JP2003174217A - 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

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 狭トラック化においても適切にフリー磁性層
の磁化制御を行うことができ、再生特性に優れた磁気検
出素子及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 フリー磁性層２６上にはＲｕなどで形成
された非磁性層２７が形成され、前記非磁性層２７の両
側端部２７ａ上には強磁性層２８及び第２反強磁性層２
９が設けられている。前記強磁性層２８とフリー磁性層
２６の両側端部Ｓ間には効果的に強磁性的な結合が生じ
ている。本発明では、前記フリー磁性層２６の両側端部
Ｓにイオンミリングによるダメージが与えられず、上記
の強磁性的な結合により前記フリー磁性層２６の磁化制
御を適切に行うことができ、狭トラック化に適切に対応
可能な磁気検出素子を製造することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は主に、ハードディス
ク装置や磁気センサなどに用いられる磁気検出素子に係
り、特に狭トラック化においても適切にフリー磁性層の
磁化制御を行うことができ、再生特性に優れた磁気検出
素子及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３４は、従来の磁気検出素子の構造を
記録媒体との対向面側から見た部分断面図である。
【０００３】符号１は基板であり、前記基板１の上に反
強磁性層２、固定磁性層３、非磁性材料層４及びフリー
磁性層５からなる多層膜８が形成されている。前記多層
膜８の両側にはハードバイアス層６が形成され、前記ハ
ードバイアス層６の上には電極層７が形成されている。
【０００４】前記固定磁性層３の磁化は前記反強磁性層
２との間で発生する交換結合磁界によって図示Ｙ方向に
固定される。一方、フリー磁性層５の磁化は、ハードバ
イアス層６からの縦バイアス磁界によって図示Ｘ方向に
揃えられる。
【０００５】図３４に示すように前記フリー磁性層５の
トラック幅方向（図示Ｘ方向）の幅寸法でトラック幅Ｔ
ｗが規制され、今後の高記録密度化に伴って前記トラッ
ク幅Ｔｗの寸法は益々小さくなっている。
【０００６】しかし狭トラック化が進むと、図３４に示
す磁気検出素子の構造では適切にフリー磁性層５の磁化
制御を行うことができなかった。
【０００７】（１）まず図２５に示す構造では、狭トラ
ック化に伴ってフリー磁性層５の幅寸法が短くなってい
くが、狭トラック化になるほど、ハードバイアス層６か
らの強い縦バイアス磁界の影響を受ける領域がフリー磁
性層５内で大きな割合を占める。強い縦バイアス磁界を
受けた領域は、外部磁界に対して磁化変動しにくい不感
領域となり、狭トラック化に伴ってこの不感領域が大き
くなるから再生感度が低下する。
【０００８】（２）ハードバイアス層６とフリー磁性層
５間は磁気的に不連続状態となりやすい。特に前記ハー
ドバイアス層６とフリー磁性層５間にＣｒなどで形成さ
れたバイアス下地層が介在するとなおさらである。
【０００９】このような磁気的な不連続状態によってフ
リー磁性層５のトラック幅方向の端部の反磁界の影響が
強まり、フリー磁性層５の磁化を乱す現象（バックリン
グ現象）が生じ易くなる。このバックリング現象は、狭
トラック化になるほど、フリー磁性層５の広い領域に生
じ易くなり、これにより再生波形の安定性が低下すると
いった問題が発生する。
【００１０】（３）狭ギャップ化に伴って、ハードバイ
アス層６からの縦バイアス磁界の一部が、図２５に示す
磁気検出素子の上下に形成されたシールド層（図示しな
い）に逃げてしまい、シールド層の磁化状態を乱すと共
に、フリー磁性層５に供給されるはずの縦バイアス磁界
が弱まり、フリー磁性層５の磁化制御を適切に行うこと
ができない。
【００１１】上記した問題点を解消するため、最近で
は、フリー磁性層５の磁化制御は、フリー磁性層上に反
強磁性層を用いたエクスチェンジバイアス方式が採用さ
れつつある。
【００１２】エクスチェンジバイアス方式を用いた磁気
検出素子は、例えば図３５及び図３６に示す製造工程を
用いて製造される。図３５及び図３６は、磁気検出素子
を記録媒体との対向面側から見た部分断面図である。
【００１３】図３５に示す工程では、基板１上に例えば
ＰｔＭｎ合金からなる反強磁性層２を形成し、さらに磁
性材料製の固定磁性層３、非磁性材料層４及び磁性材料
製のフリー磁性層５を積層形成する。そして前記フリー
磁性層５上に前記フリー磁性層５表面が大気暴露された
ときに酸化されるのを防止するためのＴａ膜９を形成す
る。
【００１４】次に図３５に示す前記Ｔａ膜９上にリフト
オフ用のレジスト層１０を形成し、前記レジスト層１０
に覆われていないトラック幅方向（図示Ｘ方向）の両側
に露出した前記Ｔａ膜９をイオンミリングですべて除去
する。このとき前記Ｔａ膜９下のフリー磁性層５も一部
削られる（点線部分が削られる）。
【００１５】次に図２７に示す工程ではレジスト層１０
の両側に露出したフリー磁性層５上に強磁性層１１、Ｉ
ｒＭｎ合金などで形成された第２反強磁性層１２、およ
び電極層１３を連続成膜する。そして図２７に示すレジ
スト層１０を除去すると、エクスチェンジバイアス方式
を用いた磁気検出素子が完成する。
【００１６】そして図３６に示す磁気検出素子では、強
磁性層１１間のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の間隔で
トラック幅Ｔｗを規制でき、前記強磁性層１１は前記第
２反強磁性層１２との間で発生する交換結合磁界によっ
て図示Ｘ方向に強固に固定される。これにより前記強磁
性層１１下に位置するフリー磁性層５の両側端部Ａは、
前記強磁性層１１との間の強磁性結合によって図示Ｘ方
向に強固に固定され、トラック幅Ｔｗ領域のフリー磁性
層５の中央部Ｂは外部磁界に対し磁化変動できる程度に
弱く単磁区化されていると考えられた。
【００１７】このエクスチェンジバイアス方式を用いた
磁気検出素子であれば、上記した（１）〜（３）の問題
点を適切に解消できるものと期待された。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら図３５及
び図３６に示す製造工程で形成された磁気検出素子では
以下のような課題が生じた。
【００１９】（１）まず第１に、図３５に示す工程での
イオンミリング時に、Ｔａ膜９のみならず、その下に形
成されたフリー磁性層５の一部までも削れてしまい、ま
たイオンミリング時に使用されるＡｒなどの不活性ガス
が露出したフリー磁性層５表面から内部に入り込みやす
くなり、以上のようなイオンミリングによるダメージに
よって前記フリー磁性層５の表面部分５ａの結晶構造が
壊れたり、あるいは格子欠陥が発生しやすくなる（Ｍｉ
ｘｉｎｇ効果）。これによって前記フリー磁性層５の表
面部分５ａの磁気特性が劣化しやすい。
【００２０】図３５工程のイオンミリング時にＴａ膜９
のみを削り、あるいは前記Ｔａ膜を非常に薄い膜厚のみ
残すようにして、フリー磁性層５が削られないようにで
きれば最も好ましいが、実際にそのようにミリング制御
することは難しい。
【００２１】その理由は、フリー磁性層５上に形成され
たＴａ膜９の膜厚にある。前記Ｔａ膜９の膜厚は成膜時
で３０Å〜５０Å程度で形成される。この程度の厚い膜
厚でなければフリー磁性層５が酸化されるのを適切に防
止できないからである。
【００２２】ところがＴａ膜９は、大気に曝されたり、
固定磁性層３や強磁性層１１と反強磁性層２、１２間で
交換結合磁界を発生させるための磁場中アニールによっ
て酸化され、その酸化された部分の膜厚が膨張し、前記
Ｔａ膜９全体の膜厚は成膜段階よりも厚くなる。例えば
Ｔａ膜９の膜厚が成膜時３０Å程度であったとき、酸化
によって前記Ｔａ膜９の膜厚は４５Å程度にまで大きく
なってしまう。
【００２３】従って酸化によって膜厚が大きくなったＴ
ａ膜９を効果的にミリングで除去するには、高エネルギ
ーのイオンミリングを使用する必要がある。高エネルギ
ーのイオンミリングであるからミリングレートは速く、
膜厚の厚いＴａ膜９をイオンミリングで除去した瞬間
に、ミリングを止めることは不可能に近い。すなわち高
エネルギーになればなるほどミリング止め位置のマージ
ンを広く取る必要がある。このため前記Ｔａ膜の下に形
成されたフリー磁性層５も一部削られてしまい、このと
き高エネルギーのイオンミリングによって余計にフリー
磁性層５は大きなダメージを受けやすく磁気特性の劣化
が顕著になる。
【００２４】（２）上記のようにイオンミリングで露出
したフリー磁性層５表面は、前記イオンミリングによる
ダメージによって磁気特性が劣化している。このため前
記フリー磁性層５上に積層される強磁性層１１との間の
磁気的な結合（強磁性的な交換相互作用）は十分ではな
く、このため強磁性層１１の膜厚を厚く形成する必要が
ある。
【００２５】しかし強磁性層１１の膜厚を厚く形成する
と今度は反強磁性層１２間で発生する交換結合磁界が弱
まるため、結局、フリー磁性層５の両側端部Ａを強固に
磁化固定できず、サイドリーディングの問題が発生し、
狭トラック化に適切に対応可能な磁気検出素子を製造で
きなくなる。
【００２６】また強磁性層１１を厚く形成しすぎると、
前記強磁性層１１の内側側面から前記フリー磁性層５の
中央部Ｂに余分な静磁界が及びやすくなり、磁化反転可
能なフリー磁性層５の中央部Ｂの外部磁界に対する感度
が低下しやすい。
【００２７】（３）このようにＴａ膜９のみを除去する
ことは困難であるが、仮にＴａ膜９がフリー磁性層５の
両側端部Ａ上に残されると、熱拡散などによってＴａが
フリー磁性層５や強磁性層１１内部に侵入し、これによ
って前記フリー磁性層５及び強磁性層１１の磁気特性を
劣化させ、前記フリー磁性層５と強磁性層１１間の強磁
性結合が弱まって、前記フリー磁性層の磁化制御を適切
に行えないといった問題が発生する。
【００２８】以上のように、フリー磁性層５上にＴａ膜
９を形成し、前記Ｔａ膜９の両側を削って露出したフリ
ー磁性層５上に強磁性層１１及び第２反強磁性層１２を
重ね合わせる磁気検出素子の構造では、依然としてフリ
ー磁性層５の磁化制御を適切に行えず、狭トラック化に
適切に対応可能な磁気検出素子を製造することができな
かった。 そこで本発明は上記従来の課題を解決するた
めのものであり、エクスチェンジバイアス方式におい
て、フリー磁性層の磁化制御を適切に行うことができ、
狭トラック化に適切に対応可能な磁気検出素子及びその
製造方法を提供することを目的とする。
【００２９】
【課題を解決するための手段】本発明における磁気検出
素子は、下から第１反強磁性層、固定磁性層、非磁性材
料層、フリー磁性層、非磁性層の順に積層された多層膜
を有し、前記非磁性層のトラック幅方向の少なくとも両
側端部上には、下から順に強磁性層、第２反強磁性層が
設けられ、前記両側端部上の強磁性層とフリー磁性層の
両側端部とが前記非磁性層を介して強磁性的に結合して
いることを特徴とするものである。
【００３０】本発明では、従来（図３５を参照）と異な
り、前記フリー磁性層の両側端部上には非磁性層が形成
され、この非磁性層の上に強磁性層が形成されている。
このため本発明では、前記フリー磁性層の両側端部は前
記非磁性層の存在によって適切にイオンミリングから守
られ、すなわち従来のように前記フリー磁性層の両側端
部がイオンミリングによるダメージを受けておらず、前
記フリー磁性層の両側端部の磁気特性は良好に保たれて
いる。
【００３１】従って本発明では、前記フリー磁性層の両
側端部を前記非磁性層を介した強磁性層との間で発生す
る強磁性的な結合によって効果的に磁化固定することが
できる。なお本発明では、前記フリー磁性層と強磁性層
間で効果的に強磁性的結合を発生させるため、後述する
ように前記非磁性層の材質及び膜厚を適切に規定してい
る。
【００３２】ここで「強磁性的な結合」とは、非磁性層
を介したフリー磁性層の両側端部と強磁性層間における
ＲＫＫＹ的な強磁性結合、あるいは非磁性層に形成され
たピンホールなどの欠陥部を介した前記フリー磁性層の
両側端部と強磁性層間の直接的な交換相互作用によっ
て、前記フリー磁性層の両側端部が前記強磁性層の磁化
方向と同一方向に磁化されることを意味する。
【００３３】本発明では上記のようにフリー磁性層の両
側端部を前記強磁性層との間の強磁性的な結合によって
強固に磁化固定できるとともに、フリー磁性層の中央部
は外部磁界に対し磁化反転できる程度に弱く単磁区化で
き、よって狭トラック化においても適切にフリー磁性層
の磁化制御が可能な磁気検出素子の製造をすることがで
きる。
【００３４】なお本発明では、従来と異なって、フリー
磁性層の両側端部上に非磁性層を残すことができるの
は、後述するように、成膜段階における非磁性層の膜厚
を適切に調整し、低エネルギーのイオンミリングによっ
て前記非磁性層の両側端部がすべて除去されないように
できるからである。なお本発明では前記非磁性層の両側
端部をイオンミリングで削る必要がない場合もある。非
磁性層の成膜段階の膜厚が強磁性層及びフリー磁性層間
に効果的に強磁性的な結合を生じさせる場合である。
【００３５】また本発明では、前記非磁性層の膜厚は、
両側端部の膜厚の方が中央部の膜厚に比べて薄いことが
好ましい。かかる場合、前記非磁性層の中央部の膜厚
は、３Å以上で２０Å以下で形成されることが好まし
い。より好ましくは１０Å以下である。
【００３６】この非磁性層の中央部の膜厚は、成膜段階
での膜厚である。本発明ではこのように成膜段階で非磁
性層の膜厚を薄く形成することで、前記非磁性層の両側
端部をイオンミリング等で削って、さらにその膜厚を薄
くするときに、低エネルギーのイオンミリングを使用で
き、従って本発明では、前記非磁性層の両側端部が一部
残るように、イオンミリングを制御しやすい。よって従
来のように非磁性層を全て削ってさらにフリー磁性層ま
で削ってしまうといった不具合は発生せず、フリー磁性
層の両側端部の磁気特性の劣化を適切に防止でき、前記
フリー磁性層の両側端部を効果的に強磁性層との間の強
磁性的な結合によって磁化固定することが可能になって
いる。
【００３７】また、前記非磁性層は、中央部から両側端
部にかけて一定の膜厚で形成されてもよい。
【００３８】なお、本発明は、前記多層膜のトラック幅
方向の両側端部上に電極層が設けられ電流は前記多層膜
の各層の膜面に対し平行な方向に流れる、いわゆるＣＩ
Ｐ（current in the plane）型の磁気検出素子とするこ
とができる。
【００３９】または、本発明は、前記多層膜の上下に上
部電極層及び下部電極層が設けられ、電流は前記多層膜
の各層の膜面に対し垂直方向に流れるいわゆるＣＰＰ
（current perpendicular to the plane）型の磁気検出
素子とすることができる。ＣＰＰ型磁気検出素子の場合
には、前記第２の反強磁性層上に絶縁層が設けられ、前
記上部電極層が前記絶縁層上から前記多層膜のトラック
幅方向の中央にかけて形成されることが好ましい。
【００４０】前記絶縁層が形成されると前記上部電極層
から第２反強磁性層へのセンス電流の分流を低減でき、
磁気検出素子の出力の向上及び実効トラック幅の狭小化
の促進が図れる。
【００４１】また本発明では、前記非磁性層の中央部上
にも前記強磁性層が設けられていてもよい。あるいは本
発明では、前記非磁性層の中央部上にも前記強磁性層及
び第２反強磁性層が設けられ、かかる場合、前記第２反
強磁性層の膜厚は、前記中央部上の方が前記両側端部上
よりも薄いことが好ましい。
【００４２】前記非磁性層の中央部上に前記強磁性層
が、または前記強磁性層及び第２反強磁性層が積層され
る磁気検出素子においても、前記非磁性層が中央部から
両側端部にかけて一定の膜厚で形成されていてもよい。
また、前記多層膜のトラック幅方向の両側端部上に電極
層が設けられ、電流が前記多層膜の各層の膜面に対し平
行な方向に流れるＣＩＰ型の磁気検出素子であってもよ
いし、前記多層膜の上下に上部電極層及び下部電極層が
設けられ、電流が前記多層膜の各層の膜面に対し垂直方
向に流れるＣＰＰ型の磁気検出素子であってもよい。
【００４３】前記非磁性層の中央部上に前記強磁性層
が、または前記強磁性層及び第２反強磁性層が積層され
る磁気検出素子をＣＰＰ型として用いるときには、前記
第２の反強磁性層の上面及びトラック幅方向の中央に対
向する側面上に絶縁層が設けられ、前記上部電極層は前
記絶縁層上から前記多層膜のトラック幅方向の中央にか
けて形成されていることが好ましい。
【００４４】前記絶縁層が形成されると前記上部電極層
から第２反強磁性層へのセンス電流の分流を低減でき、
磁気検出素子の出力の向上及び実効トラック幅の狭小化
の促進が図れる。
【００４５】前記第２の反強磁性層の上面に形成された
絶縁層と、トラック幅方向の中央に対向する側面上に形
成された絶縁層は、別体で形成されることが好ましい。
【００４６】前記多層膜の上に設けられた上部電極層
は、磁性材料で形成された上部シールド層を兼用するも
のであってもよいし、また、前記多層膜の下に設けられ
た下部電極層は、磁性材料で形成された下部シールド層
を兼用するものであってもよい。
【００４７】さらに、前記下部電極層のトラック幅方向
の中央には、前記多層膜方向に突出した突出部が設けら
れ、この突出部の上面が前記多層膜の下面と接し、前記
下部電極層のトラック幅方向の両側端部と前記多層膜間
には絶縁層が設けられるとセンス電流経路の幅が狭まり
実効トラック幅のさらなる狭小化を図れる。
【００４８】また、前記突出部の上面と、前記下部電極
層の両側端部上に設けられた前記絶縁層の上面が同一平
面で形成されると、前記下部電極層と前記絶縁層の上に
形成される前記多層膜を平坦面の上に安定した形状で形
成でき、磁気検出素子の特性が安定する。
【００４９】また本発明では、前記非磁性材料層を非磁
性導電材料で形成することが好ましい。前記非磁性材料
層が非磁性導電材料で形成された磁気検出素子を、スピ
ンバルブＧＭＲ型磁気抵抗効果素子（ＣＰＰ−ＧＭＲ）
と呼んでいる。
【００５０】また本発明では、ＣＰＰ型の磁気検出素子
である場合、前記非磁性材料層を絶縁材料で形成しても
よい。この磁気検出素子をスピンバルブトンネル型磁気
抵抗効果型素子（ＣＰＰ−ＴＭＲ）と呼んでいる。 本
