JP2003142756A - 磁気検出素子とモニタ素子とを有する素子基板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＣＰＰ型の磁気検出素子のハイト出し加工を
適切に行うことができると共に、製造工程数を増やすこ
となく前記モニタ素子を形成することができる素子基板
及びその製造方法を提供することを目的としている。 【解決手段】 磁気検出素子２１がＣＰＰ型素子である
のに対し、モニタ素子２２の素子両側端部Ｉ上に上部シ
ールド層３２を形成し、前記モニタ素子２２をＣＩＰ型
素子にする。これによってハイト出し加工時における前
記モニタ素子２２の電気抵抗値を大きくでき、且つばら
つきを小さくでき、従来に比べてより適切にハイト出し
加工を行うことが可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気検出素子と、
電気抵抗値を測定しながら前記磁気検出素子のハイト方
向への長さ寸法を決定するためのモニタ素子とが設けら
れた素子基板に係り、特に磁気検出素子がＣＰＰ型素子
であってもハイト出し加工時における前記モニタ素子の
電気抵抗値の急激な低下やばらつきを抑えることが可能
な素子基板及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１６は従来における素子基板の部分斜
視図である。符号１は例えばアルミナチタンカーバイト
（Ａｌ₂Ｏ₃−ＴｉＣ）などで形成された素子基板であ
り、この素子基板１上に複数の磁気検出素子２が複数の
列にわたって形成されている。また各列において最も右
端に形成されている素子がモニタ素子３である。前記磁
気検出素子２とは、巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ効果）や
トンネル磁気抵抗効果（ＴＭＲ効果）を利用して記録媒
体に記録された信号を読み取る再生用素子である。

【０００３】磁気検出素子２とモニタ素子３とが設けら
れた素子基板１は、まず各列毎に切断される（二点鎖線
の位置をＡ方向から切断）。切断された素子基板１はス
ライダバーと呼ばれるものであり、さらにこのスライダ
バーから各磁気検出素子２毎に前記素子基板１を切断し
（点線の位置をＢ方向から切断）、そして磁気検出素子
２が一個設けられた素子基板１（この素子基板をスライ
ダと呼ぶ）を、磁気ヘッド装置に搭載する。

【０００４】図１７は図１６に示す磁気検出素子２とモ
ニタ素子３とをＸ−Ｚ平面と平行な方向から切断し、前
記磁気検出素子２及びモニタ素子３を素子基板１の正面
方向（図１４に示すＥ方向）から見た際の部分断面図で
ある。

【０００５】図１７に示すように前記素子基板１上には
Ａｌ₂Ｏ₃などの絶縁層４を介して磁性材料製の下部シー
ルド層５が設けられている。前記下部シールド層５上に
は、図示左側に磁気検出素子２が、図示右側にモニタ素
子３がそれぞれ形成されている。

【０００６】前記磁気検出素子２とモニタ素子３の素子
中央部Ｃは、共に下からＰｔＭｎ合金などの反強磁性層
６、ＮｉＦｅ合金などの固定磁性層７、Ａｌ₂Ｏ₃などの
バリア層８、ＮｉＦｅ合金などのフリー磁性層９及びＴ
ａなどの保護層１０の順に積層形成されている。前記素
子中央部Ｃの図示Ｘ方向（トラック幅方向）の両側に
は、下からＡｌ₂Ｏ₃などのギャップ層１１、およびＣｏ
ＰｔＣｒなどのハードバイアス層１２の順で積層された
素子両側端部Ｄが設けられている。

【０００７】また図１７に示すように前記磁気検出素子
２とモニタ素子３間は、Ａｌ₂Ｏ₃などの絶縁層１３によ
って埋められており、さらに前記磁気検出素子２及びモ
ニタ素子３上には上部電極１４が形成されている。前記
上部電極１４は、少なくとも前記磁気検出素子２及びモ
ニタ素子３の素子中央部Ｃ上に電気的に接続された状態
になっている。

【０００８】前記磁気検出素子２及びモニタ素子３の膜
構成は、共に固定磁性層７とフリー磁性層９間に絶縁性
のバリア層８が設けられた、トンネル磁気抵抗効果（Ｔ
ＭＲ効果）を利用した素子構造である。

【０００９】この従来例では、下部シールド層５と上部
電極１４とが電極としての役割を有しており、前記下部
シールド層５と上部電極１４間に流れる電流は、磁気検
出素子２及びモニタ素子３の素子中央部Ｃを膜厚方向に
流れ、このような電流流れの方向を有する磁気素子はＣ
ＰＰ（current perpendicular to the plane）型素
子と呼ばれている。

【００１０】前記モニタ素子３は、磁気検出素子２のハ
イト方向（図示Ｙ方向）への長さ寸法を、自身の電気抵
抗値を測定しながら決定するために用いられるもので、
前記磁気検出素子２及びモニタ素子３を、基板１の正面
方向Ｅから砥粒等で図示Ｙ方向に削り込んでいき（ハイ
ト出し加工）、一点鎖線の位置Ｋで、前記モニタ素子３
の電気抵抗値がある所定値に達したら、その時点で前記
ハイト出し加工を終了する。このモニタ素子３の電気抵
抗値を測定しながらハイト出し加工を行うことで、スラ
イダバーに形成された複数の、後に製品化される磁気検
出素子２をすべてハイト方向への長さ寸法が同じで且つ
所定の電気抵抗値を有するものとして製造することがで
きる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のハ
イト出し加工の際に以下のような課題が生じた。すなわ
ちハイト出し加工の際に、素子基板１の正面から露出す
る固定磁性層７やフリー磁性層９が砥粒による削り込み
によってだれてしまい（スメアリングの発生）、前記固
定磁性層７とフリー磁性層９とが電気的に繋がった状態
になってしまうのである。

【００１２】これは前記固定磁性層７とフリー磁性層９
間に形成される絶縁性のバリア層８が非常に薄い膜厚で
形成されていることと、前記磁性層の延性のため等であ
る。

【００１３】そして上記のように前記固定磁性層７とフ
リー磁性層９とが電気的に繋がった状態になると、素子
中央部Ｃを膜厚方向（図示Ｚ方向）に流れる電流は、図
１８（素子中央部ＣをＹ−Ｚ平面と平行な方向から切断
した部分拡大断面図）に示すように、バリア層８を介さ
ずに、フリー磁性層９から固定磁性層７へ短絡し、前記
モニタ素子３の電気抵抗値は急激に低下する。

【００１４】またさらに砥粒によるハイト出し加工を行
い続けると、ある時点で、前記固定磁性層７やフリー磁
性層９に発生していただれが一旦、除去されるため、非
常に小さくなっていたモニタ素子３の電気抵抗値は今度
は急激に大きくなる。

【００１５】このように前記モニタ素子３が、磁気検出
素子２と同様のＣＰＰ型であるトンネル磁気抵抗効果を
利用した素子構成である場合には、ハイト出し加工の際
の前記モニタ素子３の電気抵抗値のばらつきが激しく、
正確な電気抵抗値を把握できないため、適切に磁気検出
素子２のハイト方向（図示Ｙ方向）への長さ寸法を決定
することができなかった。

【００１６】また前記磁気検出素子２及びモニタ素子３
のバリア層８である部分が、Ｃｕなどの非磁性導電材料
で形成された、ＣＰＰ型のスピンバルブ型薄膜素子であ
る場合には、ハイト出し加工を行っても、そもそもモニ
タ素子３の電気抵抗値が小さすぎるため、電気抵抗値そ
のものの測定が困難で適切に磁気検出素子２のハイト方
向（図示Ｙ方向）への長さ寸法を決定することができな
かった。

【００１７】そこで本発明は、上記の課題を解決するた
めになされたものであって、特にモニタ素子をＣＩＰ型
の磁気素子にすることで、ＣＰＰ型の磁気検出素子のハ
イト出し加工を適切に行うことができると共に、製造工
程数を増やすことなく前記モニタ素子を形成することが
可能な磁気検出素子とモニタ素子とを有する素子基板及
びその製造方法を提供することを目的としている。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は、磁気検出素子
と、電気抵抗値を測定しながら前記磁気検出素子のハイ
ト方向への長さ寸法を決定するためのモニタ素子とが設
けられた素子基板において、前記素子基板上には絶縁層
を介して下部シールド層が形成され、この下部シールド
層上に前記磁気検出素子及びモニタ素子が設けられ、前
記磁気検出素子は、少なくとも素子中央部上に上部シー
ルド層が設けられ、前記上部シールド層と下部シールド
層とを電極として前記素子中央部の膜厚方向に電流を流
すＣＰＰ型素子であり、前記モニタ素子は素子中央部上
のトラック幅方向の両側に上部シールド層が設けられ、
一対の前記上部シールド層を電極として前記素子中央部
の膜面方向に電流を流すＣＩＰ型素子であることを特徴
とするものである。

