前記多層膜２０１上での位置を正確に設定することが
できるので、前記電極層１３２が不感領域を越えて延び
てしまうことを防ぐことができる。
【０１５３】なお図３に示すように、多層膜２０１の不
感領域Ｄ上に延ばされて形成された電極層１３２，１３
２の幅寸法Ｔ６３は、具体的には０μｍより大きく０．
０８μｍ以下であることが好ましい。また、電極層１３
２，１３２の幅寸法Ｔ６３は、０．０５μｍ以上０．０
８μｍ以下であることがより好ましい。
【０１５４】また、図３では、前記多層膜２０１と前記
ハードバイアス層８９，８９との磁気的接続面Ｍ，Ｍ
が、前記第１フリー磁性層８５と前記第２フリー磁性層
８７の側面のうち、前記第１フリー磁性層８５の側面と
のみ重なり合っている。
【０１５５】前記ハードバイアス層８９，８９は、前記
第１フリー磁性層８５と前記第２フリー磁性層８７のい
ずれかの磁化方向を揃えるだけでよい。いずれかのフリ
ー磁性層の磁化方向が一定方向に揃えられると、隣接す
るフリー磁性層は磁化方向が反平行となるフェリ磁性状
態となり、第１および第２フリー磁性層を合わせた合成
磁気モーメントの方向が一定方向、図３の場合はトラッ
ク幅方向に揃えられる。
【０１５６】前記ハードバイアス層８９，８９が、前記
第１フリー磁性層８５及び第２フリー磁性層８７の双方
と磁気的に接続されていると、前記第１フリー磁性層８
５及び第２フリー磁性層８７の両側端部において磁化方
向の乱れが大きくなるが、図３の構成であれば、前記両
フリー磁性層の両側端部の磁化方向の乱れを抑えて、感
度領域Ｅの幅寸法Ｔ６１を大きくすることができる。
【０１５７】また、図３では、前記多層膜２０１上の前
記電極層１３２，１３２と接合していない部分に前記保
護層１５が形成されており、前記電極層１３２，１３２
が前記保護層１５を介さずに直接前記第２フリー磁性層
８７と接合している。
【０１５８】従って、前記保護層１５上に前記電極層１
３２，１３２が積層される場合よりも、電気抵抗を低下
させることができ、磁気抵抗効果素子の特性を向上させ
ることができる。
【０１５９】図４に示すスピンバルブ型薄膜素子の多層
膜２０２は、図３に示すスピンバルブ型薄膜素子の多層
膜２０１の積層の順番を逆にしたものである。つまり、
図４では、下地層１０の上に第２フリー磁性層８７、非
磁性材料層８６、第１フリー磁性層８５、非磁性層８
４、第２固定磁性層８３、非磁性材料層８２、第１固定
磁性層８１、反強磁性層８０、及び保護層１５が連続し
て積層されている。
【０１６０】図４に示された磁気抵抗効果素子では、多
層膜２０２上に、Ａｌ2Ｏ3などからなる絶縁層１３５が
積層され、前記絶縁層１３５の両側面部に、電極層１３
４，１３４の前端面１３４ａ，１３４ａが接している。
【０１６１】本発明では、前記電極層１３４，１３４は
前記多層膜２０２側の前端面１３４ａが、前記絶縁層１
３５の側面に沿うように積層されるので、前記電極層１
３４，１３４が前記多層膜２０２と接続している領域に
おいても前記電極層１３４，１３４の膜厚は、前記絶縁
層１３５の膜厚に依存して、厚く維持される。従って、
磁気抵抗効果素子の多層膜２０２内に常に一定量のセン
ス電流を流すことができ、再生特性を向上させることが
可能になる。
【０１６２】なお、図４の磁気抵抗効果素子を後述する
製造方法を用いて形成することにより、図４の磁気抵抗
効果素子の前記多層膜２０２の側面と前記絶縁層１３５
の側面は平行になっている。
【０１６３】図４では、前記ハードバイアス層８９，８
９は、第１固定磁性層８１及び第２固定磁性層８３の側
面と磁気的に接続していない。従って、前記ハードバイ
アス層８９，８９によって印加される磁界によって、図
示Ｙ方向に平行な方向に揃えられている第１固定磁性層
８１及び第２固定磁性層８３の磁化方向が変動すること
を抑えることができ、磁気抵抗効果素子の特性を向上さ
せることができる。
【０１６４】また、図４でも、磁気モーメントが異なる
前記第１固定磁性層８１と前記第２固定磁性層８３が、
前記非磁性材料層８２を介して積層されたものが、一つ
の固定磁性層Ｐとして機能する。図４では、前記第１固
定磁性層８１及び前記第２固定磁性層８３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。
【０１６５】図４でも、前記第１固定磁性層８１は、反
強磁性層８０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１固定磁性層８１と反強磁性層
８０との界面にて交換結合による交換異方性磁界が生
じ、前記第１固定磁性層８１の磁化方向が図示Ｙ方向に
固定される。前記第１固定磁性層８１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８２を介して
対向する第２固定磁性層８３の磁化方向が、前記第１固
定磁性層８１の磁化方向と反平行の状態で固定される。
なお前記第１固定磁性層８１の磁気モーメントと前記第
２固定磁性層８３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Ｐの磁化方向と
なる。
【０１６６】また、前記第１フリー磁性層８５と前記第
２フリー磁性層８７が、前記非磁性材料層８６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。
【０１６７】ここでも、前記第１フリー磁性層８５及び
前記第２フリー磁性層８７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８５及び前記第２フリー磁性層８７の
磁気モーメントを異ならせている。
【０１６８】図４のスピンバルブ型薄膜素子において
も、前記第１フリー磁性層８５と前記第２フリー磁性層
８７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の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。
【０１６９】前記第１フリー磁性層８５の磁気モーメン
トと前記第２フリー磁性層８７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。
【０１７０】前記ハードバイアス層８９，８９は図示Ｘ
方向（トラック幅方向）に着磁されており、前記ハード
バイアス層８９，８９からのＸ方向へのバイアス磁界に
より、前記フリー磁性層Ｆの磁化方向は図示Ｘ方向にな
っている。
【０１７１】ただし、図１のようにフリー磁性層Ｆや固
定磁性層Ｐを軟磁性薄膜の単層構造として形成してもか
まわない。
【０１７２】図４に示すように多層膜２０２の中央に位
置する幅寸法Ｔ６４の領域は、感度領域Ｅであり、その
両側であって、幅寸法Ｔ６５の領域は、不感領域Ｄ，Ｄ
である。
【０１７３】前記感度領域Ｅでは、固定磁性層Ｐの磁化
が、適正に図示Ｙ方向に固定され、しかもフリー磁性層
Ｆ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Ｐとフリー磁性層Ｆ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、前記フリー磁性層Ｆ
の磁化が感度良く変動する。
【０１７４】しかし、フリー磁性層Ｆの、両側端部付近
の領域は磁化方向が乱れており、再生感度が悪く実質的
に磁気抵抗効果を発揮し得ない不感領域Ｄとなってい
る。
【０１７５】この実施例においても、前記多層膜２０２
の感度領域Ｅと不感領域Ｄを、マイクロトラックプロフ
ァイル法によって測定している。
【０１７６】そして前記多層膜２０２の両側に形成され
た電極層１３４，１３４は、前記多層膜２０２上にまで