発明では、前記非磁性層は、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、
Ｏｓ、Ｒｅ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａｕのうちいずれか１
種または２種以上で形成されることが好ましい。これら
材質で形成された非磁性層は、大気暴露によっても酸化
されにくい緻密な層を形成し、薄い膜厚でも十分にフリ
ー磁性層の酸化防止層となり得る。従って上記した材質
で形成された非磁性層であれば、従来のようにＴａ膜を
使用したときのように酸化によって膜厚が膨れ上がると
いったことはなく、低エネルギーのイオンミリングによ
って十分に前記非磁性層の両側端部の膜厚を調整するこ
とが可能になる。またこれら材質で形成された非磁性層
はフリー磁性層や強磁性層に熱拡散したとしても、前記
フリー磁性層及び強磁性層の性質を劣化させることがな
い。このため本発明では、フリー磁性層の両側端部上に
非磁性層を一部残しても、適切にフリー磁性層と強磁性
層との間で強磁性的な結合を生じさせることが可能にな
っている。
【００５１】また本発明では、前記非磁性層の両側端部
の膜厚は、前記非磁性層がＲｕで形成され、フリー磁性
層及び強磁性層が非磁性層と接する界面にＮｉＦｅ系合
金層を有するとき、０Åより大きく６Å以下で形成され
ることが好ましい。
【００５２】また本発明では、前記非磁性層の両側端部
の膜厚は、前記非磁性層がＣｒで形成され、フリー磁性
層及び強磁性層が非磁性層と接する界面にＮｉＦｅ系合
金層を有するとき、０Åより大きく８Å以下で形成され
ることが好ましい。
【００５３】また本発明では、前記非磁性層の両側端部
の膜厚は、前記非磁性層がＩｒで形成され、フリー磁性
層及び強磁性層が非磁性層と接する界面にＮｉＦｅ系合
金層を有するとき、０Åより大きく２．５Å以下で形成
されることが好ましい。
【００５４】また本発明では、前記非磁性層の両側端部
の膜厚は、前記非磁性層がＲｈで形成され、フリー磁性
層及び強磁性層が非磁性層と接する界面にＮｉＦｅ系合
金層を有するとき、０Åより大きく３Å以下で形成され
ることが好ましい。
【００５５】また本発明では、前記非磁性層の両側端部
の膜厚は、前記非磁性層がＲｕで形成され、フリー磁性
層及び強磁性層が非磁性層と接する界面にＣｏを主成分
とする層を有するとき、０Åより大きく５Å以下あるい
は１０Å以上で１３Å以下で形成されることが好まし
い。Ｃｏを主成分とする層としては、Ｃｏ層の他、Ｃｏ
90at%Ｆｅ10at%などが用いられる。
【００５６】また本発明では、前記非磁性層の両側端部
の膜厚は、前記非磁性層がＲｈで形成され、フリー磁性
層及び強磁性層が非磁性層と接する界面にＣｏを主成分
とする層を有するとき、０Åより大きく４Å以下あるい
は１０Å以上で１４Å以下で形成されることが好まし
い。
【００５７】また本発明では、前記非磁性層の両側端部
の膜厚は、前記非磁性層がＣｕで形成され、フリー磁性
層及び強磁性層が非磁性層と接する界面にＣｏを主成分
とする層を有するとき、０Åより大きく４Å以下あるい
は１１Å以上で１５Å以下で形成されることが好まし
い。
【００５８】上記した非磁性層の両側端部の膜厚範囲で
あれば、フリー磁性層の両側端部と強磁性層間に効果的
に強磁性的な結合を生じさせることができ、前記フリー
磁性層の両側端部の磁化を強固に固定することができ、
従来に比べて前記フリー磁性層の磁化制御を適切に且つ
容易に行うことが可能になる。
【００５９】また本発明では、前記非磁性層の両側端部
上における強磁性層は２Å以上で５０Å以下であること
が好ましい。このように本発明では、前記強磁性層を薄
い膜厚で形成しても、前記フリー磁性層の両側端部との
間で効果的に強磁性的な結合を生じさせることができ
る。従来では、フリー磁性層の両側端部の磁気特性はイ
オンミリングの影響を受けて劣化していたため、強磁性
層の膜厚を厚くしてフリー磁性層との間で十分な強磁性
的結合を保つ必要があったが、かかる場合、強磁性層と
第２反強磁性層間で発生する交換結合磁界が弱まった
り、前記強磁性層の内側側面から前記フリー磁性層の中
央部に余分な静磁界が及びやすくなることで感度の低下
などの問題が生じていた。本発明ではこのような問題を
適切に抑制することができる。
【００６０】また本発明では、前記フリー磁性層は磁性
層の３層構造で形成されることが好ましい。具体的に
は、前記フリー磁性層はＣｏＦｅ／ＮｉＦｅ／ＣｏＦｅ
の３層構造で形成されることが好ましい。
【００６１】本発明における磁気検出素子の製造方法
は、以下の工程を有することを特徴とするものである。 （ａ）基板上に、下から第１反強磁性層、固定磁性層、
非磁性中間層、フリー磁性層、非磁性層の順に積層され
た多層膜を形成する工程と、（ｂ）第１の磁場中アニー
ルを施して、前記第１反強磁性層と固定磁性層間に交換
結合磁界を発生させ、前記固定磁性層の磁化をハイト方
向に固定する工程と、（ｃ）前記非磁性層の中央部上に
レジスト層を形成する工程と、（ｄ）前記レジスト層の
トラック幅方向の両側から露出する非磁性層の両側端部
上に強磁性層、および第２反強磁性層を形成する工程
と、（ｅ）第２の磁場中アニールを施し、前記第２反強
磁性層と強磁性層間に交換結合磁界を発生させ、前記フ
リー磁性層の両側端部の磁化を前記強磁性層との間の強
磁性的な結合により、前記固定磁性層の磁化方向と交叉
する方向に固定する工程。
【００６２】前記（ａ）工程では、基板上に連続して第
１反強磁性層から非磁性層までを成膜している。前記
（ｄ）工程でレジスト層に覆われていない非磁性層の両
側端部上に、強磁性層及び第２反強磁性層を形成してい
る。このとき前記非磁性層の両側端部の膜厚を薄く形成
し、前記（ｅ）工程での磁場中熱処理によって、前記フ
リー磁性層の両側端部の磁化を前記強磁性層との間の強
磁性的な結合によって強固に固定している。
【００６３】本発明では、フリー磁性層の両側端部上に
形成された非磁性層がイオンミリングですべて除去され
るといったことがないので、従来のように前記フリー磁
性層がイオンミリングによるダメージを受けることがな
く、前記フリー磁性層の両側端部の磁気特性を良好なも
のにでき、よって前記フリー磁性層の両側端部と強磁性
層間の強磁性的な結合を効果的に強くでき、従来に比べ
て前記フリー磁性層の磁化制御を適切に行うことが可能
である。
【００６４】従って本発明では狭トラック化においても
再生感度が良く再生特性に優れた磁気検出素子を製造す
ることが可能になっている。
【００６５】また本発明では、前記（ｃ）工程で、前記
レジスト層を形成した後、前記レジスト層に覆われてい
ない前記非磁性層の両側端部を削り、このとき前記非磁
性層の両側端部を一部残すことが好ましい。前記レジス
ト層に覆われていない前記非磁性層の両側端部を一部削
って薄い膜厚とすることで、前記フリー磁性層の両側端
部と強磁性層間の強磁性的な結合を効果的に強めること
ができ、前記フリー磁性層の磁化制御をさらに適切に行
うことが可能になる。
【００６６】なお上記のように非磁性層の両側端部を一
部削る場合には、前記（ａ）工程で、前記非磁性層を３
Å以上で２０Å以下で形成することが好ましい。より好
ましくは１０Å以下である。この程度の膜厚で形成され
れば、前記フリー磁性層を適切に酸化から防止できると
共に、前記非磁性層の膜厚調整のために、低エネルギー
のイオンミリングを使用でき、適切に且つ容易に前記非
磁性層の両側端部を一部残すことが可能になる。
【００６７】また本発明における磁気検出素子の製造方
法は、以下の工程を有することを特徴とするものであ
る。 （ｆ）基板上に、下から第１反強磁性層、固定磁性層、
非磁性材料層、フリー磁性層及び非磁性層の順で積層さ
れた多層膜を形成する工程と、（ｇ）第１の磁場中アニ
ールを施して、前記第１反強磁性層と固定磁性層間に交
換結合磁界を発生させ、前記固定磁性層の磁化をハイト
方向に固定する工程と、（ｈ）前記非磁性層上に強磁性
層、および第２反強磁性層を形成する工程と、（ｉ）前
記第２反強磁性層のトラック幅方向における両側端部上
にマスク層を形成し、前記マスク層に覆われていない前
記第２反強磁性層の中央部を削る工程と、（ｊ）第２の
磁場中アニールを施して、前記第２反強磁性層の両側端
部と強磁性層間に交換結合磁界を生じさせ、フリー磁性
層の両側端部の磁化を前記強磁性層との間の強磁性的な
結合により、前記固定磁性層の磁化方向と交叉する方向
に固定する工程。
【００６８】前記（ｆ）工程では、基板上に連続して第
１反強磁性層から非磁性層までを成膜している。本発明
では前記非磁性層の膜厚を薄く形成しており、前記
（ｊ）工程でフリー磁性層の両側端部と強磁性層間で強
磁性的な結合が生じるようにしている。
【００６９】上記の発明では、成膜段階から最終工程ま
でフリー磁性層の両側端部上には、常に非磁性層が存在
するので、従来のように前記フリー磁性層の両側端部が
イオンミリングによるダメージを受けるといったことは
ない。よって前記フリー磁性層の両側端部と強磁性層間
の強磁性的な結合を強くでき、前記フリー磁性層の磁化
制御を適切に行うことが可能である。
【００７０】従って本発明では狭トラック化においても
再生感度が良く再生特性に優れた磁気検出素子を製造す
ることが可能になっている。
【００７１】また本発明では、前記（ｇ）工程と前記
（ｈ）工程の間に、（ｋ）前記非磁性層表面を一部削る
工程、を有することが好ましい。これによって前記非磁
性層を所定膜厚に薄くすることができ、前記強磁性層と
フリー磁性層の両側端部間で効果的に強磁性的な結合を
生じさせることができ、前記フリー磁性層の磁化制御を
より適切に行うことが可能である。なお前記（ｋ）工程
を製造工程中に入れる場合には、前記（ｆ）工程で、前
記非磁性層を３Å以上で２０Å以下で形成することが好
ましい。より好ましくは１０Å以下である。これにより
前記フリー磁性層を酸化から適切に防止できると共に、
低エネルギーのイオンミリングを用いて、前記非磁性層
の膜厚調整を行うことができ、適切に且つ容易に非磁性
層を一部フリー磁性層上に残すことができる。
【００７２】また本発明では、前記（ｉ）工程で、前記
マスク層に覆われていない第２反強磁性層の中央部を全
て除去して、前記マスク層の間から磁性層表面を露出さ
せてもよい。あるいは前記（ｉ）工程で、さらに露出し
た前記強磁性層を一部削ってもよい。
【００７３】さらには、前記（ｉ）工程で、前記マスク
層に覆われていない第２反強磁性層の中央部を全て除去
し、さらに露出した前記強磁性層を全て除去して、非磁
性層表面を露出させてもよい。
【００７４】また本発明では、前記（ｊ）工程における
第２の磁場中アニールを、（ｈ）工程と（ｉ）工程の間
で行ってもよい。
【００７５】また本発明では、前記（ｉ）工程時に形成
されるマスク層を非磁性導電性材料で形成し、前記
（ｊ）工程後、前記マスク層を電極層としてそのまま残
してもよい。
【００７６】なお、前記第２の反強磁性層上に、トラッ
ク幅方向に間隔をあけて一対の電極層を積層する工程を
有することにより、電流が前記多層膜の各層の膜面に対
し平行な方向に流れるＣＩＰ型の磁気検出素子を形成す
ることができる。
【００７７】また、ＣＰＰ型の磁気検出素子を形成する
ときには、前記（ａ）工程の前に、（ｌ）基板上に、下
部電極層を形成する工程を有し、前記（ｄ）工程の後
に、（ｍ）前記第２の反強磁性層上に、前記第２の反強
磁性層を覆いトラック幅方向の中央部に穴部が設けられ
た絶縁層を積層する工程と、（ｎ）前記多層膜層に電気
的に導通する上部電極層を形成する工程と、を有するこ
とが好ましい。
【００７８】または、前記（ｆ）工程の前に、（ｏ）基
板上に、下部電極層を形成する工程を有し、前記（ｉ）
の工程の代わりに、（ｐ）前記第２の反強磁性層上に絶
縁層を成膜する工程と、（ｑ）前記絶縁層上に、トラッ
ク幅方向の中央部に穴部を設けたレジストを積層し、前
記絶縁層及び前記第２の反強磁性層の前記穴部に露出す
る部位を削り込む工程と、（ｒ）前記多層膜に電気的に
導通する上部電極層を形成する工程と、を有することが
好ましい。
【００７９】或いは、前記（ｆ）工程の前に、（ｓ）基
板上に、下部電極層を形成する工程を有し、前記（ｉ）
の工程の代わりに、（ｔ）前記第２の反強磁性層上にト
ラック幅方向の中央部に穴部が形成された絶縁層を成膜
する工程と、（ｕ）前記絶縁層をマスクとして、前記第
２の反強磁性層のトラック幅方向中央部を削り込む工程
と、（ｖ）前記多層膜に電気的に導通する上部電極層を
形成する工程と、を有することが好ましい。
【００８０】さらに、前記（ｑ）工程と前記（ｒ）工程
の間又は前記（ｕ）工程と前記（ｖ）工程の間に、
（ｗ）前記多層膜の露出している部分から前記絶縁層上
にかけて他の絶縁層を成膜する工程と、（ｘ）前記多層
膜の露出している部分上に積層された前記他の絶縁層を
除去する工程と、を有することがより好ましい。
【００８１】なお、前記（ｌ）工程と前記（ａ）工程の
間、前記（ｏ）工程と前記（ｆ）工程の間、または前記
（ｓ）工程と前記（ｆ）工程の間に、（ｙ）前記下部電
極層のトラック幅方向の中央に、前記多層膜方向に突出
した突出部を形成する工程と（ｚ）前記下部電極層の前
記突出部のトラック幅方向の両側部に絶縁層を設ける工
程とを有し、前記（ａ）、または（ｆ）工程において、
前記突出部の上面が前記多層膜の下面と接するように、
前記多層膜を形成することが好ましい。
【００８２】特に、前記（ｚ）工程において、前記突出
部の上面と、前記下部電極層の両側端部上に設けられた
前記絶縁層の上面を同一平面にすることがより好まし
い。
【００８３】また、前記下部電極層及び／又は前記上部
電極層を、磁性材料で形成すると前記下部電極層が下部
シールド層を兼用し、前記上部電極層が上部シールド層
を兼用することができるので好ましい。
【００８４】さらに、前記上部電極層を、前記多層膜と
電気的に導通する非磁性導電性材料で形成される層と磁
性材料で形成される層が積層されたものとして形成して
もよい。
【００８５】また本発明では、前記非磁性材料層を非磁
性導電材料で形成することが好ましい。前記非磁性材料
層が非磁性導電材料で形成された磁気検出素子を、スピ
ンバルブＧＭＲ型磁気抵抗効果素子（ＣＰＰ−ＧＭＲ）
と呼んでいる。
【００８６】また本発明では、ＣＰＰ型の磁気検出素子
である場合、前記非磁性材料層を絶縁材料で形成しても
よい。この磁気検出素子をスピンバルブトンネル型磁気
抵抗効果型素子（ＣＰＰ−ＴＭＲ）と呼んでいる。 ま
た本発明では、前記非磁性層を、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｒｅ、Ｐ
ｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａｕのいずれか１
種または２種以上で形成することが好ましい。これら貴
金属は、酸化されにくい材質であり、Ｔａ膜のように酸
化によって膜厚が大きくなるといったことがない。本発
明ではＴａ膜に代えてＲｕなどの貴金属を使用すること
で、低エネルギーのイオンミリングによってＲｕなどで
形成された非磁性層の膜厚調整を行うことができ、前記
非磁性層の下に形成されたフリー磁性層の両側端部を前
記イオンミリングによるダメージから適切に保護できる
と共に、非磁性層を介して、フリー磁性層の両側端部と
強磁性層間に強磁性的な結合を発生させて、前記フリー
磁性層の両側端部の磁化を強固に固定することができ
る。
【００８７】またこれら材質で形成された非磁性層は、
強磁性層やフリー磁性層に熱拡散等しても、前記強磁性
層やフリー磁性層の性質を劣化させるものではない。従
って本発明のように、フリー磁性層の両側端部上に、一
部、前記非磁性層が残されていても、前記強磁性層とフ
リー磁性層間に効果的に強磁性的な結合を生じさせるこ
とができる。
【００８８】本発明では、前記非磁性層をＲｕで形成
し、フリー磁性層及び強磁性層が非磁性層と接する界面
にＮｉＦｅ系合金層を有するとき、前記（ｄ）工程時あ
るいは（ｈ）工程時に少なくとも前記非磁性層の両側端
部の膜厚が、０Åより大きく６Å以下となるように、前
記非磁性層の両側端部の膜厚を調整することが好まし
い。
【００８９】また本発明では、前記非磁性層をＣｒで形
成し、フリー磁性層及び強磁性層が非磁性層と接する界
面にＮｉＦｅ系合金層を有するとき、前記（ｄ）工程時
あるいは（ｈ）工程時に少なくとも前記非磁性層の両側
端部の膜厚が、０Åより大きく８Å以下となるように、
前記非磁性層の両側端部の膜厚を調整することが好まし
い。
【００９０】また本発明では、前記非磁性層をＩｒで形
成し、フリー磁性層及び強磁性層が非磁性層と接する界
面にＮｉＦｅ系合金層を有するとき、前記（ｄ）工程時
あるいは（ｈ）工程時に少なくとも前記非磁性層の両側
端部の膜厚が、０Åより大きく２．５Å以下となるよう
に、前記非磁性層の両側端部の膜厚を調整することが好
ましい。
【００９１】また本発明では、前記非磁性層をＲｈで形
成し、フリー磁性層及び強磁性層が非磁性層と接する界
面にＮｉＦｅ系合金層を有するとき、前記（ｄ）工程時
あるいは（ｈ）工程時に少なくとも前記非磁性層の両側
端部の膜厚が、０Åより大きく３Å以下となるように、
前記非磁性層の両側端部の膜厚を調整することが好まし
い。
【００９２】また本発明では、前記非磁性層をＲｕで形
成し、フリー磁性層及び強磁性層が非磁性層と接する界
面にＣｏを主成分とする層を有するとき、前記（ｄ）工
程時あるいは（ｈ）工程時に少なくとも前記非磁性層の
両側端部の膜厚が、０Åより大きく５Å以下あるいは１
０Å以上で１３Å以下となるように、前記非磁性層の両
側端部の膜厚を調整することが好ましい。
【００９３】また本発明では、前記非磁性層をＲｈで形
成し、フリー磁性層及び強磁性層が非磁性層と接する界
面にＣｏを主成分とする層を有するとき、前記（ｄ）工
程時あるいは（ｈ）工程時に少なくとも前記非磁性層の
両側端部の膜厚が、０Åより大きく４Å以下あるいは１
０Å以上で１４Å以下となるように、前記非磁性層の両
側端部の膜厚を調整することが好ましい。
【００９４】また本発明では、前記非磁性層をＣｕで形
成し、フリー磁性層及び強磁性層が非磁性層と接する界
面にＣｏを主成分とする層を有するとき、前記（ｄ）工
程時あるいは（ｈ）工程時に少なくとも前記非磁性層の
両側端部の膜厚が、０Åより大きく４Å以下あるいは１
１Å以上で１５Å以下となるように、前記非磁性層の両
側端部の膜厚を調整することが好ましい。
【００９５】また本発明では、前記（ｄ）工程あるいは
