JP2003086860A - 磁気検出素子及びその製造方法 - Google Patents
磁気検出素子及びその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 多層膜の上面のみに上部電極層を接合させる
ことにより、磁気検出素子の磁界検出感度の低下を防止
できる磁気検出素子及びその製造方法を提供する 【解決手段】 多層膜Ｔ１の側端面Ｔ１ｓの傾斜角度
が、固定磁性層２６中の位置の上側より下側の方が大き
くなるように、多層膜Ｔ１を形成する。これにより、多
層膜Ｔ１の側端面Ｔ１ｓの傾斜角度が大きくなっている
部分が持ち上げ層の役目を果たし、絶縁層３３の上面と
多層膜Ｔ１の上面が同一面となり、側端面Ｔ１ｓと上部
電極層３４の電気的な短絡を防止できる。
ことにより、磁気検出素子の磁界検出感度の低下を防止
できる磁気検出素子及びその製造方法を提供する 【解決手段】 多層膜Ｔ１の側端面Ｔ１ｓの傾斜角度
が、固定磁性層２６中の位置の上側より下側の方が大き
くなるように、多層膜Ｔ１を形成する。これにより、多
層膜Ｔ１の側端面Ｔ１ｓの傾斜角度が大きくなっている
部分が持ち上げ層の役目を果たし、絶縁層３３の上面と
多層膜Ｔ１の上面が同一面となり、側端面Ｔ１ｓと上部
電極層３４の電気的な短絡を防止できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＰＰ（current
perpendicular to the plane）型の磁気検出素子に
係り、特に、磁気検出素子を構成する薄膜層間の短絡を
防止することができ、品質を向上させることのできる磁
気検出素子及びその製造方法に関する。
perpendicular to the plane）型の磁気検出素子に
係り、特に、磁気検出素子を構成する薄膜層間の短絡を
防止することができ、品質を向上させることのできる磁
気検出素子及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１６から図１９は、従来の磁気検出素
子及びその製造方法を示す図である。これらの図は、磁
気検出素子の記録媒体との対向面側から見た部分断面図
である。
子及びその製造方法を示す図である。これらの図は、磁
気検出素子の記録媒体との対向面側から見た部分断面図
である。
【０００３】図１６に示す工程では、基板（図示せず）
上に、下部シールド１、下部電極層２、下地層３、シー
ド層４、反強磁性層５、第１固定磁性層６ａ、非磁性中
間層６ｂ、第２固定磁性層６ｃからなる固定磁性層６、
非磁性材料層７、および第１フリー磁性層８ａ、非磁性
中間層８ｂ、第２フリー磁性層８ｃからなるフリー磁性
層８、保護層９を連続してスパッタ成膜する。下地層３
から保護層９までが多層膜Ｔを形成している。
上に、下部シールド１、下部電極層２、下地層３、シー
ド層４、反強磁性層５、第１固定磁性層６ａ、非磁性中
間層６ｂ、第２固定磁性層６ｃからなる固定磁性層６、
非磁性材料層７、および第１フリー磁性層８ａ、非磁性
中間層８ｂ、第２フリー磁性層８ｃからなるフリー磁性
層８、保護層９を連続してスパッタ成膜する。下地層３
から保護層９までが多層膜Ｔを形成している。
【０００４】下部シールド１はＮｉＦｅ、下部電極層２
はＣｕ、下地層３はＴａ、シード層４はＮｉＦｅ、反強
磁性層５はＰｔＭｎ、第１固定磁性層６ａ、第２固定磁
性層６ｃ、第１フリー磁性層８ａ、及び第２フリー磁性
層８ｃはＣｏＦｅ、非磁性中間層６ｂ、８ｂはＲｕ、非
磁性材料層７はＣｕ、保護層９はＴａによって形成され
る。
はＣｕ、下地層３はＴａ、シード層４はＮｉＦｅ、反強
磁性層５はＰｔＭｎ、第１固定磁性層６ａ、第２固定磁
性層６ｃ、第１フリー磁性層８ａ、及び第２フリー磁性
層８ｃはＣｏＦｅ、非磁性中間層６ｂ、８ｂはＲｕ、非
磁性材料層７はＣｕ、保護層９はＴａによって形成され
る。
【０００５】多層膜Ｔの表面上にレジスト層Ｒ１を形成
する。レジスト層Ｒ１のトラック幅方向（図示Ｘ方向）
における幅寸法は、磁気検出素子のトラック幅と同程度
で形成する。
する。レジスト層Ｒ１のトラック幅方向（図示Ｘ方向）
における幅寸法は、磁気検出素子のトラック幅と同程度
で形成する。
【０００６】そして図１７に示す工程では、レジスト層
Ｒ１に覆われていない、下地層３から保護層９までの各
層で構成される多層膜Ｔの両側領域を多層膜Ｔ表面の法
線方向から角度θ傾いた方向からのイオンミリングなど
で除去し、多層膜Ｔを台形状に加工する。角度θはおお
よそ５°である。
Ｒ１に覆われていない、下地層３から保護層９までの各
層で構成される多層膜Ｔの両側領域を多層膜Ｔ表面の法
線方向から角度θ傾いた方向からのイオンミリングなど
で除去し、多層膜Ｔを台形状に加工する。角度θはおお
よそ５°である。
【０００７】さらに、図１８に示す工程では、多層膜Ｔ
の両側領域にアルミナからなる絶縁層１０及びＣｏＰｔ
からなるハードバイアス層１１及びアルミナからなる絶
縁層１２がスパッタ成膜される。
の両側領域にアルミナからなる絶縁層１０及びＣｏＰｔ
からなるハードバイアス層１１及びアルミナからなる絶
縁層１２がスパッタ成膜される。
【０００８】絶縁層１２を成膜した後、レジスト層Ｒ１
を除去し、Ｃｕからなる上部電極層１３及びＮｉＦｅか
らなる上部シールド層１４を積層すると、図１９に示さ
れる磁気検出素子が得られる。
を除去し、Ｃｕからなる上部電極層１３及びＮｉＦｅか
らなる上部シールド層１４を積層すると、図１９に示さ
れる磁気検出素子が得られる。
【０００９】図１９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、固定磁性層とフリー磁性層の磁化が直交関係
にある。記録媒体からの洩れ磁界が磁気検出素子の図示
Ｙ方向に侵入し、フリー磁性層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。
るスピンバルブ型磁気検出素子であり、固定磁性層の磁
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、固定磁性層とフリー磁性層の磁化が直交関係
にある。記録媒体からの洩れ磁界が磁気検出素子の図示
Ｙ方向に侵入し、フリー磁性層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。
【００１０】また、図１９に示される磁気検出素子は、
多層膜Ｔを構成する各層の膜面に垂直な方向、例えば上
部電極層１３から下部電極層２に向けてセンス電流を流
すＣＰＰ型の磁気検出素子である。
多層膜Ｔを構成する各層の膜面に垂直な方向、例えば上
部電極層１３から下部電極層２に向けてセンス電流を流
すＣＰＰ型の磁気検出素子である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】図１９に示された従来
の磁気検出素子では、絶縁層１２の上面が多層膜Ｔのト
ラック幅方向における側端面Ｔｓ付近で下方に湾曲し、
絶縁層１２の上面と側端面Ｔｓの間に窪みＡができる。
の磁気検出素子では、絶縁層１２の上面が多層膜Ｔのト
ラック幅方向における側端面Ｔｓ付近で下方に湾曲し、
絶縁層１２の上面と側端面Ｔｓの間に窪みＡができる。
【００１２】これは、前述した図１８の工程において、
多層膜Ｔの側端面Ｔｓ付近がレジスト層Ｒ１の影になる
ため、絶縁層１０、ハードバイアス層１１及び絶縁層１
２の材料が積層されにくくなるためである。また、絶縁
層１２にアルミナを用いた場合、上部電極層１３をパタ
ーン形成するときに、アルカリに接触することによって
窪みＡはさらに広がってしまう。
多層膜Ｔの側端面Ｔｓ付近がレジスト層Ｒ１の影になる
ため、絶縁層１０、ハードバイアス層１１及び絶縁層１
２の材料が積層されにくくなるためである。また、絶縁
層１２にアルミナを用いた場合、上部電極層１３をパタ
ーン形成するときに、アルカリに接触することによって
窪みＡはさらに広がってしまう。
【００１３】図１８に示されるような窪みＡが多層膜Ｔ
の周囲に形成されると、上部電極層１３を形成すると
き、上部電極層１３を形成する導電性材料、この場合は
Ｃｕがこの窪みＡに入り込み、多層膜Ｔの側端面Ｔｓと
上部電極層１３が電気的に短絡してしまう。
の周囲に形成されると、上部電極層１３を形成すると
き、上部電極層１３を形成する導電性材料、この場合は
Ｃｕがこの窪みＡに入り込み、多層膜Ｔの側端面Ｔｓと
上部電極層１３が電気的に短絡してしまう。
【００１４】多層膜Ｔの側端面Ｔｓと上部電極層１３が
電気的に短絡すると、多層膜Ｔと上部電極層１３の電気
的な接合面積が変化し、磁気検出素子の磁界検出感度が
変化してしまう。
電気的に短絡すると、多層膜Ｔと上部電極層１３の電気
的な接合面積が変化し、磁気検出素子の磁界検出感度が
変化してしまう。
【００１５】特に、図１９に示されたようなフリー磁性
層８が反強磁性層５の上層にある、いわゆるボトムスピ
ンバルブ型の磁気検出素子の場合には、フリー磁性層８
の側端面と上部電極層１３が電気的に短絡しやすくな
り、出力の劣化が大きくなりやすい。
層８が反強磁性層５の上層にある、いわゆるボトムスピ
ンバルブ型の磁気検出素子の場合には、フリー磁性層８
の側端面と上部電極層１３が電気的に短絡しやすくな
り、出力の劣化が大きくなりやすい。
【００１６】さらに、窪みＡの上面が点線Ｂの位置まで
広がると、上部電極層１３がフリー磁性層８、非磁性材
料層７及び固定磁性層６の全ての側端面と接触し、フリ
ー磁性層８と固定磁性層６が短絡するので、磁気検出素
子の磁界検出力が失われてしまう。
広がると、上部電極層１３がフリー磁性層８、非磁性材
料層７及び固定磁性層６の全ての側端面と接触し、フリ
ー磁性層８と固定磁性層６が短絡するので、磁気検出素
子の磁界検出力が失われてしまう。
【００１７】ここで、多層膜Ｔの側端面Ｔｓと上部電極
層１３の短絡を防ぐために、図２０のように、絶縁層１
２を厚く成膜すると、レジストＲ１の上面及び側面に堆
積した絶縁層１０、ハードバイアス層１１及び絶縁層１
２の材料からなる層Ｓと絶縁層１２がつながり、レジス
ト層Ｒ１を除去した後に、図２１に示されるように、絶
縁層１２にバリＣが形成されてしまう。
層１３の短絡を防ぐために、図２０のように、絶縁層１
２を厚く成膜すると、レジストＲ１の上面及び側面に堆
積した絶縁層１０、ハードバイアス層１１及び絶縁層１
２の材料からなる層Ｓと絶縁層１２がつながり、レジス
ト層Ｒ１を除去した後に、図２１に示されるように、絶
縁層１２にバリＣが形成されてしまう。
【００１８】バリＣが形成された絶縁層１２上に上部電
極層１３を積層すると、上部電極層１３の形状を安定さ
せることができなくなり、多層膜Ｔと上部電極層１３の
接続抵抗が変化してしまう。
極層１３を積層すると、上部電極層１３の形状を安定さ
せることができなくなり、多層膜Ｔと上部電極層１３の
接続抵抗が変化してしまう。
【００１９】本発明は、上記従来の課題を解決するため
のものであり、上部電極層を安定した形状で形成でき、
また、多層膜の上面のみに上部電極層を接合させること
により、磁気検出素子の磁界検出感度の低下を防止でき
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。
のものであり、上部電極層を安定した形状で形成でき、
また、多層膜の上面のみに上部電極層を接合させること
により、磁気検出素子の磁界検出感度の低下を防止でき
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。
【００２０】
【課題を解決するための手段】本発明は、反強磁性層、
固定磁性層、非磁性材料層及びフリー磁性層を有する多
層膜、前記多層膜の各層の膜面と垂直方向に電流を供給
する上部電極層及び下部電極層を有する磁気検出素子に
おいて、前記多層膜のトラック幅方向における側端面
の、前記多層膜の上面に対する傾斜角度は、前記フリー
磁性層より下層の所定の位置の上側より下側の方が大き
いことを特徴とするものである。
固定磁性層、非磁性材料層及びフリー磁性層を有する多
層膜、前記多層膜の各層の膜面と垂直方向に電流を供給
する上部電極層及び下部電極層を有する磁気検出素子に
おいて、前記多層膜のトラック幅方向における側端面
の、前記多層膜の上面に対する傾斜角度は、前記フリー
磁性層より下層の所定の位置の上側より下側の方が大き
いことを特徴とするものである。
【００２１】本発明では、前記多層膜の側端面の前記傾
斜角度が、前記所定の位置の上側より下側の方が大きく
なるように、前記多層膜が形成されている。
斜角度が、前記所定の位置の上側より下側の方が大きく
なるように、前記多層膜が形成されている。
【００２２】前記多層膜がこのような形状を有すると、
前記多層膜の両側領域の前記下部電極層または前記下部
シールド層上に、絶縁層などを積層するときに、前記多
層膜の前記所定の位置よりも下側の側端面の傾斜角度が
大きくなっている部分が持ち上げ層の役目を果たし、前
記多層膜の両側領域に積層される層（前記絶縁層など）
の上面と前記多層膜の側端面の間に窪みが形成されるこ
とを防ぐことができる。
前記多層膜の両側領域の前記下部電極層または前記下部
シールド層上に、絶縁層などを積層するときに、前記多
層膜の前記所定の位置よりも下側の側端面の傾斜角度が
大きくなっている部分が持ち上げ層の役目を果たし、前
記多層膜の両側領域に積層される層（前記絶縁層など）
の上面と前記多層膜の側端面の間に窪みが形成されるこ
とを防ぐことができる。
【００２３】従って、前記多層膜の側端面と上部電極層
の電気的な短絡を防止できるので、前記多層膜と前記上
部電極層の電気的な接合面積を一定に保つことができ、
磁気検出素子の磁界検出感度を安定化できる。
の電気的な短絡を防止できるので、前記多層膜と前記上
部電極層の電気的な接合面積を一定に保つことができ、
磁気検出素子の磁界検出感度を安定化できる。
【００２４】また、前記多層膜の側端面と上部電極層を
電気的に絶縁する絶縁層の厚さを前記絶縁層にバリが形
成されない程度まで薄くすることができる。
電気的に絶縁する絶縁層の厚さを前記絶縁層にバリが形
成されない程度まで薄くすることができる。
【００２５】なお、前記多層膜の前記所定の位置よりも
下側に形成されている層は、上側に形成されている層よ
りも、トラック幅方向の幅寸法が著しく大きくなる。し
かし、本発明では、前記多層膜の側端面の前記傾斜角度
が変化する前記所定の位置が前記フリー磁性層より下層
であるので、磁気検出素子のトラック幅を規定するフリ
ー磁性層のトラック幅方向の幅寸法が、著しく大きくな
ることを避けることができる。
下側に形成されている層は、上側に形成されている層よ
りも、トラック幅方向の幅寸法が著しく大きくなる。し
かし、本発明では、前記多層膜の側端面の前記傾斜角度
が変化する前記所定の位置が前記フリー磁性層より下層
であるので、磁気検出素子のトラック幅を規定するフリ
ー磁性層のトラック幅方向の幅寸法が、著しく大きくな
ることを避けることができる。
【００２６】また、本発明は、反強磁性層、固定磁性
層、非磁性材料層及びフリー磁性層を有する多層膜、前
記多層膜の各層の膜面と垂直方向に電流を供給する上部
電極層及び下部電極層を有する磁気検出素子において、
前記下部電極層と前記下部シールド層のうち少なくと
も、前記下部電極層には前記多層膜のトラック幅方向に
おける側端面と連続した平面部を有する側面部が形成さ
れ、前記側面部の前記多層膜の上面に対する傾斜角度
は、前記側面部の所定の位置の上側より下側の方が大き
いことを特徴とするものである。
層、非磁性材料層及びフリー磁性層を有する多層膜、前
記多層膜の各層の膜面と垂直方向に電流を供給する上部
電極層及び下部電極層を有する磁気検出素子において、
前記下部電極層と前記下部シールド層のうち少なくと
も、前記下部電極層には前記多層膜のトラック幅方向に
おける側端面と連続した平面部を有する側面部が形成さ
れ、前記側面部の前記多層膜の上面に対する傾斜角度
は、前記側面部の所定の位置の上側より下側の方が大き
いことを特徴とするものである。
【００２７】本発明では、前記多層膜の下層の前記下部
電極層または前記下部シールド層の側面部の前記傾斜角
度が、前記所定の位置の上側より下側の方が大きくなる
ようにしている。
電極層または前記下部シールド層の側面部の前記傾斜角
度が、前記所定の位置の上側より下側の方が大きくなる
ようにしている。
【００２８】本発明では、前記多層膜の両側領域の、前
記下部電極層または前記下部シールド層上に、前記絶縁
層などを積層するときに、前記所定の位置よりも下側の
側面部の傾斜角度が大きくなっている部分が持ち上げ層
の役目を果たし、前記多層膜の両側領域に積層される層
（前記絶縁層など）の上面と前記多層膜の側端面の間に
窪みが形成されることを防ぐことができる。
記下部電極層または前記下部シールド層上に、前記絶縁
層などを積層するときに、前記所定の位置よりも下側の
側面部の傾斜角度が大きくなっている部分が持ち上げ層
の役目を果たし、前記多層膜の両側領域に積層される層
（前記絶縁層など）の上面と前記多層膜の側端面の間に
窪みが形成されることを防ぐことができる。
【００２９】従って、前記多層膜の側端面と上部電極層
の電気的な短絡を防止できるので、前記多層膜と前記上
部電極層の電気的な接合面積を一定に保つことができ、
磁気検出素子の磁界検出感度を安定化できる。
の電気的な短絡を防止できるので、前記多層膜と前記上
部電極層の電気的な接合面積を一定に保つことができ、
磁気検出素子の磁界検出感度を安定化できる。
【００３０】また、前記多層膜の側端面と上部電極層を
電気的に絶縁する絶縁層の厚さを前記絶縁層にバリが形
成されない程度まで薄くすることができる。
電気的に絶縁する絶縁層の厚さを前記絶縁層にバリが形
成されない程度まで薄くすることができる。
【００３１】特に、本発明では、前記多層膜の両側領域
に積層される層（前記絶縁層など）の上面と前記多層膜
の上面を同一平面として、この平面上に上部電極層を積
層することもできる。
に積層される層（前記絶縁層など）の上面と前記多層膜
の上面を同一平面として、この平面上に上部電極層を積
層することもできる。
【００３２】また、本発明では、前記上部電極層と前記
多層膜の側端面を電気的に絶縁する絶縁層が形成されて
いることが好ましい。特に本発明では、前記絶縁層の上
面を平坦面とすることができる。
多層膜の側端面を電気的に絶縁する絶縁層が形成されて
いることが好ましい。特に本発明では、前記絶縁層の上
面を平坦面とすることができる。
【００３３】つまり、前記多層膜の両側領域に積層され
る層（前記絶縁層など）の最上層を絶縁層としたとき、
この絶縁層の上面を平坦面とすることができ、前記絶縁
層の上面と前記多層膜の上面を同一平面として、この平
面上に上部電極層を積層することができるので、上部電
極層の形状を安定化できる。
る層（前記絶縁層など）の最上層を絶縁層としたとき、
この絶縁層の上面を平坦面とすることができ、前記絶縁
層の上面と前記多層膜の上面を同一平面として、この平
面上に上部電極層を積層することができるので、上部電
極層の形状を安定化できる。
【００３４】なお、本発明では、前記下部電極層と前記
多層膜の側端面を電気的に絶縁する絶縁層が前記多層膜
の側端面上に形成されていることが好ましい。
多層膜の側端面を電気的に絶縁する絶縁層が前記多層膜
の側端面上に形成されていることが好ましい。
【００３５】本発明は、前記多層膜において、下から順
に、前記反強磁性層、前記固定磁性層、前記非磁性材料
層及び前記フリー磁性層が積層されているものとするこ
とができる。
に、前記反強磁性層、前記固定磁性層、前記非磁性材料
層及び前記フリー磁性層が積層されているものとするこ
とができる。
【００３６】前記フリー磁性層が前記反強磁性層の上層
にある、いわゆるボトムスピンバルブ型の磁気検出素子
の場合には、前記フリー磁性層の側端面と前記上部電極
層の電気的な短絡が発生しやすい。それゆえ、本発明の
有効性が高くなる。
にある、いわゆるボトムスピンバルブ型の磁気検出素子
の場合には、前記フリー磁性層の側端面と前記上部電極
層の電気的な短絡が発生しやすい。それゆえ、本発明の
有効性が高くなる。
【００３７】ボトムスピンバルブ型の磁気検出素子の場
合、前記多層膜の側端面の前記傾斜角度が変化する前記
所定の位置を、例えば、前記固定磁性層又は前記反強磁