延ばされて形成され、前記電極層１３４，１３４が形成
されていない多層膜２０２の上面の幅寸法が、光学的ト
ラック幅寸法Ｏ−Ｔｗである。
【０１７７】また上面が電極層１３４，１３４に覆われ
ていない感度領域Ｅの幅寸法で決定される磁気的トラッ
ク幅寸法Ｍ−Ｔｗは、前記感度領域Ｅと同じ幅寸法Ｔ６
４である。
【０１７８】この実施例では、多層膜２０２上に形成さ
れる電極層１３４，１３４が、完全に不感領域Ｄを覆っ
て、光学的トラック幅寸法Ｏ−Ｔｗと磁気的トラック幅
寸法Ｍ−Ｔｗ（＝感度領域Ｅの幅寸法）とがほぼ同じ幅
寸法で形成されている。
【０１７９】ただし、多層膜２０２上に形成される電極
層１３４，１３４が、完全に不感領域Ｄを覆わずにそれ
よりも短く形成されてもよい。このとき、光学的トラッ
ク幅寸法Ｏ−Ｔｗは、磁気的トラック幅寸法Ｍ−Ｔｗよ
りも大きく形成される。
【０１８０】これにより本発明では、ハードバイアス層
８９を介さずに、多層膜２０２内に前記電極層１３４，
１３４からのセンス電流を流す割合を多くすることがで
きる。
【０１８１】また、電極層１３４，１３４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。
【０１８２】特に、図４では、前記多層膜２０２の不感
領域上に延ばされた前記電極層１３４の前記絶縁層１３
５の両側面部に接している前端面１３４ａと、前記反強
磁性層８０の表面８０ａとがなす角度θ２１を６０度以
上、さらには、９０度以上にすることができる。したが
って、電極層１３４の先端部まで、常に一定量のセンス
電流を流すことができる。つまり、センス電流が分流し
て不感領域に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。
【０１８３】また、本発明の磁気抵抗効果素子では、後
述する製造方法を用いることにより、前記絶縁層１３５
の前記多層膜２０２上での位置を正確に設定することが
できるので、前記電極層１３４が不感領域を越えて延び
てしまうことを防ぐことができる。
【０１８４】なお、多層膜２０２の不感領域Ｄ上に延ば
されて形成された電極層９１の幅寸法Ｔ６３は、具体的
には０μｍより大きく０．０８μｍ以下であることが好
ましい。また、電極層９１の幅寸法Ｔ６３は、０．０５
μｍ以上０．０８μｍ以下であることがより好ましい。
【０１８５】また、図４では、前記多層膜２０２と前記
ハードバイアス層８９，８９との磁気的接続面Ｍ，Ｍ
が、前記第１フリー磁性層８５と前記第２フリー磁性層
８７の側面のうち、前記第２フリー磁性層８７の側面と
のみ重なり合っており、前記両フリー磁性層の両側端部
の磁化方向の乱れを抑えて、感度領域Ｅの幅寸法Ｔ６４
を大きくしている。
【０１８６】特に、図４では、前記ハードバイアス層８
９，８９が、前記固定磁性層Ｐと磁気的に接続されない
ので、前記ハードバイアス層８９，８９から発生する磁
界が前記固定磁性層Ｐの磁化方向に影響を与えることを
抑えることができる。
【０１８７】また、図４では、前記多層膜２０２の最上
層に前記保護層は形成されず、前記反強磁性層８０上に
直接前記絶縁層１３５が形成され、この前記絶縁層１３
５が酸化防止用の保護層の役割も果たしている。また、
前記電極層１３４，１３４は、直接前記反強磁性層８０
と接合している。
【０１８８】従って、前記保護層上に前記電極層１３
４，１３４が積層される場合よりも、電気抵抗を低下さ
せることができ、磁気抵抗効果素子の特性を向上させる
ことができる。
【０１８９】図５は、他の本発明の磁気抵抗効果素子の
構造をＡＢＳ面から見た断面図である。
【０１９０】このスピンバルブ型薄膜素子は、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、導電性材料からなる
非磁性層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２ないし
図５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１０であり、下地層１０から反強磁性層１１２ま
での積層体によって多層膜２０３が構成されている。
【０１９１】なお、図５では、下地層１０の上に形成さ
れる反強磁性層１００が、図示Ｘ方向に長く形成され、
Ｘ方向の中心では前記反強磁性層１００が突出して形成
されている。
【０１９２】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，Ａ
ｕ，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。
【０１９３】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）、Ｆｅ−Ｃｏ（鉄−コバルト）
合金、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ合金などで形成されており、前
記非磁性層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。
【０１９４】そして図５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１００の幅寸法Ｔ６７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
及び配向膜となる金属膜１１３，１１３が形成されてお
り、この金属膜１１３，１１３の形成によって、後述す
るハードバイアス層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。
【０１９５】さらに前記金属膜１１３，１１３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１１４，１１４が形成されてい
る。
【０１９６】また前記ハードバイアス層１１４，１１４
上には、Ｔａなどの非磁性材料で形成された中間層１１
５，１１５が形成され、この中間層１１５，１１５の上
に、Ｃｒ、Ａｕ、Ｔａ、Ｗなどで形成された電極層１３
６，１３６が形成されている。
【０１９７】図５に示された磁気抵抗効果素子では、多
層膜２０３上に、Ａｌ2Ｏ3などからなる絶縁層１３７が
積層され、前記絶縁層１３７の両側面部に、電極層１３
６，１３６の前端面１３６ａ，１３６ａが接している。
【０１９８】本発明では、前記電極層１３６，１３６は
前記多層膜２０３側の前端面１３６ａが、前記絶縁層１
３７の側面に沿うように積層されるので、前記電極層１
３６，１３６が前記多層膜２０３と接続している領域に
おいても前記電極層１３６，１３６の膜厚は、前記絶縁
層１３７の膜厚に依存して、厚く維持される。従って、
磁気抵抗効果素子の多層膜２０３内に常に一定量のセン
ス電流を流すことができ、再生特性を向上させることが
可能になる。
【０１９９】なお、図５の磁気抵抗効果素子を後述する
製造方法を用いて形成することにより、図５の磁気抵抗
効果素子の前記多層膜２０３の側面と前記絶縁層１３７
の側面は平行になっている。
【０２００】図５では、前記反強磁性層１００が前記ハ
ードバイアス層１１４，１１４の下層にまで延びている
ので、前記ハードバイアス層１１４，１１４の膜厚を薄
くできる。従って、前記ハードバイアス層１１４，１１
４をスパッタ法などによって形成することが容易にな
る。
【０２０１】また、図５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。
【０２０２】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、反平行となるフェリ磁性状
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。