（ｈ）工程で、前記強磁性層を、２Å以上で５０Å以下
で形成することが好ましい。
【００９６】また本発明では、前記（ａ）工程、あるい
は前記（ｆ）工程で、前記フリー磁性層を磁性層の３層
構造で形成することが好ましい。具体的には、前記フリ
ー磁性層をＣｏＦｅ／ＮｉＦｅ／ＣｏＦｅの３層構造で
形成することが好ましい。
【００９７】
【発明の実施の形態】図１は本発明における磁気検出素
子（スピンバルブ型薄膜素子）の構造を記録媒体との対
向面側から見た部分断面図である。
【００９８】図１に示す磁気検出素子は、磁気抵抗効果
を利用してハードディスクなどの記録媒体からの漏れ磁
界を検出し、記録信号を読み取るものである。
【００９９】符号２０は下部シールド層である。前記下
部シールド層２０はＮｉＦｅ系合金等からなる磁性材料
で形成される。前記下部シールド層２０上にはＡｌ2Ｏ3
などで形成された下部ギャップ層２１が形成され、前記
下部ギャップ層２１の上に本発明の磁気検出素子が形成
される。
【０１００】符号２２はＴａなどで形成された下地層で
ある。前記下地層２２の上に第１反強磁性層２３が形成
されている。第１反強磁性層２３は、ＰｔＭｎ合金、ま
たは、Ｘ―Ｍｎ（ただしＸは、Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒ
ｕ，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，Ｏ
ｓ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ａｒ，Ｎｅ，Ｘｅ，Ｋｒのいずれか１
または２種以上の元素である）合金で形成される。
【０１０１】第１反強磁性層２３として、これらの合金
を使用し、これを熱処理することにより、大きな交換結
合磁界を発生する第１反強磁性層２３及び固定磁性層２
４の交換結合膜を得ることができる。特に、ＰｔＭｎ合
金であれば、４８ｋＡ／ｍ以上、例えば６４ｋＡ／ｍを
越える交換結合磁界を有し、前記交換結合磁界を失うブ
ロッキング温度が３８０℃と極めて高い優れた第１反強
磁性層２３及び固定磁性層２４の交換結合膜を得ること
ができる。
【０１０２】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（ＣｕＡｕ１）型の規則型の面心正方構
造（ｆｃｔ）に構造変態する。
【０１０３】第１反強磁性層２３の膜厚は、トラック幅
方向の中心付近において８０〜３００Åである。
【０１０４】なお前記下地層２２と第１反強磁性層２３
間にＮｉＦｅ合金、ＮｉＦｅＣｒ合金あるいはＣｒなど
で形成されたシードレイヤが形成されていてもよい。前
記シードレイヤは、例えば（Ｎｉ0.8Ｆｅ0.2）60at%Ｃ
ｒ40at%の膜厚６０Åで形成される。また下地層２２が
形成されず、前記下部ギャップ層２１の上にシードレイ
ヤが形成され、このシードレイヤの上に第１反強磁性層
２３が形成される形態であってもよい。
【０１０５】図１に示すように前記第１反強磁性層２３
の上には、固定磁性層２４が形成されている。前記固定
磁性層２４は人工フェリ構造である。前記固定磁性層２
４は磁性層２４ａ、２４ｃとその間に介在する非磁性中
間層２４ｂの３層構造である。
【０１０６】前記磁性層２４ａ、２４ｃは、例えばＮｉ
Ｆｅ合金、Ｃｏ、ＣｏＮｉＦｅ合金、ＣｏＦｅ合金、Ｃ
ｏＮｉ合金などの磁性材料で形成される。前記磁性層２
４ａと磁性層２４ｃは、同一の材料で形成されることが
好ましい。
【０１０７】また、非磁性中間層２４ｂ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。
【０１０８】前記固定磁性層２４の上には、非磁性材料
層２５が形成されている。非磁性材料層２５は、固定磁
性層２４とフリー磁性層２６との磁気的な結合を防止
し、またセンス電流が主に流れる層であり、Ｃｕ，Ｃ
ｒ，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。
【０１０９】前記非磁性材料層２５の上にはフリー磁性
層２６が形成されている。図１に示す実施形態では前記
フリー磁性層２６は２層構造である。符号２６ａの層
は、ＣｏやＣｏＦｅなどからなる拡散防止層である。こ
の拡散防止層２６ａはフリー磁性層２６と非磁性材料層
２５間の相互拡散を防止する。そして、この拡散防止層
２６ａの上にＮｉＦｅ合金などで形成された磁性材料層
２６ｂが形成されている。
【０１１０】前記フリー磁性層２６の上には非磁性層２
７が形成される。さらに前記非磁性層２７の両側端部２
７ａ上には、強磁性層２８が形成されている。さらに前
記強磁性層２８上には、第２反強磁性層２９が形成され
る。前記第２反強磁性層２９は、第１反強磁性層２３と
同様に、ＰｔＭｎ合金、または、Ｘ―Ｍｎ（ただしＸ
は、Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｏｓ，Ｎｉ，Ｆｅのいず
れか１種または２種以上の元素である）合金で、あるい
はＰｔ―Ｍｎ―Ｘ′（ただしＸ′は、Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒ
ｈ，Ｒｕ，Ａｕ，Ａｇ，Ｏｓ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ａｒ，Ｎ
ｅ，Ｘｅ，Ｋｒのいずれか１または２種以上の元素であ
る）合金で形成される。
【０１１１】そして前記第２反強磁性層２９上には電極
層３０が形成される。前記電極層３０は、例えば、Ａ
ｕ、Ｗ、Ｃｒ、Ｒｕ、Ｔａなどで形成される。
【０１１２】図１に示す実施形態では、前記第２反強磁
性層２９の内側端部２９ａ及び電極層３０の内側端部３
０ａは、下面から上面に向う（図示Ｚ方向）にしたがっ
て、徐々に前記内側端部間の間隔が広がる傾斜面あるい
は湾曲面で形成される。このような形状は図２及び図３
も同じである。
【０１１３】図１に示すように、前記電極層３０上から
前記非磁性層２７上にかけてＡｌ2Ｏ3などの絶縁材料で
形成された上部ギャップ層３１が形成され、前記上部ギ
ャップ層３１上には、ＮｉＦｅ系合金などの磁性材料で
形成された上部シールド層３２が形成される。
【０１１４】図１に示す実施形態の磁気検出素子の特徴
的部分について以下に説明する。図１に示すように、前
記フリー磁性層２６上には非磁性層２７が形成され、前
記非磁性層２７の両側端部２７ａ上に強磁性層２８及び
第２反強磁性層２９が形成されている。
【０１１５】前記非磁性層２７の両側端部２７ａの膜厚
ｔ５は、前記非磁性層２７の中央部２７ｂの膜厚ｔ４よ
りも薄く形成され、前記非磁性層２７の両側端部２７ａ
の膜厚は例えば５Å以下、好ましくは３Å以下で形成さ
れる。
【０１１６】前記非磁性層２７の両側端部２７ａが所定
膜厚に薄く形成されると、前記強磁性層２８とフリー磁
性層２６の両側端部Ｓ間に強磁性的な結合が働きやすく
なる。前記強磁性層２８はその上に形成された第２反強
磁性層２９との間で発生する交換結合磁界によってトラ
ック幅方向（図示Ｘ方向）に強固に単磁区化される。こ
れによって前記強磁性層２８との間で強磁性的な結合が
作用するフリー磁性層２６の両側端部Ｓも、前記強磁性
層２８が磁化された方向と同一方向に向き、トラック幅
方向（図示Ｘ方向）に強固に単磁区化される。
【０１１７】ここで「強磁性的な結合」とは、前記非磁
性層２７を介したフリー磁性層２６の両側端部Ｓと強磁
性層２８の両側端部２７ａ間のＲＫＫＹ的な強磁性結
合、あるいは前記非磁性層２７に形成されたピンホール
等の欠陥を介した直接的な交換相互作用によって前記フ
リー磁性層２６の両側端部Ｓの磁化が前記強磁性層２８
の磁化方向と同一方向に向くことを意味する。
【０１１８】以上のように図１の実施形態によれば、前
記フリー磁性層２６の両側端部Ｓの磁化は、強磁性層２
８との間で発生する強磁性的な結合によってトラック幅
方向（図示Ｘ方向）に適切に固定される。
【０１１９】一方、前記フリー磁性層２６の中央部Ｃの
磁化は磁化反転できる程度に弱く単磁区化されている。
前記中央部Ｃのトラック幅方向（図示Ｘ方向）における
幅寸法と強磁性層２８の下面間のトラック幅方向（図示
Ｘ方向）の間隔で規定されるトラック幅Ｔｗはほぼ一致
しており、従って高記録密度化に対応するために狭トラ
ック化が促進されても、トラック幅Ｔｗ寸法内を適切に
磁化反転可能な感度領域として規定でき、高記録密度化
に適切に対応可能な磁気検出素子を製造することが可能
になっている。前記トラック幅Ｔｗは０．２μｍ以下で
形成されることが好ましい。
【０１２０】次に非磁性層２７について説明する。前記
非磁性層２７は、後述する製造方法で説明するように、
大気暴露によってフリー磁性層２６が酸化されるのを防
止するために設けられた保護層的役割を有している。
【０１２１】しかし前記非磁性層２７はＴａ膜に比べて
大気暴露によって酸化しにくい材質であることが好まし
い。また前記非磁性層２７を構成する元素が、成膜段階
や、あるいは固定磁性層２４やフリー磁性層２６の磁化
方向を調整するための磁場中アニールによって前記フリ
ー磁性層２６や強磁性層２８に拡散しても、強磁性材料
層としての性質が劣化しない材質であることが好まし
い。
【０１２２】本発明では、前記非磁性層２７は、Ｒｕ、
Ｒｈ、Ｒｅ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａ
ｕのいずれか１種または２種以上で形成されることが好
ましい。この中でも特にＲｕを選択することが好まし
い。これら貴金属で形成された非磁性層２７は大気暴露
によっても酸化されにくい材質である。従ってＴａ膜の
ように大気暴露による酸化によって膜厚が大きくなると
いった現象も生じない。
【０１２３】またこれら貴金属で形成された非磁性層２
７を構成する元素が、前記フリー磁性層２６や強磁性層
２８中に拡散しても、強磁性材料層としての性質は劣化
しない。
【０１２４】なお前記非磁性層２７を構成する元素がフ
リー磁性層２６や強磁性層２８中に拡散しているか否か
は、例えばＳＩＭＳ分析装置（二次イオン質量分析装
置）などによって測定できる。
【０１２５】次に前記非磁性層２７の膜厚について以下
に説明する。前記非磁性層２７の膜厚は成膜時、３Å以
上で２０Å以下の薄い膜厚で形成されることが好まし
い。より好ましくは３Å以上で１０Å以下である。上記
したＲｕなどからなる非磁性層２７は、大気暴露によっ
ても酸化されにくい緻密な層であるため、薄い膜厚であ
っても適切にフリー磁性層２６を大気暴露による酸化か
ら防止することが可能である。
【０１２６】成膜時の膜厚は、前記非磁性層２７の中央
部２７ｂにそのまま残される。前記中央部２７ｂは後述
する製造方法で説明するようにイオンミリングの影響を
受けないからである。従って図１に示す非磁性層２７の
中央部２７ｂの膜厚ｔ４は３Å以上で２０Å以下である
ことが好ましい。より好ましくは３Å以上で１０Å以下
である。
【０１２７】一方、前記非磁性層２７の両側端部２７ａ
はイオンミリングの影響で削られ、前記両側端部２７ａ
の膜厚ｔ５は、前記非磁性層２７の中央部２７ｂの膜厚
ｔ４よりも薄くなっている。前記両側端部２７ａの膜厚
ｔ５を、前記中央部２７ｂの膜厚ｔ４よりも薄くする理
由は、前記フリー磁性層２６の両側端部Ｓと、その上に
非磁性層２７を介して形成される強磁性層２８間で適切
に強磁性的な結合を生じさせ、前記フリー磁性層２６の
両側端部Ｓの磁化を効果的にトラック幅方向（図示Ｘ方
向）に強固に固定するためである。
【０１２８】前記非磁性層２７の膜厚が厚く形成される
と、前記フリー磁性層２６の両側端部Ｓと強磁性層２８
間に強磁性的な結合が生じ難くなる。
【０１２９】前記非磁性層２７の両側端部２７ａの膜厚
ｔ５は、前記非磁性層２７の材質、及び前記非磁性層２
７を介して対向するフリー磁性層２６及び強磁性層２８
の材質によって適切な範囲が変わる。「JOURNALOF APP
LIED PHYSICS vol.87,NO.9,Parts2and3,1May2000,pp.
6974-6976」には図１８ないし図２１に示すように種々
の材質で形成された非磁性層２７の膜厚と飽和磁界（Ｈ
ｓ）及びスピンフロップ磁界（Ｈｓｆ）との関係が記載
されている。
【０１３０】この文献の第６９７６頁の左欄第１７行以
降には、実験条件が記載されている。実験に使用された
膜構成は、下からＳｉ基板／Ａｌ2Ｏ3／Ｔａ（３０）／
Ｃｕ（５０）／フリー磁性層：[Ｃｏ（３）／ＮｉＦｅ
（４０）]／非磁性層Ｘ／強磁性層：ＮｉＦｅ（２５）
／Ｔａ（３０）であり、各層における括弧書きは膜厚を
示しており、単位はÅである。図１８ないし図２１に示
す実験結果は上記積層膜を成膜後、熱処理を行っていな
い状態（ａｓ ｄｅｐｏ状態）での結果である。
【０１３１】ここで「飽和磁界（Ｈｓ）」とは、フリー
磁性層２６と強磁性層２８とが非磁性層２７を介して反
平行に磁化されているとき、この双方の磁化を同じ方向
に向けさせるために必要な磁化の大きさのことである。
また「スピンフロップ磁界（Ｈｓｆ）」とは、フリー磁
性層２６と強磁性層２８とが非磁性層２７を介して反平
行に磁化されているとき、この反平行状態が崩れるとき
の磁界の大きさのことである。すなわちこの「飽和磁
界」及び「スピンフロップ磁界（Ｈｓｆ）」が大きけれ
ば大きいほど、強磁性層２８とフリー磁性層２６との磁
化が強く反平行状態を保っていることを意味し、逆に前
記「飽和磁界」及び「スピンフロップ磁界（Ｈｓｆ）」
が小さいほど、前記強磁性層２８とフリー磁性層２６の
磁化が共に同じ方向を向いていることを意味している。
【０１３２】本発明では、既に説明したように、フリー
磁性層２６の両側端部Ｓと強磁性層２８間に強磁性的な
結合を生じさせ、前記フリー磁性層２６の両側端部Ｓの
磁化を前記強磁性層２８と同じ方向に磁化固定するもの
である。
【０１３３】つまり本発明では、図１８ないし図２１に
示す実験結果において、「飽和磁界」及び「スピンフロ
ップ磁界（Ｈｓｆ）」が小さくなる非磁性層２７の膜厚
を選択することが、前記フリー磁性層２６の両側端部Ｓ
と強磁性層２８間により効果的に強磁性的な結合を生じ
させ、前記フリー磁性層２６の両側端部Ｓの磁化を強磁
性層２８の磁化方向と同一方向に向けることができて好
ましいことになる。
【０１３４】図１８は、非磁性層２７にＲｕを選択した
ときの実験結果である。前記飽和磁界（Ｈｓ）及びスピ
ンフロップ磁界（Ｈｓｆ）はＲｕの膜厚が３Å程度のと
き、大きなピーク値を示し、また前記Ｒｕの膜厚が６Å
程度よりも大きくなると、再び飽和磁界（Ｈｓ）及びス
ピンフロップ磁界（Ｈｓｆ）は大きくなり始めることが
わかる。
【０１３５】ところが、図１８に示す実験結果は熱処理
を施さないときの結果であり、実験に使用した積層膜に
熱処理を施すと、Ｒｕの膜厚が０Å〜６Å程度のとき、
飽和磁界（Ｈｓ）及びスピンフロップ磁界（Ｈｓｆ）は
ほぼ０（ｋＯｅ）[＝０（Ａ／ｍ）なお１Ｏｅは約７９
Ａ／ｍ]になることがわかっている。
【０１３６】本発明では、固定磁性層２４やフリー磁性
層２６の磁化制御のために必ず磁場中熱処理を施す。従
って熱処理を施したときのＲｕの膜厚と飽和磁界（Ｈ
ｓ）及びスピンフロップ磁界（Ｈｓｆ）との関係を見る
必要性があり、上記したように前記Ｒｕの膜厚が０より
大きく６Å以下であれば、飽和磁界（Ｈｓ）及びスピン
フロップ磁界（Ｈｓｆ）はほぼ０（ｋＯｅ）になること
から、このＲｕの膜厚範囲が前記強磁性層２８とフリー
磁性層２６間に強磁性的な結合を効果的に生じさせる上
で適切な範囲である。
【０１３７】上記した実験に使用した膜構成では、強磁
性層２８及びフリー磁性層２６となる層にＮｉＦｅ系合
金層を使用していることから、前記非磁性層２７にＲｕ
を選択し、さらに強磁性層２８及びフリー磁性層２６の
非磁性層２７と接する界面にＮｉＦｅ系合金層が形成さ
れているとき、前記非磁性層２７の両側端部２７ａの好
ましい膜厚を０Åよりも大きく６Å以下の範囲と規定し
た。
【０１３８】図１９は非磁性層２７にＩｒを選択したと
きの実験結果である。図１９に示すように、Ｉｒの膜厚
が０Åより大きく２．５Å以下であれば、飽和磁界（Ｈ
ｓ）及びスピンフロップ磁界（Ｈｓｆ）はほぼ０（ｋＯ
ｅ）になることがわかった。なお非磁性層２７にＩｒを
選択したときには、熱処理を施しても、Ｉｒの膜厚と飽
和磁界（Ｈｓ）及びスピンフロップ磁界（Ｈｓｆ）との
関係はほとんど変わらないことがわかっている。
【０１３９】したがって本発明では、前記非磁性層２７
にＩｒを選択し、さらに強磁性層２８及びフリー磁性層
２６の非磁性層２７と接する界面にＮｉＦｅ系合金層が
形成されているとき、前記非磁性層２７の両側端部２７
ａの好ましい膜厚を０Åよりも大きく２．５Å以下の範
囲と規定した。
【０１４０】図２０は非磁性層２７にＲｈを選択したと
きの実験結果である。図２０に示すように、前記Ｒｈの
膜厚が０Åよりも大きく３Å以下であれば、飽和磁界
（Ｈｓ）及びスピンフロップ磁界（Ｈｓｆ）はほぼ０
（ｋＯｅ）になることがわかった。なお非磁性層２７に
Ｒｈを選択したときには、熱処理を施しても、Ｒｈの膜
厚と飽和磁界（Ｈｓ）及びスピンフロップ磁界（Ｈｓ
ｆ）との関係はほとんど変わらないことがわかってい
る。
【０１４１】したがって本発明では、前記非磁性層２７
にＲｈを選択し、さらに強磁性層２８及びフリー磁性層
２６の非磁性層２７と接する界面にＮｉＦｅ系合金層が
形成されているとき、前記非磁性層２７の両側端部２７
ａの好ましい膜厚を０Åよりも大きく３Å以下の範囲と
規定した。
【０１４２】図２１は非磁性層２７にＣｒを選択したと
きの実験結果である。図２１に示すように、前記Ｃｒの
膜厚が０Åよりも大きく８Å以下であれば、飽和磁界
（Ｈｓ）及びスピンフロップ磁界（Ｈｓｆ）はほぼ０
（Ｏｅ）になることがわかった。なお非磁性層２７にＣ
ｒを選択したときには、熱処理を施しても、Ｃｒの膜厚
と飽和磁界（Ｈｓ）及びスピンフロップ磁界（Ｈｓｆ）
との関係はほとんど変わらないことがわかっている。
【０１４３】したがって本発明では、前記非磁性層２７
にＣｒを選択し、さらに強磁性層２８及びフリー磁性層
２６の非磁性層２７と接する界面にＮｉＦｅ系合金層が
形成されているとき、前記非磁性層２７の両側端部２７
ａの好ましい膜厚を０Åよりも大きく８Å以下の範囲と
規定した。
【０１４４】図２２は、「S.S.P.Parkin,N.More,and
K.P.Roche:``Oscillations in Exchange Coupling