【００１９】まず「素子基板」なる文言であるが、「素
子基板」とは、例えばアルミナチタンカーバイト（Ａｌ
₂Ｏ₃−ＴｉＣ）からなる基板上に少なくとも一個以上の
磁気検出素子とモニタ素子とが複数の列をなして形成さ
れているブロック状態、あるいは一つの列のみが形成さ
れているスライダバー状態のいずれの状態をも指してい
る。

【００２０】上記したように本発明では、磁気検出素子
はＣＰＰ（current perpendicularto the plane）型
素子であるのに対し、モニタ素子はＣＩＰ型素子であ
る。ＣＩＰ（current in the plane）とは、電流を
素子中央部の膜面と平行な方向に流すことを意味するが
ＣＩＰ型素子とすることで、ハイト出し加工の際に高い
電気抵抗値を取ることができ、また電気抵抗値のばらつ
きも少ない。

【００２１】よって本発明では、磁気検出素子がＣＰＰ
型素子であっても、ハイト出し加工の際にモニタ素子の
高く且つばらつきの少ない電気抵抗値を測定することが
でき、従って従来に比べて前記モニタ素子の電気抵抗値
を測定しながら、前記磁気検出素子のハイト方向への長
さ寸法をより正確に調整することができる。

【００２２】また上記したように、上部シールド層は、
磁気検出素子の少なくとも素子中央部上に形成されＣＰ
Ｐ型素子の上部電極として機能し、また前記上部シール
ド層はモニタ素子の素子中央部上の両側に形成されＣＩ
Ｐ型素子の電極として機能している。すなわち上部シー
ルド層の形成位置を磁気検出素子上とモニタ素子上とで
適切に変えるだけで、それぞれの素子の電極として機能
させることができるから、従来に比べて製造工程数が増
えるといったことはなく、容易にＣＰＰ型の磁気検出素
子とＣＩＰ型のモニタ素子とを形成することが可能にな
っている。

【００２３】本発明では、前記磁気検出素子の前記素子
中央部は、反強磁性層と固定磁性層と非磁性材料層とフ
リー磁性層とを有して形成され、前記素子中央部のトラ
ック幅方向の両側には絶縁層とバイアス層とを有する素
子両側端部が設けられ、前記モニタ素子は、前記磁気検
出素子の素子中央部及び素子両側端部と同じ膜構成で形
成され、前記モニタ素子のバイアス層上に前記上部シー
ルド層が設けられていることが好ましい。

【００２４】この発明では、前記磁気検出素子とモニタ
素子とは同じ膜構成を有している。違うのは上記したよ
うに、磁気検出素子上及びモニタ素子上に形成される電
極となる上部シールド層の形成位置である。

【００２５】上記の発明では、前記モニタ素子を前記磁
気検出素子と同じ工程時に形成することができるから、
前記モニタ素子の形成が煩雑化するといった不具合は生
じない。

【００２６】また本発明では、前記モニタ素子の素子中
央部及び素子両側端部は、ある一種の金属材料の層のみ
で形成され、前記素子両側端部上に前記上部シールド層
が設けられていることが好ましい。

【００２７】この発明は上記と異なって、素子中央部及
び素子両側端部の膜構成が磁気検出素子のそれとは異な
る。この発明では、前記モニタ素子が、ある一種の金属
材料の層のみで構成され、その素子両側端部上に電極と
なる上部シールド層が形成されている。

【００２８】前記モニタ素子を構成する金属材料膜に
は、膜面と平行な方向に電流が流れるため、ハイト出し
加工の際における、前記金属材料膜の電気抵抗値は大き
く、正確な電気抵抗値の測定を行うことが可能である。

【００２９】また特に一種の金属材料膜のみで形成され
たモニタ素子では、前記ハイト出し加工の際にスメアリ
ングの発生によって絶縁層を挟んだ磁性層どうしが短絡
するといった従来の問題がそもそも生じない。このため
前記モニタ素子の電気抵抗値はばらつかず、正確な電気
抵抗値の測定を行うことが可能である。

【００３０】本発明では、前記モニタ素子の素子中央部
及び素子両側端部は、前記バイアス層と同じ材質の層の
みで形成されることが好ましい。これによって前記モニ
タ素子を、製造工程数を増やすことなく容易に形成する
ことができる。

【００３１】なお本発明では、前記モニタ素子の素子中
央部及び素子両側端部は、前記バイアス層の材質以外の
金属材料の層で形成されてもよい。

【００３２】また本発明では、前記非磁性材料層とは絶
縁性のバリア層であるか、あるいは非磁性導電材料で形
成された層であることが好ましい。

【００３３】また本発明では、前記モニタ素子と下部シ
ールド層との間には絶縁性のギャップ層が設けられるこ
とが好ましい。これによってモニタ素子に流れる電流が
前記下部シールド層へ分流するといった不具合を防ぐこ
とができる。

【００３４】次に本発明は、磁気検出素子と、電気抵抗
値を測定しながら前記磁気検出素子のハイト方向への長
さ寸法を決定するためのモニタ素子とが設けられた素子
基板の製造方法において、（ａ）素子基板上に絶縁層を
介して下部シールド層を形成する工程と、（ｂ）前記下
部シールド層上に磁気検出素子及びモニタ素子を形成す
る工程と、（ｃ）前記磁気検出素子の、少なくとも素子
中央部上に上部シールド層を形成すると同時に、前記モ
ニタ素子の素子中央部上の両側端部上に前記上部シール
ド層を形成する工程と、を有することを特徴とするもの
である。

【００３５】上記した発明では、上部シールド層を、Ｃ
ＰＰ型の磁気検出素子の電極として、またＣＩＰ型のモ
ニタ素子の電極として同工程で同時に形成することがで
きるので、従来に比べて、前記モニタ素子の製造工程数
を増やすこと無く形成することができる。

【００３６】また本発明では、前記（ｂ）工程及び
（ｃ）工程に代えて、（ｄ）磁気検出素子及びモニタ素
子を、前記下部シールド層上に反強磁性層と固定磁性層
と非磁性材料層とフリー磁性層とを有して形成された素
子中央部と、前記素子中央部のトラック幅方向の両側に
ギャップ層とバイアス層とが設けられた素子両側端部と
で形成する工程と、（ｅ）前記磁気検出素子の、少なく
とも素子中央部上に上部シールド層を形成すると同時
に、前記モニタ素子の素子両側端部のバイアス層上に上
部シールド層を形成する工程、とを有することが好まし
い。

【００３７】上記した製造工程を用いれば、モニタ素子
を磁気検出素子と全く同じ膜構成で形成できるので、前
記モニタ素子の製造が煩雑化するといった不具合は発生
しない。

【００３８】また本発明では、前記（ｂ）工程及び
（ｃ）工程に代えて、（ｆ）磁気検出素子を、前記下部
シールド層上に反強磁性層と固定磁性層と絶縁性のバリ
ア層あるいは非磁性材料層とフリー磁性層とを有して形
成された素子中央部と、前記素子中央部のトラック幅方
向の両側にギャップ層とバイアス層とが設けられた素子
両側端部とで形成し、前記バイアス層の形成と同時に、
前記バイアス層と同じ材質でモニタ素子の素子中央部及
び素子両側端部を形成する工程と、（ｇ）前記磁気検出
素子の、少なくとも素子中央部上に上部シールド層を形
成すると同時に、前記モニタ素子の素子両側端部上に上
部シールド層を形成する工程と、を有することが好まし
い。

【００３９】上記した発明では、モニタ素子は、バイア
ス層と同じ材質の層のみで形成されるが、前記磁気検出
素子におけるバイアス層の形成時と同じときに前記モニ
タ素子を形成できるので、前記モニタ素子の形成が煩雑
化するといった問題は発生しない。

【００４０】また本発明では、前記（ｂ）工程及び
（ｃ）工程に代えて、（ｈ）磁気検出素子を、前記下部
シールド層上に反強磁性層と固定磁性層と非磁性材料層
とフリー磁性層とを有して形成された素子中央部と、前
記素子中央部のトラック幅方向の両側にギャップ層とバ
イアス層とが設けられた素子両側端部とで形成し、前記
モニタ素子の素子中央部及び素子両側端部を、前記バイ
アス層の材質とは別の金属材料で形成する工程と、
（ｉ）前記磁気検出素子の、少なくとも素子中央部上に
上部シールド層を形成すると同時に、前記モニタ素子の
素子両側端部上に上部シールド層を形成する工程と、を
有していてもよい。

【００４１】また本発明では、前記非磁性材料層を絶縁
材料で形成するか、あるいは非磁性導電材料で形成する
ことが好ましい。

【００４２】また本発明では、前記（ｂ）工程、（ｄ）
工程、（ｆ）工程、（ｈ）工程で、モニタ素子を形成す
る前に、前記下部シールド層上に絶縁性のギャップ層を
形成し、その上にモニタ素子を形成することが好まし
い。これによってモニタ素子の素子中央部に流れる電流
が下部シールド層側へ分流することを適切に防ぐことが
可能になる。

【００４３】

【発明の実施の形態】図１は本発明における素子基板の
構造を説明するための部分斜視図である。符号２０は素
子基板であり、前記素子基板２０は、例えばアルミナチ
タンカーバイト（Ａｌ₂Ｏ₃−ＴｉＣ）などのセラミック
材で形成される。