【０２０３】図５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。
【０２０４】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、反平行となるフェリ
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。
【０２０５】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。
【０２０６】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。
【０２０７】前記第２固定磁性層１０１の磁化方向は、
図示Ｙ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。
【０２０８】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き、前記第４固定磁性層１１１
の磁化方向は、図示Ｙ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、Ｙ方向に固定される。なお前記第４固定磁性層１
１１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。
【０２０９】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、互いに反平行状態にな
る。
【０２１０】図５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。
【０２１１】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１
０９の磁化方向が、互いに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が等しくなる。
【０２１２】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。
【０２１３】例えば、磁化方向が図示Ｙ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
Ｙ方向にする。一方、磁化方向が図示Ｙ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
Ｙ方向と反平行方向にする。
【０２１４】すると、センス電流を図示Ｘ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Ｐ
1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。
【０２１５】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。
【０２１６】さらに、非磁性材料層１０２，１０６，１
１０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。
【０２１７】図５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１０
６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。
【０２１８】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、１８０度異なるフェリ
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の磁化が
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。
【０２１９】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。
【０２２０】前記ハードバイアス層１１４，１１４は図
示Ｘ方向（トラック幅方向）に着磁されており、前記ハ
ードバイアス層１１４，１１４からのＸ方向へのバイア
ス磁界により、前記フリー磁性層Ｆの磁化方向は図示Ｘ
方向になっている。
【０２２１】ただし、図１のようにフリー磁性層Ｆや固
定磁性層Ｐ1、Ｐ2を軟磁性薄膜の単層構造として形成し
てもかまわない。
【０２２２】フリー磁性層Ｆの、両側端部付近の領域は
磁化方向が乱れており、再生感度が悪く実質的に磁気抵
抗効果を発揮し得ない不感領域Ｄとなっている。
【０２２３】この実施例においても、前記多層膜２０３
の感度領域Ｅと不感領域Ｄを、マイクロトラックプロフ
ァイル法によって測定しているが、図５に示すように多
層膜２０３の中央に位置する幅寸法Ｔ６８の領域は、感
度領域Ｅであり、その両側であって、幅寸法Ｔ６９の領
域は、不感領域Ｄである。
【０２２４】前記感度領域Ｅでは、固定磁性層Ｐ1、Ｐ2
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Ｆ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Ｐ1、Ｐ2とフリー磁性層Ｆ
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、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、記録媒体からの洩れ磁
界が検出される。
【０２２５】本発明では、図５に示すように、多層膜２
０３の両側であって、ハードバイアス層１１４，１１４
上に非磁性材料製の中間層１１５，１１５を介して形成
される電極層１３６，１３６が、前記多層膜２０３の不
感領域Ｄ上にまで延ばされて形成されている。なお前記
電極層１３６，１３６は、例えばＣｒ、Ａｕ、Ｔａ、Ｗ
膜などで形成されている。
【０２２６】前記電極層１３６，１３６に覆われていな
い多層膜２０３の上面の幅寸法が光学的トラック幅寸法
Ｏ−Ｔｗとして定義されており、上面が前記電極層１３
６，１３６に覆われていない感度領域Ｅの幅寸法Ｔ６８
が、磁気的トラック幅寸法Ｍ−Ｔｗとして定義されてい
る。この実施例においては、例えば前記多層膜２０３上
に延ばされた電極層１３６，１３６は、不感領域Ｄ上を
完全に覆っている。この場合、光学的トラック幅Ｏ−Ｔ
ｗと、磁気的トラック幅寸法Ｍ−Ｔｗ（＝感度領域Ｅの
幅寸法）はほぼ同じ幅寸法となる。
【０２２７】あるいは前記電極層１３６，１３６は完全
に不感領域Ｄ上を覆っていなくてもよく、多層膜２０３
上に延ばされた電極層１３６，１３６の幅寸法Ｔ７０
は、不感領域Ｄよりも短く形成されてもよい。この場
合、光学的トラック幅Ｏ−Ｔｗは、磁気的トラック幅Ｍ
−Ｔｗよりも大きくなる。
【０２２８】これにより本発明では、前記電極層１３
６，１３６からのセンス電流はハードバイアス層１１
４，１１４を介さず、直接、多層膜２０３に流れやすく
なり、しかも前記電極層１３６，１３６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２０３と電
極層１３６，１３６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。
【０２２９】また、電極層１３６，１３６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。
【０２３０】特に、図５では、前記多層膜２０３の不感
領域上に延ばされた前記電極層１３６の前記絶縁層１３
７の両側面部に接している前端面１３６ａと、前記反強
磁性層１１２の表面１１２ａとがなす角度θ２３を６０