性層のトラック幅方向における側端面内にすることがで
きる。
合、前記多層膜の側端面の前記傾斜角度が変化する前記
所定の位置を、例えば、前記固定磁性層又は前記反強磁
性層のトラック幅方向における側端面内にすることがで
きる。
【００３８】ただし、本発明は、前記多層膜において、
下から順に、前記フリー磁性層、前記非磁性材料層、前
記固定磁性層、及び前記反強磁性層が積層されている、
いわゆるトップスピンバルブ型の磁気検出素子であって
もよい。
下から順に、前記フリー磁性層、前記非磁性材料層、前
記固定磁性層、及び前記反強磁性層が積層されている、
いわゆるトップスピンバルブ型の磁気検出素子であって
もよい。
【００３９】また、本発明は、例えば、前記多層膜の、
少なくとも前記フリー磁性層のトラック幅方向における
側端面に対向して、硬磁性材料からなり、フリー磁性層
の磁化方向をトラック幅方向に揃えるハードバイアス層
が形成されているものである。
少なくとも前記フリー磁性層のトラック幅方向における
側端面に対向して、硬磁性材料からなり、フリー磁性層
の磁化方向をトラック幅方向に揃えるハードバイアス層
が形成されているものである。
【００４０】または、前記フリー磁性層に重なる位置
に、反強磁性材料からなり、フリー磁性層の磁化方向を
トラック幅方向に揃えるエクスチェンジバイアス層が形
成されているものでもよい。
に、反強磁性材料からなり、フリー磁性層の磁化方向を
トラック幅方向に揃えるエクスチェンジバイアス層が形
成されているものでもよい。
【００４１】或いは、前記フリー磁性層の前記非磁性材
料層が形成された面と反対側の面には、分離層を介し
て、強磁性材料からなり、フリー磁性層の磁化方向をト
ラック幅方向に揃えるインスタックバイアス層が設けら
れているものでもよい。
料層が形成された面と反対側の面には、分離層を介し
て、強磁性材料からなり、フリー磁性層の磁化方向をト
ラック幅方向に揃えるインスタックバイアス層が設けら
れているものでもよい。
【００４２】なお、前記多層膜のトラック幅方向におけ
る側端面には、スペキュラー膜が設けられていることが
好ましい。
る側端面には、スペキュラー膜が設けられていることが
好ましい。
【００４３】なお本発明では、前記フリー磁性層のトラ
ック幅方向の幅寸法で規定されるトラック幅は約１０ｎ
ｍ以上で１００ｎｍ以下であることが好ましい。より好
ましくは６０ｎｍ以下であることが好ましい。前記トラ
ック幅が、上記数値範囲程度に狭小化されると、さらな
る再生出力の向上を図ることができる。
ック幅方向の幅寸法で規定されるトラック幅は約１０ｎ
ｍ以上で１００ｎｍ以下であることが好ましい。より好
ましくは６０ｎｍ以下であることが好ましい。前記トラ
ック幅が、上記数値範囲程度に狭小化されると、さらな
る再生出力の向上を図ることができる。
【００４４】また、本発明の磁気検出素子の製造方法
は、下の工程を有することを特徴とするものである。 （ａ）基板上に、下部電極層、並びに反強磁性層、固定
磁性層、非磁性材料層、及びフリー磁性層を有する多層
膜を形成する工程と、（ｂ）前記多層膜上にレジスト層
を形成し、前記多層膜上面の法線方向に対する第１の入
射角度のミリングにより、前記レジスト層に覆われてい
ない前記多層膜を、前記多層膜の前記フリー磁性層より
下層の所定の位置まで、或いは、前記下部電極層または
前記下部シールド層の所定の位置まで除去する工程と、
（ｃ）前記多層膜上面の法線方向に対し、第１の入射角
度よりも大きな第２の入射角度のミリングにより、前記
多層膜、或いは、前記下部電極層または前記下部シール
ド層の前記所定の位置より下層を除去する工程と、
（ｄ）前記レジスト層を除去する工程と、（ｅ）前記多
層膜の上面に電気的に接続される上部電極層を形成する
工程。
は、下の工程を有することを特徴とするものである。 （ａ）基板上に、下部電極層、並びに反強磁性層、固定
磁性層、非磁性材料層、及びフリー磁性層を有する多層
膜を形成する工程と、（ｂ）前記多層膜上にレジスト層
を形成し、前記多層膜上面の法線方向に対する第１の入
射角度のミリングにより、前記レジスト層に覆われてい
ない前記多層膜を、前記多層膜の前記フリー磁性層より
下層の所定の位置まで、或いは、前記下部電極層または
前記下部シールド層の所定の位置まで除去する工程と、
（ｃ）前記多層膜上面の法線方向に対し、第１の入射角
度よりも大きな第２の入射角度のミリングにより、前記
多層膜、或いは、前記下部電極層または前記下部シール
ド層の前記所定の位置より下層を除去する工程と、
（ｄ）前記レジスト層を除去する工程と、（ｅ）前記多
層膜の上面に電気的に接続される上部電極層を形成する
工程。
【００４５】本発明の磁気検出素子の製造方法では、前
記（ｂ）と前記（ｃ）の工程で、ミリングの傾斜角度を
変えることより、前記多層膜の側端面の、前記多層膜の
上面に対する傾斜角度を、前記所定の位置の上側より下
側の方を大きくすることができる。
記（ｂ）と前記（ｃ）の工程で、ミリングの傾斜角度を
変えることより、前記多層膜の側端面の、前記多層膜の
上面に対する傾斜角度を、前記所定の位置の上側より下
側の方を大きくすることができる。
【００４６】前記多層膜がこのような形状を有すると、
前記多層膜の両側領域の前記下部電極層または前記下部
シールド層上に、絶縁層などを積層するときに、前記多
層膜の前記所定の位置よりも下側の側端面の傾斜角度が
大きくなっている部分が持ち上げ層の役目を果たし、前
記多層膜の両側領域に積層される層（前記絶縁層など）
の上面と前記多層膜の側端面の間に窪みが形成されるこ
とを防ぐことができる。
前記多層膜の両側領域の前記下部電極層または前記下部
シールド層上に、絶縁層などを積層するときに、前記多
層膜の前記所定の位置よりも下側の側端面の傾斜角度が
大きくなっている部分が持ち上げ層の役目を果たし、前
記多層膜の両側領域に積層される層（前記絶縁層など）
の上面と前記多層膜の側端面の間に窪みが形成されるこ
とを防ぐことができる。
【００４７】従って、前記多層膜の側端面と上部電極層
の電気的な短絡を防止できるので、前記多層膜と前記上
部電極層の電気的な接合面積を一定に保つことができ、
磁気検出素子の磁界検出感度を安定化できる。
の電気的な短絡を防止できるので、前記多層膜と前記上
部電極層の電気的な接合面積を一定に保つことができ、
磁気検出素子の磁界検出感度を安定化できる。
【００４８】また、前記多層膜の側端面と上部電極層を
電気的に絶縁する絶縁層の厚さを前記絶縁層にバリが形
成されない程度まで薄くすることができる。
電気的に絶縁する絶縁層の厚さを前記絶縁層にバリが形
成されない程度まで薄くすることができる。
【００４９】なお、前記（ｂ）の工程において、第１の
入射角度を５°〜２０°に設定し、前記（ｃ）の工程に
おいて、第２の入射角度を４５°〜６０°に設定するこ
とが好ましい。
入射角度を５°〜２０°に設定し、前記（ｃ）の工程に
おいて、第２の入射角度を４５°〜６０°に設定するこ
とが好ましい。
【００５０】また、前記（ｃ）工程と前記（ｄ）工程の
間に、（ｆ）前記上部電極層と前記多層膜の側端面を電
気的に絶縁する絶縁層を成膜する工程を有することが好
ましく、特に、前記絶縁層の上面を平坦面とすることが
より好ましい。
間に、（ｆ）前記上部電極層と前記多層膜の側端面を電
気的に絶縁する絶縁層を成膜する工程を有することが好
ましく、特に、前記絶縁層の上面を平坦面とすることが
より好ましい。
【００５１】また、前記（ｃ）工程と前記（ｄ）工程の
間に、（ｇ） 前記下部電極層と前記多層膜のトラック
幅方向の側端面を電気的に絶縁する絶縁層を前記多層膜
の側端面上に形成する工程を有することが好ましい。
間に、（ｇ） 前記下部電極層と前記多層膜のトラック
幅方向の側端面を電気的に絶縁する絶縁層を前記多層膜
の側端面上に形成する工程を有することが好ましい。
【００５２】本発明では、前記（ａ）の工程において、
下から順に、前記反強磁性層、前記固定磁性層、前記非
磁性材料層及び前記フリー磁性層を積層してもよいし、
下から順に、前記フリー磁性層、前記非磁性材料層、前
記固定磁性層、及び前記反強磁性層を積層してもよい。
下から順に、前記反強磁性層、前記固定磁性層、前記非
磁性材料層及び前記フリー磁性層を積層してもよいし、
下から順に、前記フリー磁性層、前記非磁性材料層、前
記固定磁性層、及び前記反強磁性層を積層してもよい。
【００５３】また、前記（ｃ）工程と前記（ｄ）工程の
間に、（ｈ）少なくとも前記フリー磁性層のトラック幅
方向における側端面に対向して、硬磁性材料からなるハ
ードバイアス層を形成する工程を有してもよい。
間に、（ｈ）少なくとも前記フリー磁性層のトラック幅
方向における側端面に対向して、硬磁性材料からなるハ
ードバイアス層を形成する工程を有してもよい。
【００５４】または、前記（ｃ）工程と前記（ｄ）工程
の間に、（ｉ）前記フリー磁性層に重なる位置に、反強
磁性材料からなるエクスチェンジバイアス層を形成する
工程を有してもよい。
の間に、（ｉ）前記フリー磁性層に重なる位置に、反強
磁性材料からなるエクスチェンジバイアス層を形成する
工程を有してもよい。
【００５５】或いは、前記（ａ）の工程において、前記
フリー磁性層の前記非磁性材料層が形成された面と反対
側の面に、分離層を介して、強磁性材料からなるインス
タックバイアス層を形成してもよい。
フリー磁性層の前記非磁性材料層が形成された面と反対
側の面に、分離層を介して、強磁性材料からなるインス
タックバイアス層を形成してもよい。
【００５６】また、本発明では、前記（ｃ）工程と前記
（ｄ）工程の間に、（ｊ）前記多層膜のトラック幅方向
における側端面に、スペキュラー膜を成膜する工程を有
することが好ましい。
（ｄ）工程の間に、（ｊ）前記多層膜のトラック幅方向
における側端面に、スペキュラー膜を成膜する工程を有
することが好ましい。
【００５７】
【発明の実施の形態】図１は、本発明における第１の実
施形態の磁気検出素子を記録媒体との対向面側から見た
部分断面図である。
施形態の磁気検出素子を記録媒体との対向面側から見た
部分断面図である。
【００５８】図１に示す磁気検出素子は、記録媒体に記
録された外部信号を再生するためのＭＲヘッドである。
記録媒体との対向面は、例えば磁気検出素子の構成する
薄膜の膜面に垂直で且つ磁気検出素子のフリー磁性層の
外部磁界が印加されていないときの磁化方向と平行な平
面である。図１では、記録媒体との対向面はＸ−Ｚ平面
に平行な平面である。
録された外部信号を再生するためのＭＲヘッドである。
記録媒体との対向面は、例えば磁気検出素子の構成する
薄膜の膜面に垂直で且つ磁気検出素子のフリー磁性層の
外部磁界が印加されていないときの磁化方向と平行な平
面である。図１では、記録媒体との対向面はＸ−Ｚ平面
に平行な平面である。
【００５９】なお、磁気検出素子が浮上式の磁気ヘッド
に用いられる場合、記録媒体との対向面とは、いわゆる
ＡＢＳ面のことである。
に用いられる場合、記録媒体との対向面とは、いわゆる
ＡＢＳ面のことである。
【００６０】また磁気検出素子は、例えばアルミナ−チ
タンカーバイト（Ａｌ2Ｏ3−ＴｉＣ）で形成されたスラ
イダのトレーリング端面上に形成される。スライダは、
記録媒体との対向面と逆面側で、ステンレス材などによ
る弾性変形可能な支持部材と接合され、磁気ヘッド装置
が構成される。
タンカーバイト（Ａｌ2Ｏ3−ＴｉＣ）で形成されたスラ
イダのトレーリング端面上に形成される。スライダは、
記録媒体との対向面と逆面側で、ステンレス材などによ
る弾性変形可能な支持部材と接合され、磁気ヘッド装置
が構成される。
【００６１】なお、トラック幅方向とは、外部磁界によ
って磁化方向が変動する領域の幅方向のことであり、例
えば、フリー磁性層の外部磁界が印加されていないとき
の磁化方向、すなわち図示Ｘ方向である。トラック幅方
向のフリー磁性層の幅寸法が磁気検出素子のトラック幅
Ｔｗを規定する。
って磁化方向が変動する領域の幅方向のことであり、例
えば、フリー磁性層の外部磁界が印加されていないとき
の磁化方向、すなわち図示Ｘ方向である。トラック幅方
向のフリー磁性層の幅寸法が磁気検出素子のトラック幅
Ｔｗを規定する。
【００６２】なお、記録媒体は磁気検出素子の記録媒体
との対向面に対向しており、図示Ｚ方向に移動する。こ
の記録媒体からの洩れ磁界方向は図示Ｙ方向である。
との対向面に対向しており、図示Ｚ方向に移動する。こ
の記録媒体からの洩れ磁界方向は図示Ｙ方向である。
【００６３】図１では、下部シールド層２１上に下部電
極層２２が積層されている。下部電極層２２上には、下
地層２３、シード層２４、反強磁性層２５、第１固定磁
性層２６ａ、非磁性中間層２６ｂ、第２固定磁性層２６
ｃからなるシンセティックフェリピンド型の固定磁性層
２６、非磁性材料層２７、第２フリー磁性層２８ａ、非
磁性中間層２８ｂ、第１フリー磁性層２８ｃ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２８、保護
層２９が下から順に積層された多層膜Ｔ１が形成されて
いる。
極層２２が積層されている。下部電極層２２上には、下
地層２３、シード層２４、反強磁性層２５、第１固定磁
性層２６ａ、非磁性中間層２６ｂ、第２固定磁性層２６
ｃからなるシンセティックフェリピンド型の固定磁性層
２６、非磁性材料層２７、第２フリー磁性層２８ａ、非
磁性中間層２８ｂ、第１フリー磁性層２８ｃ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２８、保護
層２９が下から順に積層された多層膜Ｔ１が形成されて
いる。
【００６４】多層膜Ｔ１の上層には、上部電極層３４、
上部シールド層３５が形成されている。
上部シールド層３５が形成されている。
【００６５】多層膜Ｔ１の両側領域の下部電極層２２上
と、多層膜Ｔ１の側端面Ｔ１ｓ上には、絶縁層３０が積
層されている。この絶縁層３０によって、多層膜Ｔ１の
トラック幅方向における側端面Ｔ１ｓと下部電極層２２
が電気的に絶縁されている。
と、多層膜Ｔ１の側端面Ｔ１ｓ上には、絶縁層３０が積
層されている。この絶縁層３０によって、多層膜Ｔ１の
トラック幅方向における側端面Ｔ１ｓと下部電極層２２
が電気的に絶縁されている。
【００６６】絶縁層３０上には、バイアス下地層３１を
介して、ハードバイアス層３２が、フリー磁性層２８に
対向する位置に積層されている。ハードバイアス層３２
上に絶縁層３３が積層されている。この絶縁層３３によ
って、上部電極層３４と、多層膜Ｔ１の側端面Ｔ１ｓ、
ハードバイアス層３２及びバイアス下地層３１が絶縁さ
れている。
介して、ハードバイアス層３２が、フリー磁性層２８に
対向する位置に積層されている。ハードバイアス層３２
上に絶縁層３３が積層されている。この絶縁層３３によ
って、上部電極層３４と、多層膜Ｔ１の側端面Ｔ１ｓ、
ハードバイアス層３２及びバイアス下地層３１が絶縁さ
れている。
【００６７】なお、本実施の形態では、絶縁層３０が多
層膜Ｔ１の側端面Ｔ１ｓ全面を絶縁している。ただし、
フリー磁性層２８とハードバイアス層３２との間では、
十分なバイアス磁界がかかるように絶縁層３０を薄く形
成している。
層膜Ｔ１の側端面Ｔ１ｓ全面を絶縁している。ただし、
フリー磁性層２８とハードバイアス層３２との間では、
十分なバイアス磁界がかかるように絶縁層３０を薄く形
成している。
【００６８】図１に示される磁気検出素子は、いわゆる
ボトム型のスピンバルブ型磁気検出素子である。
ボトム型のスピンバルブ型磁気検出素子である。
【００６９】図１に示された磁気検出素子は固定磁性層
２６の磁化方向が、反強磁性層２５との間の交換異方性
磁界によって、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２８の磁化が、ハードバイアス
層からの静磁界によって適正に図示Ｘ方向に揃えられて
おり、固定磁性層２６とフリー磁性層２８の磁化が交叉
している。
２６の磁化方向が、反強磁性層２５との間の交換異方性
磁界によって、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２８の磁化が、ハードバイアス
層からの静磁界によって適正に図示Ｘ方向に揃えられて
おり、固定磁性層２６とフリー磁性層２８の磁化が交叉
している。
【００７０】記録媒体からの洩れ磁界が磁気検出素子の
図示Ｙ方向に侵入し、フリー磁性層２８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２６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。
図示Ｙ方向に侵入し、フリー磁性層２８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２６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。
【００７１】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２６ｃの磁化方向と第２フ
リー磁性層２８ａ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。
寄与するのは第２固定磁性層２６ｃの磁化方向と第２フ
リー磁性層２８ａ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。
【００７２】本発明の磁気検出素子は、多層膜Ｔ１を構
成する各層の膜面に垂直な方向、例えば上部電極層３４
から下部電極層２２に向けてセンス電流が流れる。セン
ス電流が、多層膜Ｔ１内の各層を膜面と垂直方向に流れ
る磁気検出素子をＣＰＰ型の磁気検出素子という。
成する各層の膜面に垂直な方向、例えば上部電極層３４
から下部電極層２２に向けてセンス電流が流れる。セン
ス電流が、多層膜Ｔ１内の各層を膜面と垂直方向に流れ
る磁気検出素子をＣＰＰ型の磁気検出素子という。
【００７３】下部シールド層２１、下部電極層２２、下
地層２３、シード層２４、反強磁性層２５、固定磁性層
２６、非磁性材料層２７、フリー磁性層２８、保護層２
９、絶縁層３０、バイアス下地層３１、ハードバイアス
層３２、絶縁層３３、上部電極層３４、上部シールド層
３５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。
地層２３、シード層２４、反強磁性層２５、固定磁性層
２６、非磁性材料層２７、フリー磁性層２８、保護層２
９、絶縁層３０、バイアス下地層３１、ハードバイアス
層３２、絶縁層３３、上部電極層３４、上部シールド層
３５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。
【００７４】下部シールド層２１及び上部シールド層３
５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２１及び上部シールド層３５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。下部シールド層２１及び上部シールド層
３５は、電解メッキ法によって形成されてもよい。
５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２１及び上部シールド層３５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。下部シールド層２１及び上部シールド層
３５は、電解メッキ法によって形成されてもよい。
【００７５】下地層２３は、Ｔａ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｚｒ，
Ｔｉ，Ｍｏ，Ｗのうち少なくとも１種以上で形成される
ことが好ましい。下地層２３は５０Å以下程度の膜厚で
形成される。なおこの下地層２３は形成されていなくて
も良い。
Ｔｉ，Ｍｏ，Ｗのうち少なくとも１種以上で形成される
ことが好ましい。下地層２３は５０Å以下程度の膜厚で
形成される。なおこの下地層２３は形成されていなくて
も良い。
【００７６】シード層２４は、ＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＣｒ
やＣｒなどを用いて形成する。なお本発明における磁気
検出素子は各層の膜面と垂直方向にセンス電流が流れる