【００４４】図１に示すように素子基板２０表面には、
複数の磁気検出素子２１が形成されている。これら磁気
検出素子２１は、前記素子基板２０上に複数の列を成し
て形成されている。図１に示す最も右側に形成されてい
る素子はモニタ素子２２である。この実施形態では、前
記モニタ素子２２は、各列の一番右端にのみ形成されて
いるが、列内に複数個設けられていてもよい。

【００４５】図１に示すように、素子基板２０上に複数
の列を成して磁気検出素子２１及びモニタ素子２２が形
成された状態を「ブロック」と呼ぶ。このブロックの状
態から前記素子基板２０を一列の磁気検出素子２１及び
モニタ素子２２毎に切断した状態をスライダバーと呼
ぶ。図１に示す、二点鎖線の位置から前記素子基板２０
を矢印Ｆ方向に切断するとスライダバーとなり、このス
ライダバーの状態にした後、モニタ素子２２の電気抵抗
値を測定しながら素子基板２０正面２０ａをハイト方向
（図示Ｙ方向）に砥粒等を用いて研磨し（これをハイト
出し加工と呼ぶ）、前記ハイト出し加工を前記モニタ素
子２２の電気抵抗値が所定値となる一点鎖線の位置Ｊま
で行う。このハイト出し加工を行うことで、全ての磁気
検出素子２１が同じハイト長さで、且つ所定の電気抵抗
値を有する状態になる。

【００４６】前記ハイト出し加工を終了した後、前記素
子基板２０の正面２０ａに、レール面等の形成を行い、
さらに前記素子基板２０を点線位置から矢印Ｇ方向に切
断することで、素子基板（スライダ）２０に一個の磁気
検出素子２１が設けられた磁気ヘッドとなり、前記磁気
ヘッドは、ジンバル等からなる磁気ヘッド装置に組み込
まれる。

【００４７】一方、一個のモニタ素子２２が設けられた
素子基板２０は、前記モニタ素子２２が磁気抵抗効果を
発揮する膜構成で形成されていれば磁気ヘッドとして用
いることもできるが、通常は廃棄される。

【００４８】以下、本発明における磁気検出素子２１及
びモニタ素子２２の構造について詳述する。図２は、図
１に示す素子基板２０をＸ−Ｚ平面と平行な方向から切
断し、さらにこの断面を素子基板２０の正面２０ａ側か
ら見た際の部分断面図である。

【００４９】図２に示すように前記素子基板２０上に
は、Ａｌ₂Ｏ₃やＳｉＯ₂などの絶縁材料で形成された絶
縁層２３が形成されている。前記絶縁層２３上にはＮｉ
Ｆｅ合金などの磁性材料製の下部シールド層２４が形成
されている。

【００５０】図２に示す図示左側の素子は磁気検出素子
２１であり、前記磁気検出素子２１の素子中央部Ｈは、
下からＰｔＭｎ合金などの反強磁性材料で形成された反
強磁性層２５、ＮｉＦｅ合金などの磁性材料で形成され
た固定磁性層２６、Ａｌ₂Ｏ₃やＳｉＯ₂などの絶縁材料
で形成されたバリア層２７、ＮｉＦｅ合金などの磁性材
料で形成されたフリー磁性層２８、及びＴａなどで形成
された保護層２９（この保護層２９は上部ギャップ層と
して機能する）がこの順で形成されている。図示されて
いないが、前記反強磁性層２５と下部シールド層２４と
の間にＴａなどで形成された下地層が形成されているこ
とが好ましい。この下地層を下部ギャップ層として機能
させることができる。

【００５１】図２に示すように、素子中央部Ｈのトラッ
ク幅方向（図示Ｘ方向）の両側には、下からＡｌ₂Ｏ₃や
ＳｉＯ₂などで形成されたギャップ層３０、およびＣｏ
ＰｔＣｒなどで形成されたハードバイアス層３１がこの
順で積層されている。この領域を以下では素子両側端部
Ｉと呼ぶ。

【００５２】図２に示すように、少なくとも前記素子中
央部Ｈ上には上部シールド層３２が形成されている。前
記上部シールド層３２は前記素子中央部Ｈ上に電気的に
接続された状態である必要があり、一方、ハードバイア
ス層３１と前記上部シールド層３２間には、Ａｌ₂Ｏ₃や
ＳｉＯ₂などで形成されたギャップ層（このギャップ層
を以下では第２エクストラギャップ層と呼ぶ）３３が介
在することが好ましい。この第２エクストラギャップ層
３３が前記ハードバイアス層３１と上部シールド層３２
間に挟まれていることで、前記上部シールド層３２から
前記素子中央部部Ｈへ流れる電流が前記ハードバイアス
層３１に分流することを適切に防ぐことができる。

【００５３】図２に示す実施形態では、前記下部シール
ド層２４及び上部シールド層３２が前記磁気検出素子２
１の電極として機能する。そして前記シールド層２４、
３２間に電流が流れることで前記電流は前記磁気検出素
子２１の素子中央部Ｈを膜厚方向（図示Ｚ方向と平行な
方向）に流れる。このような電流の流れ方をＣＰＰ（cu
rrent perpendicular to the plane）型と呼ぶ。

【００５４】図２に示す前記磁気検出素子２１の膜構成
は、トンネル型磁気抵抗効果型素子と呼ばれる構造であ
る。トンネル型磁気抵抗効果型素子では、フリー磁性層
２８と固定磁性層２６に電圧を印加すると、バリア層２
７を電流（トンネル電流）が流れ、トンネル効果が発揮
される。

【００５５】トンネル型磁気抵抗効果型素子では、固定
磁性層２６の磁化は反強磁性層２５との間で発生する交
換結合磁界によって図示Ｙ方向に固定され、フリー磁性
層２８の磁化は図示Ｘ方向に揃えられ、外部磁界の影響
を受けて磁化方向は変動するようになっている。前記フ
リー磁性層２８の磁化はハードバイアス層３１からのバ
イアス磁界によって図示Ｘ方向に揃えられる。

【００５６】固定磁性層２６とフリー磁性層２８との磁
化が反平行の場合に、トンネル電流は最も流れにくくな
り、抵抗値は最大になり、固定磁性層２６とフリー磁性
層２８との磁化が平行の場合に、トンネル電流は最も流
れ易くなり、抵抗値は最小になる。

【００５７】そして、外部磁界の影響を受けてフリー磁
性層２８の磁化が変動することにより、変化する電気抵
抗を電圧変化としてとらえ、記録媒体からの洩れ磁界が
検出されるようになっている。

【００５８】前記トンネル型磁気抵抗効果型素子は、Ｃ
ＩＰ型のスピンバルブ型薄膜素子などに比べて抵抗変化
率を大きくできるなどの利点がある。

【００５９】図２に示すモニタ素子２２は、その素子中
央部Ｈ及び素子両側端部Ｉの膜構成が前記磁気検出素子
２１のそれと全く同じである。すなわち前記モニタ素子
２２の素子中央部Ｈは、下から反強磁性層２５、固定磁
性層２６、バリア層２７、フリー磁性層２８及び保護層
２９の順で積層されている。また前記素子両側端部Ｉは
下からギャップ層３０及びハードバイアス層３１の順に
積層形成されている。

【００６０】図１に示す磁気検出素子２１とモニタ素子
２２との異なる点は、前記上部シールド層３２の形成位
置にある。前記上部シールド層３２は前記モニタ素子２
２の素子両側端部Ｉ上に形成されており、前記素子中央
部Ｈ上には形成されていない。

【００６１】前記モニタ素子２２では、前記モニタ素子
２２上に形成された２つの上部シールド層３２が電極と
して機能しているが、前記モニタ素子２２下の下部シー
ルド層２４は電極として機能していない。

【００６２】前記モニタ素子２２では、一方の上部シー
ルド層３２から他方の上部シールド層３２に流れる電流
は、素子中央部Ｈを膜面と平行な方向（図示Ｘ方向と平
行な方向）に流れるＣＩＰ（current in the plan
e）型と呼ばれる流れ方をし、磁気検出素子２１での電
流の流れ方向とは異なっている。前記素子中央部Ｈでは
主にバリア層２７より上のフリー磁性層２８及び保護層
２９に集中的に電流が流れる。

【００６３】以上のように本発明では磁気検出素子２１
はＣＰＰ型素子であるのに対し、モニタ素子２２はＣＩ
Ｐ型素子である。素子中央部Ｈの幅方向（図示Ｘ方向の
長さ）の長さは膜厚（図示Ｚ方向の長さ）に比べて数倍
程度（例えば４倍程度）に大きいため、本発明のように
モニタ素子２２側をＣＩＰ型素子にすることで、ハイト
出し加工時における前記モニタ素子２２の電流抵抗値を
大きなものにすることができ、また固定磁性層２６とフ
リー磁性層２８間でだれ（スメアリング）が発生して
も、電流を膜厚方向に流すＣＰＰ型の場合に比べて、電
流抵抗値のばらつきを小さくでき、よってハイト出し加
工時にモニタ素子２２の電気抵抗値を測定しながら、各
磁気検出素子２１の電気抵抗値が所定値になるようにハ
イト方向（図示Ｙ方向）への長さ寸法を適切に調整する
ことができる。