and Magnetoresistance in Metallic Superlattice
structures :Co/Ru, Co/Cr, and Fe/Cr",Physica
l Review Letters ,Vol.64,No.19(1990),P2304〜230
7」のＦｉｇ．３（ｂ）のグラフと同じものである。な
おこの文献におけるグラフ上には複数の実験値がプロッ
トされているが、前記プロットは図面上、削除した。
【０１４５】この文献では、Ｓｉ上に１００ÅのＲｕを
形成し、２０ÅのＣｏとＲｕ（ＸÅ）からなる積層膜を
２０回繰返して形成し、さらに最上層に５０ÅのＲｕ膜
を形成して実験を行っている。また基板温度を４０℃あ
るいは１２５℃として、Ｒｕの膜厚Ｘと、飽和磁界（Sa
turation Field）（Ｈｓ）との関係を求めている。
【０１４６】図２２に示すように、Ｒｕの膜厚が１０Å
程度までは飽和磁界（Ｈｓ）は非常に大きな値となって
いるが、熱処理を施すと、Ｒｕの膜厚が５Å以下では、
前記飽和磁界（Ｈｓ）がほぼ０（ｋＯｅ）程度にまで小
さくなることがわかっている。
【０１４７】この実験結果から、磁場中熱処理を施した
とき、Ｒｕの膜厚が０Åよりも大きく、５Å以下、ある
いは１０Å以上で１３Å以下であれば、飽和磁界（Ｈ
ｓ）は非常に小さくなり、強磁性層２８とフリー磁性層
２６の両側端部Ｓ間により効果的に強磁性的な結合を生
じさせることができることがわかった。
【０１４８】上記の実験では、Ｒｕ膜の上下をＣｏで挟
んだ膜構成となっていることから、非磁性層２７にＲｕ
を選択し、さらに強磁性層２８及びフリー磁性層２６の
非磁性層２７と接する界面にＣｏ層あるいはＣｏＦｅ層
等のＣｏを主成分とする層が形成されているとき、前記
非磁性層２７の両側端部２７ａの好ましい膜厚を０Åよ
りも大きく５Å以下、あるいは１０Å以上で１３Å以下
の範囲と規定した。
【０１４９】図２３は、「S.S.P.Parkin:``Systematic
Variation of the Strength and Oscillation P
eriod of indirect Magnetic Exchange Coupling
through the 3d,4d,and 5d Transition Metals",
Physical Review Letters,Vol.67,No.25(1991),P3598
〜3601」のＦｉｇ．２のグラフと同じものである。
【０１５０】この文献では、Ｃｏ／Ｖ、Ｃｏ／Ｍｏ及び
Ｃｏ／Ｒｈからなる積層膜を複数回繰返して形成し、そ
のときのＶ、Ｍｏ及びＲｈの膜厚と飽和磁界（Saturati
onField）（Ｈｓ）との関係について調べている。なお
実験では熱処理を施していない。
【０１５１】図２３（ａ）及び（ｂ）のように、非磁性
層２７にＶやＭｏを選択した場合は、膜厚を約５Å以下
とする範囲などを選択すれば飽和磁界（Ｈｓ）をほぼ０
（ｋＯｅ）にできることがわかるが、ＶやＭｏは耐酸化
性が悪く、適切にフリー磁性層２６表面を酸化から防止
することが難しい。このため本発明では前記非磁性層２
７にＶやＭｏを選択することは、あまり好ましくない。
【０１５２】一方図２３（ｃ）では、非磁性層２７にＲ
ｈを選択しており、ＲｈはＲｕなどと同様に耐酸化性に
優れた材質である。図２３（ｃ）ではＲｈの膜厚を０Å
よりも大きく４Å以下、あるいは１０Å以上で１４Å以
下にすれば、飽和磁界（Ｈｓ）は非常に小さくなり、こ
の膜厚範囲のＲｈを使用すれば強磁性層２８とフリー磁
性層２６の両側端部Ｓ間に強磁性的な結合を効果的に生
じさせることができることがわかる。
【０１５３】上記の実験では、Ｒｈ膜の上下をＣｏで挟
んだ膜構成となっていることから、非磁性層２７にＲｈ
を選択し、さらに強磁性層２８及びフリー磁性層２６の
非磁性層２７と接する界面にＣｏ層あるいはＣｏＦｅ等
のＣｏを主成分とした層が形成されているとき、前記非
磁性層２７の両側端部２７ａの好ましい膜厚を０Åより
も大きく４Å以下、あるいは１０Å以上で１４Å以下の
範囲と規定した。
【０１５４】図２４は、「D.H.Mosca,F.Petroff,A.Fer
t,P.A.Schroeder,W.P.Pratt Jr.andR.Laloce,``Oscill
atory interlayer Coupling and giant magnetore
sistance in Co/Cu multilayer"Journal of Magne
tism and Magnetic Materials Vol.94(1991),PL1〜
L5」のＦｉｇ．２のグラフと同じものである。
【０１５５】この文献では、Ｃｏ（１５Å）／Ｃｕから
なる積層膜を複数回繰返して形成し、そのときのＣｕの
膜厚と抵抗変化率（MR RATIO）との関係について調べ
ている。なお実験では熱処理を施していない。
【０１５６】図２４に示すように、Ｃｕの膜厚を０Åよ
りも大きく４Å以下、あるいは１１Å以上で１５Å以下
にすれば、抵抗変化率は非常に小さくなることがわか
る。この文献における実験で使用した積層膜は、マルチ
レイヤ型と呼ばれる層構造であり、簡単に言えば、Ｃｕ
を介して対向するＣｏ膜を互いに反平行状態に磁化させ
て抵抗変化率を得る構造である。したがってＣｕを介し
て対向するＣｏ膜が共に同じ方向に磁化されているとき
は、抵抗変化率は非常に低くなってしまう。本発明で
は、非磁性層２７を介して対向するフリー磁性層２６と
強磁性層２８とが互いに同じ方向に磁化される構造であ
るから、この図２４におけるグラフにおいて、抵抗変化
率が低いときのＣｕの膜厚を選択することとした。
【０１５７】上記したようにＣｕの膜厚を０Åよりも大
きく４Å以下、あるいは１１Å以上で１５Å以下にすれ
ば抵抗変化率は非常に小さくなり、この膜厚範囲のＣｕ
を使用すれば強磁性層２８とフリー磁性層２６の両側端
部Ｓ間に強磁性的な結合を効果的に生じさせることがで
きることがわかる。
【０１５８】上記の実験では、Ｃｕ膜の上下をＣｏで挟
んだ膜構成となっていることから、非磁性層２７にＣｕ
を選択し、さらに強磁性層２８及びフリー磁性層２６の
非磁性層２７と接する界面にＣｏ層あるいはＣｏＦｅ等
のＣｏを主成分とする層が形成されているとき、前記非
磁性層２７の両側端部２７ａの好ましい膜厚を０Åより
も大きく４Å以下、あるいは１１Å以上で１５Å以下の
範囲と規定した。
【０１５９】以上のように、非磁性層２７の材質及び膜
厚と、強磁性層２８及びフリー磁性層２６の材質とを適
切に選択することで、前記非磁性層２７を挟んだフリー
磁性層２６の両側端部Ｓと強磁性層２８間で効果的に強
磁性的な結合を生じさせることができ、より適切に前記
フリー磁性層２６の磁化制御を行うことができる。
【０１６０】なお上記したように、「飽和磁界（Ｈ
ｓ）」が大きくなる非磁性層２７の膜厚範囲を選択する
と、前記強磁性層２８の磁化とフリー磁性層２６の両側
端部Ｓの磁化を反平行状態にできるが、本発明では、こ
のように反平行状態になる非磁性層２７の膜厚範囲を選
択しなかった理由は、かかる場合、フリー磁性層２６の
保磁力Ｈｃが非常に大きくなり、前記フリー磁性層２６
の磁化制御が困難になるからである。このため本発明で
は、前記強磁性層２８とフリー磁性層２６の両側端部Ｓ
間の結合を強磁性的な結合にして、強磁性層２８及びフ
リー磁性層２６の両側端部Ｓの磁化を共に同じ方向に向
けさせることができる非磁性層２７の膜厚範囲を選択
し、前記フリー磁性層２６の磁化制御をより適切に行え
るようにしている。
【０１６１】以上、詳述した図１に示すように本発明で
は、前記非磁性層２７の両側端部２７ａを一部残してい
るから、フリー磁性層２６の両側端部Ｓがイオンミリン
グのダメージを受けることがなく、前記フリー磁性層２
６の磁気特性を劣化させるといった問題が生じない。
【０１６２】また前記非磁性層２７の両側端部２７ａの
膜厚を非常に薄い膜厚で残すことができるのは、低エネ
ルギーのイオンミリングを使用できるからである。元
々、前記非磁性層２７は成膜段階で薄い膜厚で、好まし
くは３Å〜２０Å、より好ましくは３Å〜１０Åで形成
されている。このため低エネルギーのイオンミリングで
あっても十分に前記非磁性層２７の膜厚調整をすること
ができ、低エネルギーであるからミリングレートは、高
エネルギーの場合に比べて遅く、非磁性層２７の途中ま
で削った段階でミリングを止めるように制御することも
比較的簡単に行える。
【０１６３】従って図１のように本発明では、前記フリ
ー磁性層２６の両側端部Ｓ上に一部、非磁性層２７を残
すことができ、従来のようにフリー磁性層２６がイオン
ミリングなどで削られるといったことがなく、フリー磁
性層２６がイオンミリングによるダメージによって磁気
特性が劣化するといった問題は発生しない。
【０１６４】本発明では、前記フリー磁性層２６の両側
端部Ｓ上に上記した膜厚範囲の非磁性層２７を介して強
磁性層２８を形成することで、前記フリー磁性層２６の
両側端部Ｓと強磁性層２８間に効果的に強磁性的な結合
を生じさせることができ、狭トラック化においても適切
にフリー磁性層２６の磁化制御を行うことができ、狭ト
ラック化に適切に対応可能な磁気検出素子を製造するこ
とが可能になっている。
【０１６５】次に本発明では、前記強磁性層２８の膜厚
ｔ６は２Å以上で５０Å以下で形成されることが好まし
い。
【０１６６】本発明ではこのように前記強磁性層２８を
薄く形成しても、前記フリー磁性層２６の両側端部Ｓと
の間で強磁性的な結合を効果的に生じさせることが可能
である。それは、前記フリー磁性層２６の両側端部Ｓが
イオンミリングの影響を受けずに、適切な磁気特性を保
っているからであり、前記強磁性層２８が上記した膜厚
程度にまで薄く形成されることで、前記強磁性層２８と
第２反強磁性層２９間で大きな交換結合磁界を生じさせ
ることができるし、さらに前記強磁性層２８の内側端部
からの余分な静磁界が前記フリー磁性層２６の中央部Ｃ
に影響を及ぼし、前記フリー磁性層２６の感度を劣化さ
せるといった問題も適切に抑制できる。
【０１６７】図２は本発明における第２実施形態の磁気
検出素子の構造を記録媒体との対向面側から見た部分断
面図である。
【０１６８】図２に示す磁気検出素子は図１に示す磁気
検出素子の構造と異なって、前記非磁性層２７の膜厚
は、前記フリー磁性層２６の中央部Ｃ上でも両側端部Ｓ
上でも一定の膜厚ｔ７である。
【０１６９】前記非磁性層２７の膜厚ｔ７は、図１８な
いし図２４で説明した非磁性層２７の膜厚範囲であると
き、前記フリー磁性層２６の両側端部Ｓと強磁性層２８
間に効果的に強磁性的な結合を生じさせることができ、
前記フリー磁性層２６の磁化を前記強磁性層２８の磁化
と同一方向に強固に固定することができる。
【０１７０】なお図２に示す磁気検出素子は２通りの方
法で形成される。一つ目は、非磁性層２７を全くイオン
ミリングしない場合である。かかる場合、非磁性層２７
の成膜段階で前記非磁性層２７の膜厚ｔ７を３Å以上
で、且つ図１８ないし図２４で説明した膜厚範囲とす
る。
【０１７１】なお前記非磁性層２７の膜厚ｔ７の最小値
を３Åとしたのは、この程度の膜厚がないと、適切にフ
リー磁性層２６を酸化から防止できないからである。
【０１７２】二つ目は、図２に示す下地層２２から非磁
性層２７までを成膜した後、前記非磁性層２７表面を一
律にイオンミリングする。かかる場合、成膜段階での前
記非磁性層２７の膜厚は３Å以上で２０Å以下、より好
ましくは３Å以上で１０Å以下である。そしてイオンミ
リングによって、前記非磁性層２７の膜厚ｔ７を図１８
ないし図２４で説明した膜厚範囲とする。製法について
は後で図面を参照しながら詳しく説明する。
【０１７３】図２では、図１と非磁性層２７の形態が異
なるのみで、他の層の材質や膜厚等は同じであるから、
他の層の詳細な説明に関しては図１を参照されたい。
【０１７４】図３は、本発明における第３実施形態の磁
気検出素子の構造を記録媒体との対向面側から見た部分
断面図である。
【０１７５】図３は図１と電極層３０の形状が異なるの
みで他の層の構成は全く同じである。図３では、前記電
極層３０が前記第２反強磁性層２９の内側端部２９ａ上
の途中から形成されており、前記電極層３０の内側先端
部３０ｂ間におけるトラック幅方向（図示Ｘ方向）にお
ける間隔が前記第２反強磁性層２９の内側先端部２９ｂ
間におけるトラック幅方向（図示Ｘ方向）の間隔よりも
広くなっている。
【０１７６】あるいは図３に示す点線で示すように、前
記電極層３０の内側端面３０ａが前記フリー磁性層２６
の中央部Ｃ上に形成された非磁性層２７の中央部２７ｂ
上にまで延びて形成され、前記電極層３０の内側先端部
３０ｂ間の間隔が、前記第２反強磁性層２９の内側先端
部２９ｂ間の間隔より狭くなっていてもよい。かかる場
合、トラック幅Ｔｗは前記電極層３０の内側先端部３０
ｂ間の間隔で規定される。
【０１７７】なお図３では、図１と電極層３０の形態が
異なるのみで、他の層の材質や膜厚等は同じであるか
ら、他の層の詳細な説明については関しては図１を参照
されたい。
【０１７８】図４は本発明における第４実施形態の磁気
検出素子の構造を記録媒体との対向面側から見た部分断
面図である。
【０１７９】図４では、下部シールド層２０上に下部ギ
ャップ層２１、下地層２２、第１反強磁性層２３、固定
磁性層２４、非磁性材料層２５、フリー磁性層２６及び
非磁性層２７が積層形成されている。各層の材質は図１
で説明したものと同じである。
【０１８０】図４に示す実施形態では、前記非磁性層２
７の両側端部２７ａ上に強磁性層２８が形成され、前記
強磁性層２８上に第２反強磁性層２９が形成されてい
る。さらに前記第２反強磁性層２９上にはＴａなどで形
成された保護層（中間層）３５を介して電極層３０が形
成されている。前記保護層３５は形成されていなくても
よい。
【０１８１】図４に示す実施形態では前記強磁性層２８
間の下面の間隔でトラック幅Ｔｗが規定される。前記ト
ラック幅Ｔｗは０．２μｍ以下で形成されることが好ま
しい。また前記電極層３０の両側端面３０ａは一点鎖線
で示すように、フリー磁性層２６の中央部Ｃ上に形成さ
れた非磁性層２７の中央部２７ｂ上にまで延ばされて形
成されていてもよい。かかる場合、前記電極層３０の下
面間のトラック幅方向（図示Ｘ方向）への間隔がトラッ
ク幅Ｔｗとして規定される。また前記電極層３０の内側
端面３０ａは、点線で示すように、中間層３５の途中か
ら形成され、前記電極層３０の内側端面３０ａ間の間隔
が、前記第２反強磁性層２９及び強磁性層２８の内側端
面間の間隔より広がっていてもよい。
【０１８２】図４に示す実施形態では、前記フリー磁性
層２６の全面に一定の膜厚を有した非磁性層２７が形成
されている。なお前記非磁性層２７の中央部２７ｂの膜
厚が両側端部２７ａの膜厚より薄くなっていてもよい。
【０１８３】本発明では、前記非磁性層２７は大気暴露
によっても酸化されにくい材質であることが好ましく、
さらに前記非磁性層２７を構成する元素が、フリー磁性
層２６や強磁性層２８に拡散しても強磁性層としての性
質を劣化しない材質であることが好ましい。具体的には
前記非磁性層２７は、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｒｅ、Ｐｄ、Ｏｓ、
Ｉｒ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａｕのいずれか１種または２
種以上の貴金属で形成されることが好ましい。
【０１８４】前記非磁性層２７の膜厚について以下に説
明する。本発明では、前記非磁性層２７の膜厚は、前記
非磁性層２７がＲｕで形成され、フリー磁性層２６及び
強磁性層２８が非磁性層２７と接する界面にＮｉＦｅ系
合金層を有するとき、０Åより大きく６Å以下で形成さ
れることが好ましい。
【０１８５】また本発明では、前記非磁性層２７の膜厚
は、前記非磁性層２７がＣｒで形成され、フリー磁性層
２６及び強磁性層２８が非磁性層２７と接する界面にＮ
ｉＦｅ系合金層を有するとき、０Åより大きく８Å以下
で形成されることが好ましい。
【０１８６】また本発明では、前記非磁性層２７の膜厚
は、前記非磁性層２７がＩｒで形成され、フリー磁性層
２６及び強磁性層２８が非磁性層２７と接する界面にＮ
ｉＦｅ系合金層を有するとき、０Åより大きく２．５Å
以下で形成されることが好ましい。
【０１８７】また本発明では、前記非磁性層２７の膜厚
は、前記非磁性層２７がＲｈで形成され、フリー磁性層
２６及び強磁性層２８が非磁性層２７と接する界面にＮ
ｉＦｅ系合金層を有するとき、０Åより大きく３Å以下
で形成されることが好ましい。
【０１８８】また本発明では、前記非磁性層２７の膜厚
は、前記非磁性層２７がＲｕで形成され、フリー磁性層
２６及び強磁性層２８が非磁性層２７と接する界面にＣ
ｏを主成分とする層を有するとき、０Åより大きく５Å
以下あるいは１０Å以上で１３Å以下で形成されること
が好ましい。
【０１８９】また本発明では、前記非磁性層２７の膜厚
は、前記非磁性層２７がＲｈで形成され、フリー磁性層
２６及び強磁性層２８が非磁性層２７と接する界面にＣ
ｏを主成分とする層を有するとき、０Åより大きく４Å
以下あるいは１０Å以上で１４Å以下で形成されること
が好ましい。
【０１９０】さらには前記非磁性層２７の膜厚は、前記
非磁性層２７がＣｕで形成され、フリー磁性層２６及び
強磁性層２８が非磁性層２７と接する界面にＣｏを主成
分とする層を有するとき、０Åより大きく４Å以下ある
いは１１Å以上で１５Å以下で形成されることが好まし
い。
【０１９１】本発明では、特に前記非磁性層２７の両側
端部２７ａの膜厚が、上記した非磁性層２７の膜厚範囲
内にあるように適切に調整されて、前記非磁性層２７が
形成されている。
【０１９２】上記の膜厚範囲内で形成された非磁性層２
７であれば、前記フリー磁性層２６の両側端部Ｓと前記
強磁性層２８間に前記非磁性層２７を介して強磁性的な
結合が効果的に生じ、前記フリー磁性層２６の両側端部
Ｓの磁化は、前記強磁性層２８の磁化方向と同一方向に
強固に固定される。
【０１９３】前記強磁性層２８は第２反強磁性層２９と
の間で発生する交換結合磁界によってトラック幅方向
（図示Ｘ方向）に磁化固定され、フリー磁性層２６の両
側端部Ｓは、前記強磁性層２８との強磁性的な結合によ
ってトラック幅方向（図示Ｘ方向）に磁化固定される。
一方、前記フリー磁性層２６の中央部Ｃの磁化は外部磁
界に対し磁化反転できる程度に弱く単磁区化された状態
になっている。
【０１９４】図４に示す実施形態は、図１ないし図３に
示す実施形態と異なって、第２反強磁性層２９及び強磁