ＣＰＰ型であるため、シード層２４にも適切にセンス電
流が流れる必要性がある。よってシード層２４は比抵抗
の高い材質でないことが好ましい。すなわちＣＰＰ型で
はシード層２４はＮｉＦｅ合金、Ｃｒなどの比抵抗の低
い材質で形成されることが好ましい。なおシード層２４
は形成されなくても良い。
やＣｒなどを用いて形成する。なお本発明における磁気
検出素子は各層の膜面と垂直方向にセンス電流が流れる
ＣＰＰ型であるため、シード層２４にも適切にセンス電
流が流れる必要性がある。よってシード層２４は比抵抗
の高い材質でないことが好ましい。すなわちＣＰＰ型で
はシード層２４はＮｉＦｅ合金、Ｃｒなどの比抵抗の低
い材質で形成されることが好ましい。なおシード層２４
は形成されなくても良い。
【００７７】反強磁性層２５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。
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。
【００７８】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。
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。
【００７９】反強磁性層２５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。
の中心付近において８０〜３００Å、例えば２００Åで
ある。
【００８０】ここで、反強磁性層２５を形成するため
の、ＰｔＭｎ合金及び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、ＰｔＭｎ合金及びＸ−Ｍｎの式
で示される合金において、ＰｔあるいはＸが４７〜５７
ａｔ％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。
の、ＰｔＭｎ合金及び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、ＰｔＭｎ合金及びＸ−Ｍｎの式
で示される合金において、ＰｔあるいはＸが４７〜５７
ａｔ％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。
【００８１】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、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、Ｐｔ−Ｍｎ−
Ｘ’の式で示される合金において、Ｘ’が０．２〜１０
ａｔ％の範囲であることが好ましい。ただし、Ｘ’がＰ
ｄ，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。
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、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、Ｐｔ−Ｍｎ−
Ｘ’の式で示される合金において、Ｘ’が０．２〜１０
ａｔ％の範囲であることが好ましい。ただし、Ｘ’がＰ
ｄ，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。
【００８２】これらの合金を使用し、これを熱処理する
ことにより、大きな交換結合磁界を発生する反強磁性層
２５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、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２５を得る
ことができる。
ことにより、大きな交換結合磁界を発生する反強磁性層
２５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、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２５を得る
ことができる。
【００８３】第１固定磁性層２６ａ及び第２固定磁性層
２６ｃ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２６ａ及び第２固定磁性層
２６ｃは同一の材料で形成されることが好ましい。
２６ｃ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２６ａ及び第２固定磁性層
２６ｃは同一の材料で形成されることが好ましい。
【００８４】また、非磁性中間層２６ｂは、非磁性材料
により形成されるもので、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｃｒ、Ｒ
ｅ、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。
により形成されるもので、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｃｒ、Ｒ
ｅ、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。
【００８５】第１固定磁性層２６ａ及び第２固定磁性層
２６ｃは、それぞれ１０〜７０Å程度で形成される。ま
た非磁性中間層２６ｂの膜厚は３Å〜１０Å程度で形成
で形成される。
２６ｃは、それぞれ１０〜７０Å程度で形成される。ま
た非磁性中間層２６ｂの膜厚は３Å〜１０Å程度で形成
で形成される。
【００８６】なお固定磁性層２６は上記したいずれかの
磁性材料を使用した１層構造あるいは上記したいずれか
の磁性材料からなる層とＣｏ層などの拡散防止層の２層
構造で形成されていても良い。
磁性材料を使用した１層構造あるいは上記したいずれか
の磁性材料からなる層とＣｏ層などの拡散防止層の２層
構造で形成されていても良い。
【００８７】非磁性材料層２７は、固定磁性層２６とフ
リー磁性層２８との磁気的な結合を防止する層であり、
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。非磁性材料層２７は例えば１
８〜３０Å程度の膜厚で形成される。
リー磁性層２８との磁気的な結合を防止する層であり、
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。非磁性材料層２７は例えば１
８〜３０Å程度の膜厚で形成される。
【００８８】また非磁性材料層２７は、Ａｌ2Ｏ3やＳｉ
Ｏ2などの絶縁材料で形成されていてもよいが、本発明
のようにＣＰＰ型の磁気検出素子の場合には、非磁性材
料層２７内部にも、膜面と垂直方向にセンス電流が流れ
るようにしなければならないので、非磁性材料層２７が
絶縁物であるときは、非磁性材料層２７の膜厚を５０Å
に薄くして形成して絶縁耐圧を低下させる必要がある。
また非磁性材料層２７をＡｌ2Ｏ3やＴａＯ2などの鏡面
反射効果を有する材質で形成したときは、非磁性材料層
２７をスペキュラー膜や実効的な素子面積を低減させる
電流制限層として機能させることもできる。
Ｏ2などの絶縁材料で形成されていてもよいが、本発明
のようにＣＰＰ型の磁気検出素子の場合には、非磁性材
料層２７内部にも、膜面と垂直方向にセンス電流が流れ
るようにしなければならないので、非磁性材料層２７が
絶縁物であるときは、非磁性材料層２７の膜厚を５０Å
に薄くして形成して絶縁耐圧を低下させる必要がある。
また非磁性材料層２７をＡｌ2Ｏ3やＴａＯ2などの鏡面
反射効果を有する材質で形成したときは、非磁性材料層
２７をスペキュラー膜や実効的な素子面積を低減させる
電流制限層として機能させることもできる。
【００８９】第１フリー磁性層２８ｃ及び第２フリー磁
性層２８ａ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ＣｏＦｅ合金、ＣｏＦｅＮｉ合
金により形成されることが好ましい。
性層２８ａ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ＣｏＦｅ合金、ＣｏＦｅＮｉ合
金により形成されることが好ましい。
【００９０】また本実施の形態では、第１フリー磁性層
２８ｃ及び第２フリー磁性層２８ａの少なくとも一方
を、以下の組成を有する磁性材料で形成することが好ま
しい。
２８ｃ及び第２フリー磁性層２８ａの少なくとも一方
を、以下の組成を有する磁性材料で形成することが好ま
しい。
【００９１】組成式がＣｏＦｅＮｉで示され、Ｆｅの組
成比は９原子％以上で１７原子％以下で、Ｎｉの組成比
は０．５原子％以上で１０原子％以下で、残りの組成は
Ｃｏ。
成比は９原子％以上で１７原子％以下で、Ｎｉの組成比
は０．５原子％以上で１０原子％以下で、残りの組成は
Ｃｏ。
【００９２】これにより第１フリー磁性層２８ｃと第２
フリー磁性層２８ａ間で発生するＲＫＫＹ相互作用にお
ける交換結合磁界を強くすることができる。具体的に
は、反平行状態が崩れるときの磁界、すなわちスピンフ
ロップ磁界（Ｈｓｆ）を約２９３（ｋＡ／ｍ）にまで大
きくすることができる。
フリー磁性層２８ａ間で発生するＲＫＫＹ相互作用にお
ける交換結合磁界を強くすることができる。具体的に
は、反平行状態が崩れるときの磁界、すなわちスピンフ
ロップ磁界（Ｈｓｆ）を約２９３（ｋＡ／ｍ）にまで大
きくすることができる。
【００９３】よって、第１フリー磁性層２８ｃ及び第２
フリー磁性層２８ａの磁化を適切に反平行状態にでき
る。
フリー磁性層２８ａの磁化を適切に反平行状態にでき
る。
【００９４】なお第１フリー磁性層２８ｃ及び第２フリ
ー磁性層２８ａの双方を前記ＣｏＦｅＮｉ合金で形成す
ることが好ましい。これにより、より安定して高いスピ
ンフロップ磁界を得ることができ、第１フリー磁性層２
８ｃと第２フリー磁性層２８ａとを適切に反平行状態に
磁化できる。
ー磁性層２８ａの双方を前記ＣｏＦｅＮｉ合金で形成す
ることが好ましい。これにより、より安定して高いスピ
ンフロップ磁界を得ることができ、第１フリー磁性層２
８ｃと第２フリー磁性層２８ａとを適切に反平行状態に
磁化できる。
【００９５】また上記した組成範囲内であると、第１フ
リー磁性層２８ｃと第２フリー磁性層２８ａの磁歪を−
３×１０-6から３×１０-6の範囲内に収めることがで
き、また保磁力を７９０（Ａ／ｍ）以下に小さくでき
る。
リー磁性層２８ｃと第２フリー磁性層２８ａの磁歪を−
３×１０-6から３×１０-6の範囲内に収めることがで
き、また保磁力を７９０（Ａ／ｍ）以下に小さくでき
る。
【００９６】さらに、フリー磁性層２８の軟磁気特性の
向上、フリー磁性層２８と非磁性材料層２７間でのＮｉ
の拡散による抵抗変化量（ΔＲ）や抵抗変化率（ΔＲ／
Ｒ）の低減の抑制を適切に図ることが可能である。
向上、フリー磁性層２８と非磁性材料層２７間でのＮｉ
の拡散による抵抗変化量（ΔＲ）や抵抗変化率（ΔＲ／
Ｒ）の低減の抑制を適切に図ることが可能である。
【００９７】なお、第２フリー磁性層２８ａと非磁性材
料層２７間にＣｏなどからなる拡散防止層を設け、第１
フリー磁性層２８ａ及び第２フリー磁性層２８ｃの少な
くとも一方をＣｏＦｅＮｉ合金で形成するとき、前記Ｃ
ｏＦｅＮｉ合金のＦｅの組成比を７原子％以上で１５原
子％以下、Ｎｉの組成比を５原子％以上で１５原子％以
下、残りの組成比をＣｏにすることが好ましい。
料層２７間にＣｏなどからなる拡散防止層を設け、第１
フリー磁性層２８ａ及び第２フリー磁性層２８ｃの少な
くとも一方をＣｏＦｅＮｉ合金で形成するとき、前記Ｃ
ｏＦｅＮｉ合金のＦｅの組成比を７原子％以上で１５原
子％以下、Ｎｉの組成比を５原子％以上で１５原子％以
下、残りの組成比をＣｏにすることが好ましい。
【００９８】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、Ｃ
ｕ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。
形成されるもので、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｃｒ、Ｒｅ、Ｃ
ｕ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。
【００９９】第１フリー磁性層２８ｃ及び第２フリー磁
性層２８ａは、それぞれ１０〜７０Å程度で形成され
る。また非磁性中間層３７ｂの膜厚は３Å〜１０Å程度
で形成で形成される。
性層２８ａは、それぞれ１０〜７０Å程度で形成され
る。また非磁性中間層３７ｂの膜厚は３Å〜１０Å程度
で形成で形成される。
【０１００】なお、第２フリー磁性層２８ａが２層構造
で形成され、非磁性材料層２７と対向する側にＣｏ膜が
形成されていることが好ましい。これにより非磁性材料
層２７との界面での金属元素等の拡散を防止でき、抵抗
変化率（ΔＲ／Ｒ）を大きくすることができる。
で形成され、非磁性材料層２７と対向する側にＣｏ膜が
形成されていることが好ましい。これにより非磁性材料
層２７との界面での金属元素等の拡散を防止でき、抵抗
変化率（ΔＲ／Ｒ）を大きくすることができる。
【０１０１】なおフリー磁性層２８は上記したいずれか
の磁性材料を使用した１層構造で形成されていても良
い。
の磁性材料を使用した１層構造で形成されていても良
い。
【０１０２】保護層２９は、Ｔａ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｚｒ，
Ｔｉ，Ｍｏ，Ｗのうち少なくとも１種以上で形成され
る。保護層２９の膜厚は３０Å程度である。
Ｔｉ，Ｍｏ，Ｗのうち少なくとも１種以上で形成され
る。保護層２９の膜厚は３０Å程度である。
【０１０３】また、図１では、磁気的膜厚（Ｍｓ×ｔ；
飽和磁化と膜厚の積）が異なる第１固定磁性層２６ａと
第２固定磁性層２６ｃが、非磁性中間層２６ｂを介して
積層されたものが、一つの固定磁性層２６として機能す
る。
飽和磁化と膜厚の積）が異なる第１固定磁性層２６ａと
第２固定磁性層２６ｃが、非磁性中間層２６ｂを介して
積層されたものが、一つの固定磁性層２６として機能す
る。
【０１０４】第１固定磁性層２６ａは反強磁性層２５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２６ａと反強磁性層２５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２６ａの磁化方向が図示Ｙ方向に固定される。第１固
定磁性層２６ａの磁化方向が図示Ｙ方向に固定される
と、非磁性中間層２６ｂを介して対向する第２固定磁性
層２６ｃの磁化方向が、第１固定磁性層２６ａの磁化方
向と反平行の状態で固定される。
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２６ａと反強磁性層２５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２６ａの磁化方向が図示Ｙ方向に固定される。第１固
定磁性層２６ａの磁化方向が図示Ｙ方向に固定される
と、非磁性中間層２６ｂを介して対向する第２固定磁性
層２６ｃの磁化方向が、第１固定磁性層２６ａの磁化方
向と反平行の状態で固定される。
【０１０５】このように、第１固定磁性層２６ａと第２
固定磁性層２６ｃ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２６ａと第２固
定磁性層２６ｃ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の磁化方向を一定方向に強
力に固定することができる。
固定磁性層２６ｃ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２６ａと第２固
定磁性層２６ｃ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の磁化方向を一定方向に強
力に固定することができる。
【０１０６】なお、第１固定磁性層２６ａの磁気的膜厚
（Ｍｓ×ｔ）と第２固定磁性層２６ｃの磁気的膜厚（Ｍ
ｓ×ｔ）を足し合わせた合成の磁気的膜厚（Ｍｓ×ｔ）
の方向が固定磁性層２６の磁化方向となる。
（Ｍｓ×ｔ）と第２固定磁性層２６ｃの磁気的膜厚（Ｍ
ｓ×ｔ）を足し合わせた合成の磁気的膜厚（Ｍｓ×ｔ）
の方向が固定磁性層２６の磁化方向となる。
【０１０７】図１では、第１固定磁性層２６ａ及び第２
固定磁性層２６ｃ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
気的膜厚（Ｍｓ×ｔ）を異ならせている。
固定磁性層２６ｃ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
気的膜厚（Ｍｓ×ｔ）を異ならせている。
【０１０８】また、第１固定磁性層２６ａ及び第２固定
磁性層２６ｃの固定磁化による反磁界（双極子磁界）
を、第１固定磁性層２６ａ及び第２固定磁性層２６ｃ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２６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２８の
変動磁化への寄与を減少させることができる。
磁性層２６ｃの固定磁化による反磁界（双極子磁界）
を、第１固定磁性層２６ａ及び第２固定磁性層２６ｃ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２６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２８の
変動磁化への寄与を減少させることができる。
【０１０９】従って、フリー磁性層２８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。
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。
【０１１０】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。
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。
【０１１１】アシンメトリーは、フリー磁性層２８の磁
化の方向と固定磁性層２６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、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。
化の方向と固定磁性層２６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、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。
【０１１２】また、固定磁性層２６の固定磁化による反
磁界（双極子磁界）Ｈｄは、フリー磁性層２８の素子高
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２８内における単
磁区化が妨げられる場合があるが、固定磁性層を上記の
積層構造とすることにより双極子磁界Ｈｄを小さくする
ことができ、これによってフリー磁性層２８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。
磁界（双極子磁界）Ｈｄは、フリー磁性層２８の素子高
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２８内における単
磁区化が妨げられる場合があるが、固定磁性層を上記の
積層構造とすることにより双極子磁界Ｈｄを小さくする
ことができ、これによってフリー磁性層２８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。
【０１１３】フリー磁性層２８は、磁気的膜厚（Ｍｓ×
ｔ；飽和磁化と膜厚の積）の大きさが異なる第２フリー
磁性層２８ａと第１フリー磁性層２８ｃが、非磁性中間
層２８ｂを介して積層され、第２フリー磁性層２８ａと
第１フリー磁性層２８ｃ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、磁気的膜厚（Ｍｓ×ｔ）