【００６４】図２に示す実施形態では、モニタ素子２２
の素子中央部Ｈ及び素子両側端部Ｉの膜構成が磁気検出
素子２１のそれと全く同じである。すなわち前記モニタ
素子２２を前記磁気検出素子２１の形成と同時に形成す
ることができるため、前記モニタ素子２２の形成が煩雑
化するといったことがない。

【００６５】また本発明では、前記磁気検出素子２１上
に形成された上部シールド層３２、およびモニタ素子２
２上に形成された上部シールド層３２を共に電極として
機能させることができ、またこれら上部シールド層３２
は磁気検出素子２１上及びモニタ素子２２上で形成位置
が違うものの、全ての上部シールド層３２をフレームメ
ッキ法などで同時に形成することができるので、ＣＩＰ
型となるモニタ素子３２の形成を製造工程数を増やすこ
となく容易に形成することが可能になる。

【００６６】また本発明では図２に示す実施形態におい
て、磁気検出素子２１及びモニタ素子２２の素子中央部
Ｈに設けられているバリア層２７が、非磁性導電材料で
形成された層であってもよい。例えばＣｕなどを選択で
きる。

【００６７】前記素子中央部Ｈの前記バリア層２７が非
磁性導電材料層で形成された磁気素子は、スピンバルブ
型薄膜素子の膜構成と同じであり、かかる場合、磁気検
出素子２１はＣＰＰ型のスピンバルブ型薄膜素子とな
り、モニタ素子２２はＣＩＰ型のスピンバルブ型薄膜素
子となる。

【００６８】ＣＰＰ型のスピンバルブ型薄膜素子では、
ＣＩＰ型のスピンバルブ型薄膜素子に比べて、今後のさ
らなる素子サイズの狭小化によっても再生出力の向上を
より適切に図ることができるといった利点がある。一
方、ＣＩＰ型のスピンバルブ型薄膜素子で形成されたモ
ニタ素子２２では、ＣＰＰ型の場合に比べて素子の電気
抵抗値を大きくでき、ハイト出し加工の際においてより
適切に前記モニタ素子２２の電気抵抗値を測定でき、ま
た前記電気抵抗値のばらつきも小さく、よって従来に比
べて前記モニタ素子２２の電気抵抗値を測定しながらよ
り正確に磁気検出素子２１のハイト出し加工を行うこと
が可能になる。

【００６９】また図２に示すように、前記モニタ素子２
２と下部シールド層２４との間には、Ａｌ₂Ｏ₃やＳｉＯ
₂などの絶縁材料からなるギャップ層（以下では第１エ
クストラギャップ層と呼ぶ）３４が形成されていること
が好ましい。これによって前記モニタ素子２２の素子中
央部Ｈに流れる電流が下部シールド層２４に分流すると
いった不具合を適切に防止でき、ハイト出し加工時にお
ける前記モニタ素子２２の電気抵抗値の低下やばらつき
をより適切に抑制することが可能である。

【００７０】また図２に示すように、前記磁気検出素子
２１とモニタ素子２２間には、上記した第２エクストラ
ギャップ層３３が形成されており、前記第２エクストラ
ギャップ層３３には下部シールド層２４にまで通じるコ
ンタクトホール３３ａに導電性のコンタクト部３５が形
成されている。前記コンタクト部３５は前記上部シール
ド層３２と同じ工程時に形成されることが、前記コンタ
クト部３５の形成を容易化できて好ましい。すなわち前
記コンタクト部３５は前記上部シールド層３２と同じ材
質で形成されることが好ましい。ただし前記コンタクト
部３５は前記上部シールド層３２とは異なる材質で形成
されてもよい。

【００７１】前記コンタクト部３５は、磁気検出素子２
１の電極である下部シールド層２４の電流路として機能
する。

【００７２】図３は図２に示す磁気検出素子２１及びモ
ニタ素子２２を真上から見た部分平面図である。図示下
側が「素子基板の正面」であり、図示上方向がハイト方
向（図示Ｙ方向）である。

【００７３】図３に示すように、前記磁気検出素子２１
を構成する素子中央部Ｈのハイト側後端部Ｈ１の位置は
ハイトゼロ（ＭＲｈ＝０）の位置であり、この位置と、
前記モニタ素子２２を構成する素子中央部Ｈのハイト側
後端部Ｈ１の位置とはトラック幅方向（図示Ｘ方向）に
て同じ直線上に形成されている。

【００７４】ただし前記モニタ素子２２のハイトゼロの
位置は、前記磁気検出素子２１のそれと同じでなくても
よく、少なくともハイト出し加工の終了位置Ｊより、ハ
イト側（図示Ｙ方向）に形成されていればよい。

【００７５】特に重要なのは、スライダバー上に形成さ
れた複数の磁気検出素子２１のハイトゼロの位置であ
り、これらの位置はすべて図示Ｘ方向にて同じ直線上に
形成されている必要がある。そうでないとハイト出し加
工を終了した時点で、個々の磁気検出素子のハイト方向
（図示Ｙ方向）への長さ寸法が異なることにより磁気検
出素子２１の電気抵抗値が製品毎に異なってしまい、品
質の均一化を図ることができないからである。

【００７６】本発明では、前記モニタ素子２２は、以下
に説明するような構造であってもよい。

【００７７】図４は本発明における第２実施形態であ
り、図１に示す素子基板２０をＸ−Ｚ平面と平行な方向
から切断し、さらにこの断面を素子基板２０の正面２０
ａ側から見た際の部分断面図である。

【００７８】図４に示す実施形態では、前記磁気検出素
子２１の膜構成は、図２と同じである。すなわち前記磁
気検出素子２１は、シールド層２４、３２を電極として
使用し、前記磁気検出素子２１の素子中央部Ｈの膜厚方
向（図示Ｚ方向と平行な方向）に電流を流す、トンネル
磁気抵抗効果（ＴＭＲ効果）を利用したあるいは巨大磁
気抵抗効果（ＧＭＲ効果）を利用したＣＰＰ型素子であ
る。

【００７９】図４では、前記モニタ素子２２は、その素
子中央部Ｈ及び素子両側端部Ｉが磁気検出素子２１の素
子両側端部Ｉに使用されたハードバイアス層３１と同じ
材質の層からなり、この一層のみで構成されている。な
お前記モニタ素子２２は、第１エクストラギャップ層３
４上に形成されたギャップ層３０の上に形成される。前
記ギャップ層３０の平面から見た大きさは前記ハードバ
イアス層３１の平面から見た大きさとほぼ同じである。

【００８０】そして前記モニタ素子２２の素子両側端部
Ｉ上には電極となる上部シールド層３２、３２が形成さ
れており、前記モニタ素子２２はＣＩＰ型素子を構成し
ている。

【００８１】前記モニタ素子２２は、磁気検出素子２１
のハードバイアス層３１の形成工程と同じ工程を経て形
成される。よって前記モニタ素子２２の形成が従来に比
べて煩雑化するといった問題は起こらない。

【００８２】また前記モニタ素子２２の電極となる上部
シールド層３２も、前記磁気検出素子２１の上部シール
ド層３２と同じ工程時に形成されるので、前記モニタ素
子２２における電極形成も容易に行うことができ、前記
モニタ素子２２を製造工程を増やすことなく容易に形成
することが可能である。

【００８３】図４においても図２と同様に、モニタ素子
２２はＣＩＰ型素子であるから、ハイト出し加工時にお
ける前記モニタ素子２２の電気抵抗値を大きく取ること
ができ、前記モニタ素子２２の電気抵抗値を測定しなが
ら、より適切に前記磁気検出素子２１のハイト出し加工
を行うことが可能である。

【００８４】しかも図４では、前記モニタ素子２２は、
ハードバイアス層３１と同じ材質の単層構造であるか
ら、そもそもスメアリングといった従来の問題は発生し
ない。このためハイト出し加工時における前記モニタ素
子２２の電気抵抗値のばらつきをより適切に抑えること
が可能であり、より正確なハイト出し加工を行うことが
可能である。

【００８５】なお、磁気検出素子２１及びモニタ素子２
２の構造以外の部分については図２で説明したものと同
じであるので、そちらを参照されたい。

【００８６】図５は図４に示す磁気検出素子２１及びモ
ニタ素子２２を真上から見た部分平面図である。前記モ
ニタ素子２２の電気抵抗値を測定しながら、ハイト出し
加工面となる素子基板の正面を砥粒等で削り込み、ある
所定の電気抵抗値になった時点（Ｊ線の時点）でハイト
出し加工を終了すると、スライダバーに形成された複数
の磁気検出素子２１は全て同じハイト長さで、且つ所定
の電気抵抗値を持った状態になっており、品質の均一化
を図ることが可能である。