度以上、さらには、９０度以上にすることができる。し
たがって、電極層１３６の先端部まで、常に一定量のセ
ンス電流を流すことができる。つまり、センス電流が分
流して不感領域に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。
【０２３１】また、本発明の磁気抵抗効果素子では、後
述する製造方法を用いることにより、前記絶縁層１３７
の前記多層膜２０３上での位置を正確に設定することが
できるので、前記電極層１３６が不感領域を越えて延び
てしまうことを防ぐことができる。
【０２３２】図５に示すように、多層膜２０３の不感領
域Ｄ上に延ばされて形成された電極層１１６の幅寸法Ｔ
７０は、具体的には０μｍより大きく０．０８μｍ以下
であることが好ましい。また、前記幅寸法Ｔ７０は、
０．０５μｍ以上０．０８μｍ以下であることがより好
ましい。
【０２３３】また、図５では、前記多層膜２０３と前記
ハードバイアス層１１４，１１４との磁気的接続面Ｍ，
Ｍが、前記第１フリー磁性層１０５と前記第２フリー磁
性層１０７の側面のうち、前記第１フリー磁性層１０５
の側面とのみ重なり合っており、前記両フリー磁性層の
両側端部の磁化方向の乱れを抑えて、感度領域Ｅの幅寸
法Ｔ６８を大きくしている。
【０２３４】また、図５では、前記多層膜２０３の最上
層に前記保護層は形成されず、前記反強磁性層１１２上
に直接前記絶縁層１３７が形成され、この前記絶縁層１
３７が酸化防止用の保護層の役割も果たしている。ま
た、前記電極層１３６，１３６は、直接前記反強磁性層
１１２と接合している。
【０２３５】従って、前記保護層上に前記電極層１３
６，１３６が積層される場合よりも、電気抵抗を低下さ
せることができ、磁気抵抗効果素子の特性を向上させる
ことができる。
【０２３６】図６は、他の本発明における磁気抵抗効果
素子をＡＢＳ面側から見た断面図である。
【０２３７】図６に示す磁気抵抗効果素子は、ＡＭＲ
（amisotropic magnetoresisitive）素子と呼ばれるも
のであり、下から軟磁性層（ＳＡＬ層）５２、非磁性層
（ＳＨＵＮＴ層）５３、磁気抵抗層（ＭＲ層）５４の順
に積層され、この積層体が多層膜６１である。この多層
膜６１の両側には、ハードバイアス層５６，５６が形成
されている。前記軟磁性層５２には、ＮｉＦｅＮｂ合金
膜、非磁性層５３にはＴａ膜、磁気抵抗層５４にはＮｉ
Ｆｅ合金膜、ハードバイアス層５６にはＣｏＰｔ合金膜
が、一般的に使用される。
【０２３８】多層膜６１の両側に形成されているハード
バイアス層５６，５６の上には、非磁性材料製の中間層
５７，５７が形成され、この中間層５７，５７の上に
は、Ｃｒ、Ａｕ、Ｔａ、Ｗなどで形成された電極層１４
０，１４０が形成されている。
【０２３９】図６に示された磁気抵抗効果素子では、多
層膜６１上に、Ａｌ2Ｏ3などからなる絶縁層１４１が積
層され、前記絶縁層１４１の両側面部に、電極層１４
０，１４０の前端面１４０ａ，１４０ａが接している。
【０２４０】本発明では、前記電極層１４０，１４０
は、前記多層膜６１側の前端面１４０ａが前記絶縁層１
４１の側面に沿うように積層されるので、前記電極層１
４０，１４０が前記多層膜６１と接続している領域にお
いても前記電極層１４０，１４０の膜厚は、前記絶縁層
１４１の膜厚に依存して、厚く維持される。従って、磁
気抵抗効果素子の多層膜６１内に常に一定量のセンス電
流を流すことができ、再生特性を向上させることが可能
になる。
【０２４１】なお、図６の磁気抵抗効果素子を後述する
製造方法を用いて形成することにより、図６の磁気抵抗
効果素子の前記多層膜６１の側面と前記絶縁層１４１の
側面は平行になっている。
【０２４２】この実施例においても、前記多層膜６１の
感度領域Ｅと不感領域Ｄを、マイクロトラックプロファ
イル法によって測定し、前記多層膜６１の中央に位置す
る幅寸法Ｔ１９の領域が感度領域Ｅであり、その両側に
位置する幅寸法Ｔ２０の領域が不感領域Ｄである。
【０２４３】図６に示すように前記電極層１４０，１４
０は、多層膜６１の上面にも延ばされて形成されてお
り、前記多層膜６１の上に電極層１４０が形成されてい
ない前記多層膜６１の上面の幅寸法が、光学的トラック
幅寸法Ｏ−Ｔｗであり、上面が電極層１４０で覆われて
いない感度領域Ｅの幅寸法で磁気的トラック幅寸法Ｍ−
Ｔｗが決定される。この実施例では、例えば前記多層膜
６１上に延ばされた電極層１４０は、不感領域Ｄ上を完
全に覆っている。この場合、光学的トラック幅Ｏ−Ｔｗ
と、磁気的トラック幅寸法Ｍ−Ｔｗはほぼ同じ幅寸法と
なる。
【０２４４】あるいは前記電極層１４０は完全に不感領
域Ｄ上を覆っていなくてもよく、多層膜６１上に延ばさ
れた電極層１４０の幅寸法Ｔ７１は、不感領域Ｄよりも
短く形成されてもよい。この場合、光学的トラック幅Ｏ
−Ｔｗは、磁気的トラック幅Ｍ−Ｔｗよりも大きくな
る。
【０２４５】これにより本発明では、前記電極層１４
０，１４０からのセンス電流はハードバイアス層５６，
５６を介さず、直接、多層膜６１に流れやすくなり、し
かも前記電極層１４０，１４０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６１と電極層１４
０，１４０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。
【０２４６】また、電極層１４０，１４０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。
【０２４７】特に、図６では、前記多層膜６１の不感領
域上に延ばされた前記電極層１４０の前記絶縁層１４１
の両側面部に接している前端面１４０ａと、前記磁気抵
抗効果層５４の表面５４ａとがなす角度θ２４を６０度
以上、さらには、９０度以上にすることができる。した
がって、電極層１４０の先端部まで、常に一定量のセン
ス電流を流すことができる。つまり、センス電流が分流
して不感領域に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。
【０２４８】また、本発明の磁気抵抗効果素子では、後
述する製造方法を用いることにより、前記絶縁層１４１
の前記多層膜６１上での位置を正確に設定することがで
きるので、前記電極層１４０が不感領域を越えて延びて
しまうことを防ぐことができる。
【０２４９】なお、前記多層膜６１の不感領域Ｄ上に延
ばされて形成された電極層１４０の幅寸法Ｔ７１は、具
体的には０μｍより大きく０．０８μｍ以下であること
が好ましい。また、前記幅寸法Ｔ７１は、０．０５μｍ
以上０．０８μｍ以下であることがより好ましい。
【０２５０】また、図６では、前記多層膜６１の最上層
に前記保護層は形成されず、前記磁気抵抗効果層５４上
に直接前記絶縁層１４１が形成され、この前記絶縁層１
４１が酸化防止用の保護層の役割も果たしている。ま
た、前記電極層１４０，１４０は、直接磁気抵抗効果層
５４と接合している。
【０２５１】従って、前記保護層上に前記電極層１４
０，１４０が積層される場合よりも、電気抵抗を低下さ
せることができ、磁気抵抗効果素子の特性を向上させる
ことができる。
【０２５２】このＡＭＲ素子では、ハードバイアス層５
６，５６が図示Ｘ方向に磁化されており、このハードバ
イアス層５６，５６により磁気抵抗層５４にＸ方向のバ
イアス磁界が与えられる。さらに軟磁性層５２から磁気
抵抗層５４に図示Ｙ方向のバイアス磁界が与えられる。
磁気抵抗層５４にＸ方向とＹ方向のバイアス磁界が与え
られることにより、磁気抵抗層５４の磁界変化に対する
磁化変化が直線性を有する状態に設定される。
【０２５３】電極層１４０，１４０からのセンス電流
は、感度領域Ｅの磁気抵抗層５４に直接与えられる。記