が大きい方、例えば、第２フリー磁性層２８ａの磁化方
向が、ハードバイアス層から発生する磁界の方向（図示
Ｘ方向）に向き、第１フリー磁性層２８ｃの磁化方向
が、１８０度反対方向（図示Ｘ方向と反平行方向）に向
いた状態になる。
ｔ；飽和磁化と膜厚の積）の大きさが異なる第２フリー
磁性層２８ａと第１フリー磁性層２８ｃが、非磁性中間
層２８ｂを介して積層され、第２フリー磁性層２８ａと
第１フリー磁性層２８ｃ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、磁気的膜厚（Ｍｓ×ｔ）
が大きい方、例えば、第２フリー磁性層２８ａの磁化方
向が、ハードバイアス層から発生する磁界の方向（図示
Ｘ方向）に向き、第１フリー磁性層２８ｃの磁化方向
が、１８０度反対方向（図示Ｘ方向と反平行方向）に向
いた状態になる。
【０１１４】第２フリー磁性層２８ａと第１フリー磁性
層２８ｃ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２８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２８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。
層２８ｃ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２８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２８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。
【０１１５】第２フリー磁性層２８ａの磁気的膜厚（Ｍ
ｓ×ｔ）と第１フリー磁性層２８ｃの磁気的膜厚（Ｍｓ
×ｔ）を足し合わせた合成の磁気的膜厚（Ｍｓ×ｔ）の
方向がフリー磁性層２８の磁化方向となる。
ｓ×ｔ）と第１フリー磁性層２８ｃの磁気的膜厚（Ｍｓ
×ｔ）を足し合わせた合成の磁気的膜厚（Ｍｓ×ｔ）の
方向がフリー磁性層２８の磁化方向となる。
【０１１６】ただし、固定磁性層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２８ａの磁化方向
のみである。
出力に寄与するのは第２フリー磁性層２８ａの磁化方向
のみである。
【０１１７】また、フリー磁性層２８の磁化方向は、外
部磁界が印加されない状態で、記録媒体との対向面に対
して平行方向を向いている。
部磁界が印加されない状態で、記録媒体との対向面に対
して平行方向を向いている。
【０１１８】なお、ハードバイアス層３２は、フリー磁
性層２８を構成する第２フリー磁性層２８ａと第１フリ
ー磁性層２８ｃのうち、一方の磁化方向を揃えるだけで
よい。例えば、第２フリー磁性層２８ａ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２８ｃ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２８全体の磁化方向が一定方向に揃えられる。
性層２８を構成する第２フリー磁性層２８ａと第１フリ
ー磁性層２８ｃのうち、一方の磁化方向を揃えるだけで
よい。例えば、第２フリー磁性層２８ａ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２８ｃ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２８全体の磁化方向が一定方向に揃えられる。
【０１１９】ハードバイアス層３２は、Ｃｏ−Ｐｔ（コ
バルト−白金）合金やＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ（コバルト−ク
ロム−白金）合金などで形成される。これら合金の結晶
構造は一般的にはバルクにおいて、面心立方構造（ｆｃ
ｃ）と稠密六方構造（ｈｃｐ）の混相となる組成付近の
膜組成に設定されている。
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。これら合金の結晶
構造は一般的にはバルクにおいて、面心立方構造（ｆｃ
ｃ）と稠密六方構造（ｈｃｐ）の混相となる組成付近の
膜組成に設定されている。
【０１２０】バイアス下地層３１は、Ｃｒ，Ｔｉ，Ｗ，
Ｍｏ，Ｖ，Ｍｎ，Ｎｂ，Ｔａのいずれか１種または２種
以上の元素で形成されることが好ましい。例えば、Ｃｒ
やＷ 50Ｍｏ50によって形成される。バイアス下地層３１
を結晶構造がｂｃｃ（体心立方格子）構造であるＣｒな
どを用いて形成すると、ハードバイアス層３２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。
Ｍｏ，Ｖ，Ｍｎ，Ｎｂ，Ｔａのいずれか１種または２種
以上の元素で形成されることが好ましい。例えば、Ｃｒ
やＷ 50Ｍｏ50によって形成される。バイアス下地層３１
を結晶構造がｂｃｃ（体心立方格子）構造であるＣｒな
どを用いて形成すると、ハードバイアス層３２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。
【０１２１】ここで上記の金属膜で形成されたバイアス
下地層３１とハードバイアス層３２を構成するＣｏＰｔ
系合金のｈｃｐ構造の格子定数は近い値となるために、
ＣｏＰｔ系合金はｆｃｃ構造を形成しづらくｈｃｐ構造
で形成されやすくなる。このときｈｃｐ構造のｃ軸はＣ
ｏＰｔ系合金とバイアス下地層３１の境界面内に優先配
向される。ｈｃｐ構造はｆｃｃ構造に比べてｃ軸方向に
大きな磁気異方性を生じるため、ハードバイアス層に磁
界を与えたときの保磁力Ｈｃは大きくなるのである。さ
らにｈｃｐのｃ軸はＣｏＰｔ系合金とバイアス下地層と
の境界面内で優先配向となっているため、残留磁化が増
大し、残留磁化／飽和磁化で求められる角形比Ｓは大き
くなる。その結果、ハードバイアス層３２の特性を向上
させることができ、ハードバイアス層３２から発生する
バイアス磁界を増大させることができる。
下地層３１とハードバイアス層３２を構成するＣｏＰｔ
系合金のｈｃｐ構造の格子定数は近い値となるために、
ＣｏＰｔ系合金はｆｃｃ構造を形成しづらくｈｃｐ構造
で形成されやすくなる。このときｈｃｐ構造のｃ軸はＣ
ｏＰｔ系合金とバイアス下地層３１の境界面内に優先配
向される。ｈｃｐ構造はｆｃｃ構造に比べてｃ軸方向に
大きな磁気異方性を生じるため、ハードバイアス層に磁
界を与えたときの保磁力Ｈｃは大きくなるのである。さ
らにｈｃｐのｃ軸はＣｏＰｔ系合金とバイアス下地層と
の境界面内で優先配向となっているため、残留磁化が増
大し、残留磁化／飽和磁化で求められる角形比Ｓは大き
くなる。その結果、ハードバイアス層３２の特性を向上
させることができ、ハードバイアス層３２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】なお、上部電極層３４としてＴａを用いる
場合には、上部電極層３４の下面に接してＣｒの中間層
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。
場合には、上部電極層３４の下面に接してＣｒの中間層
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。
【０１２３】また、上部電極層３４としてＣｒを用いる
場合には、上部電極層３４の下面に接してＴａの中間層
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。
場合には、上部電極層３４の下面に接してＴａの中間層
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。
【０１２４】なお、下部電極層２２及び上部電極層３４
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。
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。
【０１２５】絶縁層３０及び絶縁層３３は、アルミナ
（Ａｌ2Ｏ3）や酸化ケイ素（ＳｉＯ2）などによって形
成される。
（Ａｌ2Ｏ3）や酸化ケイ素（ＳｉＯ2）などによって形
成される。
【０１２６】絶縁層３３の膜厚は５０〜２００Å程度で
あることが好ましく、これにより上部電極層３４と多層
膜Ｔの側端面Ｔｓ１との間の絶縁をとり、かつ上部電極
層３４から流れるセンス電流がハードバイアス層３２に
分流するのを抑制することが可能である。
あることが好ましく、これにより上部電極層３４と多層
膜Ｔの側端面Ｔｓ１との間の絶縁をとり、かつ上部電極
層３４から流れるセンス電流がハードバイアス層３２に
分流するのを抑制することが可能である。
【０１２７】図１に示される磁気検出素子では、多層膜
Ｔ１のトラック幅方向における側端面Ｔ１ｓの、多層膜
Ｔ１の上面（保護層２９の上面）Ｔ１ａに対する傾斜角
度は、フリー磁性層２８より下層の所定の位置である屈
曲部Ｋ１の上側より下側の方が大きくなっている。
Ｔ１のトラック幅方向における側端面Ｔ１ｓの、多層膜
Ｔ１の上面（保護層２９の上面）Ｔ１ａに対する傾斜角
度は、フリー磁性層２８より下層の所定の位置である屈
曲部Ｋ１の上側より下側の方が大きくなっている。
【０１２８】すなわち、屈曲部Ｋ１より上側の側端面Ｔ
１ｓｂと多層膜Ｔ１の上面Ｔ１ａとがなす角θ１より、
屈曲部Ｋ１より下側の側端面Ｔ１ｓａと多層膜Ｔ１の上
面Ｔ１ａとがなす角θ２の方が大きい。図１では、屈曲
部Ｋ１は、第２固定磁性層２６ｃの側端面に形成されて
いる。
１ｓｂと多層膜Ｔ１の上面Ｔ１ａとがなす角θ１より、
屈曲部Ｋ１より下側の側端面Ｔ１ｓａと多層膜Ｔ１の上
面Ｔ１ａとがなす角θ２の方が大きい。図１では、屈曲
部Ｋ１は、第２固定磁性層２６ｃの側端面に形成されて
いる。
【０１２９】多層膜Ｔ１がこのような形状を有すると、
多層膜Ｔ１の両側領域の下部電極層２２上に積層された
絶縁層３０、バイアス下地層３１、ハードバイアス層３
２、及び絶縁層３３を積層するときに、多層膜Ｔ１の屈
曲部Ｋ１よりも下側の側端面Ｔ１ｓａの部分が持ち上げ
層の役目を果たし、多層膜Ｔ１の両側領域に積層される
絶縁層３０、バイアス下地層３１、ハードバイアス層３
２、絶縁層３０及び絶縁層３３の上面と多層膜Ｔ１の側
端面Ｔ１ｓの間に窪みが形成されることを防ぐことがで
きる。
多層膜Ｔ１の両側領域の下部電極層２２上に積層された
絶縁層３０、バイアス下地層３１、ハードバイアス層３
２、及び絶縁層３３を積層するときに、多層膜Ｔ１の屈
曲部Ｋ１よりも下側の側端面Ｔ１ｓａの部分が持ち上げ
層の役目を果たし、多層膜Ｔ１の両側領域に積層される
絶縁層３０、バイアス下地層３１、ハードバイアス層３
２、絶縁層３０及び絶縁層３３の上面と多層膜Ｔ１の側
端面Ｔ１ｓの間に窪みが形成されることを防ぐことがで
きる。
【０１３０】従って、多層膜Ｔ１の側端面Ｔ１ｓと上部
電極層３４の電気的な短絡を防止できるので、多層膜Ｔ
１と上部電極層３４の電気的な接合面積を一定に保つこ
とができ、磁気検出素子の磁界検出感度を安定化でき
る。
電極層３４の電気的な短絡を防止できるので、多層膜Ｔ
１と上部電極層３４の電気的な接合面積を一定に保つこ
とができ、磁気検出素子の磁界検出感度を安定化でき
る。
【０１３１】また、多層膜Ｔ１の側端面Ｔ１ｓと上部電
極層３４を電気的に絶縁する絶縁層３３の厚さを絶縁層
３３にバリが形成されない程度まで薄くすることができ
る。
極層３４を電気的に絶縁する絶縁層３３の厚さを絶縁層
３３にバリが形成されない程度まで薄くすることができ
る。
【０１３２】なお、多層膜Ｔ１の屈曲部Ｋ１よりも下側
に形成されている層（非磁性中間層２６ｂ、第１固定磁
性層２６ａ、反強磁性層２５、シード層２４、下地層２
３）は、上側に形成されている層（非磁性材料層２７、
フリー磁性層２８、保護層２９）よりも、トラック幅方
向の幅寸法が著しく大きくなる。しかし、本発明では、
多層膜Ｔ１の側端面Ｔ１ｓの傾斜角度が変化する屈曲部
Ｋ１がフリー磁性層２８より下層であるので、磁気検出
素子のトラック幅を規定するフリー磁性層２８のトラッ
ク幅方向の幅寸法が、著しく大きくなることを避けるこ
とができる。
に形成されている層（非磁性中間層２６ｂ、第１固定磁
性層２６ａ、反強磁性層２５、シード層２４、下地層２
３）は、上側に形成されている層（非磁性材料層２７、
フリー磁性層２８、保護層２９）よりも、トラック幅方
向の幅寸法が著しく大きくなる。しかし、本発明では、
多層膜Ｔ１の側端面Ｔ１ｓの傾斜角度が変化する屈曲部
Ｋ１がフリー磁性層２８より下層であるので、磁気検出
素子のトラック幅を規定するフリー磁性層２８のトラッ
ク幅方向の幅寸法が、著しく大きくなることを避けるこ
とができる。
【０１３３】特に、図１では、多層膜Ｔ１の両側領域の
最上層である絶縁層３３の上面３３ａが平坦面であり、
多層膜Ｔ１の上面Ｔ１ａと同一平面となっている。そし
て、この同一平面上に上部電極層３４が積層されている
ので、安定した形状の上部電極層３４を形成することが
できる。
最上層である絶縁層３３の上面３３ａが平坦面であり、
多層膜Ｔ１の上面Ｔ１ａと同一平面となっている。そし
て、この同一平面上に上部電極層３４が積層されている
ので、安定した形状の上部電極層３４を形成することが
できる。
【０１３４】なお、図１の磁気検出素子では、後述する
製造方法の説明において詳述するように、多層膜Ｔ１の
両側領域に、絶縁層３０、バイアス下地層３１、ハード
バイアス層３２、及び絶縁層３３をスバッタ成膜するだ
けで、絶縁層３３の上面３３ａと多層膜Ｔ１の上面Ｔ１
ａを同一平面にできる。すなわち、絶縁層３３の上面３
３ａと多層膜Ｔ１の上面Ｔ１ａを同一平面にするために
ＣＭＰ工程などを必要としないので、多層膜Ｔ１の表面
の面粗れを防ぐことができ、多層膜Ｔ１の表面と上部電
極層３４の接続を確実に行うことができる。
製造方法の説明において詳述するように、多層膜Ｔ１の
両側領域に、絶縁層３０、バイアス下地層３１、ハード
バイアス層３２、及び絶縁層３３をスバッタ成膜するだ
けで、絶縁層３３の上面３３ａと多層膜Ｔ１の上面Ｔ１
ａを同一平面にできる。すなわち、絶縁層３３の上面３
３ａと多層膜Ｔ１の上面Ｔ１ａを同一平面にするために
ＣＭＰ工程などを必要としないので、多層膜Ｔ１の表面
の面粗れを防ぐことができ、多層膜Ｔ１の表面と上部電
極層３４の接続を確実に行うことができる。
【０１３５】図１に示されるような、フリー磁性層２８
が反強磁性層２５の上層にある、いわゆるボトムスピン
バルブ型の磁気検出素子の場合には、フリー磁性層２８
の側端面Ｔ１ｓと上部電極層３４の電気的な短絡が発生
しやすい。それゆえ、本発明の有効性が高くなる。
が反強磁性層２５の上層にある、いわゆるボトムスピン
バルブ型の磁気検出素子の場合には、フリー磁性層２８
の側端面Ｔ１ｓと上部電極層３４の電気的な短絡が発生
しやすい。それゆえ、本発明の有効性が高くなる。
【０１３６】なお本発明では、フリー磁性層２８のトラ
ック幅方向の幅寸法で規定されるトラック幅Ｔｗは約１
０ｎｍ以上で１００ｎｍ以下であることが好ましい。よ
り好ましくは６０ｎｍ以下であることが好ましい。トラ
ック幅Ｔｗが、上記数値範囲程度に狭小化されると、さ
らなる再生出力の向上を図ることができる。
ック幅方向の幅寸法で規定されるトラック幅Ｔｗは約１
０ｎｍ以上で１００ｎｍ以下であることが好ましい。よ
り好ましくは６０ｎｍ以下であることが好ましい。トラ
ック幅Ｔｗが、上記数値範囲程度に狭小化されると、さ
らなる再生出力の向上を図ることができる。
【０１３７】図２は、本発明における第２の実施形態の
磁気検出素子を記録媒体との対向面側から見た部分断面
図である。
磁気検出素子を記録媒体との対向面側から見た部分断面
図である。
【０１３８】図２に示された磁気検出素子は、多層膜Ｔ
２の側端面Ｔ２ｓの傾斜角度が変化する所定の位置であ
る屈曲部Ｋ２が反強磁性層２５のトラック幅方向におけ
る側端面に位置している点で、図１に示された磁気検出
素子と異なっている。
２の側端面Ｔ２ｓの傾斜角度が変化する所定の位置であ
る屈曲部Ｋ２が反強磁性層２５のトラック幅方向におけ
る側端面に位置している点で、図１に示された磁気検出
素子と異なっている。
【０１３９】図２に示される磁気検出素子でも、多層膜
Ｔ２のトラック幅方向における側端面Ｔ２ｓの、多層膜
Ｔ２の上面（保護層２９の上面）Ｔ２ａに対する傾斜角
度は、屈曲部Ｋ２の上側より下側の方が大きくなってい
る。
Ｔ２のトラック幅方向における側端面Ｔ２ｓの、多層膜
Ｔ２の上面（保護層２９の上面）Ｔ２ａに対する傾斜角
度は、屈曲部Ｋ２の上側より下側の方が大きくなってい
る。
【０１４０】すなわち、屈曲部Ｋ２より上側の側端面Ｔ
２ｓｂと多層膜Ｔ２の上面Ｔ２ａとがなす角θ３より、
屈曲部Ｋ２より下側の側端面Ｔ２ｓａと多層膜Ｔ２の上
面Ｔ２ａとがなす角θ４の方が大きい。
２ｓｂと多層膜Ｔ２の上面Ｔ２ａとがなす角θ３より、
屈曲部Ｋ２より下側の側端面Ｔ２ｓａと多層膜Ｔ２の上
面Ｔ２ａとがなす角θ４の方が大きい。
【０１４１】図２に示される磁気検出素子でも、多層膜
Ｔ２の両側領域の最上層である絶縁層３３の上面３３ａ
と多層膜Ｔ２の上面Ｔ２ａが同一平面になっている。そ
して、この同一平面上に上部電極層３４が積層されてい
るので、安定した形状の上部電極層３４を形成すること
ができる。従って、多層膜Ｔ２の側端面Ｔ２ｓと上部電
極層３４の電気的な短絡を防止できるので、多層膜Ｔ２
と上部電極層３４の電気的な接合面積を一定に保つこと
ができ、磁気検出素子の磁界検出感度を安定化できる。
Ｔ２の両側領域の最上層である絶縁層３３の上面３３ａ
と多層膜Ｔ２の上面Ｔ２ａが同一平面になっている。そ
して、この同一平面上に上部電極層３４が積層されてい
るので、安定した形状の上部電極層３４を形成すること
ができる。従って、多層膜Ｔ２の側端面Ｔ２ｓと上部電
極層３４の電気的な短絡を防止できるので、多層膜Ｔ２
と上部電極層３４の電気的な接合面積を一定に保つこと
ができ、磁気検出素子の磁界検出感度を安定化できる。
【０１４２】また、多層膜Ｔ２の側端面Ｔ２ｓと上部電
極層３４を電気的に絶縁する絶縁層３３の厚さを絶縁層
にバリが形成されない程度まで薄くすることができる。
極層３４を電気的に絶縁する絶縁層３３の厚さを絶縁層
にバリが形成されない程度まで薄くすることができる。
【０１４３】図２に示される磁気検出素子では、固定磁
性層２６のトラック幅方向寸法がフリー磁性層２８のト
ラック幅方向の幅寸法とほぼ同じ程度に短くなってい
る。スピンバルブ型の磁気検出素子において、磁気的ト
ラック幅を小さくするためには、図２のように、フリー
磁性層２８と固定磁性層２６の両方のトラック幅方向の
幅寸法を小さくすることが効果的である。
性層２６のトラック幅方向寸法がフリー磁性層２８のト
ラック幅方向の幅寸法とほぼ同じ程度に短くなってい
る。スピンバルブ型の磁気検出素子において、磁気的ト
ラック幅を小さくするためには、図２のように、フリー
磁性層２８と固定磁性層２６の両方のトラック幅方向の
幅寸法を小さくすることが効果的である。
【０１４４】なお、屈曲部Ｋ２はフリー磁性層２８より
下層であればよく、非磁性材料層２７の側端面内にあっ
てもよい。
下層であればよく、非磁性材料層２７の側端面内にあっ
てもよい。
【０１４５】図３は、本発明における第３の実施形態の
磁気検出素子を記録媒体との対向面側から見た部分断面
図である。
磁気検出素子を記録媒体との対向面側から見た部分断面
図である。
【０１４６】図３に示される磁気検出素子では、下部電
極層２２と下部シールド層２１に、多層膜Ｔ３の側端面
Ｔ３ｓと連続した平面部Ｐ１を有する側面部Ｐが形成さ
れている。そして、側面部Ｐの、多層膜Ｔ３の上面Ｔ３
ａに対する傾斜角度は、側面部Ｐの所定の位置（屈曲
部）Ｋ３の上側より下側の方が大きい。
極層２２と下部シールド層２１に、多層膜Ｔ３の側端面
Ｔ３ｓと連続した平面部Ｐ１を有する側面部Ｐが形成さ
れている。そして、側面部Ｐの、多層膜Ｔ３の上面Ｔ３
ａに対する傾斜角度は、側面部Ｐの所定の位置（屈曲
部）Ｋ３の上側より下側の方が大きい。
【０１４７】すなわち、屈曲部Ｋ３より上側の側面部Ｐ
１（平面部Ｐ１）と多層膜Ｔ３の上面Ｔ３ａとがなす角
θ５より、屈曲部Ｋ３より下側の側面部Ｐ２と多層膜Ｔ
３の上面Ｔ３ａとがなす角θ６の方が大きい。