【００８７】図６は本発明における第３実施形態であ
り、図１に示す素子基板２０をＸ−Ｚ平面と平行な方向
から切断し、さらにこの断面を素子基板２０の正面２０
ａ側から見た際の部分断面図である。

【００８８】図６では、磁気検出素子２１の素子中央部
Ｈを構成する反強磁性層２５が、前記素子中央部Ｈのみ
ならず素子両側端部Ｉにも延びて形成されている。後述
する製造方法で説明するように前記磁気検出素子２１を
構成する素子中央部Ｈの積層構造はまず下部シールド層
２４上から第１エクストラギャップ層３４上の全面にか
けて形成され、その後、不要な前記積層構造の部分はエ
ッチング等で除去されるが、このエッチングの際に図６
のように、反強磁性層２５が素子両側端部Ｉにも残され
ることで、前記反強磁性層２５と同じ材質の層が前記モ
ニタ素子２２が形成されるべき位置の下方にも残される
のである。

【００８９】前記磁気検出素子２１において、前記反強
磁性層２５を素子両側端部Ｉにも延ばして形成する理由
は、前記反強磁性層２５を前記素子両側端部Ｉにて持上
げ層として機能させ、前記素子両側端部Ｉに形成される
ハードバイアス層３１を適切にフリー磁性層２８のトラ
ック幅方向（図示Ｘ方向）の両側端部に対向させるよう
にするため等である。

【００９０】この実施形態においても、前記モニタ素子
２２は、前記ハードバイアス層３１と同じ材質の単層構
造である。前記モニタ素子２２は、第１エクストラギャ
ップ層３４上に反強磁性層２５及びギャップ層３０を介
して形成されている。前記モニタ素子２２の素子両側端
部Ｉ上には電極として機能する上部シールド層３２、３
２が形成され、前記モニタ素子２２はＣＩＰ型素子とし
て機能する。

【００９１】この実施形態においても、磁気検出素子２
１は、シールド層２４、３２を電極として電流を素子中
央部Ｈの膜厚方向に流す、トンネル磁気抵抗効果（ＴＭ
Ｒ効果）や巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ効果）を利用した
ＣＰＰ型素子であり、一方、モニタ素子２２は、ハード
バイアス層３１と同じ材質の単層構造で形成されたＣＩ
Ｐ型素子である。

【００９２】よってハイト出し加工の際における前記モ
ニタ素子２２の電気抵抗値を大きく取ることができ、ま
たばらつきも少なく、従来に比べてより正確な前記磁気
検出素子２１のハイト出し加工を行うことが可能にな
る。

【００９３】図７は、本発明における第４実施形態であ
り、図１に示す素子基板２０をＸ−Ｚ平面と平行な方向
から切断し、さらにこの断面を素子基板２０の正面２０
ａ側から見た際の部分断面図である。

【００９４】また図７ではモニタ素子２２は、第１エク
ストラギャップ層３４上に形成され、磁気検出素子２１
の素子両側端部Ｉに使用されるハードバイアス層３１の
材質以外の金属材料の単層構造で形成される。例えばＴ
ａ、Ｗ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ａｌなどを挙げることができる。
これら金属材料で形成されたモニタ素子２２でも、素子
両側端部Ｉ上に上部シールド層３２、３２を設けること
で、ＣＩＰ型素子を形成でき、ハイト出し加工時におけ
る前記モニタ素子２２の電気抵抗値を大きく、且つばら
つきを抑えることができ、前記モニタ素子２２としての
機能を十分に果すことができる。

【００９５】前記モニタ素子２２を、ハードバイアス層
３１の材質以外の一種の金属材料の層で形成する場合に
は、前記モニタ素子２２を磁気検出素子２１の形成とは
別工程で形成しなければならなくなるが、ただしハード
バイアス層３１と同じ材質の層で前記モニタ素子２２を
形成する場合に比べて、各スライダバーにおいて同じ大
きさの前記モニタ素子２２を形成できるという利点があ
る。

【００９６】さらに詳しく説明すると、前記モニタ素子
２２をハードバイアス層３１と同じ材質で形成する場合
には、磁気検出素子２１に使用されるハードバイアス層
３１の厚み等が変わることによって、モニタ素子２２の
大きさも変動し、したがって前記モニタ素子２２の電気
抵抗値もそれによって変わってしまう。このため各ブロ
ック、あるいは各スライダバー毎に、磁気検出素子２１
とモニタ素子２２との電気抵抗値の対照表（対照表と
は、モニタ素子２２がある電気抵抗値になったときに、
磁気検出素子２１が如何なる電気抵抗値となっているか
を示す表のこと）を作らなければならず、大変手間がか
かる。

【００９７】一方、前記モニタ素子２２をハードバイア
ス層３１とは異なる材質の金属材料の層で形成すれば、
前記モニタ素子２２を、前記ハードバイアス層３１の厚
み等にとらわれることなく、所定の大きさに形成できる
ため、前記磁気検出素子２１の素子中央部Ｈの大きさが
変わらなければハードバイアス層３１の大きさの変動に
よってわざわざ電気抵抗値の対照表を作り直さなければ
ならないとった手間を省くことができる。

【００９８】図２ないし図７における全ての磁気検出素
子２１は、その素子中央部Ｈが、下から反強磁性層２
５、固定磁性層２６、絶縁性のバリア層２７（あるいは
非磁性導電層）、フリー磁性層２８及び保護層２９の順
に形成されていたが、これが逆積層された構造であって
もよい。

【００９９】図８は、前記磁気検出素子２１の素子中央
部Ｈが下から、フリー磁性層２８、バリア層２７、固定
磁性層２６及び反強磁性層２５の順に積層形成されてい
る。なお前記フリー磁性層２８と下部シールド層２４と
の間に例えばＴａなどで形成された下地層（この下地層
は下部ギャップ層として機能する）が形成されているこ
とが好ましい。

【０１００】図８に示すように、前記磁気検出素子２１
の素子両側端部Ｉでは、下からＡｌ ₂Ｏ₃などで形成され
た絶縁層３６、ハードバイアス層３１及びギャップ層３
０の順に積層形成されている。前記絶縁層３６を設ける
理由は、前記下部シールド層２４とハードバイアス層３
１との間で電流の分流ロスを防ぐためである。

【０１０１】図８に示すように、前記磁気検出素子２１
の素子中央部Ｈ上には上部シールド層３２が形成され、
前記素子中央部Ｈの上下に形成された下部シールド層２
４と上部シールド層３２とが電極として機能している。

【０１０２】この実施形態ではモニタ素子２２の素子中
央部Ｈ及び素子両側端部Ｉも前記磁気検出素子２１の素
子中央部Ｈ及び素子両側端部Ｉと同じ構成である。

【０１０３】前記モニタ素子２２は前記磁気検出素子２
１と異なって、前記モニタ素子２２の素子両側端部Ｉ上
に上部シールド層３２が形成され、ＣＩＰ型素子を構成
している。

【０１０４】また前記モニタ素子２２では、素子両側端
部Ｉのハードバイアス層３１の積層位置がギャップ層３
０の下側であるから、前記上部シールド層３２から前記
ハードバイアス層３１に電流を供給するためには、前記
ギャップ層３０の部分に前記ハードバイアス層３１まで
通じる穴部を形成し、この穴部内にコンタクト部を形成
し、このコンタクト部によって前記ハードバイアス層３
１と上部シールド層３２とを導通接続させることが好ま
しい。本発明では、特に前記コンタクト部を前記上部シ
ールド層３２の形成と同時に形成すれば、前記コンタク
ト部の形成と電極となる上部シールド層３２との形成を
同時に行うことが可能になるので、製造工程の簡略化を
図ることができる。

【０１０５】また前記モニタ素子２２の素子両側端部Ｉ
に形成されるギャップ層３０の膜厚と、磁気検出素子２
１の下部シールド層２４への電流路となるコンタクト部
３５が形成されるべき位置の第２エクストラギャップ層
３３の膜厚とが、ほぼ同じ大きさであれば、前記第２エ
クストラギャップ層３３に形成されるコンタクトホール
３３ａと、モニタ素子２２のギャップ層３０に形成され
るコンタクトホール３０ａとを同時に形成することがで
き、製造工程を簡略化できて好ましい。前記第２エクス
トラギャップ層３３の膜厚とギャップ層３０の膜厚とが
ほぼ同じ膜厚となるように、双方の層を形成する際に膜
厚を調整しながらスパッタ等で形成する。

【０１０６】また前記コンタクト部３５は、前記第２エ
クストラギャップ層３３よりもハイト方向（図示Ｙ方
向）後方に広がっているバックフィルギャップ（ＢＦ
Ｇ）層（図示しない）に形成されていてもよく、かかる
場合、前記バックフィルギャップ層と前記ギャップ層３
０とを同じ膜厚となるように形成することで、前記バッ
クフィルギャップ層及びギャップ層３０に同時にコンタ
クト部形成のための穴部を形成することが可能になる。