性層２８の内側端部２９ａ、２８ａは、下部シールド層
２０表面に対して垂直（図示Ｚ方向）に近い方向に延び
て形成されている。このような形状の違いは、後述する
ように製造方法の違いに起因するものである。
【０１９５】なお図４においても図１ないし３と同様
に、前記第２反強磁性層２９及び強磁性層２８の内側端
部２９ａ、２８ａを、内側端部間の間隔が下面から上面
に向うにしたがって徐々に広がる傾斜面あるいは湾曲面
で形成することもできる。
【０１９６】以下、図４と同じ製造方法を用いて形成さ
れた他の実施形態の磁気検出素子の構造について説明す
る。
【０１９７】図５は、本発明における第５実施形態の磁
気検出素子の構造を記録媒体との対向面側から見た部分
断面図である。
【０１９８】図５に示す磁気検出素子の構造は図４と異
なって、非磁性層２７の中央部２７ｂ上にも強磁性層２
８が形成されている。
【０１９９】ただし前記非磁性層２７の中央部２７ｂ上
に形成された強磁性層２８の上には第２反強磁性層２９
は形成されていないので、中央部Ｃに形成された前記強
磁性層２８は強固に磁化固定されておらず、従って前記
中央部Ｃの強磁性層２８の磁化は外部磁界に対し磁化反
転できる程度に弱く単磁区化された状態になっている。
【０２００】この図５における実施形態でも図４と同様
に、前記強磁性層２８の両側端部Ｓとフリー磁性層２６
の両側端部Ｓ間が非磁性層２７の両側端部２７ａを介し
て強磁性的に結合し、前記フリー磁性層２６の両側端部
Ｓの磁化は、前記強磁性層２８の両側端部Ｓの磁化方向
と同一方向に強固に固定された状態になっている。
【０２０１】一方、前記フリー磁性層２６の中央部Ｃの
磁化は、強磁性層２８の中央部Ｃの磁化方向と同じ方向
に外部磁界に対し感度良く反転できる程度に弱く単磁区
化されており、図示Ｙ方向からの外部磁界の侵入によっ
て、前記フリー磁性層２６と強磁性層２８の中央部Ｃと
が共に磁化反転して記録信号が再生されるようになって
いる。
【０２０２】なお前記中央部Ｃに形成された強磁性層２
８の膜厚は、両側端部Ｓに形成された強磁性層２８の膜
厚と同じであってもよいし、あるいは薄く形成されてい
てもよい。
【０２０３】なお前記非磁性層２７の材質、および膜厚
等に関しては図４と同じであるのでそちらを参照された
い。
【０２０４】図６は本発明における第６実施形態の磁気
検出素子の構造を記録媒体との対向面側から見た部分断
面図である。
【０２０５】図６では、前記非磁性層２７上の全面に一
定膜厚の強磁性層２８が形成され、さらに前記非磁性層
２７の中央部２７ｂ上にも前記強磁性層２８を介して薄
い膜厚の第２反強磁性層２９が形成されている。
【０２０６】前記中央部Ｃに形成された前記第２反強磁
性層２９の膜厚ｔ２は、そのトラック幅方向の両側端部
Ｓに形成された第２反強磁性層２９の膜厚に比べて薄い
膜厚であるが形成されている。
【０２０７】前記中央部Ｃに形成された第２反強磁性層
２９の膜厚ｔ２が薄く形成されていることで、前記第２
反強磁性層２９の中央部Ｃと強磁性層２８の中央部Ｃ間
では交換結合磁界が発生せず、あるいは発生してもその
値は小さく、前記強磁性層２８の中央部Ｃの磁化がトラ
ック幅方向（図示Ｘ方向）に強固に固定されることはな
い。
【０２０８】前記第２反強磁性層２９の中央部Ｃに残さ
れた膜厚ｔ２は、５０Å以下、好ましくは３０Å以下で
形成されることが好ましい。これ以上、膜厚が厚く形成
されると、前記第２反強磁性層２９の中央部Ｃと強磁性
層２８の中央部Ｃ間で大きな交換結合磁界が発生する結
果、前記強磁性層２８の中央部Ｃの磁化がトラック幅方
向（図示Ｘ方向）に強固に固定され、前記強磁性層２８
の中央部Ｃとフリー磁性層２６の中央部Ｃ間の強磁性的
な結合によって前記フリー磁性層２６の中央部Ｃの磁化
がトラック幅方向（図示Ｘ方向）に強固に固定されやす
く、再生感度が低下するからである。
【０２０９】なお図６における実施形態でも図４及び図
５と同様に、前記強磁性層２８の両側端部Ｓとフリー磁
性層２６の両側端部Ｓ間が非磁性層２７を介して強磁性
的に結合し、前記フリー磁性層２６の両側端部Ｓの磁化
は、前記強磁性層２８の両側端部Ｓの磁化方向と同一方
向に強固に固定された状態になっている。
【０２１０】また前記非磁性層２７の材質、および膜厚
等に関しては図４と同じであるのでそちらを参照された
い。
【０２１１】図４ないし図６に示す実施形態の磁気検出
素子は、後述する製造方法で説明するように、磁気検出
素子の中央部Ｃをイオンミリングや反応性イオンエッチ
ング（ＲＩＥ）などで削って形成されている。前記磁気
検出素子の中央部Ｃをどこまで削るかによって形態が図
４ないし図６のように変わる。
【０２１２】図４ないし図６では、前記フリー磁性層２
６の両側端部Ｓ上に非磁性層２７が形成され、この上に
強磁性層２８が形成されており、前記フリー磁性層２６
の両側端部Ｓがイオンミリングによるダメージを受ける
ことはない。本発明では、Ｒｕなどで形成された非磁性
層２７は成膜段階から非常に薄い膜厚（３Å以上で２０
Å以下であることが好ましい。より好ましくは３Å以上
で１０Å以下である。）で形成されており、前記非磁性
層２７の膜厚をイオンミリングによって調整する段階に
おいて、低エネルギーのイオンミリングを用いることが
でき、よって前記非磁性層２７が一部残るように、ミリ
ング制御をしやすく、図４ないし図６のように、フリー
磁性層２６の両側端部Ｓ上に非磁性層２７を一部残すこ
とが容易に且つ適切に行うことができる。なお後述する
製造方法で説明するように、非磁性層２７に対してイオ
ンミリングを行わない場合もある。
【０２１３】以上詳述した本発明では、図１ないし図３
に示す磁気検出素子は、同じ製造工程を用いて製造され
たものであり、一方、図４ないし図６に示す磁気検出素
子は、図１ないし図３とは異なる製造方法で形成された
構造である。製造方法が図１ないし図３と図４ないし図
６とでは異なるものの、図１ないし図６に示す磁気検出
素子の全ての構造で共通する部分は、フリー磁性層２６
の両側端部Ｓと強磁性層２８間に非磁性層２７が介在
し、前記フリー磁性層２６の両側端部Ｓと強磁性層２８
間に強磁性的な結合が発生している点である。
【０２１４】次に本発明におけるフリー磁性層２６の形
態について説明する。図１ないし図６に示す磁気検出素
子では、すべてフリー磁性層２６は２層構造であり、非
磁性材料層２５と接する側の層が、ＣｏＦｅやＣｏなど
の拡散防止層２６ａとなっている。磁性材料層２６ｂは
ＮｉＦｅ合金などの磁性材料で形成されている。
【０２１５】前記フリー磁性層２６は磁性材料の単層で
形成されていてもよい。磁性材料としてはＮｉＦｅ合
金、ＣｏＦｅ合金、ＣｏＦｅＮｉ合金、Ｃｏ、ＣｏＮｉ
合金などを選択できる。このうち特に前記フリー磁性層
２６をＣｏＦｅＮｉ合金で形成することが好ましい。
【０２１６】図７は、前記フリー磁性層２６の部分を中
心に図示した部分拡大断面図である。断面は記録媒体と
の対向面側から見ている。
【０２１７】図７に示す形態ではフリー磁性層２６は３
層構造である。前記フリー磁性層２６を構成する符号３
６、３７、３８の各層はすべて磁性材料の層であり、磁
性材料層３６は、非磁性材料層２５との間で元素の拡散
を防止するための拡散防止層である。前記磁性材料層３
６はＣｏＦｅやＣｏなどで形成される。
【０２１８】磁性材料層３８は、非磁性層２７と接して
形成されている。前記磁性材料層３８は、ＣｏＦｅ合金
で形成されることが好ましく、これによって前記非磁性
層２７を介して対向する強磁性層２８と前記磁性材料３
８間で生じる強磁性的な結合を強くできる。
【０２１９】図７に示す３層構造の材質の組合わせとし
ては、例えば磁性材料層３６：ＣｏＦｅ／磁性材料層３
７：ＮｉＦｅ／磁性材料層３８：ＣｏＦｅを提示でき
る。
【０２２０】磁性材料のみで形成されたフリー磁性層２
６の膜厚は３０Å〜４０Å程度で形成されることが好ま
しい。またフリー磁性層２６に使用されるＣｏＦｅ合金
の組成比は、例えばＣｏが９０ａｔ％、Ｆｅが１０ａｔ
％である。
【０２２１】図８は、前記フリー磁性層２６の別の実施
形態を示す部分拡大断面図である。図８に示すフリー磁
性層２６は積層フェリ構造と呼ばれる構造である。これ
によりフリー磁性層２６の物理的な厚みを極端に薄くす
ることなしに磁気的な実効的フリー磁性層２６の膜厚を
薄くでき、外部磁界に対する感度を向上させることがで
きる。
【０２２２】符号３９、４１の層は磁性層であり、符号
４０の層は非磁性中間層である。磁性層３９および磁性
層４１は、例えばＮｉＦｅ合金、ＣｏＦｅ合金、ＣｏＦ
ｅＮｉ合金、Ｃｏ、ＣｏＮｉ合金などの磁性材料で形成
される。このうち特に前記磁性層３９及び／または磁性
層４１は、ＣｏＦｅＮｉ合金で形成されることが好まし
い。組成比としては、Ｆｅが９ａｔ％以上で１７ａｔ％
以下、Ｎｉが０．５ａｔ％以上で１０ａｔ％以下、残り
がＣｏのａｔ％であることが好ましい。
【０２２３】これにより前記磁性層３９、４１間に働く
ＲＫＫＹ相互作用による反平行結合磁界を大きくでき
る。具体的にはスピンフロップ磁界（Ｈｓｆ）を約２９
３（ｋＡ／ｍ）以上にできる。以上により、磁性層３９
と磁性層４１との磁化を適切に反平行状態にできる。ま
た上記した組成範囲内であると、フリー磁性層２６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。
【０２２４】さらに、前記フリー磁性層２６の軟磁気特
性の向上、非磁性材料層２５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。
【０２２５】また前記非磁性中間層４０は、Ｒｕ、Ｒ
ｈ、Ｉｒ、Ｃｒ、Ｒｅ、Ｃｕのうち１種または２種以上
で形成されることが好ましい。
【０２２６】前記磁性層３９の膜厚は例えば３５Å程度
で、非磁性中間層４０は例えば９Å程度で、前記磁性層
４１の膜厚は例えば１５Å程度で形成される。
【０２２７】また前記磁性層３９と非磁性材料層２５と
の間には、ＣｏＦｅ合金やＣｏで形成された拡散防止層
が設けられていてもよい。さらには、前記磁性層４１と
非磁性層２７間にＣｏＦｅ合金で形成された磁性層が介
在していてもよい。
【０２２８】かかる場合、磁性層３９及び／または磁性
層４１がＣｏＦｅＮｉ合金で形成されるとき、前記Ｃｏ
ＦｅＮｉ合金のＦｅの組成比は７原子％以上で１５原子
％以下で、Ｎｉの組成比は５原子％以上で１５原子％以
下で、残りの組成比はＣｏであることが好ましい。
【０２２９】これにより前記磁性層３９、４１間で発生
するＲＫＫＹ相互作用における交換結合磁界を強くする
ことができる。具体的には、スピンフロップ磁界（Ｈｓ
ｆ）を約２９３（ｋＡ／ｍ）にまで大きくすることがで
きる。よって磁性層３９、４１の磁化を適切に反平行状
態にすることができる。
【０２３０】また上記した組成範囲内であると、フリー
磁性層２６の磁歪を−３×１０-6から３×１０-6の範囲
内に収めることができ、また保磁力を７９０（Ａ／ｍ）
以下に小さくできる。さらに、前記フリー磁性層２６の
軟磁気特性の向上を図ることができる。
【０２３１】なお図８に示すフリー磁性層２６の形態を
用いて図４ないし図６に示す各磁気検出素子を構成した
場合、中央部Ｃの掘り込み深さを非磁性層２７を除去し
た後、さらに中央部Ｃから露出する磁性層４１を完全に
除去し、非磁性中間層４０が前記中央部Ｃから露出する
ようにしてもよい。なお前記非磁性中間層４０は一部除
去されていてもよい。かかる場合、フリー磁性層２６の
中央部Ｃは積層フェリ構造ではなく、磁性層３９のみの
通常のフリー磁性層として機能し、一方、フリー磁性層
２６の両側端部Ｓでは積層フェリ構造として機能し、一
方向性交換バイアス磁界が増強し、より確実にフリー磁
性層２６の両側端部Ｓをトラック幅方向（図示Ｘ方向）
に固定させ、サイドリーディングの発生を抑制すること
ができる。
【０２３２】図９は本発明におけるフリー磁性層２６の
別の形態を示す部分拡大断面図である。図９に示すフリ
ー磁性層２６には、磁性材料層４２、４４間にスペキュ
ラー膜４３が形成されている。前記スペキュラー膜４３
には、図９に示すように欠陥部（ピンホール）Ｇが形成
されていてもよい。また図９に示す実施形態ではスペキ
ュラー膜（鏡面反射層）４３を挟んだ磁性材料層４２及
び磁性材料層４４は同じ方向（矢印方向）に磁化されて
いる。
【０２３３】磁性材料層４２、４４にはＮｉＦｅ合金、
ＣｏＦｅ合金、ＣｏＦｅＮｉ合金、Ｃｏ、ＣｏＮｉ合金
などの磁性材料が使用される。
【０２３４】図９のようにスペキュラー膜４３がフリー
磁性層２６内に形成されていると前記スペキュラー膜４
３に達した伝導電子（例えばアップスピンを持つ伝導電
子）は、そこでスピン状態（エネルギー、量子状態な
ど）を保持したまま鏡面反射する。そして鏡面反射した
前記アップスピンを持つ伝導電子は、移動向きを変えて
フリー磁性層内を通り抜けることが可能になる。
【０２３５】このため本発明では、スペキュラー膜４３
を設けることで、前記アップスピンを持つ伝導電子の平
均自由行程λ＋を従来に比べて伸ばすことが可能にな
り、よって前記アップスピンを持つ伝導電子の平均自由
行程λ＋と、ダウンスピンを持つ伝導電子の平均自由行
程λ−との差を大きくすることができ、従って抵抗変化
率（ΔＲ／Ｒ）の向上とともに、再生出力の向上を図る
ことが可能になる。
【０２３６】前記スペキュラー膜４３の形成は、例えば
磁性材料層４２までを成膜し、前記磁性材料層４２表面
を酸化する。この酸化層をスペキュラー膜４３として機
能させることができる。そして前記スペキュラー膜４３
上に磁性材料層４４を成膜する。
【０２３７】前記スペキュラー膜４３の材質としては、
Ｆｅ−Ｏ、Ｎｉ−Ｏ、Ｃｏ−Ｏ、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｏ、Ｃｏ
−Ｆｅ−Ｎｉ−Ｏ、Ａｌ−Ｏ、Ａｌ−Ｑ−Ｏ（ここでＱ
はＢ、Ｓｉ、Ｎ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、
Ｎｉから選択される１種以上）、Ｒ−Ｏ（ここでＲはＣ
ｕ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、
Ｗから選択される１種以上）の酸化物、Ａｌ−Ｎ、Ａｌ
−Ｑ−Ｎ（ここでＱはＢ、Ｓｉ、Ｏ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、
Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉから選択される１種以上）、Ｒ
−Ｎ（ここでＲはＴｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、
Ｈｆ、Ｔａ、Ｗから選択される１種以上）の窒化物、半
金属ホイッスラー合金などを提示できる。
【０２３８】図１０は本発明におけるフリー磁性層２６
の別の形態を示す部分拡大断面図である。
【０２３９】図１０に示すフリー磁性層２６は、磁性層
４５上にバックド層４６が形成されている。前記バック
ド層４６は例えばＣｕやＴａなどで形成される。前記磁
性層４５はＮｉＦｅ合金、ＣｏＦｅ合金、ＣｏＦｅＮｉ
合金、Ｃｏ、ＣｏＮｉ合金などの磁性材料で形成され
る。
【０２４０】前記バックド層４６が形成されることによ
って、磁気抵抗効果に寄与するアップスピンの伝導電子
（上向きスピン：ｕｐ ｓｐｉｎ）における平均自由工
程（ｍｅａｎ ｆｒｅｅ ｐａｔｈ）を延ばし、いわゆ
るスピンフィルター効果（ｓｐｉｎ ｆｉｌｔｅｒ ｅ
ｆｆｅｃｔ）によりスピンバルブ型磁気素子において、
大きな抵抗変化率が得られ、高記録密度化に対応できる
ものとなる。
【０２４１】図１１ないし図１３は図１に示す磁気検出
素子の製造方法を示す一工程図である。図１１ないし図
１３に示す各工程は記録媒体との対向面側から見た部分
断面図である。
【０２４２】図１１に示す工程では、例えばＮｉＦｅ系
合金などの磁性材料からなる下部シールド層２０上に、
Ａｌ2Ｏ3などの絶縁材料からなる下部ギャップ層２１を
形成し、前記下部ギャップ層２１上に、下地層２２、第
１反強磁性層２３、固定磁性層２４、非磁性材料層２
５、フリー磁性層２６、非磁性層２７を連続成膜する。
成膜にはスパッタや蒸着法が使用される。図１１に示す
固定磁性層２４は、例えばＣｏＦｅ合金などで形成され
た磁性層２４ａと磁性層２４ｃと、両磁性層２４ａ、２
４ｃ間に介在するＲｕなどの非磁性の中間層２４ｂとの
積層フェリ構造である。前記フリー磁性層２６は、Ｃｏ
Ｆｅ合金などの拡散防止層２６ａとＮｉＦｅ合金などの
磁性材料層２６ｂとの積層構造である。
【０２４３】本発明では前記第１反強磁性層２３を、Ｐ
ｔＭｎ合金、または、Ｘ―Ｍｎ（ただしＸは、Ｐｄ，Ｉ
ｒ，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，Ａ
ｕ，Ａｇ，Ｏｓ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ａｒ，Ｎｅ，Ｘｅ，Ｋｒ
のいずれか１または２種以上の元素である）合金で形成
することが好ましい。
【０２４４】また前記ＰｔＭｎ合金及び前記Ｘ−Ｍｎの
式で示される合金において、ＰｔあるいはＸが３７〜６
３ａｔ％の範囲であることが好ましい。また、前記Ｐｔ
Ｍｎ合金及び前記Ｘ−Ｍｎの式で示される合金におい
て、ＰｔあるいはＸが４７〜５７ａｔ％の範囲であるこ
とがより好ましい。特に規定しない限り、〜で示す数値
範囲の上限と下限は以下、以上を意味する。
【０２４５】また、Ｐｔ−Ｍｎ−Ｘ’の式で示される合
金において、Ｘ’＋Ｐｔが３７〜６３ａｔ％の範囲であ
ることが好ましい。また、前記Ｐｔ−Ｍｎ−Ｘ’の式で
示される合金において、Ｘ’＋Ｐｔが４７〜５７ａｔ％
の範囲であることがより好ましい。さらに、前記Ｐｔ−
Ｍｎ−Ｘ’の式で示される合金において、Ｘ’が０．２
〜１０ａｔ％の範囲であることが好ましい。ただし、
Ｘ’がＰｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｏｓ，Ｎｉ，Ｆｅのい
ずれか１種または２種以上の元素である場合には、Ｘ’
は０．２〜４０ａｔ％の範囲であることが好ましい。
【０２４６】また本発明では前記第１反強磁性層２３の
膜厚を８０Å以上で３００Å以下で形成することが好ま
しい。この程度の厚い膜厚で前記第１反強磁性層２３を
形成することにより磁場中アニールで、前記第１反強磁
性層２３と固定磁性層２４間に大きな交換結合磁界を発