１（平面部Ｐ１）と多層膜Ｔ３の上面Ｔ３ａとがなす角
θ５より、屈曲部Ｋ３より下側の側面部Ｐ２と多層膜Ｔ
３の上面Ｔ３ａとがなす角θ６の方が大きい。
【０１４８】多層膜Ｔ３がこのような形状を有すると、
多層膜Ｔ３の両側領域の下部シールド層２１上に積層さ
れた絶縁層３０、バイアス下地層３１、ハードバイアス
層３２、及び絶縁層３３を積層するときに、屈曲部Ｋ３
よりも下側の側面部Ｐの部分が持ち上げ層の役目を果た
し、多層膜Ｔ３の両側領域に積層される絶縁層３０から
絶縁層３３の上面と多層膜Ｔ３の側端面Ｔ３ｓの間に窪
みが形成されることを防ぐことができる。
多層膜Ｔ３の両側領域の下部シールド層２１上に積層さ
れた絶縁層３０、バイアス下地層３１、ハードバイアス
層３２、及び絶縁層３３を積層するときに、屈曲部Ｋ３
よりも下側の側面部Ｐの部分が持ち上げ層の役目を果た
し、多層膜Ｔ３の両側領域に積層される絶縁層３０から
絶縁層３３の上面と多層膜Ｔ３の側端面Ｔ３ｓの間に窪
みが形成されることを防ぐことができる。
【０１４９】特に、図３に示される磁気検出素子では、
多層膜Ｔ３の両側領域の最上層である絶縁層３３の上面
３３ａと多層膜Ｔ３の上面Ｔ３ａが同一平面になってい
る。そして、この同一平面上に上部電極層３４が積層さ
れているので、安定した形状の上部電極層３４を形成す
ることができる。
多層膜Ｔ３の両側領域の最上層である絶縁層３３の上面
３３ａと多層膜Ｔ３の上面Ｔ３ａが同一平面になってい
る。そして、この同一平面上に上部電極層３４が積層さ
れているので、安定した形状の上部電極層３４を形成す
ることができる。
【０１５０】従って、多層膜Ｔ３の側端面Ｔ３ｓと上部
電極層３４の電気的な短絡を防止できるので、多層膜Ｔ
３と上部電極層３４の電気的な接合面積を一定に保つこ
とができ、磁気検出素子の磁界検出感度を安定化でき
る。
電極層３４の電気的な短絡を防止できるので、多層膜Ｔ
３と上部電極層３４の電気的な接合面積を一定に保つこ
とができ、磁気検出素子の磁界検出感度を安定化でき
る。
【０１５１】また、絶縁層３３の厚さを絶縁層にバリが
形成されない程度まで薄くすることができる。
形成されない程度まで薄くすることができる。
【０１５２】図３に示されるように、下部電極層２２の
上面のトラック幅方向寸法は、多層膜Ｔ３の最下層の下
地層２３とほぼ同じ寸法であり、多層膜Ｔ３の両側領域
に電流が洩れにくくなっている。
上面のトラック幅方向寸法は、多層膜Ｔ３の最下層の下
地層２３とほぼ同じ寸法であり、多層膜Ｔ３の両側領域
に電流が洩れにくくなっている。
【０１５３】図４は、本発明における第４の実施形態の
磁気検出素子を記録媒体との対向面側から見た部分断面
図である。
磁気検出素子を記録媒体との対向面側から見た部分断面
図である。
【０１５４】図４は、下から順に、フリー磁性層２８、
非磁性材料層２７、固定磁性層２６、及び反強磁性層２
５が積層されている、いわゆるトップスピンバルブ型の
磁気検出素子である点で図１から図３に示された磁気検
出素子と異なっている。
非磁性材料層２７、固定磁性層２６、及び反強磁性層２
５が積層されている、いわゆるトップスピンバルブ型の
磁気検出素子である点で図１から図３に示された磁気検
出素子と異なっている。
【０１５５】図４に示される磁気検出素子では、下部電
極層２２と下部シールド層２１に、多層膜Ｔ４の側端面
Ｔ４ｓと連続した平面部Ｐ４を有する側面部Ｐ３が形成
されている。そして、側面部Ｐ３の、多層膜Ｔ４の上面
Ｔ４ａに対する傾斜角度は、側面部Ｐ３の所定の位置
（屈曲部）Ｋ４の上側より下側の方が大きい。
極層２２と下部シールド層２１に、多層膜Ｔ４の側端面
Ｔ４ｓと連続した平面部Ｐ４を有する側面部Ｐ３が形成
されている。そして、側面部Ｐ３の、多層膜Ｔ４の上面
Ｔ４ａに対する傾斜角度は、側面部Ｐ３の所定の位置
（屈曲部）Ｋ４の上側より下側の方が大きい。
【０１５６】すなわち、屈曲部Ｋ４より上側の側面部Ｐ
４（平面部Ｐ４）と多層膜Ｔ４の上面Ｔ４ａとがなす角
θ７より、屈曲部Ｋ４より下側の側面部Ｐ５と多層膜Ｔ
４の上面Ｔ４ａとがなす角θ８の方が大きい。
４（平面部Ｐ４）と多層膜Ｔ４の上面Ｔ４ａとがなす角
θ７より、屈曲部Ｋ４より下側の側面部Ｐ５と多層膜Ｔ
４の上面Ｔ４ａとがなす角θ８の方が大きい。
【０１５７】多層膜Ｔ４がこのような形状を有すると、
多層膜Ｔ４の両側領域の下部シールド層２１上に積層さ
れた絶縁層３０、バイアス下地層３１、ハードバイアス
層３２、及び絶縁層３３を積層するときに、屈曲部Ｋ４
よりも下側の側面部Ｐ５の部分が持ち上げ層の役目を果
たし、多層膜Ｔ４の両側領域に積層される絶縁層３０か
ら絶縁層３３の上面と多層膜Ｔ４の側端面Ｔ４ｓの間に
窪みが形成されることを防ぐことができる。
多層膜Ｔ４の両側領域の下部シールド層２１上に積層さ
れた絶縁層３０、バイアス下地層３１、ハードバイアス
層３２、及び絶縁層３３を積層するときに、屈曲部Ｋ４
よりも下側の側面部Ｐ５の部分が持ち上げ層の役目を果
たし、多層膜Ｔ４の両側領域に積層される絶縁層３０か
ら絶縁層３３の上面と多層膜Ｔ４の側端面Ｔ４ｓの間に
窪みが形成されることを防ぐことができる。
【０１５８】特に、図４に示される磁気検出素子では、
多層膜Ｔ４の両側領域の最上層である絶縁層３３の上面
３３ａと多層膜Ｔ４の上面Ｔ４ａが同一平面になってい
る。そして、この同一平面上に上部電極層３４が積層さ
れているので、安定した形状の上部電極層３４を形成す
ることができる。
多層膜Ｔ４の両側領域の最上層である絶縁層３３の上面
３３ａと多層膜Ｔ４の上面Ｔ４ａが同一平面になってい
る。そして、この同一平面上に上部電極層３４が積層さ
れているので、安定した形状の上部電極層３４を形成す
ることができる。
【０１５９】従って、多層膜Ｔ４の側端面Ｔ４ｓと上部
電極層３４の電気的な短絡を防止できるので、多層膜Ｔ
４と上部電極層３４の電気的な接合面積を一定に保つこ
とができ、磁気検出素子の磁界検出感度を安定化でき
る。
電極層３４の電気的な短絡を防止できるので、多層膜Ｔ
４と上部電極層３４の電気的な接合面積を一定に保つこ
とができ、磁気検出素子の磁界検出感度を安定化でき
る。
【０１６０】なお、図４では、ハードバイアス層３２
は、フリー磁性層２８を構成する第２フリー磁性層２８
ａと第１フリー磁性層２８ｃのうち、第２フリー磁性層
２８ａの磁化方向のみをそろえている。第２フリー磁性
層２８ａ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２８ｃ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２８全体の磁化方向が一定方
向に揃えられる。
は、フリー磁性層２８を構成する第２フリー磁性層２８
ａと第１フリー磁性層２８ｃのうち、第２フリー磁性層
２８ａの磁化方向のみをそろえている。第２フリー磁性
層２８ａ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２８ｃ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２８全体の磁化方向が一定方
向に揃えられる。
【０１６１】図１から図４に示した磁気検出素子は、フ
リー磁性層２８の磁化方向をトラック幅方向に揃えるた
めに、ハードバイアス層３２をフリー磁性層２８の側端
面に対向するように形成するものである。
リー磁性層２８の磁化方向をトラック幅方向に揃えるた
めに、ハードバイアス層３２をフリー磁性層２８の側端
面に対向するように形成するものである。
【０１６２】図１から図４に示した磁気検出素子では、
屈曲部よりも下側の側端面または側面部の部分が持ち上
げ層の役目を果たすので、絶縁層３０、バイアス下地層
３１、ハードバイアス層３２の上面が、多層膜の側端面
付近で下方に湾曲することを抑えることができる。
屈曲部よりも下側の側端面または側面部の部分が持ち上
げ層の役目を果たすので、絶縁層３０、バイアス下地層
３１、ハードバイアス層３２の上面が、多層膜の側端面
付近で下方に湾曲することを抑えることができる。
【０１６３】従って、ハードバイアス層３２を平坦な層
として形成できるので、フリー磁性層２８に、膜面に平
行方向である安定した大きさのバイアス磁界を供給する
ことができる。
として形成できるので、フリー磁性層２８に、膜面に平
行方向である安定した大きさのバイアス磁界を供給する
ことができる。
【０１６４】図５の磁気検出素子は、多層膜Ｔ５の両側
領域の電極層２２上がアルミナや酸化ケイ素からなる絶
縁層４０によって埋められており、絶縁層４０と多層膜
Ｔ５の上面Ｔ５ａの両側部のフリー磁性層２８に重なる
位置にエクスチェンジバイアス層４１が形成されている
点で図１から図４の磁気検出素子と異なっている。な
お、上部電極層３４は、エクスチェンジバイアス層４１
間に形成されている。
領域の電極層２２上がアルミナや酸化ケイ素からなる絶
縁層４０によって埋められており、絶縁層４０と多層膜
Ｔ５の上面Ｔ５ａの両側部のフリー磁性層２８に重なる
位置にエクスチェンジバイアス層４１が形成されている
点で図１から図４の磁気検出素子と異なっている。な
お、上部電極層３４は、エクスチェンジバイアス層４１
間に形成されている。
【０１６５】エクスチェンジバイアス層４１は、反強磁
性層２５と同じく、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，Ａ
ｒ，Ｎｅ，Ｘｅ，Ｋｒのいずれか１または２種以上の元
素である）合金で形成することができる。
性層２５と同じく、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，Ａ
ｒ，Ｎｅ，Ｘｅ，Ｋｒのいずれか１または２種以上の元
素である）合金で形成することができる。
【０１６６】第１フリー磁性層２８ｃは、エクスチェン
ジバイアス層４１との交換異方性磁界によって、磁化方
向がトラック幅方向（図示Ｘ方向）に揃えられ、第２フ
リー磁性層２８ａは、第１フリー磁性層２８ｃとのＲＫ
ＫＹ相互作用によって、図示Ｘ方向と反平行方向の磁化
方向となる。
ジバイアス層４１との交換異方性磁界によって、磁化方
向がトラック幅方向（図示Ｘ方向）に揃えられ、第２フ
リー磁性層２８ａは、第１フリー磁性層２８ｃとのＲＫ
ＫＹ相互作用によって、図示Ｘ方向と反平行方向の磁化
方向となる。
【０１６７】エクスチェンジバイアス層４１によって、
フリー磁性層２８を単磁区化すると、エクスチェンジバ
イアス層４１間距離で規定される光学的トラック幅と、
フリー磁性層２８の磁化が変動する領域のトラック幅方
向寸法で規定される磁気的トラック幅が一致する。
フリー磁性層２８を単磁区化すると、エクスチェンジバ
イアス層４１間距離で規定される光学的トラック幅と、
フリー磁性層２８の磁化が変動する領域のトラック幅方
向寸法で規定される磁気的トラック幅が一致する。
【０１６８】すなわち、ハードバイアス層によってバイ
アス磁界を与える構成と異なり、光学的トラック幅の領
域内にいわゆる不感領域が形成されないという利点を有
する。
アス磁界を与える構成と異なり、光学的トラック幅の領
域内にいわゆる不感領域が形成されないという利点を有
する。
【０１６９】図５に示される磁気検出素子でも、屈曲部
Ｋ５より上側の側端面Ｔ５ｓｂと多層膜Ｔ５の上面Ｔ５
ａとがなす角θ９より、屈曲部Ｋ５より下側の側端面Ｔ
５ｓａと多層膜Ｔ５の上面Ｔ５ａとがなす角θ１０の方
が大きい。
Ｋ５より上側の側端面Ｔ５ｓｂと多層膜Ｔ５の上面Ｔ５
ａとがなす角θ９より、屈曲部Ｋ５より下側の側端面Ｔ
５ｓａと多層膜Ｔ５の上面Ｔ５ａとがなす角θ１０の方
が大きい。
【０１７０】従って、多層膜Ｔ５の両側領域の絶縁層４
０の上面４０ａと多層膜Ｔ５の上面Ｔ５ａを同一平面に
することができる。そして、この同一平面上にエクスチ
ェンジバイアス層４１が積層されているので、安定した
形状のエクスチェンジバイアス層４１を形成することが
でき、エクスチェンジバイアス層４１と第１フリー磁性
層２８ｃ間の交換異方性磁界を安定化できる。
０の上面４０ａと多層膜Ｔ５の上面Ｔ５ａを同一平面に
することができる。そして、この同一平面上にエクスチ
ェンジバイアス層４１が積層されているので、安定した
形状のエクスチェンジバイアス層４１を形成することが
でき、エクスチェンジバイアス層４１と第１フリー磁性
層２８ｃ間の交換異方性磁界を安定化できる。
【０１７１】なお、エクスチェンジバイアス層４１とフ
リー磁性層２８の間に、強磁性材料からなる強磁性層や
非磁性材料からなる層を形成してもよい。
リー磁性層２８の間に、強磁性材料からなる強磁性層や
非磁性材料からなる層を形成してもよい。
【０１７２】図６は、本発明における第６の実施形態の
磁気検出素子を記録媒体との対向面側から見た部分断面
図である。
磁気検出素子を記録媒体との対向面側から見た部分断面
図である。
【０１７３】図６の磁気検出素子は、フリー磁性層２８
の上に非磁性材料からなる分離層４２が積層され、分離
層４２上に強磁性材料からなるインスタックバイアス層
４３が積層されている多層膜Ｔ６を有し、多層膜Ｔ６の
側端面に対向するハードバイアス層が形成されていない
点で図１から図４に示された磁気検出素子と異なってい
る。
の上に非磁性材料からなる分離層４２が積層され、分離
層４２上に強磁性材料からなるインスタックバイアス層
４３が積層されている多層膜Ｔ６を有し、多層膜Ｔ６の
側端面に対向するハードバイアス層が形成されていない
点で図１から図４に示された磁気検出素子と異なってい
る。
【０１７４】分離層４２より下層の、下地層２３、シー
ド層２４、反強磁性層２５、第１固定磁性層２６ａ、非
磁性中間層２６ｂ、第２固定磁性層２６ｃからなるシン
セティックフェリピンド型の固定磁性層２６、非磁性材
料層２７、第２フリー磁性層２８ａ、非磁性中間層２８
ｂ、第１フリー磁性層２８ｃ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２８の構成は、図１から図
４に示された磁気検出素子と同じである。
ド層２４、反強磁性層２５、第１固定磁性層２６ａ、非
磁性中間層２６ｂ、第２固定磁性層２６ｃからなるシン
セティックフェリピンド型の固定磁性層２６、非磁性材
料層２７、第２フリー磁性層２８ａ、非磁性中間層２８
ｂ、第１フリー磁性層２８ｃ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２８の構成は、図１から図
４に示された磁気検出素子と同じである。
【０１７５】図６に示される磁気検出素子では、インス
タックバイアス層４３の端部とフリー磁性層２８の端部
間に静磁的な結合Ｍ，Ｍが発生し、フリー磁性層２８の
磁化方向が一方向にそろえられる。図６では、フリー磁
性層２８のうちインスタックバイアス層４３に近い側の
第１フリー磁性層２８ｃとインスタックバイアス層４３
間に静磁的な結合Ｍ，Ｍが発生し、第１フリー磁性層２
８ｃの磁化が図示Ｘ方向に単磁区化され、第２フリー磁
性層２８ａの磁化が図示Ｘ方向と１８０°異なる方向を
向く。
タックバイアス層４３の端部とフリー磁性層２８の端部
間に静磁的な結合Ｍ，Ｍが発生し、フリー磁性層２８の
磁化方向が一方向にそろえられる。図６では、フリー磁
性層２８のうちインスタックバイアス層４３に近い側の
第１フリー磁性層２８ｃとインスタックバイアス層４３
間に静磁的な結合Ｍ，Ｍが発生し、第１フリー磁性層２
８ｃの磁化が図示Ｘ方向に単磁区化され、第２フリー磁
性層２８ａの磁化が図示Ｘ方向と１８０°異なる方向を
向く。
【０１７６】第２フリー磁性層２８ａの磁気的膜厚（Ｍ
ｓ×ｔ）と第１フリー磁性層２８ｃの磁気的膜厚（Ｍｓ
×ｔ）を足し合わせた合成の磁気的膜厚（Ｍｓ×ｔ）の
方向がフリー磁性層２８の磁化方向となる。
ｓ×ｔ）と第１フリー磁性層２８ｃの磁気的膜厚（Ｍｓ
×ｔ）を足し合わせた合成の磁気的膜厚（Ｍｓ×ｔ）の
方向がフリー磁性層２８の磁化方向となる。
【０１７７】本発明では、このようにフリー磁性層２８
の非磁性材料層２７が形成された面と反対側の面に分離
層４２を介してインスタックバイアス層４３を設けるこ
とで、図１から図４に示された磁気検出素子のように多
層膜のトラック幅方向の側端面にハードバイアス層を対
向させることでフリー磁性層内に反磁界が生じるバック
リング現象や、フリー磁性層２８の磁化が側端面付近で
強固に固定され磁化反転が悪化する不感領域の発生問題
を解消できる。
の非磁性材料層２７が形成された面と反対側の面に分離
層４２を介してインスタックバイアス層４３を設けるこ
とで、図１から図４に示された磁気検出素子のように多
層膜のトラック幅方向の側端面にハードバイアス層を対
向させることでフリー磁性層内に反磁界が生じるバック
リング現象や、フリー磁性層２８の磁化が側端面付近で
強固に固定され磁化反転が悪化する不感領域の発生問題
を解消できる。
【０１７８】従って、フリー磁性層２８の単磁区化を適
切に促進でき、またフリー磁性層２８の外部磁界に対す
る磁化反転を良好にでき、再生感度が良く再生波形の安
定性に優れた磁気検出素子を製造することが可能であ
る。
切に促進でき、またフリー磁性層２８の外部磁界に対す
る磁化反転を良好にでき、再生感度が良く再生波形の安
定性に優れた磁気検出素子を製造することが可能であ
る。
【０１７９】また図６に示す磁気検出素子では、フリー
磁性層２８のトラック幅方向における両側端面と連続面
として分離層４２及びインスタックバイアス層４３の両
側端面が形成される。これによってインスタックバイア
ス層４３とフリー磁性層２８間の静磁的な結合を良好に
でき、フリー磁性層２８の単磁区化を促進させることが
可能である。
磁性層２８のトラック幅方向における両側端面と連続面
として分離層４２及びインスタックバイアス層４３の両
側端面が形成される。これによってインスタックバイア
ス層４３とフリー磁性層２８間の静磁的な結合を良好に
でき、フリー磁性層２８の単磁区化を促進させることが
可能である。
【０１８０】なおインスタックバイアス層４３の膜厚は
５０〜３００Åであることが好ましい。
５０〜３００Åであることが好ましい。
【０１８１】図６に示される磁気検出素子でも、屈曲部
Ｋ６より上側の側端面Ｔ６ｓｂと多層膜Ｔ６の上面Ｔ６
ａとがなす角θ１１より、屈曲部Ｋ６より下側の側端面
Ｔ６ｓａと多層膜６の上面Ｔ６ａとがなす角θ１２の方
が大きい。
Ｋ６より上側の側端面Ｔ６ｓｂと多層膜Ｔ６の上面Ｔ６
ａとがなす角θ１１より、屈曲部Ｋ６より下側の側端面
Ｔ６ｓａと多層膜６の上面Ｔ６ａとがなす角θ１２の方
が大きい。
【０１８２】従って、多層膜Ｔ６の両側領域の絶縁層４
０の上面４０ａと多層膜Ｔ６の上面Ｔ６ａを同一平面に
することができる。そして、この同一平面上に上部電極
層３４が積層されているので、安定した形状の上部電極
層３４を形成することができる。
０の上面４０ａと多層膜Ｔ６の上面Ｔ６ａを同一平面に
することができる。そして、この同一平面上に上部電極
層３４が積層されているので、安定した形状の上部電極
層３４を形成することができる。
【０１８３】従って、多層膜Ｔ６の側端面Ｔ６ｓと上部
電極層３４の電気的な短絡を防止できるので、多層膜Ｔ
６と上部電極層３４の電気的な接合面積を一定に保つこ
とができ、磁気検出素子の磁界検出感度を安定化でき
る。
電極層３４の電気的な短絡を防止できるので、多層膜Ｔ
６と上部電極層３４の電気的な接合面積を一定に保つこ
とができ、磁気検出素子の磁界検出感度を安定化でき
る。
【０１８４】図７は、本発明における第７の実施形態の
磁気検出素子を記録媒体との対向面側から見た部分断面
図である。
磁気検出素子を記録媒体との対向面側から見た部分断面
図である。
【０１８５】図７の磁気検出素子は、多層膜Ｔ７の側端
面Ｔ７ｓ上に、多層膜Ｔ７内を流れる伝導電子のスピン
状態（エネルギー、量子状態など）を保持したまま鏡面
反射するスペキュラー膜（鏡面反射膜）４４が成膜され
ている点で図１から図４に示された磁気検出素子と異な
っている。
面Ｔ７ｓ上に、多層膜Ｔ７内を流れる伝導電子のスピン
状態（エネルギー、量子状態など）を保持したまま鏡面
反射するスペキュラー膜（鏡面反射膜）４４が成膜され
ている点で図１から図４に示された磁気検出素子と異な
っている。
【０１８６】ここでスペキュラー膜（鏡面反射膜）４４
を用いることによる鏡面反射効果について図８を参照し
ながら説明する。図８は本発明における磁気検出素子の