【０１０７】また図８における実施形態では、モニタ素
子２２の素子下方に形成されたハードバイアス層３１に
電流を流すため、前記モニタ素子２２と下部シールド層
２４間には前記第１エクストラギャップ層３４は必要で
あり、これによって上部シールド層３１からハードバイ
アス層３１へ流れる電流が前記下部シールド層２４に分
流することを防ぐことができる。

【０１０８】なお図８では、前記磁気検出素子２１及び
モニタ素子２２を構成する素子中央部Ｈのバリア層２７
は、Ｃｕなどの非磁性導電材料であってもよい。

【０１０９】また前記モニタ素子２２は、図４のように
ハードバイアス層３１と同じ材質の層で形成されていて
もよい。

【０１１０】また前記モニタ素子２２の平面形状である
が、図３や図５に示すように、前記モニタ素子２２の素
子両側端部Ｉは、そのハイト側後端面Ｉ１が、素子中央
部Ｈのハイト側後端面Ｈ１よりもハイト方向（図示Ｙ方
向）に延びて形成され、磁気検出素子２１の平面形状と
同じ形状であるが、前記モニタ素子２２の平面形状はど
のような形態であってもよく、例えば長方形などを提示
できる。

【０１１１】また図２ないし図８の各実施形態におい
て、磁気検出素子２１上には、コア層とコイル層とを有
してなる記録用のインダクティブヘッドが設けられてい
てもよい。かかる場合、最終的に磁気ヘッドにはならな
いモニタ素子２２上に前記インダクティブヘッドを設け
る必要はない。

【０１１２】また磁気検出素子２１を構成する素子中央
部Ｈ及び、前記磁気検出素子２１と同じ膜構成で形成さ
れる場合はモニタ素子２２の素子中央部Ｈは、図２等の
形態でなくてもよく、例えば固定磁性層２６はシンセテ
ィックフェリピンド（ＳＦＰ）構造やフリー磁性層２８
はシンセティックフェリフリー（ＳＦＦ）構造であって
もよい。あるいはスペキュラー層（鏡面反射層）などが
加えられていてもよい。

【０１１３】以下、図９ないし図１１に示す製造工程図
を用いて図２に示す実施形態の素子基板２０上に形成さ
れた磁気検出素子２１及びモニタ素子２２の形成方法に
ついて説明する。なお各図は、図１に示す素子基板２０
をＸ−Ｚ平面と平行な方向から切断し、さらにこの断面
を素子基板２０の正面２０ａ側から見た際の部分断面図
である。

【０１１４】図９に示す工程では、アルミナチタンカー
バイト（Ａｌ₂Ｏ₃−ＴｉＣ）などのセラミック材で形成
される素子基板２０上にＡｌ₂Ｏ₃やＳｉＯ₂等の絶縁材
料で形成された絶縁層２３をスパッタ法や蒸着法などに
より形成する。次に前記絶縁層２３上にＮｉＦｅ合金な
どの磁性材料で形成された下部シールド層２４をメッキ
法、あるいはスパッタ法や蒸着法などで形成する。

【０１１５】次に前記下部シールド層２４上にＡｌ₂Ｏ₃
やＳｉＯ₂などで形成された第１エクストラギャップ層
３４をスパッタ法や蒸着法などで形成する。図９に示す
ように前記第１エクストラギャップ層３４を前記下部シ
ールド層２４上に部分的に形成する。部分的に形成する
には、前記第１エクストラギャップ層３４をまず前記下
部シールド層２４上の全面に形成した後、レジストなど
を用いて不必要な部分の前記第１エクストラギャップ層
３４をエッチングで除去したり、あるいは前記第１エク
ストラギャップ層３４を形成しない部分にレジストなど
のマスク層を立てておき、前記マスク層が形成されてい
ない前記下部シールド層２４上に前記第１エクストラギ
ャップ層３４をスパッタするなどして形成する。

【０１１６】次に前記下部シールド層２４上に磁気検出
素子２１を、前記第１エクストラギャップ層３４上にモ
ニタ素子２２を形成する。

【０１１７】前記磁気検出素子２１及びモニタ素子２２
の形成方法は、例えば以下の通りである。まず前記下部
シールド層２４上から前記第１エクストラギャップ層３
４上の全面にかけて、下から反強磁性材料製の反強磁性
層２５、磁性材料製の固定磁性層２６、絶縁性のバリア
層２７あるいは非磁性導電層、磁性材料製のフリー磁性
層２８及び保護層２９の順に形成された積層膜をスパッ
タ法や蒸着法によって成膜する。

【０１１８】次にＡｌ₂Ｏ₃などの絶縁性のギャップ層３
０及びハードバイアス層３１が形成されるべき位置の前
記積層膜に、エッチングによって穴部を形成し、この穴
部内に前記ギャップ層３０及びハードバイアス層３１を
スパッタ法や蒸着法によって積層形成する。この時点で
はまだ不要な部分（磁気検出素子２１とモニタ素子２２
の間等）に前記積層膜が残されているので、図１０に示
すような形態の磁気検出素子２１及びモニタ素子２２と
すべく、レジストなどのマスク層を用いて、前記の不要
な部分の積層膜をエッチングで除去すると、図１０に示
す形態の磁気検出素子２１及びモニタ素子２２が完成す
る。

【０１１９】図１０に示すように、前記磁気検出素子２
１及びモニタ素子２２上にレジスト層４０を形成する。
このとき磁気検出素子２１上に形成されるレジスト層４
０を、なるべく素子両側端部Ｉのハードバイアス層３１
上面が露出するように形成することが好ましい。これに
よって前記ハードバイアス層３１上を適切に次工程の第
２エクストラギャップ層３３で覆うことができ、上部シ
ールド層３２から流れる電流を適切に素子中央部Ｈにの
み導くことが可能になる。

【０１２０】また前記モニタ素子２２上に形成されるレ
ジスト層４０を、なるべく素子両側端部Ｉのハードバイ
アス層３１上面が隠れるように形成することが好まし
い。これによって上部シールド層３２とハードバイアス
層３１とを適切に電気的に接続でき、前記モニタ素子２
２をＣＩＰ型素子として形成することが可能になる。

【０１２１】図１０に示すように前記レジスト層４０に
覆われていない前記磁気検出素子２１とモニタ素子２２
間等をＡｌ₂Ｏ₃やＳｉＯ₂などの絶縁性の第２エクスト
ラギャップ層３３でスパッタ法や蒸着法などを用いて埋
める。

【０１２２】このとき前記レジスト層４０の上面にも絶
縁性の材料層３３ｂが形成される。前記第２エクストラ
ギャップ層３３の形成後、前記レジスト層４０を除去す
る。

【０１２３】次に前記第２エクストラギャップ層３３
に、レジストなどのマスク層を用いて所定箇所に下部シ
ールド層２４にまで通じるコンタクトホール３３ａを形
成する。

【０１２４】次に図１１に示す工程では、前記磁気検出
素子２１及びモニタ素子２２上に、フレームメッキ法な
どを用いて上部シールド層３２をメッキ形成する。まず
図示しないメッキ下地層を形成した後、図１１に示すよ
うにレジスト層などによるフレーム４１を必要な部分に
のみ立てる。前記フレーム４１は、磁気検出素子２１上
では、少なくとも素子中央部Ｈ上に形成されないように
しなければならない。また前記フレーム４１は、前記第
２エクストラギャップ層３３に形成されたコンタクトホ
ール３３ａ内にも形成されないようにしなければならな
い。さらに前記フレーム４１は、モニタ素子２２上で
は、必ず素子中央部Ｈ上に立て、また少なくとも一部の
ハードバイアス層３１が露出した状態を保つように、前
記ハードバイアス層３１上に前記フレーム４１が形成さ
れないようにしなければならない。

【０１２５】以上のようにしてフレーム４１を形成した
後、前記フレーム４１が立てられていない部分に、例え
ばＮｉＦｅ合金などの磁性材料からなる上部シールド層
３２をメッキ形成する。

【０１２６】上記したフレームメッキ法によって前記上
部シールド層３２をメッキ形成することで、前記磁気検
出素子２１の素子中央部Ｈ上には上部シールド層３２が
電気的に接続形成され、前記上部シールド層３２がＣＰ
Ｐ型の上部電極として機能する。

【０１２７】またモニタ素子２２の素子両側端部Ｉに形
成されたハードバイアス層３１上には前記上部シールド
層３２が電気的に接続形成され、前記上部シールド層３
２がＣＩＰ型の電極として機能する。

【０１２８】さらに第２エクストラギャップ層３３に形
成されたコンタクトホール３３ａに前記下部シールド層
２４にまで通じるコンタクト部３５を前記上部シールド
層３２の形成と同時に形成することができる。

【０１２９】前記上部シールド層３２の形成後、前記フ
レーム４１を除去し、さらに上部シールド層３２の下以
外の部分に広がるメッキ下地層をスパッタ法などで除去
すると図２に示す構造の磁気検出素子２１及びモニタ素
子２２が完成する。なお前記上部シールド層３２はメッ
キ法以外にもスパッタ法や蒸着法などによって形成する
こともできる。