録媒体の走行方向はＺ方向であり、記録媒体からの洩れ
磁界がＹ方向に与えられると、磁気抵抗層５４の磁化方
向が変化することにより、抵抗値が変化し、これが電圧
変化として検出される。
【０２５４】なお、後述する磁気抵抗効果素子の製造方
法を用いることにより、図１から図６に示された磁気抵
抗効果素子は、ハードバイアス層の多層膜と接する面付
近は膜厚が薄く形成され、ハードバイアス層の上面が、
多層膜付近で、図示下方方向に傾斜あるいは湾曲する。
【０２５５】図１４に示された従来の磁気抵抗効果素子
のように、ハードバイアス層の上面が、多層膜付近で図
示上方方向に突出していると、この突出部において、漏
れ磁界やループ磁界が発生しフリー磁性層の磁化方向が
安定しにくくなっていた。
【０２５６】図１から図６のように、ハードバイアス層
の上面が、多層膜付近で、図示下方方向に傾斜あるいは
湾曲していると、漏れ磁界やループ磁界の発生を防ぐこ
とができ、フリー磁性層の磁化方向を安定させることが
できる。
【０２５７】また、図１から図６に示された磁気抵抗効
果素子は、電極層間に絶縁層が形成されているので上面
がなだらかになり、前記保護層、フリー磁性層、または
反強磁性層の表面と前記電極層の前端面とがなす角度が
大きくなっても、前記多層膜及び前記電極層上に、軟磁
性材料からなる上部シールド層を積層したときに、前記
電極層と前記上部シールド層との短絡が生じにくくな
る。
【０２５８】また、上述した図２から図６に示された磁
気抵抗効果素子の多層膜２００、２０１，２０２、２０
３，６１の幅寸法を延ばすことにより、ハードバイアス
層の影響が小さく、実質的に磁気抵抗効果を発揮し得る
領域である感度領域Ｅの幅寸法を大きくできる。これは
不感領域Ｄの幅寸法は、多層膜２００、２０１，２０
２、２０３，６１の上面の幅寸法に関係なくほぼ一定の
範囲内の幅寸法で形成されるからである。従って、多層
膜２００、２０１，２０２、２０３，６１の幅寸法を任
意に設定することにより、感度領域Ｅの幅寸法、すなわ
ち磁気的トラック幅寸法Ｍ−Ｔｗの幅を任意に設定する
ことが可能である。
【０２５９】次に図１から図６に示された磁気抵抗効果
素子の製造方法について図面を参照しながら説明する。
【０２６０】まず図７に示すように、基板１５０上に、
磁気抵抗効果素子の多層膜１５１を成膜し、この多層膜
１５１上にＡｌ2Ｏ3などを用いて、絶縁層１５２を成膜
する。なおこの多層膜１５１は、図１、図２、図３、図
４に示すシングルスピンバルブ型薄膜素子の多層膜、図
５に示すデュアルスピンバルブ型薄膜素子の多層膜、あ
るいは図６に示すＡＭＲ素子の多層膜のいずれであって
もよい。
【０２６１】また図２、図３、図５に示すスピンバルブ
型薄膜素子のように、反強磁性層７０、８０、または１
００を図示Ｘ方向に長く形成するには、図８に示す多層
膜１５１及び絶縁層１５２の側面をエッチングで削り取
る段階で、反強磁性層７０、８０、又は１００の側面を
削り取らず残るようにエッチングレート及びエッチング
時間を制御すればよい。
【０２６２】なお前記多層膜１５１を、シングルスピン
バルブ型薄膜素子あるいはデュアルスピンバルブ型薄膜
素子の多層膜で形成する場合、前記多層膜１５１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。
【０２６３】そして予め、図１３に示すように、多層膜
の両側にのみハードバイアス層と電極層が形成された従
来型（例えば図１４参照）の磁気抵抗効果素子を用い、
この磁気抵抗効果素子の多層膜の上面の幅寸法Ａを光学
顕微鏡にて測定する。次に、前記磁気抵抗効果素子を、
ある信号が記録された微小トラック上でトラック幅方向
にて走査させ、再生出力を検出し、この再生出力のう
ち、最大出力の５０％以上の再生出力を発する上面の幅
寸法がＢの領域を感度領域Ｅと、最大出力の５０％以下
の再生出力を発する上面の幅寸法がＣの領域を不感領域
Ｄと定義する。
【０２６４】この測定結果に基づき、マイクロトラック
プロファイル法によって予めわかっている不感領域Ｄの
幅寸法Ｃを考慮しながら、絶縁層１５２上にリフトオフ
用のレジスト層１５３を形成する。
【０２６５】図７に示すように、前記レジスト層１５３
には、その下面に切り込み部１５３ａ，１５３ａが形成
されている。レジスト層１５３は、後の工程で絶縁層１
５２をエッチングするときのマスクとなる。絶縁層１５
２がエッチングされた後に、この絶縁層１５２の底面が
多層膜１５１の感度領域Ｅ上を完全に覆うことができる
ように、レジスト層１５３を調節して積層する。切り込
み部１５３ａ，１５３ａは、多層膜１５１のうち主に不
感領域Ｄ上に形成されるが、エッチング後にレジスト層
１５３の側面が傾斜面となるときには、この傾斜面を考
慮して切り込み部１５３ａ，１５３ａを若干感度領域Ｅ
上にまで延長してもよい。
【０２６６】次に図８に示す工程では、エッチングによ
り多層膜１５１及び絶縁層１５２の両側を削り込む。
【０２６７】次に図９に示す工程では、アルカリ溶液に
よってＡｌ2Ｏ3からなる絶縁層１５２のみをエッチング
することにより、多層膜１５１の不感領域Ｄ上を露出さ
せる。このとき、多層膜１５１を構成する各層はアルカ
リ溶液によって溶出しない。図９の状態では、この絶縁
層１５２の底面が多層膜１５１の感度領域Ｅ上を完全に
覆っている。
【０２６８】アルカリ溶液によってＡｌ2Ｏ3からなる絶
縁層１５２をエッチングすると、絶縁層１５２の側面は
前記多層膜１５１の側面と平行にされた状態を維持して
エッチングされるので、エッチング後の絶縁層１５２の
側面と多層膜１５１の側面は平行になる。
【０２６９】なお、図３に示された磁気抵抗効果素子を
製造する場合には、前記多層膜１５１の最上層に保護層
を形成しておき、この保護層上に絶縁層１５２、レジス
ト層１５３を順次積層する。さらに、図９の工程の後
で、前記レジスト層１５３の切り込み部１５３ａ，１５
３ａの下になり前記絶縁層１５２によって覆われていな
い前記保護層の部分を斜め方向から入射するイオンミリ
ングによって除去して、前記保護層の下層を露出させて
おく。
【０２７０】さらに図１０に示す工程では、前記多層膜
１５１の両側にハードバイアス層１５４，１５４を成膜
する。本発明では、このハードバイアス層１５４，１５
４の成膜及び次の工程で行われる電極層１５６の成膜の
際に使用されるスパッタ法は、イオンビームスパッタ
法、ロングスロースパッタ法、あるいはコリメーション
スパッタ法のいずれか１種以上であることが好ましい。
【０２７１】図１０に示すように本発明では、多層膜１
５１の形成された基板１５０を、ハードバイアス層１５
４，１５４の組成で形成されたターゲット１５５に対し
垂直方向に置き、これにより例えばイオンビームスパッ
タ法を用いることで、前記多層膜１５１に対し垂直方向
からハードバイアス層１５４，１５４を成膜することが
できる。ハードバイアス層１５４，１５４が多層膜１５
１と接する面付近は、レジスト層１５３の両端部によっ
て覆われているので、スパッタ粒子が積層されにくい。
従って、ハードバイアス層１５４，１５４の多層膜１５
１と接する面付近は膜厚が薄く形成され、ハードバイア
ス層１５４，１５４の上面は、多層膜１５１付近で、図
示下方方向に傾斜あるいは湾曲している。なお図１０に
示すように、レジスト層１５３上にも前記ハードバイア
ス層１５４と同じ組成の層１５４ａが形成される。
【０２７２】なお、図１０の工程において、前記多層膜
１５１と前記ハードバイアス層１５４，１５４との磁気
的接続面の上縁部及び／又は下縁部の媒体走行方向（図
示Ｚ方向）の高さ位置が、前記フリー磁性層又は前記磁
気抵抗効果層の上面及び／又は下面の媒体走行方向の高
さ位置とが等しくなるように、ハードバイアス層１５