構造の一部を模式図的に示したものである。
を用いることによる鏡面反射効果について図８を参照し
ながら説明する。図８は本発明における磁気検出素子の
構造の一部を模式図的に示したものである。
【０１８７】アップスピン電子（図８では上向き矢印で
示している）は、固定磁性層の磁化とフリー磁性層の磁
化が平行となる状態では、固定磁性層、非磁性材料層を
通りぬけて、フリー磁性層の内部を移動できる。
示している）は、固定磁性層の磁化とフリー磁性層の磁
化が平行となる状態では、固定磁性層、非磁性材料層を
通りぬけて、フリー磁性層の内部を移動できる。
【０１８８】ここでトラック幅Ｔｗの狭小化が進み特に
素子面積が６０ｎｍ角以下になると、アップスピン電子
の一部は、フリー磁性層の内部を通過する前に、多層膜
の両側端面に衝突しやすくなるが、図８のように、多層
膜の両側端面にスペキュラー膜を設けたことで、多層膜
の両側端面に到達したアップスピン電子は、そこでスピ
ン状態（エネルギー、量子状態など）を保持したまま鏡
面反射する。そして鏡面反射したアップスピン電子の伝
導電子は、移動向きを変えてフリー磁性層内を通り抜け
ることが可能になる。
素子面積が６０ｎｍ角以下になると、アップスピン電子
の一部は、フリー磁性層の内部を通過する前に、多層膜
の両側端面に衝突しやすくなるが、図８のように、多層
膜の両側端面にスペキュラー膜を設けたことで、多層膜
の両側端面に到達したアップスピン電子は、そこでスピ
ン状態（エネルギー、量子状態など）を保持したまま鏡
面反射する。そして鏡面反射したアップスピン電子の伝
導電子は、移動向きを変えてフリー磁性層内を通り抜け
ることが可能になる。
【０１８９】このため、素子面積を狭小化してもアップ
スピン電子を持つ伝導電子の平均自由行程λ+を伸ばす
ことが可能になり、よってアップスピン電子を持つ伝導
電子の平均自由行程λ+と、ダウンスピン電子を持つ伝
導電子の平均自由行程λ-との差を大きくすることがで
き、従って再生出力の向上とともに、抵抗変化率（ΔＲ
／Ｒ）の向上を図ることが可能になる。
スピン電子を持つ伝導電子の平均自由行程λ+を伸ばす
ことが可能になり、よってアップスピン電子を持つ伝導
電子の平均自由行程λ+と、ダウンスピン電子を持つ伝
導電子の平均自由行程λ-との差を大きくすることがで
き、従って再生出力の向上とともに、抵抗変化率（ΔＲ
／Ｒ）の向上を図ることが可能になる。
【０１９０】なお、スペキュラー膜の形成により伝導電
子が鏡面反射する理由は、多層膜の両側端面とスペキュ
ラー膜との界面付近にポテンシャル障壁が形成されるた
めであると考えられる。
子が鏡面反射する理由は、多層膜の両側端面とスペキュ
ラー膜との界面付近にポテンシャル障壁が形成されるた
めであると考えられる。
【０１９１】図７に示される磁気検出素子では、第２フ
リー磁性層２８ａの磁化と第２固定磁性層２６ｃの磁化
とが平行関係になるとき、例えばアップスピン電子を持
つ伝導電子は第２フリー磁性層２８ａ内を通り抜けるこ
とができる。
リー磁性層２８ａの磁化と第２固定磁性層２６ｃの磁化
とが平行関係になるとき、例えばアップスピン電子を持
つ伝導電子は第２フリー磁性層２８ａ内を通り抜けるこ
とができる。
【０１９２】フリー磁性層２８の上面の幅寸法で決定さ
れるトラック幅が狭くなることで、伝導電子は多層膜Ｔ
７の側端面Ｔ７ｓに衝突しやすくなるが、スペキュラー
膜４４が形成されていることによって、多層膜Ｔ７の側
端面Ｔ７ｓに到達した伝導電子が鏡面反射して、第２フ
リー磁性層２８ａの内部を通り抜けることが可能になっ
ている。
れるトラック幅が狭くなることで、伝導電子は多層膜Ｔ
７の側端面Ｔ７ｓに衝突しやすくなるが、スペキュラー
膜４４が形成されていることによって、多層膜Ｔ７の側
端面Ｔ７ｓに到達した伝導電子が鏡面反射して、第２フ
リー磁性層２８ａの内部を通り抜けることが可能になっ
ている。
【０１９３】従って、素子面積の狭小化においてもアッ
プスピン電子を持つ伝導電子の平均自由行程λ+を伸ば
すことができ、再生出力の向上とともに抵抗変化率（Δ
Ｒ／Ｒ）の向上を図ることが可能になる。
プスピン電子を持つ伝導電子の平均自由行程λ+を伸ば
すことができ、再生出力の向上とともに抵抗変化率（Δ
Ｒ／Ｒ）の向上を図ることが可能になる。
【０１９４】なおスペキュラー膜４４は、図７に示すよ
うに多層膜Ｔ７の側端面Ｔ７ｓ全体に形成されていなく
ても良く、少なくとも固定磁性層２６からフリー磁性層
２８までの各層のトラック幅方向における側端面に形成
されていれば上記の効果を得ることが可能である。
うに多層膜Ｔ７の側端面Ｔ７ｓ全体に形成されていなく
ても良く、少なくとも固定磁性層２６からフリー磁性層
２８までの各層のトラック幅方向における側端面に形成
されていれば上記の効果を得ることが可能である。
【０１９５】次にスペキュラー膜４４の材質について以
下に説明する。スペキュラー膜４４は、Ｆｅ−Ｏ、Ｎｉ
−Ｏ、Ｃｏ−Ｏ、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｏ、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｎｉ−
Ｏ、Ａｌ−Ｏ、Ａｌ−Ｑ−Ｏ（ここでＱはＢ、Ｓｉ、
Ｎ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉから選択
される１種以上）、Ｒ−Ｏ（ここでＲはＣｕ、Ｔｉ、
Ｖ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗから選択
される１種以上）の酸化物で形成されることが好まし
い。
下に説明する。スペキュラー膜４４は、Ｆｅ−Ｏ、Ｎｉ
−Ｏ、Ｃｏ−Ｏ、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｏ、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｎｉ−
Ｏ、Ａｌ−Ｏ、Ａｌ−Ｑ−Ｏ（ここでＱはＢ、Ｓｉ、
Ｎ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉから選択
される１種以上）、Ｒ−Ｏ（ここでＲはＣｕ、Ｔｉ、
Ｖ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗから選択
される１種以上）の酸化物で形成されることが好まし
い。
【０１９６】なお例えばＦｅ−Ｏの中でもα−Ｆｅ
2Ｏ3、Ｎｉ−Ｏの中でもＮｉＯ、Ａｌ−Ｑ−Ｏの中でも
ＡｌＱＯ、Ｒ−Ｏの中でもＲＯとなる組成式を満たすこ
とが好ましい。
2Ｏ3、Ｎｉ−Ｏの中でもＮｉＯ、Ａｌ−Ｑ−Ｏの中でも
ＡｌＱＯ、Ｒ−Ｏの中でもＲＯとなる組成式を満たすこ
とが好ましい。
【０１９７】これら酸化物の形成は、例えば酸素以外の
構成元素のターゲットを用意し、多層膜Ｔ７の側端面Ｔ
７ｓに酸素以外の構成元素の膜をスパッタ成膜した後、
自然酸化、プラズマ酸化、あるいはラジカル酸化などに
よって、酸素以外の構成元素からなる膜を酸化させる。
なお酸素以外の構成元素の膜すべてを酸化させないと適
切に鏡面反射効果を有するスペキュラー膜４４を形成す
ることはできない。
構成元素のターゲットを用意し、多層膜Ｔ７の側端面Ｔ
７ｓに酸素以外の構成元素の膜をスパッタ成膜した後、
自然酸化、プラズマ酸化、あるいはラジカル酸化などに
よって、酸素以外の構成元素からなる膜を酸化させる。
なお酸素以外の構成元素の膜すべてを酸化させないと適
切に鏡面反射効果を有するスペキュラー膜４４を形成す
ることはできない。
【０１９８】また上記の酸化方法によって形成されたス
ペキュラー膜４４は、化学量論的な組成を有していた方
が良いが有していなくても鏡面反射効果を発揮させるこ
とができる。
ペキュラー膜４４は、化学量論的な組成を有していた方
が良いが有していなくても鏡面反射効果を発揮させるこ
とができる。
【０１９９】上記のように化学量論的な組成を有さなく
ても十分な絶縁性を有するスペキュラー膜４４では、フ
リー磁性層２８との界面付近に適切にポテンシャル障壁
が形成され、鏡面反射効果を発揮することが可能にな
る。
ても十分な絶縁性を有するスペキュラー膜４４では、フ
リー磁性層２８との界面付近に適切にポテンシャル障壁
が形成され、鏡面反射効果を発揮することが可能にな
る。
【０２００】例えばスペキュラー膜４４をＡｌ−Ｏで形
成するとき、Ａｌ2Ｏ3で形成されたターゲットでスペキ
ュラー膜４４をスパッタ成膜すると、化学量論的な組成
を有するスペキュラー膜４４を形成することができない
が、極端に酸素が少なくなければスペキュラー膜４４と
フリー磁性層２８との界面付近に適切なポテンシャル障
壁を形成でき、鏡面反射効果を有効に発揮させることが
できるのである。
成するとき、Ａｌ2Ｏ3で形成されたターゲットでスペキ
ュラー膜４４をスパッタ成膜すると、化学量論的な組成
を有するスペキュラー膜４４を形成することができない
が、極端に酸素が少なくなければスペキュラー膜４４と
フリー磁性層２８との界面付近に適切なポテンシャル障
壁を形成でき、鏡面反射効果を有効に発揮させることが
できるのである。
【０２０１】あるいは本発明では、スペキュラー膜４４
は、Ａｌ−Ｎ、Ａｌ−Ｑ−Ｎ（ここでＱはＢ、Ｓｉ、
Ｏ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉから選択
される１種以上）、Ｒ−Ｎ（ここでＲはＴｉ、Ｖ、Ｃ
ｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗから選択される
１種以上）の窒化物で形成されてもよい。
は、Ａｌ−Ｎ、Ａｌ−Ｑ−Ｎ（ここでＱはＢ、Ｓｉ、
Ｏ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉから選択
される１種以上）、Ｒ−Ｎ（ここでＲはＴｉ、Ｖ、Ｃ
ｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗから選択される
１種以上）の窒化物で形成されてもよい。
【０２０２】なおＡｌ−Ｎの中でもＡｌＮ、Ａｌ−Ｑ−
Ｎの中でもＡｌＱＮ、Ｒ−Ｎの中でもＲＮとなる組成式
を満たすことが好ましい。
Ｎの中でもＡｌＱＮ、Ｒ−Ｎの中でもＲＮとなる組成式
を満たすことが好ましい。
【０２０３】これら窒化物の形成は、例えば窒素以外の
構成元素のターゲットを用意し、多層膜Ｔ７の側端面Ｔ
７ｓに窒素以外の構成元素の膜をスパッタ成膜した後、
窒素以外の構成元素からなる膜を窒化させる。
構成元素のターゲットを用意し、多層膜Ｔ７の側端面Ｔ
７ｓに窒素以外の構成元素の膜をスパッタ成膜した後、
窒素以外の構成元素からなる膜を窒化させる。
【０２０４】また、スペキュラー膜は半金属ホイッスラ
ー合金で形成されてもよい。半金属ホイッスラー金属に
は、ＮｉＭｎＳｂ、ＰｔＭｎＳｂなどを選択できる。
ー合金で形成されてもよい。半金属ホイッスラー金属に
は、ＮｉＭｎＳｂ、ＰｔＭｎＳｂなどを選択できる。
【０２０５】図７に示される磁気検出素子でも、屈曲部
Ｋ７より上側の側端面Ｔ７ｓｂと多層膜Ｔ７の上面Ｔ７
ａとがなす角θ１３より、屈曲部Ｋ７より下側の側端面
Ｔ７ｓａと多層膜７の上面Ｔ７ａとがなす角θ１４の方
が大きい。
Ｋ７より上側の側端面Ｔ７ｓｂと多層膜Ｔ７の上面Ｔ７
ａとがなす角θ１３より、屈曲部Ｋ７より下側の側端面
Ｔ７ｓａと多層膜７の上面Ｔ７ａとがなす角θ１４の方
が大きい。
【０２０６】従って、多層膜Ｔ７の両側領域の絶縁層３
３の上面３３ａと多層膜Ｔ７の上面Ｔ７ａを同一平面と
することができる。そして、この同一平面上に上部電極
層３４が積層されているので、安定した形状の上部電極
層３４を形成することができる。
３の上面３３ａと多層膜Ｔ７の上面Ｔ７ａを同一平面と
することができる。そして、この同一平面上に上部電極
層３４が積層されているので、安定した形状の上部電極
層３４を形成することができる。
【０２０７】従って、多層膜Ｔ７の側端面Ｔ７ｓと上部
電極層３４の電気的な短絡を防止できるので、多層膜Ｔ
７と上部電極層３４の電気的な接合面積を一定に保つこ
とができ、磁気検出素子の磁界検出感度を安定化でき
る。
電極層３４の電気的な短絡を防止できるので、多層膜Ｔ
７と上部電極層３４の電気的な接合面積を一定に保つこ
とができ、磁気検出素子の磁界検出感度を安定化でき
る。
【０２０８】さらに、図７の磁気検出素子は、屈曲部Ｋ
７より下方の側端面Ｔ７ｓａの傾斜角度が緩やかになる
ため、スペキュラー膜４４を側端面Ｔ７ｓａに均一に成
膜できるという利点を有する。
７より下方の側端面Ｔ７ｓａの傾斜角度が緩やかになる
ため、スペキュラー膜４４を側端面Ｔ７ｓａに均一に成
膜できるという利点を有する。
【０２０９】なお、図１から図７に示された磁気検出素
子では、下部シールド層２１、上部シールド層３５と下
部電極層２２、上部電極層３４を異なる材料で形成して
いるが、下部シールド層２１を形成するための軟磁性材
料で下部電極層２２を形成してもよいし、上部シールド
層３５を形成するための軟磁性材料で上部電極層３４を
形成してもよい。
子では、下部シールド層２１、上部シールド層３５と下
部電極層２２、上部電極層３４を異なる材料で形成して
いるが、下部シールド層２１を形成するための軟磁性材
料で下部電極層２２を形成してもよいし、上部シールド
層３５を形成するための軟磁性材料で上部電極層３４を
形成してもよい。
【０２１０】図１に示された磁気検出素子の製造方法を
説明する。まず、図９に示されるように、図示しない基
板上に、アルミナなどの下地層（図示せず）を介して、
下部シールド層２１、下部電極層２２、下地層２３、シ
ード層２４、反強磁性層２５、第１固定磁性層２６ａ、
非磁性中間層２６ｂ、第２固定磁性層２６ｃ、非磁性材
料層２７、第２フリー磁性層２８ａ、非磁性中間層２８
ｂ、第１フリー磁性層２８ｃ、及び保護層２９を成膜し
て多層膜Ｔ１とする。各層の材料は、図１に示された磁
気検出素子と同じなので説明を省略する。
説明する。まず、図９に示されるように、図示しない基
板上に、アルミナなどの下地層（図示せず）を介して、
下部シールド層２１、下部電極層２２、下地層２３、シ
ード層２４、反強磁性層２５、第１固定磁性層２６ａ、
非磁性中間層２６ｂ、第２固定磁性層２６ｃ、非磁性材
料層２７、第２フリー磁性層２８ａ、非磁性中間層２８
ｂ、第１フリー磁性層２８ｃ、及び保護層２９を成膜し
て多層膜Ｔ１とする。各層の材料は、図１に示された磁
気検出素子と同じなので説明を省略する。
【０２１１】各層の形成は例えばスパッタ成膜である。
スパッタ成膜では、例えばＤＣマグネトロンスパッタ
法、ＲＦマグネトロンスパッタ法、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せたスパッタ法
などを使用できる。
スパッタ成膜では、例えばＤＣマグネトロンスパッタ
法、ＲＦマグネトロンスパッタ法、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せたスパッタ法
などを使用できる。
【０２１２】さらに、保護層２９の上にレジスト層Ｒ２
を形成する。レジスト層Ｒ２のトラック幅方向（図示Ｘ
方向）における幅寸法Ｗ１を、フリー磁性層２８の上面
の幅寸法で決定されるトラック幅Ｔｗと同程度で形成す
ることが好ましい。
を形成する。レジスト層Ｒ２のトラック幅方向（図示Ｘ
方向）における幅寸法Ｗ１を、フリー磁性層２８の上面
の幅寸法で決定されるトラック幅Ｔｗと同程度で形成す
ることが好ましい。
【０２１３】そして図１０に示す工程では、多層膜Ｔ１
上面の法線方向に対して、第１の入射角度θ１５のイオ
ンミリングによって、レジスト層Ｒ２に覆われていない
領域を、保護層２９から第２固定磁性層２６ｃの途中ま
で削って除去する。
上面の法線方向に対して、第１の入射角度θ１５のイオ
ンミリングによって、レジスト層Ｒ２に覆われていない
領域を、保護層２９から第２固定磁性層２６ｃの途中ま
で削って除去する。
【０２１４】なお、本発明では、レジスト層Ｒ２に覆わ
れていない多層膜Ｔ１を、必ずしも第２固定磁性層２６
ｃの途中まで削らなければならないものではなく、フリ
ー磁性層２８より下層の所定の位置まで、例えば、非磁
性材料層２７の途中まで、又は反強磁性層２４の途中ま
で削ってもよい。或いは、下部電極層２２または下部シ
ールド層２１の途中まで除去してもよい。
れていない多層膜Ｔ１を、必ずしも第２固定磁性層２６
ｃの途中まで削らなければならないものではなく、フリ
ー磁性層２８より下層の所定の位置まで、例えば、非磁
性材料層２７の途中まで、又は反強磁性層２４の途中ま
で削ってもよい。或いは、下部電極層２２または下部シ
ールド層２１の途中まで除去してもよい。
【０２１５】図１０に示される工程によって、多層膜Ｔ
１の屈曲点Ｋ１より上側の側端面Ｔ１ｓｂが削り出され
る。
１の屈曲点Ｋ１より上側の側端面Ｔ１ｓｂが削り出され
る。
【０２１６】次に、図１１に示されるように、多層膜Ｔ
１の上面Ｔ１ａの法線方向に対し、第１の入射角度θ１
５よりも大きな第２の入射角度θ１６のミリングによ
り、第２固定磁性層２６ｃの途中から下地層２３まで削
って除去する。
１の上面Ｔ１ａの法線方向に対し、第１の入射角度θ１
５よりも大きな第２の入射角度θ１６のミリングによ
り、第２固定磁性層２６ｃの途中から下地層２３まで削
って除去する。
【０２１７】なお、本発明では、反強磁性層２５、シー
ド層２４、または下地層２３の途中まで削るだけでもよ
い。あるいは、図１１の工程において、下部電極層２２
または下部シールド層２１の途中まで除去してもよい。
ド層２４、または下地層２３の途中まで削るだけでもよ
い。あるいは、図１１の工程において、下部電極層２２
または下部シールド層２１の途中まで除去してもよい。
【０２１８】図１１に示される工程によって、多層膜Ｔ
１の屈曲点Ｋ１より下側の側端面Ｔ１ｓａが削り出され
る。
１の屈曲点Ｋ１より下側の側端面Ｔ１ｓａが削り出され
る。
【０２１９】第１の入射角度θ１５は、例えば５°〜２
０°、第２の入射角度θ１６は、例えば４５°〜６０°
である。
０°、第２の入射角度θ１６は、例えば４５°〜６０°
である。
【０２２０】なお、第２の入射角度θ１６のミリング時
に、多層膜Ｔ１の側端面Ｔ１ｓに付着した再付着物を除
去することもできる。
に、多層膜Ｔ１の側端面Ｔ１ｓに付着した再付着物を除
去することもできる。
【０２２１】次に、図１２に示すように、等方的あるい
は異方的なスパッタ成膜法によって、多層膜Ｔ１の両側
領域の電極層２２上に、絶縁層３０、バイアス下地層３
１、ハードバイアス層３２、及び絶縁層３３を順次成膜
する。絶縁層３０、バイアス下地層３１、ハードバイア
ス層３２、及び絶縁層３３をスパッタ成膜するときに
は、ロングスロースパッタやイオンビームスパッタなど
の異方性スパッタが好ましい。これは、レジスト層Ｒ２
の下部へのスパッタ材料を回り込みを少なくし、レジス
トリフトオフ時のバリの発生を防ぐためである。
は異方的なスパッタ成膜法によって、多層膜Ｔ１の両側
領域の電極層２２上に、絶縁層３０、バイアス下地層３
１、ハードバイアス層３２、及び絶縁層３３を順次成膜
する。絶縁層３０、バイアス下地層３１、ハードバイア
ス層３２、及び絶縁層３３をスパッタ成膜するときに
は、ロングスロースパッタやイオンビームスパッタなど
の異方性スパッタが好ましい。これは、レジスト層Ｒ２
の下部へのスパッタ材料を回り込みを少なくし、レジス
トリフトオフ時のバリの発生を防ぐためである。
【０２２２】なお、絶縁層３０を成膜するとき、絶縁層
３０が多層膜Ｔ１の側端面Ｔ１ｓの全面を覆うように、
すなわち保護層２９の側端面から下地層２３の側端面ま
で覆って多層膜Ｔ１の側端面Ｔ１ｓの全面の電気的絶縁
をとるようにすることが好ましい。
３０が多層膜Ｔ１の側端面Ｔ１ｓの全面を覆うように、
すなわち保護層２９の側端面から下地層２３の側端面ま
で覆って多層膜Ｔ１の側端面Ｔ１ｓの全面の電気的絶縁
をとるようにすることが好ましい。
【０２２３】図１２に示されるスパッタ成膜工程によっ
て、レジスト層Ｒ２の上面及び側面には、絶縁層３０、
バイアス下地層３１、ハードバイアス層３２、及び絶縁
層３３と同じ材料からなる層Ｓ２が積層される。
て、レジスト層Ｒ２の上面及び側面には、絶縁層３０、
バイアス下地層３１、ハードバイアス層３２、及び絶縁
層３３と同じ材料からなる層Ｓ２が積層される。