【０１３０】次に図１２ないし図１４に示す工程図を用
いて、図４に示す実施形態の素子基板２０上に形成され
た磁気検出素子２１及びモニタ素子２２の形成方法につ
いて説明する。なお各図は、図１に示す素子基板２０を
Ｘ−Ｚ平面と平行な方向から切断し、さらにこの断面を
素子基板２０の正面２０ａ側から見た際の部分断面図で
ある。

【０１３１】図１２に示す工程では、下部シールド層２
４上から第１エクストラギャップ層３４上にかけて、下
から反強磁性層２５、固定磁性層２６、バリア層２７あ
るいは非磁性導電層、フリー磁性層２８及び保護層２９
の順で積層された積層膜４６を形成した後、磁気検出素
子２１のギャップ層３０及びハードバイアス層３１が積
層される部分の前記積層膜４６以外の積層膜４６上に、
及びモニタ素子２２が形成されるべき部分の前記積層膜
４６以外の積層膜４６上に図１２に示すレジスト層４４
を形成する。前記レジスト層４４はリフトオフ用のレジ
スト層であってもよい。

【０１３２】そして前記レジスト層４４に覆われていな
い前記積層膜４６をエッチングで除去し、図１２に示す
穴部４２と穴部４３を形成する。

【０１３３】次に図１３に示す工程に示すように、前記
穴部４２及び穴部４３内に下からギャップ層３０及びハ
ードバイアス層３１をこの順番で積層し、前記レジスト
層４４を除去する。

【０１３４】さらにモニタ素子２２と磁気検出素子２１
間等に、不要な前記積層膜４６が残されているので、前
記磁気検出素子２１上及びモニタ素子２２上にレジスト
層４５を設け（このレジスト層４５の平面形状は、例え
ば図５の磁気検出素子２１及びモニタ素子２２の平面形
状と同じである）、このレジスト層４５に覆われていな
い前記積層膜４６等をエッチングで除去すると図１４の
ような形態の磁気検出素子２１とモニタ素子２２とが完
成する。その後、図１０及び図１１と同じ工程を施すと
図４に示す実施形態の素子基板２０上の磁気検出素子２
１及びモニタ素子２２が完成する。

【０１３５】また図１２に示す工程で、前記積層膜４６
に形成される穴部４２及び穴部４３内に反強磁性層２５
の一部が残るようにエッチング工程を施すと、図６に示
す実施形態の磁気検出素子２１及びモニタ素子２２が完
成する。

【０１３６】図１５に示す工程図は、図７に示す実施形
態の素子基板２０上の磁気検出素子２１及びモニタ素子
２２の形成方法を示す一工程図である。

【０１３７】まず図９と図１０と同じ工程を施すが、こ
のとき第１エクストラギャップ層３４上にはモニタ素子
２２を形成せずに、磁気検出素子２１のみを形成する。

【０１３８】前記磁気検出素子２１を形成した後、前記
磁気検出素子２１上、下部シールド層２４上及び第１エ
クストラギャップ層３４上をすべてレジスト層５０で覆
った後、露光現像で前記第１エクストラギャップ層３４
上に乗っている前記レジスト層５０の部分に穴部５０ａ
を形成する。そしてこの穴部５０ａ内にスパッタ法や蒸
着法によって、Ｔａ、Ｗ、Ｃｒ、Ｔｉなどで形成された
金属材料膜を形成する。この金属材料膜がモニタ素子２
２として機能する。そして前記レジスト層５０をすべて
除去し、図１０及び図１１と同じ工程を施すと図７に示
す実施形態の磁気検出素子２１及びモニタ素子２２が完
成する。

【０１３９】図８に示す実施形態に示す素子基板２０上
に形成された磁気検出素子２１及びモニタ素子２２の形
成方法は、図１０工程で素子中央部Ｈの膜構成を、下か
らフリー磁性層２８、バリア層２７あるいは非磁性導電
層、固定磁性層２６及び反強磁性層２５の順に積層形成
し、また素子両側端部Ｉの膜構成を下から絶縁層３６、
ハードバイアス層３１及びギャップ層３０の順に積層形
成すればよい。

【０１４０】また図１０に示す工程で磁気検出素子２１
及びモニタ素子２２間を埋める第２エクストラギャップ
層３３を、その膜厚が前記モニタ素子２２に形成される
ギャップ層３０とほぼ同じ膜厚となるように形成する。
このようにすることで、図１０に示す工程において前記
第２エクストラギャップ層３３に形成されるコンタクト
ホール３３ａと、図８に示すモニタ素子２２のギャップ
層３０に形成されるコンタクトホール３０ａとを同じ工
程で形成することができ、製造工程の簡略化を図ること
ができる。

【０１４１】なお前記第２エクストラギャップ層３３よ
りもハイト方向後方に広がるバックフィルギャップ層
（図示しない）にコンタクト部３５形成のためのコンタ
クトホールを形成する場合には、前記バックフィルギャ
ップ層と前記ギャップ層３０とをほぼ同じ膜厚で形成す
ることが好ましい。このようにすることで、図１０に示
すバックフィルギャップ層に形成されるコンタクトホー
ルと、図８に示すモニタ素子２２のギャップ層３０に形
成されるコンタクトホール３０ａとを同じ工程で形成す
ることができ、製造工程の簡略化を図ることができる。

【０１４２】そして前記上部シールド層３２を形成する
工程において、磁気検出素子２１上の上部シールド層３
２、コンタクト部３５、およびモニタ素子２１上の上部
シールド層３２（このときコンタクトホール３０ａ内も
コンタクト部として埋められる）を同時に形成すること
で製造工程の簡略化を図ることが可能になる。

【０１４３】以上、詳述した本発明における製造方法に
よれば、上部シールド層３２の形成によってＣＰＰ型の
磁気検出素子２１の電極とＣＩＰ型のモニタ素子２２の
電極とを同時に形成することが可能になるため、前記モ
ニタ素子２２の形成が煩雑化するといったことがない。

【０１４４】また図９ないし図１１に示す工程によって
磁気検出素子２１及びモニタ素子２２の素子中央部Ｈ及
び素子両側端部Ｉを全く同じ膜構成で形成でき、また図
１２ないし図１４に示す工程においても、前記モニタ素
子２２を磁気検出素子２１に使用されるハードバイアス
層３１と同じ材質により形成できるため、前記モニタ素
子２２の形成の製造工程数を従来に比べて増やすことな
く形成することができる。

【０１４５】また図１５工程を施すことによって形成さ
れたモニタ素子２２であれば、前記モニタ素子２２を任
意の大きさで形成することができ、例えば磁気検出素子
２１とモニタ素子２２との電気抵抗値の関係を示す対照
表を各スライダバー毎や各ブロック毎に作成しなくても
よくなるなど、ハイト出し加工の効率化を向上させるこ
とが可能になる。

【０１４６】

【発明の効果】以上詳述した本発明によれば、磁気検出
素子はＣＰＰ（current perpendicular to the pla
ne）型素子であるのに対し、モニタ素子はＣＩＰ型素子
であるため、ハイト出し加工の際に高い前記モニタ素子
の電気抵抗値を取ることができ、また電気抵抗値のばら
つきも少ない。

【０１４７】よって本発明では、磁気検出素子がＣＰＰ
型素子であっても、ハイト出し加工の際に高く且つばら
つきの少ないモニタ素子の電気抵抗値を測定することが
でき、従って従来に比べて前記モニタ素子の電気抵抗値
を測定しながら、前記磁気検出素子のハイト方向への長
さ寸法をより正確に調整することができる。

【０１４８】また本発明では上部シールド層は、磁気検
出素子の少なくとも素子中央部上に形成されＣＰＰ型素
子の上部電極として機能し、また前記上部シールド層は
モニタ素子の素子中央部上の両側に形成されＣＩＰ型素
子の電極として機能している。すなわち上部シールド層
の形成位置を磁気検出素子上とモニタ素子上とで適切に
変えるだけで、それぞれの素子の電極として機能させる
ことができるから、従来に比べて製造工程数が増えると
いったことはなく、容易にＣＰＰ型の磁気検出素子とＣ
ＩＰ型のモニタ素子とを形成することが可能になってい
る。

【０１４９】本発明では前記モニタ素子の膜構成を磁気
検出素子と全く同じにすることもでき、あるいは前記磁
気検出素子の素子両側端部に使用されるハードバイアス
層の形成と同時に、前記モニタ素子を形成することもで
きる。従って前記モニタ素子を従来に比べて製造工程を
増やすことなく容易に形成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における素子基板の部分斜視図、