４、１５４を形成することが好ましい。
【０２７３】前記ハードバイアス層１５４，１５４は、
前記フリー磁性層又は前記磁気抵抗効果層とのみ磁気的
に接続されていればよい。特に、前記ハードバイアス層
１５４，１５４が、前記固定磁性層と磁気的に接続され
ていなければ、前記ハードバイアス層から発生する磁界
が前記固定磁性層の磁化方向に影響を与えることを抑え
ることができる。
【０２７４】さらに、前記多層膜１５１が、図２から図
５に示された薄膜素子の多層膜のように、前記フリー磁
性層が、磁気モーメントが異なる複数の軟磁性薄膜が非
磁性材料層を介して積層されたものであるときには、前
記多層膜１５１と前記ハードバイアス層１５４，１５４
との磁気的接続面が前記フリー磁性層を構成する複数の
軟磁性薄膜の側面のうち、一つの軟磁性薄膜の側面との
み重なり合うように、前記ハードバイアス層１５４，１
５４を形成することが好ましい。
【０２７５】前記多層膜１５１と前記ハードバイアス層
１５４，１５４との磁気的接続面が前記フリー磁性層を
構成する複数の軟磁性薄膜の側面のうち、一つの軟磁性
薄膜の側面とのみ重なりあっていると、前記軟磁性薄膜
の両端部において磁化方向が乱れることを防ぐことがで
きる。
【０２７６】次に図１１に示す工程では、前記多層膜１
５１に対し斜め方向から前記ハードバイアス層１５４，
１５４上に電極層１５６，１５６を成膜し、この際、前
記電極層１５６，１５６を、多層膜１５１上に設けられ
た前記レジスト層１５３の下面に形成された切り込み部
１５３ａ，１５３ａ内にまで成膜する。
【０２７７】例えば図１１に示すように、多層膜１５１
が形成された基板１５０に対し、電極層１５６の組成で
形成されたターゲット１５７を斜めに傾けて、前記ター
ゲット１５７を前記基板１５０上で移動させながら、イ
オンビームスパッタ法により前記電極層１５６，１５６
をハードバイアス層１５４，１５４上に成膜する。この
とき、斜め方向からスパッタされる電極層１５６は、ハ
ードバイアス層１５４，１５４上のみならず、絶縁層１
５２の上に形成されたレジスト層１５３の切り込み部１
５３ａ内にも侵入し成膜される。
【０２７８】すなわち、前記切り込み部１５３ａ，１５
３ａ内に成膜された電極層１５６，１５６は、多層膜１
５１の不感領域Ｄ上を覆う位置に成膜される。
【０２７９】さらに、前記電極層１５６，１５６の前端
面１５６ｂは前記絶縁層１５２の両側面部に接する。
【０２８０】なお図１１では、基板１５０を固定し、タ
ーゲット１５７側を前記基板１５０に対し斜め方向に移
動させているが、ターゲット１５７を固定して基板１５
０側を、前記ターゲット１５７に対し斜め方向に移動さ
せてもよい。また図１１に示すように、レジスト層１５
３の上に形成された層１５４ａ上には、電極層１５６と
同じ組成の層１５６ａが成膜される。
【０２８１】なお、前記多層膜１５１の最上層に形成さ
れた前記保護層の下層を露出させておいた場合には、図
３に示される薄膜磁気素子のように、前記電極層１５
６，１５６は前記保護層の下層のフリー磁性層上に形成
される。
【０２８２】そして図１２に示す工程では、図１１に示
すレジスト層１５３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、これによって多層膜１５１の
うち不感領域Ｄ上にまで電極層１５６，１５６が成膜さ
れ、前記電極層１５６，１５６間に絶縁層１５２が形成
された磁気抵抗効果素子が完成する。
【０２８３】なお、前記電極層１５６，１５６を成膜す
る工程において、前記多層膜１５１の不感領域Ｄ上に延
ばされた前記電極層１５６の前記絶縁層１５２の両側面
部に接している前端面１５６ｂと、前記多層膜１５１の
表面１５１ａとがなす角度θを６０度以上、さらには、
９０度以上にすることができる。したがって、電極層１
５６の先端部まで、常に一定量のセンス電流を流すこと
ができる。つまり、センス電流が分流して不感領域に流
れ込みノイズを発生させることを、図１から図６に示さ
れた磁気抵抗効果素子よりも効果的に、抑えることので
きる磁気抵抗効果素子を製造できる。
【０２８４】また、前記絶縁層１５２の前記多層膜１５
１上での位置を正確に設定することができるので、前記
電極層１５６，１５６が不感領域を越えて延びてしまう
ことを防ぐことができ、磁気抵抗効果素子が実際に磁界
を検出できる領域が狭くなることを防ぐことができる。
【０２８５】なお、図１に示された磁気抵抗効果素子を
形成するときには、絶縁層１５２をアルカリ溶液でエッ
チングする工程は必要ない。
【０２８６】
【発明の効果】以上詳述した本発明によれば、磁気抵抗
効果素子の多層膜上で、この多層膜の両側に形成された
前記電極層の間に、絶縁層が形成され、この絶縁層の側
面に前記電極層が直接に又は他の層を介して接している
ことにより、前記電極層が前記多層膜と接続している領
域においても前記電極層の膜厚は、前記絶縁層の膜厚に
依存して、厚く維持される。従って、磁気抵抗効果素子
の多層膜内に常に一定量のセンス電流を流すことがで
き、再生特性を向上させることが可能になる。
【０２８７】また、本発明の磁気抵抗効果素子では、前
記絶縁層の前記多層膜上での位置を正確に設定すること
ができるので、前記電極層が前記多層膜上の不感領域を
越えて延びてしまうことを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の磁気抵抗効果素子の構
造を示す部分断面図、
【図２】本発明の第２実施形態の磁気抵抗効果素子の構
造を示す部分断面図、
【図３】本発明の第３実施形態の磁気抵抗効果素子の構
造を示す部分断面図、
【図４】本発明の第４実施形態の磁気抵抗効果素子の構
造を示す部分断面図、
【図５】本発明の第５実施形態の磁気抵抗効果素子の構
造を示す部分断面図、
【図６】本発明の第６実施形態の磁気抵抗効果素子の構
造を示す部分断面図、
【図７】本発明における磁気抵抗効果素子の製造方法を
示す一工程図、
【図８】図７の工程の次に行われる一工程図、
【図９】図８の工程の次に行われる一工程図、
【図１０】図９の工程の次に行われる一工程図、
【図１１】図１０の工程の次に行われる一工程図、
【図１２】図１１の工程の次に行われる一工程図、
【図１３】磁気抵抗効果素子の多層膜に占める感度領域
と不感領域Ｃの測定方法を示す測定図、
【図１４】従来の磁気抵抗効果素子の構造を示す部分断
面図、
【符号の説明】
１１、８０、１００ 反強磁性層 １２、Ｐ 固定磁性層 １３、８４、１０４、１０８ 非磁性層 １４、Ｆ フリー磁性層 １６、２００、２０１、２０２、２０３、６１、１５１
多層膜 １７、７７、８９、１１４、５６、１５４ ハードバイ
アス層 １８、１３０、１３２、１３４、１３６、１４０、１５
６ 電極層 １９、１３１、１３３、１３５、１３７、１４１，１５
２ 絶縁層 ５２ 軟磁性層（ＳＡＬ層） ５３ 非磁性層（ＳＨＵＮＴ層） ５４ 、磁気抵抗層（ＭＲ層） １５３ リフトオフ用レジスト層 １５３ａ 切り込み部 １５５、１５７ ターゲット Ｄ 不感領域 Ｅ 感度領域 Ｍ−Ｔｗ 磁気的トラック幅寸法 Ｏ−Ｔｗ 光学的トラック幅寸法

Claims (40)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 反強磁性層と、この反強磁性層と接して
    形成され、前記反強磁性層との交換異方性磁界により磁
    化方向が固定される固定磁性層と、前記固定磁性層に非
    磁性層を介して形成されたフリー磁性層とを有する多層
    膜と、この多層膜の両側に形成され、前記フリー磁性層
    の磁化方向を前記固定磁性層の磁化方向と交叉する方向
    へ揃える一対のバイアス層と、このバイアス層上に形成