生させることができる。具体的には、４８ｋＡ／ｍ以
上、例えば６４ｋＡ／ｍを越える交換結合磁界を発生さ
せることができる。
【０２４７】図１１工程では前記フリー磁性層２６上に
非磁性層２７を形成することで、図１１に示す積層体が
大気暴露されても前記フリー磁性層２６が酸化されるの
を適切に防止できる。
【０２４８】ここで前記非磁性層２７は大気暴露によっ
て酸化されにくい緻密な層である必要がある。また熱拡
散などにより前記非磁性層２７を構成する元素がフリー
磁性層２６内部に侵入しても強磁性材料層としての性質
を劣化させない材質である必要がある。
【０２４９】本発明では前記非磁性層２７をＲｕ、Ｒ
ｅ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａｕ
のいずれか１種または２種以上からなる貴金属で形成す
ることが好ましい。
【０２５０】Ｒｕなどの貴金属からなる非磁性層２７は
大気暴露によって酸化されにくい緻密な層である。した
がって前記非磁性層２７の膜厚を薄くしてもフリー磁性
層２６が大気暴露によって酸化されるのを適切に防止で
きる。
【０２５１】本発明では前記非磁性層２７を３Å以上で
２０Å以下で形成することが好ましい。より好ましくは
３Å以上で１０Å以下である。この程度の薄い膜厚の非
磁性層２７によっても適切に前記フリー磁性層２６が大
気暴露によって酸化されるのを適切に防止することが可
能である。
【０２５２】本発明では上記のように前記非磁性層２７
をＲｕなどの貴金属で形成し、しかも前記非磁性層２７
を３Å〜２０Å程度、より好ましくは３Å〜１０Å程度
の薄い膜厚で形成したことに特徴点がある。このように
薄い膜厚で前記非磁性層２７を形成したことによって図
１２工程でのイオンミリングを低エネルギーで行うこと
ができミリング制御を従来に比べて向上させることがで
きる。またこれら非磁性層２７を構成する非磁性元素
が、前記フリー磁性層２６や強磁性層２８に熱拡散して
も、フリー磁性層２６や強磁性層２８の磁気特性を劣化
させるものではない。上記の点については図１２工程で
詳しく説明する。
【０２５３】図１１に示すように下部シールド層２０上
に非磁性層２７までの各層を積層した後、第１の磁場中
アニールを施す。トラック幅Ｔｗ（図示Ｘ方向）と直交
する方向である第１の磁界（図示Ｙ方向）を印加しつ
つ、第１の熱処理温度で熱処理し、第１の反強磁性層２
３と固定磁性層２４を構成する磁性層２４ａとの間に交
換結合磁界を発生させて、前記磁性層２４ａの磁化を図
示Ｙ方向に固定する。もう一方の磁性層２４ｃの磁化
は、前記磁性層２４ａとの間で働くＲＫＫＹ相互作用に
よる交換結合によって図示Ｙ方向とは逆方向に固定され
る。なお例えば前記第１の熱処理温度を２７０℃とし、
磁界の大きさを８００ｋ（Ａ／ｍ）とする。
【０２５４】また上記した第１の磁場中アニールによっ
て、非磁性層２７を構成するＲｕなどの貴金属元素が、
フリー磁性層２６内部に拡散するものと考えられる。従
って熱処理後における前記フリー磁性層２６の構成元素
はフリー磁性層２６を構成する元素と貴金属元素とから
構成される。また前記フリー磁性層２６内部に拡散した
貴金属元素は、前記フリー磁性層２６の下面側よりも前
記フリー磁性層２６の表面側の方が多く、拡散した貴金
属元素の組成比は、前記フリー磁性層２６表面から下面
に向うに従って徐々に減るものと考えられる。このよう
な組成変調は、ＳＩＭＳ分析装置などで確認することが
可能である。
【０２５５】次に図１２に示す工程では前記非磁性層２
７の上面にレジスト層を形成し、このレジスト層を露光
現像することによって図１２に示す形状のレジスト層４
９を前記非磁性層２７上に残す。前記レジスト層４９は
例えばリフトオフ用のレジスト層である。
【０２５６】次に前記レジスト層４９に覆われていない
前記非磁性層２７の両側端部２７ａを、図１２に示す矢
印Ｈ方向からのイオンミリングで一部削る（図１２に示
す点線部分の非磁性層２７が除去される）。
【０２５７】ここで前記非磁性層２７の両側端部２７ａ
を一部削る理由は、非磁性層２７表面に吸着した有機物
等の不純物を取り除くためと、できる限り前記両側端部
２７ａの膜厚を薄くして、次工程で前記両側端部２７ａ
上に形成される強磁性層２８とフリー磁性層２６の両側
端部Ｓとの間で強磁性的な結合を生じさせ、前記フリー
磁性層２６の両側端部Ｓの磁化を、前記強磁性層２７の
磁化方向と同一方向に強固に固定するためである。
【０２５８】本発明では、このイオンミリング工程で、
前記非磁性層２７の両側端部２７ａの膜厚を以下のよう
に設定することが好ましい。
【０２５９】本発明では、前記非磁性層２７をＲｕで形
成し、フリー磁性層２６及び次工程で形成される強磁性
層２８が非磁性層２７と接する界面にＮｉＦｅ系合金層
を有するとき、前記非磁性層２７の両側端部２７ａを０
Åより大きく６Å以下で形成することが好ましい。
【０２６０】また本発明では、前記非磁性層２７をＣｒ
で形成し、フリー磁性層２６及び次工程で形成される強
磁性層２８が非磁性層２７と接する界面にＮｉＦｅ系合
金層を有するとき、前記非磁性層２７の両側端部２７ａ
を０Åより大きく８Å以下で形成することが好ましい。
【０２６１】また本発明では、前記非磁性層２７をＩｒ
で形成し、フリー磁性層２６及び次工程で形成される強
磁性層２８が非磁性層２７と接する界面にＮｉＦｅ系合
金層を有するとき、前記非磁性層２７の両側端部２７ａ
を０Åより大きく２．５Å以下で形成することが好まし
い。
【０２６２】また本発明では、前記非磁性層２７をＲｈ
で形成し、フリー磁性層２６及び次工程で形成される強
磁性層２８が非磁性層２７と接する界面にＮｉＦｅ系合
金層を有するとき、前記非磁性層２７の両側端部２７ａ
を０Åより大きく３Å以下で形成することが好ましい。
【０２６３】また本発明では、前記非磁性層２７をＲｕ
で形成し、フリー磁性層２６及び次工程で形成される強
磁性層２８が非磁性層２７と接する界面にＣｏを主成分
とする層を有するとき、前記非磁性層２７の両側端部２
７ａを０Åより大きく５Å以下あるいは１０Å以上で１
３Å以下で形成することが好ましい。
【０２６４】また本発明では、前記非磁性層２７をＲｈ
で形成し、フリー磁性層２６及び次工程で形成される強
磁性層２８が非磁性層２７と接する界面にＣｏを主成分
とする層を有するとき、前記非磁性層２７の両側端部２
７ａを０Åより大きく４Å以下あるいは１０Å以上で１
４Å以下で形成することが好ましい。
【０２６５】また本発明では、前記非磁性層２７をＣｕ
で形成し、フリー磁性層２６及び次工程で形成される強
磁性層２８が非磁性層２７と接する界面にＣｏを主成分
とする層を有するとき、前記非磁性層２７の両側端部２
７ａを０Åより大きく４Å以下あるいは１１Å以上で１
５Å以下で形成することが好ましい。
【０２６６】上記の膜厚範囲内に前記非磁性層２７の両
側端部２７ａを形成することにより、前記フリー磁性層
２６の両側端部Ｓと強磁性層２８間に強磁性的な結合を
生じさせることが可能になる。なおここで言う「強磁性
的な結合」とは、非磁性層２７を介したフリー磁性層２
６の両側端部Ｓと強磁性層２８間におけるＲＫＫＹ的な
強磁性結合や、非磁性層２７に形成されたピンホールな
どの欠陥部を介した前記フリー磁性層２６の両側端部Ｓ
と強磁性層２８間の直接的な交換相互作用により、前記
フリー磁性層２６の両側端部Ｓが前記強磁性層２８の磁
化方向と同一方向に磁化されることを意味する。
【０２６７】図１２に示すイオンミリング工程では、低
エネルギーのイオンミリングを使用できる。その理由
は、前記非磁性層２７が成膜段階で３Å〜２０Å程度、
より好ましくは３Å〜１０Å程度の非常に薄い膜厚で形
成されているからである。
【０２６８】これに対し、例えば図２６に示す従来例の
ようにＴａ膜９を使用すると、このＴａ膜９自体、大気
暴露によって酸化されるので、３０Å〜５０Å程度の厚
い膜厚で形成しないと、十分にその下の層を酸化から保
護できず、しかも前記Ｔａ膜９は酸化によって体積が大
きくなり、前記Ｔａ膜９の膜厚は約５０Å以上にまで膨
れ上がる。
【０２６９】このような厚い膜厚のＴａ膜９をイオンミ
リングで除くには、高エネルギーのイオンミリングで前
記Ｔａ膜９を除去する必要があり、高エネルギーのイオ
ンミリングを使用すると、Ｔａ膜９のみが除去されるよ
うにミリング制御することは非常に難しく、その下に形
成されているフリー磁性層５表面も一部削られ、前記フ
リー磁性層５表面がイオンミリングによるダメージを受
けてしまうのである。
【０２７０】本発明では、Ｒｕなどで形成された非磁性
層２７は３Å〜２０Å程度、より好ましくは３Å〜１０
Å程度の薄い膜厚であっても、フリー磁性層２６が酸化
されるのを十分に防止でき、低エネルギーのイオンミリ
ングによって前記非磁性層２７の途中でミリングを止め
るようにミリング制御しやすい。
【０２７１】このように本発明では低エネルギーのイオ
ンミリングを使用でき、従来に比べてミリング制御を向
上させることができるのである。
【０２７２】なおミリング時間は２０秒から６０秒程
度、ミリング角度は、下部シールド層２０表面の垂直方
向に対し３０°から７０°、好ましくは４０°から６０
°傾いた角度で行うことが好ましい。これにより前記非
磁性層２７の両側端部２７ａを、上記した膜厚範囲内に
適切に収めやすくすることができる。
【０２７３】なお前記非磁性層２７の中央部２７ｂはそ
の上にレジスト層４９が形成され、イオンミリングされ
ることはないから、前記中央部２７ｂの膜厚は成膜段階
の膜厚で残される。
【０２７４】次に図１３工程を施す。図１３工程では、
前記非磁性層２７の両側端部２７ａ上に強磁性層２８、
第２反強磁性層２９、電極層３０を連続成膜する。成膜
にはスパッタや蒸着法を使用できる。成膜された前記強
磁性層２８の内側端部２８ａ、第２反強磁性層２９の内
側端部２９ａ及び電極層３０の内側端部３０ａは、下面
から上面に向うにしたがって（図示Ｚ方向）、徐々に前
記内側端部の間隔が広がる傾斜面あるいは湾曲面で形成
される。
【０２７５】またこの実施形態では前記強磁性層２８の
下面間の間隔でトラック幅Ｔｗが規定される。
【０２７６】前記第２反強磁性層２９に使用される材質
は、第１反強磁性層２３に使用される反強磁性材料と同
じものであることが好ましい。
【０２７７】また前記第２反強磁性層２９の膜厚は８０
Å以上で５００Å以下程度の厚い膜厚で形成されること
が好ましい。前記第２反強磁性層２９と強磁性層２８間
に適切な大きさの交換結合磁界を生じさせることができ
るからである。
【０２７８】図１３に示すように電極層３０まで積層形
成した後、前記強磁性層２８を構成する元素からなる強
磁性材料の層２８ｂ、第２反強磁性層２９を構成する元
素からなる反強磁性材料の膜２９ｃ及び電極層３０を構
成する元素からなる電極材料の膜３０ｃが付着した前記
レジスト層４９をリフトオフで除去する。
【０２７９】次に第２の磁場中アニールを施す。このと
きの磁場方向は、トラック幅方向（図示Ｘ方向）であ
る。なおこの第２の磁場中アニールは、第２の印加磁界
を、第１反強磁性層２３の交換異方性磁界よりも小さ
く、しかも熱処理温度を、前記第１反強磁性層２３のブ
ロッキング温度よりも低くする。これによって前記第１
反強磁性層２３の交換異方性磁界の方向をハイト方向
（図示Ｙ方向）に向けたまま、前記第２反強磁性層２９
の交換異方性磁界をトラック幅方向（図示Ｘ方向）に向
けることができる。なお第２の熱処理温度は例えば２５
０℃であり、磁界の大きさは２４ｋ（Ａ／ｍ）である。
【０２８０】図１３に示すように、前記強磁性層２８上
に第２反強磁性層２９が形成され、上記した第２の磁場
中アニールを施すことにより、前記強磁性層２８と第２
反強磁性層２９間に交換結合磁界が発生し、前記強磁性
層２８がトラック幅方向（図示Ｘ方向）に磁化固定され
る。これによって前記フリー磁性層２６の両側端部Ｓの
磁化は前記強磁性層２８との間の強磁性的な結合によっ
て前記強磁性層２８と同じ磁化方向に強固に固定され
る。
【０２８１】一方、前記強磁性層２８及び第２反強磁性
層２９は前記フリー磁性層２６の両側端部Ｓ上にのみ設
けられ、前記フリー磁性層２６の中央部Ｃ上には設けら
れていないから、前記フリー磁性層２６の中央部Ｃの磁
化が強固に固定されるといったことはなく、前記フリー
磁性層２６の中央部Ｃの磁化は外部磁界に対し磁化反転
可能な程度に弱くトラック幅方向（図示Ｘ方向）に単磁
区化される。
【０２８２】また図１３工程では、前記強磁性層２８を
２Å以上で５０Å以下で形成することが好ましい。
【０２８３】本発明では、前記フリー磁性層２６の両側
端部Ｓは、図１２工程でのイオンミリングのダメージを
受けていないから前記フリー磁性層２６の両側端部Ｓは
良好な磁気特性を保っており、したがって前記強磁性層
２８を上記した程度にまで薄く形成しても、前記強磁性
層２８との間で生じる強磁性的な結合を強いものにする
ことができる。このため本発明では前記強磁性層２８の
膜厚を従来に比べて厚く形成する必要性がないから、前
記強磁性層２８と第２反強磁性層２９間で発生する交換
結合磁界を十分に大きくできると共に、前記強磁性層２
８の内側端部２８ａから余分な静磁界が前記フリー磁性
層２６の中央部Ｃに影響を及ぼすことを抑制でき、高記
録密度化においても感度に優れた磁気検出素子を製造す
ることが可能になっている。
【０２８４】また上記の第２の磁場中アニールで、非磁
性層２７を構成するＲｕなどの貴金属元素が、フリー磁
性層２６及び強磁性層２８に拡散するものと考えられ
る。従って熱処理後における前記フリー磁性層２６及び
強磁性層２８の構成元素は、強磁性材料層を構成する元
素と貴金属元素とから構成される。また前記フリー磁性
層２６及び強磁性層２８内部に拡散した貴金属元素は、
前記フリー磁性層２６の下面側よりも前記フリー磁性層
２６の表面側の方が多く、強磁性層２８の表面側よりも
下面側の方が多い。拡散した貴金属元素の組成比は、前
記フリー磁性層２６の表面から下面に向うに従って、及
び強磁性層２８の下面から表面に向うにしたがって従っ
て徐々に減るものと考えられる。このような組成変調
は、ＳＩＭＳ分析装置などで確認することが可能であ
る。
【０２８５】上記のように本発明の製造方法によれば従
来に比べて適切にフリー磁性層２６の磁化制御を行うこ
とができ、狭トラック化においても再生感度に優れた磁
気検出素子を製造することができる。
【０２８６】以上の製造工程によって図１に示す磁気検
出素子を製造することが可能である。図２に示す磁気検
出素子の製造方法は、図１１工程の後、図１２工程に示
すレジスト層４９を形成し、次に図１３に示す工程を行
う。すなわち図１２工程でイオンミリング工程を施さな
い。
【０２８７】本発明では、図１１工程で前記非磁性層２
７が、フリー磁性層２６表面を酸化から防止できる程度
の膜厚で形成されると共に、前記フリー磁性層２６と強
磁性層２８間で強磁性的な結合を生じさせることができ
る程度の膜厚で形成されていれば、図１２工程で、イオ
ンミリングを行い、前記非磁性層２７の両側端部２７ａ
を削って膜厚調整をする必要はない。
【０２８８】本発明では、前記フリー磁性層２６表面の
酸化を適切に防止するため、前記非磁性層２７を３Å以
上の膜厚で形成することが好ましい。それとともに、図
１２工程で説明した非磁性層２７の両側端部２７ａの好
ましい膜厚範囲を確保できるように、図１１工程で、前
記非磁性層２７の膜厚を調整しながら成膜する。
【０２８９】これによって、前記非磁性層２７を図１２
工程でイオンミリングによって削らなくても、適切にフ
リー磁性層２６を酸化から防止できるとともに、前記フ
リー磁性層２６の両側端部Ｓと強磁性層２８間で効果的
に強磁性的な結合を生じさせることができ、前記フリー
磁性層２６の磁化制御を適切に且つ容易に行うことが可
能になる。
【０２９０】あるいは次のような方法で図２に示す磁気
検出素子を製造することもできる。まず図１１で非磁性
層２７まで積層する。このとき前記非磁性層２７の膜厚
は３Å〜２０Å、３Å〜１０Åであることが好ましい。
次に前記非磁性層２７表面を一律にイオンミリングす
る。このとき図１２で説明したフリー磁性層２６の両側
端部Ｓの好ましい膜厚範囲となるまで前記非磁性層２７
表面を削る。その後、図１２でレジスト層４９の形成、
図１３工程で、強磁性層２８、第２反強磁性層２９及び
電極層３０の形成を行う。
【０２９１】また図８に示す積層フェリ構造でフリー磁
性層２６を形成した場合、図１３工程後、電極層３０上
をレジストで覆い、あるいは電極層３０そのものをマス
ク層として、前記レジスト間（電極層３０間）から露出
した非磁性層２７、さらにはフリー磁性層２６を構成す
る磁性層４１までをイオンミリングで削ってもよい。こ
れにより中央部Ｃでは非磁性中間層４０が露出し、前記
中央部Ｃでのフリー磁性層２６は１層の磁性層３９がフ
リー磁性層として機能する。両側端部Ｓでは、前記フリ
ー磁性層２６は積層フェリ構造を保ち、一方向性交換バ
イアス磁界が増強され、より確実に前記フリー磁性層２
６の両側端部Ｓをトラック幅方向に固定でき、サイドリ
ーディングの発生を抑制できる磁気検出素子を製造でき
る。
【０２９２】また図１０に示すバックド層４６を有する
形態でフリー磁性層２６を形成する場合、図１３工程
後、電極層３０上をレジストで覆い、あるいは電極層３
０そのものをマスク層として、前記レジスト間（あるい
は電極層３０間）から露出した非磁性層２７をイオンミ
リングで削ってもよい。これにより中央部Ｃではバック
ド層４６が露出する。
【０２９３】図１４ないし図１６に示す製造工程は図４
ないし図６に示す磁気検出素子の製造方法を示す一工程
図である。各図は記録媒体との対向面側から見た部分断
面図である。
【０２９４】まず図１４工程では、ＮｉＦｅ系合金など
の磁性材料からなる下部シールド層２０上に、Ａｌ2Ｏ3
などの絶縁材料からなる下部ギャップ層２１を形成し、
さらに前記下部ギャップ層２１上に下地層２２、第１反
強磁性層２３、固定磁性層２４、非磁性材料層２５、フ
リー磁性層２６および非磁性層２７を連続成膜する。成
膜にはスパッタや蒸着法が使用される。図１４に示す固
定磁性層２４は、例えばＣｏＦｅ合金などで形成された
磁性層２４ａと磁性層２４ｃと、両磁性層２４ａ、２４
ｃ間に介在するＲｕなどの非磁性の中間層２４ｂとの積
層フェリ構造である。前記フリー磁性層２６は、ＣｏＦ
ｅ合金などの拡散防止層２６ａとＮｉＦｅ合金などの磁
性材料層２６ｂとの積層構造である。
【０２９５】本発明では前記第１反強磁性層２３を、Ｐ