【図２】本発明における第１実施形態であり、素子基板
上に形成された磁気検出素子及びモニタ素子の断面を、
前記素子基板の正面側から見た部分断面図、

【図３】図２に示す実施形態の部分平面図、

【図４】本発明における第２実施形態であり、素子基板
上に形成された磁気検出素子及びモニタ素子の断面を、
前記素子基板の正面側から見た部分断面図、

【図５】図４に示す実施形態の部分平面図、

【図６】本発明における第３実施形態であり、素子基板
上に形成された磁気検出素子及びモニタ素子の断面を、
前記素子基板の正面側から見た部分断面図、

【図７】本発明における第４実施形態であり、素子基板
上に形成された磁気検出素子及びモニタ素子の断面を、
前記素子基板の正面側から見た部分断面図、

【図８】本発明における第５実施形態であり、素子基板
上に形成された磁気検出素子及びモニタ素子の断面を、
前記素子基板の正面側から見た部分断面図、

【図９】図２に示す素子基板上に形成された磁気検出素
子及びモニタ素子の製造方法を示す一工程図、

【図１０】図９の次に行なわれる一工程図、

【図１１】図１０の次に行なわれる一工程図、

【図１２】図４に示す素子基板上に形成された磁気検出
素子及びモニタ素子の製造方法を示す一工程図、

【図１３】図１２の次に行なわれる一工程図、

【図１４】図１３の次に行なわれる一工程図、

【図１５】図７に示す素子基板上に形成された磁気検出
素子及びモニタ素子の製造方法を示す一工程図、

【図１６】従来における素子基板の部分斜視図、

【図１７】従来における素子基板上に形成された磁気検
出素子及びモニタ素子の断面を、前記素子基板の正面側
から見た部分断面図、

【図１８】従来の問題点を説明するための図であり、モ
ニタ素子をＹ−Ｚ平面と平行な方向から切断した際の部
分断面図、

【符号の説明】

２０ 素子基板 ２１ 磁気検出素子 ２２ モニタ素子 ２４ 下部シールド層 ３０ ギャップ層 ３１ ハードバイアス層 ３２ 上部シールド層 ３３ 第２エクストラギャップ層 ３４ 第１エクストラギャップ層 ３５ コンタクト部 ３６ 絶縁層 ４０、４４、４５、５０ レジスト層 ４１ フレーム Ｈ 素子中央部 Ｉ 素子両側端部

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁気検出素子と、電気抵抗値を測定しな
   がら前記磁気検出素子のハイト方向への長さ寸法を決定
   するためのモニタ素子とが設けられた素子基板におい
   て、 前記素子基板上には絶縁層を介して下部シールド層が形
   成され、この下部シールド層上に前記磁気検出素子及び
   モニタ素子が設けられ、 前記磁気検出素子は、少なくとも素子中央部上に上部シ
   ールド層が設けられ、前記上部シールド層と下部シール
   ド層とを電極として前記素子中央部の膜厚方向に電流を
   流すＣＰＰ型素子であり、 前記モニタ素子は素子中央部上のトラック幅方向の両側
   に上部シールド層が設けられ、一対の前記上部シールド
   層を電極として前記素子中央部の膜面方向に電流を流す
   ＣＩＰ型素子であることを特徴とする磁気検出素子とモ
   ニタ素子とを有する素子基板。
2. 【請求項２】 前記磁気検出素子の前記素子中央部は、
   反強磁性層と固定磁性層と非磁性材料層とフリー磁性層
   とを有して形成され、前記素子中央部のトラック幅方向
   の両側には絶縁層とバイアス層とを有する素子両側端部
   が設けられ、 前記モニタ素子は、前記磁気検出素子の素子中央部及び
   素子両側端部と同じ膜構成で形成され、前記モニタ素子
   のバイアス層上に前記上部シールド層が設けられている
   請求項１記載の磁気検出素子とモニタ素子とを有する素
   子基板。
3. 【請求項３】 前記磁気検出素子の前記素子中央部は、
   反強磁性層と固定磁性層と非磁性材料層とフリー磁性層
   とを有して形成され、前記素子中央部のトラック幅方向
   の両側には絶縁層とバイアス層とを有する素子両側端部
   が設けられ、前記モニタ素子の素子中央部及び素子両側
   端部は、ある一種の金属材料の層のみで形成され、前記
   素子両側端部上に前記上部シールド層が設けられている
   請求項１記載の磁気検出素子とモニタ素子とを有する素
   子基板。
4. 【請求項４】 前記モニタ素子の素子中央部及び素子両
   側端部は、前記バイアス層と同じ材質の層のみで形成さ
   れる請求項３記載の磁気検出素子とモニタ素子とを有す
   る素子基板。
5. 【請求項５】 前記モニタ素子の素子中央部及び素子両
   側端部は、前記バイアス層の材質以外の金属材料の層で
   形成される請求項３記載の磁気検出素子とモニタ素子と
   を有する素子基板。
6. 【請求項６】 前記非磁性材料層とは絶縁性のバリア層
   である請求項２ないし５のいずれかに記載の磁気検出素
   子とモニタ素子とを有する素子基板。
7. 【請求項７】 前記非磁性材料層とは非磁性導電材料で
   形成された層である請求項２ないし５のいずれかに記載
   の磁気検出素子とモニタ素子とを有する素子基板。
8. 【請求項８】 前記モニタ素子と下部シールド層との間
   には絶縁性のギャップ層が設けられる請求項１ないし７
   のいずれかに記載の磁気検出素子とモニタ素子とを有す
   る素子基板。
9. 【請求項９】 磁気検出素子と、電気抵抗値を測定しな
   がら前記磁気検出素子のハイト方向への長さ寸法を決定
   するためのモニタ素子とが設けられた素子基板の製造方
   法において、（ａ）素子基板上に絶縁層を介して下部シ
   ールド層を形成する工程と、（ｂ）前記下部シールド層
   上に磁気検出素子及びモニタ素子を形成する工程と、
   （ｃ）前記磁気検出素子の、少なくとも素子中央部上に
   上部シールド層を形成すると同時に、前記モニタ素子の
   素子中央部の両側端部上に前記上部シールド層を形成す
   る工程と、を有することを特徴とする磁気検出素子とモ
   ニタ素子とを有する素子基板の製造方法。
10. 【請求項１０】 前記（ｂ）工程及び（ｃ）工程に代え
    て、（ｄ）磁気検出素子及びモニタ素子を、前記下部シ
    ールド層上に反強磁性層と固定磁性層と非磁性材料層と
    フリー磁性層とを有して形成された素子中央部と、前記
    素子中央部のトラック幅方向の両側にギャップ層とバイ
    アス層とが設けられた素子両側端部とで形成する工程
    と、（ｅ）前記磁気検出素子の、少なくとも素子中央部
    上に上部シールド層を形成すると同時に、前記モニタ素
    子の素子両側端部のバイアス層上に上部シールド層を形
    成する工程、とを有する請求項９記載の磁気検出素子と
    モニタ素子とを有する素子基板の製造方法。
11. 【請求項１１】 前記（ｂ）工程及び（ｃ）工程に代え
    て、（ｆ）磁気検出素子を、前記下部シールド層上に反
    強磁性層と固定磁性層と非磁性材料層とフリー磁性層と
    を有して形成された素子中央部と、前記素子中央部のト
    ラック幅方向の両側にギャップ層とバイアス層とが設け
    られた素子両側端部とで形成し、前記バイアス層の形成
    と同時に、前記バイアス層と同じ材質でモニタ素子の素
    子中央部及び素子両側端部を形成する工程と、（ｇ）前
    記磁気検出素子の、少なくとも素子中央部上に上部シー
    ルド層を形成すると同時に、前記モニタ素子の素子両側
    端部上に上部シールド層を形成する工程、とを有する請
    求項９記載の磁気検出素子とモニタ素子とを有する素子
    基板の製造方法。
12. 【請求項１２】 前記（ｂ）工程及び（ｃ）工程に代え
    て、（ｈ）磁気検出素子を、前記下部シールド層上に反
    強磁性層と固定磁性層と非磁性材料層とフリー磁性層と
    を有して形成された素子中央部と、前記素子中央部のト
    ラック幅方向の両側にギャップ層とバイアス層とが設け
    られた素子両側端部とで形成し、前記モニタ素子の素子
    中央部及び素子両側端部を、前記バイアス層の材質とは
    別の金属材料で形成する工程と、（ｉ）前記磁気検出素
    子の少なくとも素子中央部上に上部シールド層を形成す
    ると同時に、前記モニタ素子の素子両側端部上に上部シ
    ールド層を形成する工程、とを有する請求項９記載の磁
    気検出素子とモニタ素子とを有する素子基板の製造方
    法。
13. 【請求項１３】 前記非磁性材料層を絶縁材料で形成す
    る請求項１０ないし１２のいずれかに記載の磁気検出素
    子とモニタ素子とを有する素子基板の製造方法。
14. 【請求項１４】 前記非磁性材料層を非磁性導電材料で
    形成する請求項１０ないし１２のいずれかに記載の磁気
    検出素子とモニタ素子とを有する素子基板の製造方法。
15. 【請求項１５】 前記（ｂ）工程、（ｄ）工程、（ｆ）
    工程、（ｈ）工程で、モニタ素子を形成する前に、前記
    下部シールド層上に絶縁性のギャップ層を形成し、その
    上にモニタ素子を形成する請求項９ないし１４のいずれ
    かに記載の磁気検出素子とモニタ素子とを有する素子基
    板の製造方法。