    され、固定磁性層と非磁性層とフリー磁性層に検出電流
    を与える一対の電極層とが設けられて成る磁気抵抗効果
    素子において、 前記多層膜上で、この多層膜の両側に形成された前記電
    極層の間に、絶縁層が形成され、この絶縁層の側面に前
    記電極層が直接に又は他の層を介して接していることを
    特徴とする磁気抵抗効果素子。
  2. 【請求項２】 前記多層膜は、下から反強磁性層、固定
    磁性層、非磁性層、及びフリー磁性層の順で積層され、
    前記反強磁性層は、その上に形成された前記各層の両側
    の領域に延びており、この両側領域の反強磁性層上に、
    金属膜を介して一対のバイアス層及び電極層が積層され
    ている請求項１記載の磁気抵抗効果素子。
  3. 【請求項３】 フリー磁性層と、前記フリー磁性層の上
    下に形成された非磁性層と、一方の非磁性層の上及び他
    方の非磁性層の下に形成され、磁化方向が固定されてい
    る固定磁性層と、一方の固定磁性層の上及び他方の固定
    磁性層の下に形成された反強磁性層とを有する多層膜
    と、前記多層膜の両側に形成され、前記フリー磁性層の
    磁化方向を前記固定磁性層の磁化方向と交叉する方向へ
    揃える一対のバイアス層と、このバイアス層上に形成さ
    れ、固定磁性層と非磁性層とフリー磁性層に検出電流を
    与える一対の電極層とが設けられて成る磁気抵抗効果素
    子において、 前記多層膜上で、この多層膜の両側に形成された前記電
    極層の間に、絶縁層が形成され、この絶縁層の側面に前
    記電極層が直接に又は他の層を介して接していることを
    特徴とする磁気抵抗効果素子。
  4. 【請求項４】 前記多層膜の最上層に、酸化防止用の保
    護層が形成されている請求項１ないし３のいずれかに記
    載の磁気抵抗効果素子。
  5. 【請求項５】 前記保護層表面または前記保護層を除い
    た多層膜表面と、前記多層膜の不感領域上に延ばされた
    前記電極層の前端面とがなす角度が６０度以上である請
    求項３に記載の磁気抵抗効果素子。
  6. 【請求項６】 前記保護層表面または前記保護層を除い
    た多層膜表面と、前記多層膜の不感領域上に延ばされた
    前記電極層の前端面とがなす角度が９０度以上である請
    求項３に記載の磁気抵抗効果素子。
  7. 【請求項７】 前記フリー磁性層は、磁気モーメントの
    大きさが異なる複数の軟磁性薄膜が、非磁性材料層を介
    して積層され、前記非磁性材料層を介して隣接する前記
    軟磁性薄膜の磁化方向が反平行となるフェリ磁性状態で
    ある請求項１ないし６のいずれかに記載の磁気抵抗効果
    素子。
  8. 【請求項８】 前記多層膜と前記バイアス層との磁気的
    接続面が前記フリー磁性層を構成する複数の軟磁性薄膜
    の側面の内、一つの軟磁性薄膜の側面とのみ重なり合っ
    ている請求項７に記載の磁気抵抗効果素子。
  9. 【請求項９】 前記固定磁性層は、磁気モーメントの大
    きさが異なる複数の軟磁性薄膜が、非磁性材料層を介し
    て積層され、前記非磁性材料層を介して隣接する前記軟
    磁性薄膜の磁化方向が反平行となるフェリ磁性状態であ
    る請求項１ないし８のいずれかに記載の磁気抵抗効果素
    子。
  10. 【請求項１０】 前記非磁性材料層は、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉ
    ｒ、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請求項７ないし９のいずれかに記載
    の磁気抵抗効果素子。
  11. 【請求項１１】 前記反強磁性層は、ＰｔＭｎ合金によ
    り形成されている請求項１ないし１０のいずれかに記載
    の磁気抵抗効果素子。
  12. 【請求項１２】 前記反強磁性層は、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）合金で形成されている請求項１な
    いし１０のいずれかに記載の磁気抵抗効素子。
  13. 【請求項１３】 前記反強磁性層は、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）合金で形
    成されている請求項１ないし請求項１０のいずれかに記
    載の磁気抵抗効果素子。
  14. 【請求項１４】 非磁性層を介して重ねられた磁気抵抗
    効果層と軟磁性層とを有する多層膜と、この多層膜の両
    側に形成された一対のバイアス層と、このバイアス層の
    上に形成された一対の電極層とを有して成る磁気抵抗効
    果素子において、前記多層膜上で、この多層膜の両側に
    形成された前記電極層の間に、絶縁層が形成され、この
    絶縁層の側面に前記電極層が直接に又は他の層を介して
    接していることを特徴とする磁気抵抗効果素子。
  15. 【請求項１５】 前記多層膜と前記バイアス層との磁気
    的接続面の上縁部及び／又は下縁部の媒体走行方向の高
    さ位置が、前記フリー磁性層又は前記磁気抵抗効果層の
    上面及び／又は下面の媒体走行方向の高さ位置とが等し
    い請求項１ないし１４のいずれかに記載の磁気抵抗効果
    素子。
  16. 【請求項１６】 前記多層膜は、再生感度に優れ、実質
    的に磁気抵抗効果を発揮し得る中央部分の感度領域と、
    前記感度領域の両側に形成され、再生感度が悪く実質的
    に磁気抵抗効果を発揮し得ない不感領域とで構成されて
    おり、多層膜の両側に形成された電極層は、前記多層膜
    の不感領域上にまで延ばされて形成されている請求項１
    ないし１５のいずれかに記載の磁気抵抗効果素子。
  17. 【請求項１７】 前記多層膜の感度領域は、電極層が多
    層膜の両側にのみ形成された磁気抵抗効果素子を、ある
    信号が記録された微小トラック上にトラック幅方向で走
    査させた場合に、得られた再生出力のうち最大出力の５
    ０％以上の出力が得られた領域として定義され、また前
    記多層膜の不感領域は、前記感度領域の両側であって、
    出力が最大出力の５０％以下となる領域として定義され
    る請求項１６に記載の磁気抵抗効果素子。
  18. 【請求項１８】 前記多層膜上の前記電極層と接合して
    いない部分に前記保護層が形成されている請求項４ない
    し１７のいずれかに記載の磁気抵抗効果素子。
  19. 【請求項１９】 前記多層膜の感度領域は、光学的トラ
    ック幅寸法Ｏ−Ｔｗと同じ幅寸法で形成される請求項１
    ６ないし１８のいずれかにに記載の磁気抵抗効果素子。
  20. 【請求項２０】 多層膜上に延びて形成された部分の各
    電極層の幅寸法は、０μｍより大きく０．０８μｍの範
    囲内である請求項１６ないし１９のいずれかに記載の磁
    気抵抗効果素子。
  21. 【請求項２１】 前記多層膜上に延びて形成された部分
    の各電極層の幅寸法は、０．０５μｍ以上である請求項
    ２０に記載の磁気抵抗効果素子。
  22. 【請求項２２】 前記多層膜の側面と前記絶縁層の側面
    が平行である請求項１ないし２１のいずれかに記載の磁
    気抵抗効果素子。
  23. 【請求項２３】 基板上に磁気抵抗効果を発揮する多層
    膜を成膜する工程と、 前記多層膜上に絶縁層を成膜する工程と、 リフトオフ用のレジスト層を、前記絶縁層上に形成する
    工程と、 前記多層膜の両側にバイアス層を成膜し、その後前記バ