ｔＭｎ合金、または、Ｘ―Ｍｎ（ただしＸは、Ｐｄ，Ｉ
ｒ，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，Ａ
ｕ，Ａｇ，Ｏｓ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ａｒ，Ｎｅ，Ｘｅ，Ｋｒ
のいずれか１または２種以上の元素である）合金で形成
することが好ましい。
【０２９６】また前記ＰｔＭｎ合金及び前記Ｘ−Ｍｎの
式で示される合金において、ＰｔあるいはＸが３７〜６
３ａｔ％の範囲であることが好ましい。また、前記Ｐｔ
Ｍｎ合金及び前記Ｘ−Ｍｎの式で示される合金におい
て、ＰｔあるいはＸが４７〜５７ａｔ％の範囲であるこ
とがより好ましい。特に規定しない限り、〜で示す数値
範囲の上限と下限は以下、以上を意味する。
【０２９７】また、Ｐｔ−Ｍｎ−Ｘ’の式で示される合
金において、Ｘ’＋Ｐｔが３７〜６３ａｔ％の範囲であ
ることが好ましい。また、前記Ｐｔ−Ｍｎ−Ｘ’の式で
示される合金において、Ｘ’＋Ｐｔが４７〜５７ａｔ％
の範囲であることがより好ましい。さらに、前記Ｐｔ−
Ｍｎ−Ｘ’の式で示される合金において、Ｘ’が０．２
〜１０ａｔ％の範囲であることが好ましい。ただし、
Ｘ’がＰｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｏｓ，Ｎｉ，Ｆｅのい
ずれか１種または２種以上の元素である場合には、Ｘ’
は０．２〜４０ａｔ％の範囲であることが好ましい。
【０２９８】また本発明では前記第１反強磁性層２３の
膜厚を８０Å以上で３００Å以下で形成することが好ま
しい。この程度の厚い膜厚で前記第１反強磁性層２３を
形成することにより磁場中アニールで、前記第１反強磁
性層２３と固定磁性層２４間に大きな交換結合磁界を発
生させることができる。具体的には、４８ｋＡ／ｍ以
上、例えば６４ｋＡ／ｍを越える交換結合磁界を発生さ
せることができる。
【０２９９】図１４工程では、前記フリー磁性層２６上
に非磁性層２７を形成することで、図１４に示す積層体
が大気暴露しても前記フリー磁性層２６が酸化されるの
を適切に防止できる。
【０３００】ここで前記非磁性層２７は大気暴露によっ
て酸化されにくい緻密な層である必要がある。また熱拡
散などにより前記非磁性層２７がフリー磁性層２６内部
に侵入しても強磁性材料層としての性質を劣化させない
材質である必要がある。
【０３０１】本発明では前記非磁性層２７をＲｕ、Ｒ
ｅ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａｕ
のいずれか１種または２種以上からなる貴金属で形成す
ることが好ましい。
【０３０２】Ｒｕなどの貴金属からなる非磁性層２７は
大気暴露によって酸化されにくい緻密な層である。した
がって前記非磁性層２７の膜厚を薄くしても前記フリー
磁性層２６が大気暴露によって酸化されるのを適切に防
止できる。
【０３０３】本発明では図１４の成膜段階において前記
非磁性層２７を３Å以上で２０Å以下で形成することが
好ましい。より好ましくは３Å以上で１０Å以下であ
る。この程度の薄い膜厚の非磁性層２７によっても適切
に前記フリー磁性層２６が大気暴露によって酸化される
のを適切に防止することが可能である。
【０３０４】本発明では上記のように前記非磁性層２７
をＲｕなどの貴金属で形成し、しかも前記非磁性層２７
を３Å〜２０Å、より好ましくは３Å〜１０Å程度の薄
い膜厚で形成したことに特徴点がある。このように薄い
膜厚で前記非磁性層２７を形成したことによって次工程
のイオンミリング制御を適切に且つ容易に行うことがで
きるのである。
【０３０５】図１４に示すように下部シールド層２０上
に非磁性層２７までの各層を積層した後、第１の磁場中
アニールを施す。トラック幅Ｔｗ（図示Ｘ方向）と直交
する方向である第１の磁界（図示Ｙ方向）を印加しつ
つ、第１の熱処理温度で熱処理し、第１の反強磁性層２
３と固定磁性層２４を構成する磁性層２４ａとの間に交
換結合磁界を発生させて、前記磁性層２４ａの磁化を図
示Ｙ方向に固定する。もう一方の磁性層２４ｃの磁化
は、前記磁性層２４ａとの間で働くＲＫＫＹ相互作用に
よる交換結合によって図示Ｙ方向とは逆方向に固定され
る。なお例えば前記第１の熱処理温度を２７０℃とし、
磁界の大きさを８００ｋ（Ａ／ｍ）とする。
【０３０６】上記した第１の磁場中アニールによって、
非磁性層２７を構成するＲｕなどの貴金属元素が、フリ
ー磁性層２６内部に拡散するものと考えられる。従って
熱処理後における前記フリー磁性層２６の構成元素は、
強磁性層を構成する元素と貴金属元素とから構成され
る。また前記フリー磁性層２６内部に拡散した貴金属元
素は、前記フリー磁性層２６の下面側よりも前記フリー
磁性層２６の表面側の方が多く、拡散した貴金属元素の
組成比は、前記フリー磁性層２６の表面から下面に向う
に従って徐々に減るものと考えられる。このような組成
変調は、ＳＩＭＳ分析装置などで確認することが可能で
ある。
【０３０７】次に図１４工程で前記非磁性層２７の表面
全体をイオンミリングし、前記非磁性層２７を点線Ｊの
位置まで削る。
【０３０８】ここで前記非磁性層２７を一部削る理由
は、非磁性層２７表面に吸着した有機物などの不純物を
取り除くためと、できる限り前記非磁性層２７の膜厚を
所定の膜厚範囲内に薄くしておかないと前記非磁性層２
７の両側端部２７ａ上に形成される強磁性層２８とフリ
ー磁性層２６の両側端部Ｓとの間で強磁性的な結合を生
じさせることができず、フリー磁性層２６の磁化制御を
適切に行うことができなくなるからである。
【０３０９】図１４工程で、前記非磁性層２７をＲｕで
形成し、フリー磁性層２６及び次工程で形成される強磁
性層２８が非磁性層２７と接する界面にＮｉＦｅ系合金
層を有するとき、前記非磁性層２７の膜厚が０Åより大
きく６Å以下となるように、前記非磁性層２７表面をイ
オンミリングすることが好ましい。
【０３１０】また本発明では、前記非磁性層２７をＣｒ
で形成し、フリー磁性層２６及び次工程で形成される強
磁性層２８が非磁性層２７と接する界面にＮｉＦｅ系合
金層を有するとき、前記非磁性層２７の膜厚が、０Åよ
り大きく８Å以下となるように、前記非磁性層２７表面
をイオンミリングすることが好ましい。
【０３１１】また本発明では、前記非磁性層２７をＩｒ
で形成し、フリー磁性層２６及び次工程で形成される強
磁性層２８が非磁性層２７と接する界面にＮｉＦｅ系合
金層を有するとき、前記非磁性層２７の膜厚が、０Åよ
り大きく２．５Å以下となるように、前記非磁性層２７
表面をイオンミリングすることが好ましい。
【０３１２】また本発明では、前記非磁性層２７をＲｈ
で形成し、フリー磁性層２６及び次工程で形成される強
磁性層２８が非磁性層２７と接する界面にＮｉＦｅ系合
金層を有するとき、前記非磁性層２７の膜厚が、０Åよ
り大きく３Å以下となるように前記非磁性層２７表面を
イオンミリングすることが好ましい。
【０３１３】また本発明では、前記非磁性層２７をＲｕ
で形成し、フリー磁性層２６及び次工程で形成される強
磁性層２８が非磁性層２７と接する界面にＣｏを主成分
とする層を有するとき、前記非磁性層２７の膜厚が、０
Åより大きく５Å以下あるいは１０Å以上で１３Å以下
となるように、前記非磁性層２７表面をイオンミリング
することが好ましい。
【０３１４】また本発明では、前記非磁性層２７をＲｈ
で形成し、フリー磁性層２６及び次工程で形成される強
磁性層２８が非磁性層２７と接する界面にＣｏを主成分
とする層を有するとき、前記非磁性層２７の膜厚が、０
Åより大きく４Å以下あるいは１０Å以上で１４Å以下
となるように、前記非磁性層２７表面をイオンミリング
することが好ましい。
【０３１５】また本発明では、前記非磁性層２７をＣｕ
で形成し、フリー磁性層２６及び次工程で形成される強
磁性層２８が非磁性層２７と接する界面にＣｏを主成分
とする層を有するとき、前記非磁性層２７の膜厚が０Å
より大きく４Å以下あるいは１１Å以上で１５Å以下と
なるように、前記非磁性層２７表面をイオンミリングす
ることが好ましい。
【０３１６】本発明では上記のように非磁性層２７の膜
厚を調整することで、非磁性層２７の両側端部２７ａの
上下で対向する強磁性層２８とフリー磁性層２６の両側
端部Ｓ間に強磁性的な結合を生じさせ、前記フリー磁性
層２６の両側端部Ｓを前記強磁性層２８の磁化方向と同
一方向に強固に磁化固定することが可能になる。
【０３１７】図１４に示すイオンミリング工程では、低
エネルギーのイオンミリングを使用できる。その理由
は、成膜段階で前記非磁性層２７が好ましくは３Å〜２
０Å程度、より好ましくは３Å〜１０Å程度の非常に薄
い膜厚で形成されているからである。このため本発明で
は、低エネルギーのイオンミリングによって前記非磁性
層２７の途中でミリングを止めやすく、従来に比べてミ
リング制御を向上させることができるのである。
【０３１８】なお図１４工程で示すイオンミリング工程
をしなくてもよい場合もある。成膜段階で前記非磁性層
２７の膜厚が３Å以上で且つ、図１４工程で説明したイ
オンミリング後の膜厚範囲内を満たしている場合、図１
４工程でイオンミリングを施さなくても、前記フリー磁
性層２６を酸化から適切に防止できると共に、前記非磁
性層２７の両側端部２７ａを介して強磁性層２８とフリ
ー磁性層２６の両側端部Ｓ間に効果的に強磁性的な結合
を生じさせることが可能である。
【０３１９】次に図１５に示す工程では、前記非磁性層
２７上に強磁性層２８及び第２反強磁性層２９を成膜
し、さらに連続して前記第２反強磁性層２９の上にＴａ
などで形成された保護層３５を成膜する。保護層３５
は、第２反強磁性層２９を大気暴露によって酸化されな
いように保護するためのものである。
【０３２０】なお前記第２反強磁性層２９を８０Å以上
で５００Å以下の膜厚で形成することが好ましい。これ
によって前記第２反強磁性層２９と強磁性層２８間に十
分な大きさの交換結合磁界を発生させることができる。
【０３２１】次に図１６に示す工程では、前記保護層３
５上にトラック幅方向（図示Ｘ方向）に所定の間隔５０
ａを開けて例えば無機材料で形成されたマスク層５０を
形成する。前記無機材料としては、Ｔａ、Ｔｉ、Ｓｉ、
Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｗ、Ａｌ−Ｏ、Ａｌ−Ｓｉ−
Ｏ、Ｓｉ−Ｏなどを選択できる。このうち金属材料で前
記マスク層５０を形成する場合には、前記マスク層５０
を製造工程後においてもそのまま残して電極層３０とし
て機能させることもできる。
【０３２２】前記マスク層５０の形成は、例えば前記保
護層３５の中央部上にレジスト層（図示しない）を立て
ておき、その両側を前記マスク層５０で埋めた後、前記
レジスト層を除去して前記マスク層５０に所定幅の間隔
５０ａを形成する。あるいは前記保護層３５上全体にマ
スク層５０を形成した後、レジスト層（図示しない）を
前記マスク層５０上に重ねて形成し、前記レジスト層の
中央部に露光現像によって穴部を形成した後、この穴部
から露出する前記マスク層５０を反応性イオンエッチン
グ（ＲＩＥ）などで削って、前記マスク層５０に所定幅
の間隔５０ａを形成する。
【０３２３】あるいは本発明ではマスク層５０をレジス
トで形成してもよい。図１６に示す工程では、前記マス
ク層５０の間隔５０ａ内から露出する保護層３５をＲＩ
Ｅやイオンミリングによって削り、さらに前記保護層３
５下の第２反強磁性層２９を二点鎖線Ｋの位置まで削り
込む。このとき二点鎖線Ｋ下の第２反強磁性層２９の膜
厚が５０Å以下になるまで前記第２反強磁性層２９を削
り込むことが好ましい。より好ましくは４０Å以下であ
る。そうしないと、前記第２反強磁性層２９の中央部Ｃ
が反強磁性の性質を残してしまい、次工程の第２磁場中
アニールで、前記第２反強磁性層２９の中央部Ｃと強磁
性層２８間で交換結合磁界が発生し、前記フリー磁性層
２６の中央部Ｃの磁化が強固に固定されてしまうからで
ある。
【０３２４】図１６の二点鎖線Ｋのように第２反強磁性
層２９の途中まで削り込み、フリー磁性層２６の中央部
Ｃ上に強磁性層２８及び前記第２反強磁性層２９の一部
を残す場合、図６に示す磁気検出素子を製造することが
できる。
【０３２５】また前記マスク層５０の間隔５０ａ内から
露出する前記第２反強磁性層２９をすべて除去し、強磁
性層２８を前記間隔５０ａ内から露出させてもよい。こ
のとき、前記強磁性層２８を途中まで一点鎖線Ｌまで削
ってもよいし、前記強磁性層２８を削らずにそのまま残
してもよい。前記強磁性層２８を前記間隔５０ａ内から
露出させた段階でミリングを止めると図５に示す磁気検
出素子が完成する。
【０３２６】さらに前記強磁性層２８もすべて削り、そ
の下に形成されている非磁性層２７を露出させてミリン
グを止めると、図４に示す磁気検出素子が完成する。こ
のとき露出した非磁性層２７を若干削ってもよい。
【０３２７】図１６に示すように、前記第２反強磁性層
２９は、下部シールド層２０表面に対し垂直方向に削り
込まれるので、前記第２反強磁性層２９の内側端部２９
ａは前記下部シールド層２０表面に対し垂直（図示Ｚ方
向）に近い方向に形成される。なお当然に、前記第２反
強磁性層２９の下側に形成された層まで削り込むときに
は、削り込まれた各層の内側端面は前記下部シールド層
２０表面に対し垂直方向に近い方向に形成された状態に
なっている。
【０３２８】なお例えば図１６の点線Ｍのように、マス
ク層５０の内側端部５０ｂが、下面から上面に向け徐々
に前記間隔５０ａが広がる傾斜面や湾曲面で形成されて
いる場合、第２反強磁性層２９等の内側端部２９ａも傾
斜面あるいは湾曲面として形成される。
【０３２９】マスク層５０の内側端部５０ｂが傾斜面あ
るいは湾曲面として形成されていると、削り込まれる間
隔５０ａ内のトラック幅方向（図示Ｘ方向）への幅寸法
は下面に向うほど狭くなっていく。このためトラック幅
Ｔｗを、前記マスク層５０の間隔５０ａの幅よりもさら
に小さくでき、より狭トラック化に対応可能な磁気検出
素子を製造することができる。
【０３３０】またどこまで削り込むかは任意であるが、
少なくとも前記フリー磁性層２６の中央部Ｃ上に反強磁
性を帯びる程度の厚い膜厚の第２反強磁性層２９を残さ
ないこと、およびフリー磁性層２６が前記ＲＩＥやイオ
ンミリング工程で削り込まれないようにすることが重要
である。フリー磁性層２６がイオンミリング等で削り込
まれると、従来と同じように、前記フリー磁性層２６が
ミリングによるダメージを受けて磁気特性の劣化を招き
やすくなり好ましくない。
【０３３１】ただし図８に示す積層フェリ構造でフリー
磁性層２６を形成した場合、中央部Ｃ上の非磁性層２７
を全て除去した後、露出する前記フリー磁性層２６の磁
性層４１を全て除去してもよい。かかる場合、図１６に
示すレジスト層５０の間隔５０ａ内からは、前記フリー
磁性層２６を構成する非磁性の中間層４０が露出する。
【０３３２】また図１０に示すバックド層４６を有する
フリー磁性層２６を形成した場合、中央部Ｃ上の非磁性
層２７を全て除去して、前記バックド層４６表面を露出
させてもよい。
【０３３３】上記したＲＩＥやイオンミリング工程が終
了した後、第２の磁場中アニールを施す。このときの磁
場方向は、トラック幅方向（図示Ｘ方向）である。なお
この第２の磁場中アニールは、第２の印加磁界を、第１
反強磁性層２３の交換異方性磁界よりも小さく、しかも
熱処理温度を、前記第１反強磁性層２３のブロッキング
温度よりも低くする。これによって前記第１反強磁性層
２３の交換異方性磁界の方向をハイト方向（図示Ｙ方
向）に向けたまま、前記第２反強磁性層２９の両側端部
Ｓの交換異方性磁界をトラック幅方向（図示Ｘ方向）に
向けることができる。なお第２の熱処理温度は例えば２
５０℃であり、磁界の大きさは２４ｋ（Ａ／ｍ）であ
る。
【０３３４】本発明では、図１５工程で前記強磁性層２
８と第２反強磁性層２９とが連続成膜されているから、
上記の第２磁場中アニールによって、前記強磁性層２８
の両側端部Ｓと第２反強磁性層２９の両側端部Ｓ間に交
換結合磁界を生じさせることができ、前記強磁性層２８
の両側端部Ｓをトラック幅方向（図示Ｘ方向）に強固に
磁化固定することができる。
【０３３５】また前記非磁性層２７を介して前記強磁性
層２８と対向するフリー磁性層２６の両側端部Ｓは、前
記強磁性層２８との間で発生する強磁性的な結合によっ
て、前記強磁性層２８の磁化方向と同一方向に強固に磁
化固定される。
【０３３６】一方、前記フリー磁性層２６の中央部Ｃ上
には第２反強磁性層２９が設けられておらず、設けられ
ていても前記第２反強磁性層２９は、反強磁性の性質を
帯びない程度の薄い膜厚で形成されているから、上記の
第２の磁場中アニールによっても、前記フリー磁性層２
６の中央部Ｃの磁化はトラック幅方向（図示Ｘ方向）に
強固に磁化固定されることはなく、前記フリー磁性層２
６の中央部Ｃの磁化を外部磁界に対し磁化反転できる程
度に弱く単磁区化することが可能になっている。
【０３３７】このように本発明では、従来に比べてフリ
ー磁性層２６の磁化制御を適切に行うことができ、狭ト
ラック化においても再生感度に優れた磁気検出素子を製
造することができる。
【０３３８】また上記の第２の磁場中アニールで、非磁
性層２７を構成するＲｕなどの貴金属元素が、フリー磁
性層２６及び強磁性層２８内部に拡散するものと考えら
れる。従って熱処理後における前記フリー磁性層２６及
び強磁性層２８の構成元素は、強磁性層を構成する元素
と貴金属元素とから構成される。また前記フリー磁性層
２６及び強磁性層２８内部に拡散した貴金属元素は、前
記フリー磁性層２６の下面側よりも前記フリー磁性層２
６の表面側の方が多く、強磁性層２８の表面側よりも下
面側の方が多い。拡散した貴金属元素の組成比は、前記
フリー磁性層２６の表面から下面に向うに従って、及び
強磁性層２８の下面から表面に向うにしたがって従って
徐々に減るものと考えられる。このような組成変調は、
ＳＩＭＳ分析装置などで確認することが可能である。
【０３３９】またこの第２の磁場中アニールを図１５工
程の後、すなわち非磁性層２７上に強磁性層２８、第２
反強磁性層２９及び保護層３５を成膜した後、施しても
よい。かかる場合、第２の磁場中アニールを施すと、前
記第２反強磁性層２９全体は規則化変態し、前記第２反
強磁性層２９と強磁性層２８との間で大きな交換結合磁
界が生じ、前記強磁性層２８との間で強磁性的な結合を
生じるフリー磁性層２６全体の磁化は、一旦、トラック
幅方向（図示Ｘ方向）に固定されやすくなるが、図１６