【０２２４】なお上記した絶縁層３３の成膜の際におけ
るスパッタ条件は、例えば磁気検出素子を形成する基板
の温度を０〜１００℃とし、前記基板とターゲット間の
距離を１００〜３００ｍｍとし、Ａｒガス圧を１０-5〜
１０-3Ｔｏｒｒ（１．３×１０-3〜０．１３Ｐａ）とす
る。
るスパッタ条件は、例えば磁気検出素子を形成する基板
の温度を０〜１００℃とし、前記基板とターゲット間の
距離を１００〜３００ｍｍとし、Ａｒガス圧を１０-5〜
１０-3Ｔｏｒｒ（１．３×１０-3〜０．１３Ｐａ）とす
る。
【０２２５】次に、レジスト層Ｒ２を除去し、図１３に
示されるように、多層膜Ｔ１の上面Ｔ１ａに電気的に接
続される上部電極層３４及び上部シールド層３５をスパ
ッタ成膜またはメッキ形成する。
示されるように、多層膜Ｔ１の上面Ｔ１ａに電気的に接
続される上部電極層３４及び上部シールド層３５をスパ
ッタ成膜またはメッキ形成する。
【０２２６】絶縁層３０、バイアス下地層３１、ハード
バイアス層３２、及び絶縁層３３、上部電極層３４及び
上部シールド層３５の材料は、図１の磁気検出素子と同
じなので説明を省略する。
バイアス層３２、及び絶縁層３３、上部電極層３４及び
上部シールド層３５の材料は、図１の磁気検出素子と同
じなので説明を省略する。
【０２２７】なお、多層膜Ｔ１の側端面Ｔ１ｓと下部電
極層２２間の電気的絶縁は絶縁層３０によって、多層膜
Ｔ１の側端面Ｔ１ｓと上部電極層３４間の電気的絶縁は
絶縁層３０及び絶縁層３３によってとられる。
極層２２間の電気的絶縁は絶縁層３０によって、多層膜
Ｔ１の側端面Ｔ１ｓと上部電極層３４間の電気的絶縁は
絶縁層３０及び絶縁層３３によってとられる。
【０２２８】本発明では、多層膜Ｔ１の側端面Ｔ１ｓを
削り出すイオンミリングの角度を、多層膜Ｔ１のフリー
磁性層２８より下層の所定の位置より上側と下側とで異
ならせることにより、屈曲部Ｋ１より上側の側端面Ｔ１
ｓｂと多層膜Ｔ１の上面Ｔ１ａとがなす角θ１より、屈
曲部Ｋ１より下側の側端面Ｔ１ｓａと多層膜Ｔ１の上面
Ｔ１ａとがなす角θ２の方を大きくしている。
削り出すイオンミリングの角度を、多層膜Ｔ１のフリー
磁性層２８より下層の所定の位置より上側と下側とで異
ならせることにより、屈曲部Ｋ１より上側の側端面Ｔ１
ｓｂと多層膜Ｔ１の上面Ｔ１ａとがなす角θ１より、屈
曲部Ｋ１より下側の側端面Ｔ１ｓａと多層膜Ｔ１の上面
Ｔ１ａとがなす角θ２の方を大きくしている。
【０２２９】多層膜Ｔ１をこのような形状に形成する
と、多層膜Ｔ１の両側領域の下部電極層２２上に積層さ
れた絶縁層３０、バイアス下地層３１、ハードバイアス
層３２、及び絶縁層３３を積層するときに、多層膜Ｔ１
の屈曲部Ｋ１よりも下側の側端面Ｔ１ｓａの部分が持ち
上げ層の役目を果たし、多層膜Ｔ１の両側領域に積層さ
れる絶縁層３０、バイアス下地層３１、ハードバイアス
層３２、絶縁層３０及び絶縁層３３の上面と多層膜Ｔ１
の側端面Ｔ１ｓの間に窪みが形成されることを防ぐこと
ができる。
と、多層膜Ｔ１の両側領域の下部電極層２２上に積層さ
れた絶縁層３０、バイアス下地層３１、ハードバイアス
層３２、及び絶縁層３３を積層するときに、多層膜Ｔ１
の屈曲部Ｋ１よりも下側の側端面Ｔ１ｓａの部分が持ち
上げ層の役目を果たし、多層膜Ｔ１の両側領域に積層さ
れる絶縁層３０、バイアス下地層３１、ハードバイアス
層３２、絶縁層３０及び絶縁層３３の上面と多層膜Ｔ１
の側端面Ｔ１ｓの間に窪みが形成されることを防ぐこと
ができる。
【０２３０】従って、多層膜Ｔ１の側端面Ｔ１ｓと上部
電極層３４の電気的な短絡を防止できるので、多層膜Ｔ
１と上部電極層３４の電気的な接合面積を一定に保つこ
とができ、磁気検出素子の磁界検出感度を安定化でき
る。
電極層３４の電気的な短絡を防止できるので、多層膜Ｔ
１と上部電極層３４の電気的な接合面積を一定に保つこ
とができ、磁気検出素子の磁界検出感度を安定化でき
る。
【０２３１】特に、本発明では、図１２に示されるよう
に、上部電極層３４と多層膜Ｔ１の側端面Ｔ１ｓを電気
的に絶縁し、上面が平坦面である絶縁層３３を形成する
ことによって絶縁層３３の上面３３ａと多層膜Ｔ１の上
面Ｔ１ａを同一平面にできる。そして、この同一平面上
に上部電極層３４が積層されているので、安定した形状
の上部電極層３４を形成することができる。
に、上部電極層３４と多層膜Ｔ１の側端面Ｔ１ｓを電気
的に絶縁し、上面が平坦面である絶縁層３３を形成する
ことによって絶縁層３３の上面３３ａと多層膜Ｔ１の上
面Ｔ１ａを同一平面にできる。そして、この同一平面上
に上部電極層３４が積層されているので、安定した形状
の上部電極層３４を形成することができる。
【０２３２】しかも、多層膜Ｔ１の両側領域に、絶縁層
３０、バイアス下地層３１、ハードバイアス層３２、及
び絶縁層３３をスバッタ成膜するだけで、絶縁層３３の
上面３３ａと多層膜Ｔ１の上面Ｔ１ａを同一平面とでき
る。すなわち、絶縁層３３の上面３３ａと多層膜Ｔ１の
上面Ｔ１ａを同一平面とするためにＣＭＰ工程などを必
要としないので、多層膜Ｔ１の表面の面粗れを防ぐこと
ができ、多層膜Ｔ１の表面と上部電極層３４の接続を確
実に行うことができる。
３０、バイアス下地層３１、ハードバイアス層３２、及
び絶縁層３３をスバッタ成膜するだけで、絶縁層３３の
上面３３ａと多層膜Ｔ１の上面Ｔ１ａを同一平面とでき
る。すなわち、絶縁層３３の上面３３ａと多層膜Ｔ１の
上面Ｔ１ａを同一平面とするためにＣＭＰ工程などを必
要としないので、多層膜Ｔ１の表面の面粗れを防ぐこと
ができ、多層膜Ｔ１の表面と上部電極層３４の接続を確
実に行うことができる。
【０２３３】また、多層膜Ｔ１の側端面Ｔ１ｓと上部電
極層３４を電気的に絶縁する絶縁層３３の厚さを絶縁層
にバリが形成されない程度まで薄くすることができる。
極層３４を電気的に絶縁する絶縁層３３の厚さを絶縁層
にバリが形成されない程度まで薄くすることができる。
【０２３４】なお、多層膜Ｔ１の屈曲部Ｋ１よりも下側
に形成されている層（非磁性中間層２６ｂ、第１固定磁
性層２６ａ、反強磁性層２５、シード層２４、下地層２
３）は、上側に形成されている層（非磁性材料層２７、
フリー磁性層２８、保護層２９）よりも、トラック幅方
向の幅寸法が著しく大きくなる。しかし、本発明では、
多層膜Ｔ１の側端面Ｔ１ｓの傾斜角度が変化する屈曲部
Ｋ１がフリー磁性層２８より下層であるので、磁気検出
素子のトラック幅を規定するフリー磁性層２８のトラッ
ク幅方向の幅寸法が、著しく大きくなることを避けるこ
とができる。
に形成されている層（非磁性中間層２６ｂ、第１固定磁
性層２６ａ、反強磁性層２５、シード層２４、下地層２
３）は、上側に形成されている層（非磁性材料層２７、
フリー磁性層２８、保護層２９）よりも、トラック幅方
向の幅寸法が著しく大きくなる。しかし、本発明では、
多層膜Ｔ１の側端面Ｔ１ｓの傾斜角度が変化する屈曲部
Ｋ１がフリー磁性層２８より下層であるので、磁気検出
素子のトラック幅を規定するフリー磁性層２８のトラッ
ク幅方向の幅寸法が、著しく大きくなることを避けるこ
とができる。
【０２３５】なお、図４に示されるトップスピン型の磁
気検出素子を形成するときには、図９における多層膜の
積層工程において、下から順に、フリー磁性層２８、非
磁性材料層２７、固定磁性層２６、及び反強磁性層２５
を積層すればよい。
気検出素子を形成するときには、図９における多層膜の
積層工程において、下から順に、フリー磁性層２８、非
磁性材料層２７、固定磁性層２６、及び反強磁性層２５
を積層すればよい。
【０２３６】また、図５に示される磁気検出素子を形成
するときには、図１１に示される工程の後、多層膜Ｔ１
の両側領域を全て絶縁層４０で埋めて、多層膜Ｔ１の上
面Ｔ１ａと絶縁層４０の表面４０ａを同一平坦面とす
る。そして、フリー磁性層２８に重なる位置に、反強磁
性材料からなるエクスチェンジバイアス層４１を形成す
ればよい。
するときには、図１１に示される工程の後、多層膜Ｔ１
の両側領域を全て絶縁層４０で埋めて、多層膜Ｔ１の上
面Ｔ１ａと絶縁層４０の表面４０ａを同一平坦面とす
る。そして、フリー磁性層２８に重なる位置に、反強磁
性材料からなるエクスチェンジバイアス層４１を形成す
ればよい。
【０２３７】なお、図５に示される磁気検出素子では、
反強磁性層２５と第１固定磁性層２６ａ間に発生する交
換異方性磁界の向きと、第１フリー磁性層２８ｃとエク
スチェンジバイアス層４１間に発生する交換異方性磁界
の向きを交叉させる必要がある。
反強磁性層２５と第１固定磁性層２６ａ間に発生する交
換異方性磁界の向きと、第１フリー磁性層２８ｃとエク
スチェンジバイアス層４１間に発生する交換異方性磁界
の向きを交叉させる必要がある。
【０２３８】交換異方性磁界の向きを交叉させる方法と
して、エクスチェンジバイアス層４１の積層後、トラッ
ク幅方向と直交する方向である第１の磁界を印加しつ
つ、第１の熱処理温度で熱処理し、前記第１の反強磁性
層および第２の反強磁性層に交換結合磁界を発生させ
て、前記固定磁性層および前記フリー磁性層の磁化を前
記直交する方向に固定すると共に、前記第１の反強磁性
層の交換結合磁界を前記第２の反強磁性層の交換結合磁
界よりも大とし、次に、トラック幅方向に前記工程での
第２の反強磁性層の交換結合磁界よりも大きく、且つ前
記第１の反強磁性層の交換結合磁界よりも小さい第２の
磁界を印加しつつ、前記第１の熱処理温度よりも高い第
２の熱処理温度で熱処理し、前記フリー磁性層に前記固
定磁性層の磁化方向と交叉する方向の縦バイアス磁界を
付与するという方法がある。
して、エクスチェンジバイアス層４１の積層後、トラッ
ク幅方向と直交する方向である第１の磁界を印加しつ
つ、第１の熱処理温度で熱処理し、前記第１の反強磁性
層および第２の反強磁性層に交換結合磁界を発生させ
て、前記固定磁性層および前記フリー磁性層の磁化を前
記直交する方向に固定すると共に、前記第１の反強磁性
層の交換結合磁界を前記第２の反強磁性層の交換結合磁
界よりも大とし、次に、トラック幅方向に前記工程での
第２の反強磁性層の交換結合磁界よりも大きく、且つ前
記第１の反強磁性層の交換結合磁界よりも小さい第２の
磁界を印加しつつ、前記第１の熱処理温度よりも高い第
２の熱処理温度で熱処理し、前記フリー磁性層に前記固
定磁性層の磁化方向と交叉する方向の縦バイアス磁界を
付与するという方法がある。
【０２３９】また、図６に示される磁気検出素子を形成
するときには、図９に示される多層膜の積層工程におい
て、フリー磁性層２８の非磁性材料層２７が形成された
面と反対側の面に、非磁性材料からなる分離層４２を介
して、強磁性材料からなるインスタックバイアス層４３
を積層すればよい。
するときには、図９に示される多層膜の積層工程におい
て、フリー磁性層２８の非磁性材料層２７が形成された
面と反対側の面に、非磁性材料からなる分離層４２を介
して、強磁性材料からなるインスタックバイアス層４３
を積層すればよい。
【０２４０】また、図７に示される磁気検出素子を形成
するときには、図１１に示される工程の後に、多層膜の
トラック幅方向における側端面に、スペキュラー膜４４
を成膜する。
するときには、図１１に示される工程の後に、多層膜の
トラック幅方向における側端面に、スペキュラー膜４４
を成膜する。
【０２４１】スペキュラー膜４４を成膜する際のスパッ
タ粒子照射角度を、多層膜の膜面法線方向に対して２０
°〜７０°とすることが好ましい。これにより多層膜Ｔ
１の側端面Ｔ１ｓにスペキュラー膜４４を容易にしかも
適切に形成することができる。
タ粒子照射角度を、多層膜の膜面法線方向に対して２０
°〜７０°とすることが好ましい。これにより多層膜Ｔ
１の側端面Ｔ１ｓにスペキュラー膜４４を容易にしかも
適切に形成することができる。
【０２４２】なお上記したスペキュラー膜４４の成膜の
際におけるスパッタ条件は、例えば磁気検出素子を形成
する基板の温度を２０℃〜１００℃とし、前記基板とタ
ーゲット間の距離を１００〜３００ｍｍとし、Ａｒガス
圧を１０-5〜１０-3Ｔｏｒｒ（１．３×１０-3〜０．１
３Ｐａ）とする。
際におけるスパッタ条件は、例えば磁気検出素子を形成
する基板の温度を２０℃〜１００℃とし、前記基板とタ
ーゲット間の距離を１００〜３００ｍｍとし、Ａｒガス
圧を１０-5〜１０-3Ｔｏｒｒ（１．３×１０-3〜０．１
３Ｐａ）とする。
【０２４３】スペキュラー膜４４は、以下に示す酸化膜
で形成することが好ましい。Ｆｅ−Ｏ、Ｎｉ−Ｏ、Ｃｏ
−Ｏ、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｏ、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｎｉ−Ｏ、Ａｌ−
Ｏ、Ａｌ−Ｑ−Ｏ（ここでＱはＢ、Ｓｉ、Ｎ、Ｔｉ、
Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉから選択される１種
以上）、Ｒ−Ｏ（ここでＲはＣｕ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｚ
ｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗから選択される１種以
上）の酸化物で形成することが好ましい。
で形成することが好ましい。Ｆｅ−Ｏ、Ｎｉ−Ｏ、Ｃｏ
−Ｏ、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｏ、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｎｉ−Ｏ、Ａｌ−
Ｏ、Ａｌ−Ｑ−Ｏ（ここでＱはＢ、Ｓｉ、Ｎ、Ｔｉ、
Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉから選択される１種
以上）、Ｒ−Ｏ（ここでＲはＣｕ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｚ
ｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗから選択される１種以
上）の酸化物で形成することが好ましい。
【０２４４】なお例えばＦｅ−Ｏの中でもα−Ｆｅ
2Ｏ3、Ｎｉ−Ｏの中でもＮｉＯ、Ａｌ−Ｑ−Ｏの中でも
ＡｌＱＯ、Ｒ−Ｏの中でもＲＯとなる組成式を満たすこ
とが好ましい。
2Ｏ3、Ｎｉ−Ｏの中でもＮｉＯ、Ａｌ−Ｑ−Ｏの中でも
ＡｌＱＯ、Ｒ−Ｏの中でもＲＯとなる組成式を満たすこ
とが好ましい。
【０２４５】本発明では上記した酸化膜を形成する際、
酸化物ターゲットを用いて直接酸化膜を堆積させてもよ
いが、まず上記各化合物の酸素を除いた元素からなるタ
ーゲットを用意し、このターゲットを用いて下部電極層
２２上から多層膜Ｔ１の側端面Ｔ１ｓにかけて、各化合
物の酸素を除いた元素からなる膜を成膜する。具体的に
言えば、例えばスペキュラー膜４４をＴａＯで形成する
場合、まずＴａ膜を下部電極層２２上から多層膜Ｔ１の
側端面Ｔ１ｓにかけて成膜する。
酸化物ターゲットを用いて直接酸化膜を堆積させてもよ
いが、まず上記各化合物の酸素を除いた元素からなるタ
ーゲットを用意し、このターゲットを用いて下部電極層
２２上から多層膜Ｔ１の側端面Ｔ１ｓにかけて、各化合
物の酸素を除いた元素からなる膜を成膜する。具体的に
言えば、例えばスペキュラー膜４４をＴａＯで形成する
場合、まずＴａ膜を下部電極層２２上から多層膜Ｔ１の
側端面Ｔ１ｓにかけて成膜する。
【０２４６】次に、Ｔａ膜を酸化する。酸化には自然酸
化、プラズマ酸化、ラジカル酸化のうちいずれか１種以
上の酸化方法を用いることが好ましい。またこれ以外の
酸化方法であっても良い。Ｔａ膜を酸化することでＴａ
Ｏからなるスペキュラー膜４４を形成することが可能で
ある。
化、プラズマ酸化、ラジカル酸化のうちいずれか１種以
上の酸化方法を用いることが好ましい。またこれ以外の
酸化方法であっても良い。Ｔａ膜を酸化することでＴａ
Ｏからなるスペキュラー膜４４を形成することが可能で
ある。
【０２４７】なお上記した酸化工程で酸素を除いた元素
から成る膜をすべて酸化し、これによって形成されたス
ペキュラー膜４４は化学量論的な組成に近く、隣接する
多層膜Ｔ１との間に、十分なポテンシャル障壁を形成す
ることが可能となる。この結果、十分な鏡面反射効果を
得ることが可能になる。
から成る膜をすべて酸化し、これによって形成されたス
ペキュラー膜４４は化学量論的な組成に近く、隣接する
多層膜Ｔ１との間に、十分なポテンシャル障壁を形成す
ることが可能となる。この結果、十分な鏡面反射効果を
得ることが可能になる。
【０２４８】また本発明では上記した酸化膜以外にスペ
キュラー膜４４を、Ａｌ−Ｎ、Ａｌ−Ｑ−Ｎ（ここでＱ
はＢ、Ｓｉ、Ｏ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、
Ｎｉから選択される１種以上）、Ｒ−Ｎ（ここでＲはＴ
ｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗから
選択される１種以上）の窒化物で形成してもよい。
キュラー膜４４を、Ａｌ−Ｎ、Ａｌ−Ｑ−Ｎ（ここでＱ
はＢ、Ｓｉ、Ｏ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、
Ｎｉから選択される１種以上）、Ｒ−Ｎ（ここでＲはＴ
ｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗから
選択される１種以上）の窒化物で形成してもよい。
【０２４９】なおＡｌ−Ｎの中でもＡｌＮ、Ａｌ−Ｑ−
Ｎの中でもＡｌＱＮ、Ｒ−Ｎの中でもＲＮとなる組成式
を満たすことが好ましい。
Ｎの中でもＡｌＱＮ、Ｒ−Ｎの中でもＲＮとなる組成式
を満たすことが好ましい。
【０２５０】かかる場合、上記の窒化物の窒素を除いた
元素から成る膜を、スパッタ成膜した後、膜を窒化させ
ることで窒化物から成るスペキュラー膜４４を形成する
ことができる。
元素から成る膜を、スパッタ成膜した後、膜を窒化させ
ることで窒化物から成るスペキュラー膜４４を形成する
ことができる。
【０２５１】あるいは本発明では、スペキュラー膜４４
を半金属ホイッスラー合金で形成してもよい。は金属ホ
イッスラー合金には、ＮｉＭｎＳｂ、ＰｔＭｎＳｂなど
を選択できる。これら半金属ホイッスラー合金を、スパ
ッタ成膜することが好ましい。
を半金属ホイッスラー合金で形成してもよい。は金属ホ
イッスラー合金には、ＮｉＭｎＳｂ、ＰｔＭｎＳｂなど
を選択できる。これら半金属ホイッスラー合金を、スパ
ッタ成膜することが好ましい。
【０２５２】なお、レジスト層Ｒ２を除去するときに、
レジスト層Ｒ２の上面や側面には、絶縁層３３の材料な
どの層が付着しているからレジスト層Ｒ２を溶剤に浸し
て除去することが難しいことがある。
レジスト層Ｒ２の上面や側面には、絶縁層３３の材料な
どの層が付着しているからレジスト層Ｒ２を溶剤に浸し
て除去することが難しいことがある。
【０２５３】このため、スクラブ洗浄によって、レジス
ト層Ｒ２の上面などに付着した絶縁層３３の材料などを
一部除去してレジスト層Ｒ２の一部の表面を露出させた
後、レジスト層Ｒ２を溶剤に浸しレジスト層Ｒ２を溶か
して除去する。
ト層Ｒ２の上面などに付着した絶縁層３３の材料などを
一部除去してレジスト層Ｒ２の一部の表面を露出させた
後、レジスト層Ｒ２を溶剤に浸しレジスト層Ｒ２を溶か
して除去する。
【０２５４】なおスクラブ洗浄には、例えばドライアイ
スの粒子を、レジスト層Ｒ２の表面に付着した絶縁層３
３の材料などに衝突させて除去する方法などがある。
スの粒子を、レジスト層Ｒ２の表面に付着した絶縁層３
３の材料などに衝突させて除去する方法などがある。
【０２５５】図１４及び図１５は、本発明の磁気検出素
子を備えた磁気ヘッドを示した図である。なお図１４は
スライダを記録媒体との対向面側から見た斜視図、図１
５は図１４に示すＤ−Ｄ線から切断し矢印方向から見た
縦断面図である。
子を備えた磁気ヘッドを示した図である。なお図１４は
スライダを記録媒体との対向面側から見た斜視図、図１
５は図１４に示すＤ−Ｄ線から切断し矢印方向から見た
縦断面図である。
【０２５６】図１４及び図１５に示すように、磁気検出
素子を具備してなるＧＭＲヘッドｈ１は、インダクティ
ブヘッドｈ２と共にスライダのトレーリング側端部５０
ａに設けられて磁気検出素子を構成し、ハードディスク