    イアス層をトラック幅方向に着磁する工程と、 前記多層膜に対し斜め方向から前記バイアス層上に電極
    層を成膜し、この際、前記電極層を、前記レジスト層の
    下層の前記絶縁層の側面と直接にまたは他の層を介して
    接合するように成膜する工程と、 前記レジスト層を前記絶縁層上から除去する工程と、 を有することを特徴とする磁気抵抗効果素子の製造方
    法。
  24. 【請求項２４】 基板上に磁気抵抗効果を発揮する多層
    膜を成膜する工程において、前記多層膜の最上層に酸化
    防止用の保護層を成膜する工程を有する請求項２３に記
    載の磁気抵抗効果素子の製造方法。
  25. 【請求項２５】 前記電極層を成膜する工程において、
    前記保護層表面または前記保護層を除いた多層膜表面
    と、前記多層膜の不感領域上に延ばされた前記電極層の
    前端面とがなす角度を６０度以上にする請求項２４に記
    載の磁気抵抗効果素子の製造方法。
  26. 【請求項２６】 前記電極層を成膜する工程において、
    前記保護層表面または前記保護層を除いた多層膜表面
    と、前記多層膜の不感領域上に延ばされた前記電極層の
    前端面とがなす角度を９０度以上にする請求項２４に記
    載の磁気抵抗効果素子の製造方法。
  27. 【請求項２７】 前記リフトオフ用のレジスト層を、前
    記絶縁層上に形成する工程において、前記レジスト層は
    予めマイクロトラックプロファイル法によって測定され
    た前記多層膜の不感領域となる領域上に対向する下面に
    切り込み部の形成されたものであり、このレジスト層を
    前記絶縁層上であって前記多層膜の感度領域上である領
    域に形成し、 さらに、前記絶縁層をエッチングによって、前記レジス
    ト層の下面に形成された切り込み部内まで除去する工程
    と、を有する請求項２３ないし２６のいずれかに記載の
    磁気抵抗効果素子の製造方法。
  28. 【請求項２８】 マイクロトラックプロファイル法によ
    り測定された前記多層膜の感度領域は、電極層がハード
    バイアス層上にのみ形成され、多層膜上にまで延ばされ
    て形成されていない磁気抵抗効果素子を、ある微小トラ
    ックに記録された信号上にトラック幅方向で走査させた
    場合に、得られた再生出力のうち最大出力の５０％以上
    の出力が得られた領域として定義され、また前記多層膜
    の不感領域は、前記感度領域の両側であって、出力が最
    大出力の５０％以下となる領域として定義される請求項
    ２７に記載の磁気抵抗効果素子の製造方法。
  29. 【請求項２９】 前記多層膜の最上層に前記保護層が形
    成されたとき、前記絶縁層をエッチングによって、前記
    レジスト層の下面に形成された切り込み部内まで除去す
    る工程の後に、前記保護層の前記絶縁層に覆われていな
    い領域を除去して、前記保護層の下層を露出させる工程
    を有する請求項２７または２８に記載の磁気抵抗効果素
    子の製造方法。
  30. 【請求項３０】 多層膜が形成された基板を、バイアス
    層の組成で形成されたターゲットに対し垂直方向に置
    き、イオンビームスパッタ法、ロングスロースパッタ
    法、あるいはコリメーションスパッタ法のいずれか１種
    以上のスパッタ法によって、前記多層膜の両側にバイア
    ス層を成膜し、 次に、前記多層膜が形成された基板を、電極層の組成で
    形成されたターゲットに対し斜めに傾け、あるいはター
    ゲット側を基板に対し斜めに傾け、イオンビームスパッ
    タ法、ロングスロースパッタ法、あるいはコリメーショ
    ンスパッタ法のいずれか１種以上のスパッタ法によっ
    て、前記バイアス層上であって、多層膜上に設けられた
    レジスト層の下面に形成された切り込み部内にまで電極
    層を成膜する請求項２３ないし２９のいずれかに記載の
    磁気抵抗効果素子の製造方法。
  31. 【請求項３１】 前記多層膜は、反強磁性層、固定磁性
    層、非磁性層、及びフリー磁性層を、少なくとも１層ず
    つ有して構成され、あるいは、フリー磁性層を中心にし
    て、その上下に非磁性層、固定磁性層、及び反強磁性層
    を有して構成され、または非磁性層を介して重ねられた
    磁気抵抗効果層と軟磁性層とを有して構成される請求項
    ２３ないし３０のいずれかに記載の磁気抵抗効果素子の
    製造方法。
  32. 【請求項３２】 前記フリー磁性層を、磁気モーメント
    の大きさが異なる複数の軟磁性薄膜が、非磁性材料層を
    介して積層され、前記非磁性材料層を介して隣接する前
    記軟磁性薄膜の磁化方向が反平行となるフェリ磁性状態
    であるものとして形成する請求項３１に記載の磁気抵抗
    効果素子の製造方法。
  33. 【請求項３３】 前記バイアス層を成膜する工程におい
    て、前記多層膜と前記バイアス層との磁気的接続面を、
    前記フリー磁性層を構成する複数の軟磁性薄膜の側面の
    うち、一つの軟磁性薄膜の側面とのみ重なり合わせる請
    求項３２に記載の磁気抵抗効果素子の製造方法。
  34. 【請求項３４】 前記固定磁性層を、磁気モーメントの
    大きさが異なる複数の軟磁性薄膜が、非磁性材料層を介
    して積層され、前記非磁性材料層を介して隣接する前記
    軟磁性薄膜の磁化方向が反平行となるフェリ磁性状態で
    あるものとして形成する請求項３１ないし３３のいずれ
    かに記載の磁気抵抗効果素子の製造方法。
  35. 【請求項３５】 前記非磁性材料層を、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉ
    ｒ、Ｃｒ、Ｒｅ、Ｃｕのうち１種あるいは２種以上の合
    金で形成する請求項３２ないし３４のいずれかに記載の
    磁気抵抗効果素子の製造方法。
  36. 【請求項３６】 前記バイアス層を成膜する工程におい
    て、前記多層膜と前記バイアス層との磁気的接続面の上
    縁部及び／又は下縁部の媒体走行方向の高さ位置が、前
    記フリー磁性層又は前記磁気抵抗効果層の上面及び／又
    は下面の媒体走行方向の高さ位置とが等しくなるように
    成膜する請求項３１ないし３５のいずれかに記載の磁気
    抵抗効果素子の製造方法。
  37. 【請求項３７】 前記反強磁性層を、ＰｔＭｎ合金によ
    り形成する請求項３１ないし３６のいずれかに記載の磁
    気抵抗効果素子の製造方法。
  38. 【請求項３８】 前記反強磁性層を、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）で形成する請求項３１ないし３６
    のいずれかに記載の磁気抵抗効果素子の製造方法。
  39. 【請求項３９】 前記反強磁性層を、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）で形成す
    る請求項３１ないし３６のいずれかに記載の磁気抵抗効
    果素子の製造方法。
  40. 【請求項４０】 前記絶縁層をエッチングによって、前
    記レジスト層の下面に形成された切り込み部内まで除去
    する工程において、前記絶縁層の側面を前記多層膜の側
    面と平行にした状態を維持してエッチングする請求項２
    ７ないし３９のいずれかに記載の磁気抵抗効果素子の製
    造方法。
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