等の磁気記録媒体の記録磁界を検出及び記録することが
可能になっている。
素子を具備してなるＧＭＲヘッドｈ１は、インダクティ
ブヘッドｈ２と共にスライダのトレーリング側端部５０
ａに設けられて磁気検出素子を構成し、ハードディスク
等の磁気記録媒体の記録磁界を検出及び記録することが
可能になっている。
【０２５７】図１４に示すように、スライダ５０の記録
媒体との対向面（ＡＢＳ面）５２には、レール５２ａ、
５２ａ，５２ａが形成され、各レール同士間は、エアー
グルーブ５２ｂ、５２ｂを構成している。
媒体との対向面（ＡＢＳ面）５２には、レール５２ａ、
５２ａ，５２ａが形成され、各レール同士間は、エアー
グルーブ５２ｂ、５２ｂを構成している。
【０２５８】図１５に示すように、ＧＭＲヘッドｈ１
は、スライダ５０の端面５０ａ上に形成された磁性合金
からなる下部シールド層５３と、下部シールド層５３に
積層された下部電極層５４と、記録媒体との対向面５２
から露出する本発明の磁気検出素子５５と、上部電極層
５６と、上部シールド層５７とから構成されている。
は、スライダ５０の端面５０ａ上に形成された磁性合金
からなる下部シールド層５３と、下部シールド層５３に
積層された下部電極層５４と、記録媒体との対向面５２
から露出する本発明の磁気検出素子５５と、上部電極層
５６と、上部シールド層５７とから構成されている。
【０２５９】上部シールド層５７は、インダクティブヘ
ッドｈ２の下部コア層と兼用とされている。
ッドｈ２の下部コア層と兼用とされている。
【０２６０】インダクティブヘッドｈ２は、下部コア層
（上部シールド層）５７と、下部コア層５７に積層され
たギャップ層５８と、コイル５９と、記録媒体との対向
面でギャップ層５８上に接合され、かつ基端部６０ａに
て下部コア層５７に接合される上部コア層６０とから構
成されている。
（上部シールド層）５７と、下部コア層５７に積層され
たギャップ層５８と、コイル５９と、記録媒体との対向
面でギャップ層５８上に接合され、かつ基端部６０ａに
て下部コア層５７に接合される上部コア層６０とから構
成されている。
【０２６１】また、上部コア層６０上には、アルミナな
どからなる保護層６１が積層されている。
どからなる保護層６１が積層されている。
【０２６２】なお、図１４及び図１５において、図示Ｘ
方向がトラック幅方向、図示Ｙ方向が記録媒体からの洩
れ磁界方向（ハイト方向）、図示Ｚ方向が記録媒体の移
動方向である。
方向がトラック幅方向、図示Ｙ方向が記録媒体からの洩
れ磁界方向（ハイト方向）、図示Ｚ方向が記録媒体の移
動方向である。
【０２６３】また本発明では、多層膜Ｔ１からＴ７をト
ンネル型磁気抵抗効果型素子と呼ばれる磁気検出素子と
することもできる。トンネル型磁気抵抗効果型素子で
は、非磁性材料層２７がＡｌ2Ｏ3などの絶縁材料で形成
される。
ンネル型磁気抵抗効果型素子と呼ばれる磁気検出素子と
することもできる。トンネル型磁気抵抗効果型素子で
は、非磁性材料層２７がＡｌ2Ｏ3などの絶縁材料で形成
される。
【０２６４】なお本発明における磁気検出素子は、ハー
ドディスク装置に搭載される磁気検出素子にのみ使用可
能なものではなく、テープ用磁気ヘッドや磁気センサな
どにも使用可能なものである。
ドディスク装置に搭載される磁気検出素子にのみ使用可
能なものではなく、テープ用磁気ヘッドや磁気センサな
どにも使用可能なものである。
【０２６５】以上本発明をその好ましい実施例に関して
述べたが、本発明の範囲から逸脱しない範囲で様々な変
更を加えることができる。
述べたが、本発明の範囲から逸脱しない範囲で様々な変
更を加えることができる。
【０２６６】なお、上述した実施例はあくまでも例示で
あり、本発明の特許請求の範囲を限定するものではな
い。
あり、本発明の特許請求の範囲を限定するものではな
い。
【０２６７】
【発明の効果】以上、詳細に説明した本発明では、磁気
検出素子の前記多層膜のトラック幅方向における側端面
の、前記多層膜の上面に対する傾斜角度が、前記フリー
磁性層より下層の所定の位置の上側より下側の方が大き
くなっている。
検出素子の前記多層膜のトラック幅方向における側端面
の、前記多層膜の上面に対する傾斜角度が、前記フリー
磁性層より下層の所定の位置の上側より下側の方が大き
くなっている。
【０２６８】前記多層膜がこのような形状を有すると、
前記多層膜の両側領域の前記下部電極層または前記下部
シールド層上に、絶縁層などを積層するときに、前記多
層膜の前記所定の位置よりも下側の側端面の傾斜角度が
大きくなっている部分が持ち上げ層の役目を果たし、前
記多層膜の両側領域に積層される層（前記絶縁層など）
の上面と前記多層膜の側端面の間に窪みが形成されるこ
とを防ぐことができる。
前記多層膜の両側領域の前記下部電極層または前記下部
シールド層上に、絶縁層などを積層するときに、前記多
層膜の前記所定の位置よりも下側の側端面の傾斜角度が
大きくなっている部分が持ち上げ層の役目を果たし、前
記多層膜の両側領域に積層される層（前記絶縁層など）
の上面と前記多層膜の側端面の間に窪みが形成されるこ
とを防ぐことができる。
【０２６９】従って、前記多層膜の側端面と上部電極層
の電気的な短絡を防止できるので、前記多層膜と前記上
部電極層の電気的な接合面積を一定に保つことができ、
磁気検出素子の磁界検出感度を安定化できる。
の電気的な短絡を防止できるので、前記多層膜と前記上
部電極層の電気的な接合面積を一定に保つことができ、
磁気検出素子の磁界検出感度を安定化できる。
【０２７０】また、前記多層膜の側端面と上部電極層を
電気的に絶縁する絶縁層の厚さを前記絶縁層にバリが形
成されない程度まで薄くすることができる。
電気的に絶縁する絶縁層の厚さを前記絶縁層にバリが形
成されない程度まで薄くすることができる。
【０２７１】本発明では、前記多層膜の側端面の前記傾
斜角度が変化する前記所定の位置が前記フリー磁性層よ
り下層であるので、磁気検出素子のトラック幅を規定す
るフリー磁性層のトラック幅方向の幅寸法が、著しく大
きくなることを避けることができる。
斜角度が変化する前記所定の位置が前記フリー磁性層よ
り下層であるので、磁気検出素子のトラック幅を規定す
るフリー磁性層のトラック幅方向の幅寸法が、著しく大
きくなることを避けることができる。
【０２７２】また、本発明では、前記下部電極層と前記
下部シールド層のうち少なくとも、前記下部電極層には
前記多層膜の前記側端面と連続した平面部を有する側面
部が形成され、前記側面部の、前記多層膜の上面に対す
る傾斜角度を、前記側面部の所定の位置の上側より下側
の方が大きくなるようにできる。
下部シールド層のうち少なくとも、前記下部電極層には
前記多層膜の前記側端面と連続した平面部を有する側面
部が形成され、前記側面部の、前記多層膜の上面に対す
る傾斜角度を、前記側面部の所定の位置の上側より下側
の方が大きくなるようにできる。
【０２７３】本発明では、前記多層膜の両側領域の、前
記下部電極層または前記下部シールド層上に、前記絶縁
層などを積層するときに、前記所定の位置よりも下側の
側面部の傾斜角度が大きくなっている部分が持ち上げ層
の役目を果たし、前記多層膜の両側領域に積層される層
（前記絶縁層など）の上面と前記多層膜の側端面の間に
窪みが形成されることを防ぐことができ、前記多層膜の
側端面と上部電極層の電気的な短絡を防止できる特に、
本発明では、前記多層膜の両側領域に積層される層（前
記絶縁層など）の上面と前記多層膜の上面を同一平面と
して、この平面上に上部電極層を積層することもでき
る。
記下部電極層または前記下部シールド層上に、前記絶縁
層などを積層するときに、前記所定の位置よりも下側の
側面部の傾斜角度が大きくなっている部分が持ち上げ層
の役目を果たし、前記多層膜の両側領域に積層される層
（前記絶縁層など）の上面と前記多層膜の側端面の間に
窪みが形成されることを防ぐことができ、前記多層膜の
側端面と上部電極層の電気的な短絡を防止できる特に、
本発明では、前記多層膜の両側領域に積層される層（前
記絶縁層など）の上面と前記多層膜の上面を同一平面と
して、この平面上に上部電極層を積層することもでき
る。
【０２７４】また、本発明では、前記多層膜の両側領域
に積層される層（前記絶縁層など）の最上層を絶縁層と
したとき、この絶縁層の上面を平坦面とすることができ
る。従って、前記絶縁層の上面と前記多層膜の上面を同
一平面として、この平面上に上部電極層を積層すること
もできるので、上部電極層の形状を安定化できる。
に積層される層（前記絶縁層など）の最上層を絶縁層と
したとき、この絶縁層の上面を平坦面とすることができ
る。従って、前記絶縁層の上面と前記多層膜の上面を同
一平面として、この平面上に上部電極層を積層すること
もできるので、上部電極層の形状を安定化できる。
【図１】本発明の第１の実施の形態の磁気検出素子の断
面図、
面図、
【図２】本発明の第２の実施の形態の磁気検出素子の断
面図、
面図、
【図３】本発明の第３の実施の形態の磁気検出素子の断
面図、
面図、
【図４】本発明の第４の実施の形態の磁気検出素子の断
面図、
面図、
【図５】本発明の第５の実施の形態の磁気検出素子の断
面図、
面図、
【図６】本発明の第６の実施の形態の磁気検出素子の断
面図、
面図、
【図７】本発明の第７の実施の形態の磁気検出素子の断
面図、
面図、
【図８】スペキュラー膜による鏡面反射効果を説明する
ための様式説明図、
ための様式説明図、
【図９】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、
を示す一工程図、
【図１０】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、
態を示す一工程図、
【図１１】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、
態を示す一工程図、
【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、
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、
態を示す一工程図、
【図１４】本発明の磁気検出素子が取りつけられた磁気
ヘッドの斜視図、
ヘッドの斜視図、
【図１５】図１４に示された磁気ヘッドの断面図、
【図１６】従来の磁気検出素子の製造方法を示す一工程
図、
図、
【図１７】従来の磁気検出素子の製造方法を示す一工程
図、
図、
【図１８】従来の磁気検出素子の製造方法を示す一工程
図、
図、
【図１９】従来の磁気検出素子を示す断面図、
【図２０】従来の磁気検出素子の製造方法を示す一工程
図、
図、
【図２１】従来の磁気検出素子の製造方法を示す一工程
図、
図、
２１ 下部シールド層
２２ 下部電極層
２３ 下地層
２４ シード層
２５ 反強磁性層
２６ 固定磁性層
２６ａ 第１固定磁性層
２６ｂ 非磁性中間層
２６ｃ 第２固定磁性層
２７ 非磁性材料層
２８ フリー磁性層
２８ａ 第２フリー磁性層
２８ｂ 非磁性中間層
２８ｃ 第１フリー磁性層
２９ 保護層
３０，３３，４０ 絶縁層
３１ バイアス下地層
３２ ハードバイアス層
３４ 上部電極層
３５ 上部シールド層
４１ エクスチェンジバイアス層
４２ 分離層
４３ インスタックバイアス層
４４ スペキュラー膜
Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５，Ｔ６，Ｔ７ 多層膜
Ｔ１ｓ，Ｔ２ｓ，Ｔ３ｓ，Ｔ４ｓ，Ｔ５ｓ，Ｔ６ｓ，Ｔ
７ｓ 側端面 Ｐ 側面部 Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４，Ｋ５，Ｋ６，Ｋ７ 屈曲部 Ｒ２ レジスト層 Ｔｗ トラック幅
７ｓ 側端面 Ｐ 側面部 Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４，Ｋ５，Ｋ６，Ｋ７ 屈曲部 Ｒ２ レジスト層 Ｔｗ トラック幅
Claims (25)
- 【請求項１】 反強磁性層、固定磁性層、非磁性材料層
及びフリー磁性層を有する多層膜、前記多層膜の各層の
膜面と垂直方向に電流を供給する上部電極層及び下部電
極層を有する磁気検出素子において、 前記多層膜のトラック幅方向における側端面の、前記多
層膜の上面に対する傾斜角度は、前記フリー磁性層より
下層の所定の位置の上側より下側の方が大きいことを特
徴とする磁気検出素子。 - 【請求項２】 反強磁性層、固定磁性層、非磁性材料層
及びフリー磁性層を有する多層膜、前記多層膜の各層の
膜面と垂直方向に電流を供給する上部電極層及び下部電
極層を有する磁気検出素子において、 前記下部電極層と前記下部シールド層のうち少なくと
も、前記下部電極層には前記多層膜のトラック幅方向に
おける側端面と連続した平面部を有する側面部が形成さ
れ、前記側面部の前記多層膜の上面に対する傾斜角度
は、前記側面部の所定の位置の上側より下側の方が大き
いことを特徴とする磁気検出素子。 - 【請求項３】 前記上部電極層と前記多層膜の側端面を
電気的に絶縁する絶縁層が形成されている請求項１また
は２記載の磁気検出素子。 - 【請求項４】 前記絶縁層の上面が平坦面である請求項
３に記載の磁気検出素子。 - 【請求項５】 前記下部電極層と前記多層膜の側端面を
電気的に絶縁する絶縁層が前記多層膜の側端面上に形成
されている請求項１ないし４のいずれかに記載の磁気検
出素子。 - 【請求項６】 前記多層膜において、下から順に、前記
反強磁性層、前記固定磁性層、前記非磁性材料層及び前
記フリー磁性層が積層されている請求項１ないし５のい
ずれかに記載の磁気検出素子。 - 【請求項７】 前記所定の位置が、前記固定磁性層のト
ラック幅方向における側端面内に位置している請求項６
に記載の磁気検出素子。 - 【請求項８】 前記所定の位置が、前記反強磁性層のト
ラック幅方向における側端面内に位置している請求項６
に記載の磁気検出素子。 - 【請求項９】 前記多層膜において、下から順に、前記
フリー磁性層、前記非磁性材料層、前記固定磁性層、及
び前記反強磁性層が積層されている請求項１ないし５の
いずれかに記載の磁気検出素子。 - 【請求項１０】 前記多層膜の、少なくとも前記フリー
磁性層のトラック幅方向における側端面に対向して、硬
磁性材料からなり、フリー磁性層の磁化方向をトラック
幅方向に揃えるハードバイアス層が形成されている請求
項１ないし９のいずれかに記載の磁気検出素子。 - 【請求項１１】 前記フリー磁性層に重なる位置に、反
強磁性材料からなり、フリー磁性層の磁化方向をトラッ
ク幅方向に揃えるエクスチェンジバイアス層が形成され
ている請求項１ないし１０のいずれかに記載の磁気検出
素子。 - 【請求項１２】 前記フリー磁性層の前記非磁性材料層
が形成された面と反対側の面には、分離層を介して、強
磁性材料からなり、フリー磁性層の磁化方向をトラック
幅方向に揃えるインスタックバイアス層が形成されてい
る請求項１ないし９のいずれかに記載の磁気検出素子。 - 【請求項１３】 前記多層膜のトラック幅方向における
側端面には、スペキュラー膜が設けられている請求項１
ないし１２のいずれかに記載の磁気検出素子。 - 【請求項１４】 以下の工程を有することを特徴とする
磁気検出素子の製造方法。 （ａ）基板上に、下部電極層、反強磁性層、固定磁性
層、非磁性材料層、及びフリー磁性層を有する多層膜を
形成する工程と、（ｂ）前記多層膜上にレジスト層を形
成し、前記多層膜上面の法線方向に対する第１の入射角
度のミリングにより、前記レジスト層に覆われていない
前記多層膜を、前記多層膜の前記フリー磁性層より下層
の所定の位置まで、或いは、前記下部電極層または前記
下部シールド層の所定の位置まで除去する工程と、
（ｃ）前記多層膜上面の法線方向に対し、第１の入射角
度よりも大きな第２の入射角度のミリングにより、前記
多層膜、或いは、前記下部電極層または前記下部シール
ド層の前記所定の位置より下層を除去する工程と、
（ｄ）前記レジスト層を除去する工程と、（ｅ）前記多
層膜の上面に電気的に接続される上部電極層を形成する
工程。 - 【請求項１５】 前記（ｂ）の工程において、第１の入
射角度を５°〜２０°に設定する請求項１４に記載の磁
気検出素子の製造方法。 - 【請求項１６】 前記（ｃ）の工程において、第２の入
射角度を４５°〜６０°に設定する請求項１４または１
５に記載の磁気検出素子の製造方法。 - 【請求項１７】 前記（ｃ）工程と前記（ｄ）工程の間
に、（ｆ）前記上部電極層と前記多層膜の側端面を電気
的に絶縁する絶縁層を成膜する工程、を有する請求項１
４ないし１６のいずれかに記載の磁気検出素子の製造方
法。 - 【請求項１８】 前記絶縁層の上面を平坦面とする請求
項１７に記載の磁気検出素子の製造方法。 - 【請求項１９】 前記（ｃ）工程と前記（ｄ）工程の間
に、（ｇ）前記下部電極層と前記多層膜のトラック幅方
向の側端面を電気的に絶縁する絶縁層を前記多層膜の側
端面上に形成する工程を有する請求項１４ないし１８の
いずれかに記載の磁気検出素子の製造方法。 - 【請求項２０】 前記（ａ）の工程において、下から順
に、前記反強磁性層、前記固定磁性層、前記非磁性材料
層及び前記フリー磁性層を積層する請求項１４ないし１
９のいずれかに記載の磁気検出素子の製造方法。 - 【請求項２１】 前記（ａ）の工程において、下から順
に、前記フリー磁性層、前記非磁性材料層、前記固定磁
性層、及び前記反強磁性層を積層する請求項１４ないし
１９のいずれかに記載の磁気検出素子の製造方法。 - 【請求項２２】 前記（ｃ）工程と前記（ｄ）工程の間
に、（ｈ）少なくとも前記フリー磁性層のトラック幅方
向における側端面に対向して、硬磁性材料からなるハー
ドバイアス層を形成する工程を有する請求項１４ないし
２１のいずれかに記載の磁気検出素子の製造方法。 - 【請求項２３】 前記（ｃ）工程と前記（ｄ）工程の間
に、（ｉ）前記フリー磁性層に重なる位置に、反強磁性
材料からなるエクスチェンジバイアス層を形成する工程
を有する請求項１４ないし２２のいずれかに記載の磁気
検出素子の製造方法。 - 【請求項２４】 前記（ａ）の工程において、前記フリ
ー磁性層の前記非磁性材料層が形成された面と反対側の
面に、分離層を介して、強磁性材料からなるインスタッ
クバイアス層を形成する請求項１４ないし２１のいずれ
かに記載の磁気検出素子の製造方法。 - 【請求項２５】 前記（ｃ）工程と前記（ｄ）工程の間
に、（ｊ）前記多層膜のトラック幅方向における側端面
に、スペキュラー膜を成膜する工程を有する請求項１４
ないし２４のいずれかに記載の磁気検出素子の製造方
法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001279194A JP3958947B2 (ja) | 2001-09-14 | 2001-09-14 | 磁気検出素子及びその製造方法 |
| US10/241,989 US7248445B2 (en) | 2001-09-14 | 2002-09-11 | CPP magnetic sensing element and method for making the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001279194A JP3958947B2 (ja) | 2001-09-14 | 2001-09-14 | 磁気検出素子及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003086860A true JP2003086860A (ja) | 2003-03-20 |
| JP3958947B2 JP3958947B2 (ja) | 2007-08-15 |
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ID=19103430
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001279194A Expired - Fee Related JP3958947B2 (ja) | 2001-09-14 | 2001-09-14 | 磁気検出素子及びその製造方法 |
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