工程で、第２反強磁性層２９の中央部Ｃや前記第２反強
磁性層２９及び強磁性層２８の中央部Ｃを削り込むこと
で、前記フリー磁性層２６の中央部Ｃ上に形成された強
磁性層２８の中央部Ｃと第２反強磁性層２９の中央部Ｃ
間の交換結合磁界は弱まりあるいは消滅し、前記フリー
磁性層２６の中央部Ｃを磁化反転しやすい程度に弱い磁
化に変えることができるものと考えられる。
【０３４０】図１７は、電極層３０の形成工程を示す一
工程図である。図面は記録媒体との対向面側から部分拡
大断面図である。
【０３４１】図１６に示すマスク層５０がレジストな
ど、残しておいても電極層とはなり得ない材質の場合、
前記マスク層５０を除去した後、電極層３０を前記第２
反強磁性層２９上に形成しなければならない。
【０３４２】図１７工程に示すように、前記第２反強磁
性層２９間の間隔２９ｄから、さらに前記第２反強磁性
層２９の一部の上面にまでレジスト層５１を形成する。
なお前記間隔２９ｄ内にのみレジスト層５１を設けても
よい。そして前記レジスト層５１に覆われていない前記
第２反強磁性層２９上に電極層３０を成膜し、前記レジ
スト層５１を除去する。これによって前記第２反強磁性
層２９上に電極層３０を形成できる。
【０３４３】以上、図１１ないし図１７に示す工程図に
基づいて図１ないし図６に示す磁気検出素子の製造方法
について説明したが、本発明では、まずフリー磁性層２
６上に非磁性層２７を成膜している。本発明では前記非
磁性層２７をＲｕなど、大気暴露によっても酸化されに
くい材質で形成し、この非磁性層２７を３Åから２０Å
程度、より好ましくは３Åから１０Å程度の薄い膜厚で
成膜している。このため前記非磁性層２７をイオンミリ
ングで削る工程のとき、低エネルギーによるイオンミリ
ングを使用でき、前記非磁性層２７の途中でイオンミリ
ングを止めやすく、前記フリー磁性層２６にイオンミリ
ングによるダメージを与えてしまうといった問題が発生
しない。
【０３４４】またこのように非磁性層２７をイオンミリ
ングで薄く形成することで、前記フリー磁性層２６の両
側端部Ｓと、その上に前記非磁性層２７を介して形成さ
れた強磁性層２８間に強磁性的な結合を生じさせること
ができ、磁場中アニールによって前記強磁性層２８及び
フリー磁性層２６の両側端部Ｓをトラック幅方向（図示
Ｘ方向）の同一方向に強固に磁化固定することができ
る。
【０３４５】一方、前記フリー磁性層２６の中央部Ｃ上
には、前記強磁性層２８及び第２反強磁性層２９が形成
されていないか、形成されていても前記強磁性層２８に
は第２反強磁性層２９からの強い交換結合磁界は与えら
れず、前記フリー磁性層２６の中央部Ｃの磁化は外部磁
界に対し磁化反転可能な程度に弱く単磁区化される。
【０３４６】以上のように本発明における磁気検出素子
の製造方法によれば、Ｒｕなどで形成された膜厚の薄い
非磁性層２７の存在によって、低エネルギーのイオンミ
リングを使用でき、また前記非磁性層２７の両側端部２
７ａを介して強磁性層２８とフリー磁性層２６の両側端
部Ｓとを対向させることで、前記強磁性層２８とフリー
磁性層２６間に強磁性的な結合を生じさせることがで
き、本発明では狭トラック化に適切に対応可能な磁気検
出素子を製造することが可能になっている。
【０３４７】ところで図１ないし図６に示す磁気検出素
子は、電極層３０，３０から、固定磁性層２４、非磁性
材料層２５、フリー磁性層２６を有する多層膜内に流れ
る電流が、前記多層膜内を各層の膜面に対して平行な方
向に流れるＣＩＰ（currentin the plane）型の磁気
検出素子と呼ばれる構造である。
【０３４８】本発明は、図２５以降に示すＣＰＰ（curr
ent perpendicular to the plane）型の磁気検出素
子にも適用できる。ＣＰＰ型とは、例えば図２５に示す
ように、固定磁性層２４、非磁性材料層２５、フリー磁
性層２６を有する多層膜Ｔ１の上下に上部電極層７２、
下部電極層７０が設けられ、上部電極層７２、下部電極
層７０からの電流が多層膜Ｔ１内を膜面と垂直な方向に
流れる構造のことである。
【０３４９】ＣＰＰ型の磁気検出素子においても、図１
ないし図６のＣＩＰ型の磁気検出素子と同じ効果を期待
することができる。
【０３５０】すなわち、フリー磁性層２６の両側端部
Ｓ，Ｓ上には非磁性層２７が形成され、この非磁性層２
７の上に強磁性層２８が形成されている。このため本発
明では、フリー磁性層２６の両側端部Ｓ，Ｓは非磁性層
２７の存在によって適切にイオンミリングから守られ、
すなわち従来のようにフリー磁性層２６の両側端部Ｓ，
Ｓがイオンミリングによるダメージを受けておらず、フ
リー磁性層２６の両側端部Ｓ，Ｓの磁気特性は良好に保
たれている。
【０３５１】従って本発明では、フリー磁性層２６の両
側端部Ｓ，Ｓを非磁性層２７を介した強磁性層２８との
間で発生する強磁性的な結合によって効果的に磁化固定
することができ、フリー磁性層２６の中央部は外部磁界
に対し磁化反転できる程度に弱く単磁区化できる。よっ
て狭トラック化においても適切にフリー磁性層２６の磁
化制御が可能な磁気検出素子の製造をすることができ
る。
【０３５２】本発明では、成膜段階における非磁性層２
７の膜厚を適切に調整し、低エネルギーのイオンミリン
グによって非磁性層２７の両側端部Ｓ，Ｓがすべて除去
されないようにできるので、フリー磁性層２６の両側端
部Ｓ，Ｓ上に非磁性層２７を残すことができる。
【０３５３】また、非磁性層２７の成膜段階の膜厚が強
磁性層２８及びフリー磁性層２６間に効果的に強磁性的
な結合を生じさせる場合には、非磁性層２７の両側端部
Ｓ，Ｓをイオンミリングで削る必要がない。
【０３５４】ところで図２５に示す磁気検出素子は、下
地層２２から非磁性層２７までの多層膜の構造は図１に
示す磁気検出素子と同じである。図２５の磁気検出素子
と図１の磁気検出素子は以下の点で構造が異なる。
【０３５５】図２５に示す前記多層膜の下には下部シー
ルドを兼ねた下部電極層７０が設けられている。下部電
極層７０はパーマロイ（ＮｉＦｅ）などの磁性材料でメ
ッキ形成されたものである。
【０３５６】また図２５に示すように第２反強磁性層２
９及び非磁性層２７上には絶縁層７１が設けられてい
る。絶縁層７１は、例えばＡｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、Ａｌ
Ｎ、Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ、Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ、Ｓｉ3Ｎ4な
どの絶縁材料で形成される。この絶縁層７１には非磁性
層２７の中央部上に開口する穴部７１ａが設けられ、こ
の穴部７１ａを通じて、上部電極層７２と前記多層膜が
導通している。穴部７１ａのトラック幅方向（図示Ｘ方
向）間距離が光学的トラック幅Ｔｗになる。絶縁層７１
は分流ロスを防ぐことができる適度な膜厚を有して形成
される。
【０３５７】また、絶縁層７１上から非磁性層２７上に
かけて上部シールド層を兼ねた上部電極層７２が設けら
れている。上部電極層７２はＮｉＦｅなどの磁性材料か
らなる。
【０３５８】このように図２５に示す磁気検出素子では
前記多層膜の上下にシールド層を兼た上部電極層７２及
び下部電極層７０が設けられ、上部電極層７２及び下部
電極層７０間に流れる電流は、前記多層膜内を膜面に対
し垂直な方向に流れるようになっている。
【０３５９】図２５に示す磁気検出素子では、第２反強
磁性層２９の上面が絶縁層７１によって覆われているの
で、上部電極層７２から前記多層膜内に流れる電流が、
第２反強磁性層２９等に分流せず、電流は絶縁層７１の
穴部７１ａのトラック幅寸法で決定されるトラック幅Ｔ
ｗ内を適切に流れる。よって図２５に示す構造の磁気検
出素子であれば、電流経路がトラック幅Ｔｗから広がる
のを抑制でき再生出力の大きいＣＰＰ型の磁気検出素子
を製造することが可能になる。
【０３６０】また図２５に示すように絶縁層７１上から
非磁性層２７上にかけて点線で描かれた非磁性層７３が
設けられていてもよい。非磁性層７３は、Ｔａ、Ｒｕ、
Ｒｈ、Ｉｒ、Ｃｒ、Ｒｅ、Ｃｕなどの非磁性導電材料で
形成されることが好ましい。非磁性層７３は、上部ギャ
ップ層としての役割を有するものであるが、電流経路の
出入口となる非磁性層２７上を例えば絶縁材料からなる
非磁性層７３で覆うことは電流が前記多層膜内に流れに
くくなるため好ましくない。よって本発明では非磁性層
７３を非磁性導電材料で形成することが好ましい。
【０３６１】また図２５に示す磁気検出素子では前記多
層膜を構成する非磁性材料層２５がＣｕなどの非磁性導
電材料で形成されてもよいし、あるいは非磁性材料層２
５がＡｌ2Ｏ3やＳｉＯ2などの絶縁材料で形成されても
よい。前者の磁気検出素子はスピンバルブ型ＧＭＲ磁気
抵抗効果素子と呼ばれる構造であり、後者の磁気検出素
子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。
【０３６２】トンネル型磁気抵抗効果型素子は、トンネ
ル効果を利用して抵抗変化を生じさせるものであり、磁
性層２４ｃとフリー磁性層２６との磁化が反平行のと
き、最も非磁性材料層２５を介してトンネル電流が流れ
にくくなって、抵抗値は最大になり、一方、磁性層２４
ｃとフリー磁性層２６との磁化が平行のとき、最もトン
ネル電流は流れ易くなり抵抗値は最小になる。
【０３６３】この原理を利用し、外部磁界の影響を受け
てフリー磁性層２６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または電流変化としてとらえ、
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。
【０３６４】図２６は、図２に示す磁気検出素子を図２
５と同様にＣＰＰ型の磁気検出素子にした実施形態であ
る。
【０３６５】図２７は、図４に示す磁気検出素子を図２
５と同様にＣＰＰ型の磁気検出素子にした実施形態であ
る。
【０３６６】図２７の磁気検出素子と図４の磁気検出素
子は以下の点で構造が異なる。図２７に示す下地層２２
から非磁性層２７までの多層膜の下には下部シールドを
兼ねる下部電極層７０が設けられている。下部電極層７
０はパーマロイ（ＮｉＦｅ）などの磁性材料でメッキ形
成されたものである。
【０３６７】また図２７に示すように第２反強磁性層２
９の上面２９ｅには絶縁層７４が設けられている。絶縁
層７４は、例えばＡｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、ＡｌＮ、Ａｌ−
Ｓｉ−Ｏ、Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ、Ｓｉ3Ｎ4などの絶縁材
料で形成される。
【０３６８】また第２反強磁性層２９のトラック幅方向
の中央に対向する内側端部２９ａ上には、絶縁層７５が
形成されている。絶縁層７５は、例えばＡｌ2Ｏ3、Ｓｉ
Ｏ2、ＡｌＮ、Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ、Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ、
Ｓｉ3Ｎ4などの絶縁材料で形成される。
【０３６９】第２反強磁性層２９の上面２９ｅ上に形成
された絶縁層７４と、内側端部２９ａに形成された絶縁
層７５とは別体で形成される。後述する製造方法によれ
ば、絶縁層７４、７５を別々に形成することができ、そ
れぞれの絶縁層７４、７５は分流ロスを防ぐことができ
る適度な膜厚を有して形成される。
【０３７０】また図２７に示すように、絶縁層７４上か
ら非磁性層２７上にかけて上部シールドを兼ねた上部電
極層７２が設けられている。
【０３７１】このように図２７に示す磁気検出素子では
前記多層膜の上下にシールドを兼ねた下部電極層７０、
上部電極層７２が設けられ、下部電極層７０、上部電極
層７２間に流れる電流は、前記多層膜内を膜面に対し垂
直な方向に流れるようになっている。
【０３７２】図２７に示す磁気検出素子では、第２反強
磁性層２９の上面２９ｅおよび内側端部２９ａ、さら
に、強磁性層２８の内側端部２８ａが絶縁層７４、７５
によって覆われているので、上部電極層７２から前記多
層膜内に流れる電流が、第２反強磁性層２９等に分流せ
ず、前記電流は前記絶縁層７５，７５間の間隔で決定さ
れるトラック幅Ｔｗ内を適切に流れる。よって図２７に
示す構造の磁気検出素子であれば、電流経路がトラック
幅Ｔｗから広がるのを抑制でき再生出力の大きいＣＰＰ
型の磁気検出素子を製造することが可能になる。
【０３７３】また図２７に示すように絶縁層７４上から
絶縁層７５上、および非磁性層２７上にかけて点線で描
かれた非磁性層７３が設けられていてもよい。非磁性層
７３は、Ｔａ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｃｒ、Ｒｅ、Ｃｕな
どの非磁性導電材料で形成されることが好ましい。非磁
性層７３は、上部ギャップ層としての役割を有するもの
であるが、非磁性層７３は非磁性層２７の上に接して形
成されるため、非磁性導電材料で形成することが好まし
い。
【０３７４】図２８は図５に示す磁気検出素子を図２５
と同様にＣＰＰ型の磁気検出素子にした実施形態であ
り、図２９は図６に示す磁気検出素子を図２５と同様に
ＣＰＰ型の磁気検出素子にした実施形態である。
【０３７５】すなわち図２８及び図２９に示す磁気検出
素子はいずれも、第１反強磁性層２３の下に下部シール
ドを兼用した下部電極層７０が設けられ、また第２反強
磁性層２９上には絶縁層７４、７５が設けられ、さらに
上部シールドを兼用した上部電極層７２が設けられてい
る。
【０３７６】図３０及び図３１に示す磁気検出素子は、
図２５ないし図２９と同様にＣＰＰ型の磁気検出素子で
あるが、下部電極層８０の形状が図２５ないし図２９の
それとは異なっている。
【０３７７】図３０及び図３１がそれぞれ図２５及び図
２７と異なっている点は、下部シールドを兼用した下部
電極層８０のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の中央部
に、下地層２２から非磁性層２７までの多層膜の方向
（図示Ｚ方向）に突出した突出部８０ａが設けられ、こ
の突出部８０ａの上面８０ａ１が前記多層膜の下面に接
しており、突出部８０ａから前記多層膜内に（あるいは
前記多層膜から突出部８０ａに）電流が流れるようにな
っている点である。
【０３７８】そして図３０及び図３１に示す実施形態で
は下部電極層８０のトラック幅方向（図示Ｘ方向）にお
ける両側端部８０ｂと前記多層膜間に絶縁層８１が設け
られている。絶縁層８１は、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、Ａｌ
Ｎ、Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ、Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ、Ｓｉ3Ｎ4な
どの絶縁材料で形成される。
【０３７９】図３０及び図３１に示す実施形態では、下
部電極層８０は、突出部８０ａの形成によって前記多層
膜に対する電流経路が絞り込まれ、さらに下部電極層８
０の両側端部８０ｂと前記多層膜間に絶縁層８１が設け
られたことで、両側端部８０ｂから前記多層膜内に電流
が分流することを適切に抑制でき、より効果的に再生出
力の大きい磁気検出素子を製造することが可能になる。
【０３８０】図３０及び図３１に示す実施形態では、下
部電極層８０の突出部８０ａの上面８０ａ１のトラック
幅方向（図示Ｘ方向）の幅寸法は領域Ｃのトラック幅方
向（図示Ｘ方向）における幅寸法と一致しているが、上
面８０ａ１の幅寸法が領域Ｃの幅寸法より広くてもよ
い。より好ましくは上面８０ａ１の幅寸法がトラック幅
Ｔｗと一致することである。これによってより効果的に
前記多層膜に対しトラック幅Ｔｗの領域内にのみ電流を
流すことができ再生出力の大きい磁気検出素子を製造す
ることが可能である。
【０３８１】また図３０、３１に示す実施形態では、下
部電極層８０に形成された突出部８０ａのトラック幅方
向（図示Ｘ方向）における両側面８０ａ２は、突出部８
０ａのトラック幅方向における幅寸法が、前記多層膜か
ら離れる（図示Ｚ方向と逆方向）にしたがって徐々に広
がる傾斜面あるいは湾曲面で形成されているが、両側面
８０ａ２は、トラック幅方向（図示Ｘ方向）に対して垂
直面であってもかまわない。
【０３８２】なお、下部電極層８０に突出部８０ａが形
成され、第２反強磁性層２９上に絶縁層７１、または絶
縁層７４、７５が設けられていない磁気検出素子であっ
てもよい。この場合、上部電極層７２と第２反強磁性層
２９間が絶縁されていないので、電流経路はトラック幅
Ｔｗよりも広がりやすく再生出力は劣るものと考えられ
るが、前記多層膜の下面側で、下部電極層８０に突出部
８０ａが形成されることによって電流経路を絞り込むこ
とができ、電流経路の広がりを抑えて再生出力の低下を
抑制することができる。
【０３８３】また図３０及び図３１に示す磁気検出素子
では、下部電極層８０に形成された突出部８０ａの上面
８０ａ１と、その両側に形成された絶縁層８１の上面８
１ａとが同一平面で形成されていることが好ましい。こ
れによって突出部８０ａ上から絶縁層８１上にかけて形
成される前記多層膜の各層の膜面をトラック幅方向に、
より平行に形成でき、再生特性に優れた磁気検出素子を
製造することが可能になる。
【０３８４】なお、図２５ないし図３１に示すＣＰＰ型
の磁気検出素子ではいずれも下部電極層７０または８０
及び上部電極層７２を多層膜の上下に接して形成し、シ
ールド層の機能を持たせているが、このような構成によ
って電極層とシールド層とを別々に形成する必要性が無
くなり、ＣＰＰ型の磁気検出素子の製造を容易化するこ
とが可能になる。
【０３８５】しかも電極機能とシールド機能とを兼用さ
せれば、シールド層間の間隔で決定されるギャップ長Ｇ
１を非常に短くすることができ（図２５を参照、なお非
磁性層７３が設けられる場合は、非磁性層７３の膜厚も
含めてギャップ長Ｇｌが決定される）、今後の高記録密
度化により適切に対応可能な磁気検出素子を製造するこ
とが可能になる。
【０３８６】ただし本発明では、図２５ないし図３１に
示す実施形態に限るものではなく、多層膜の上面及び／
または下面に、例えばＡｕ、Ｗ、Ｃｒ、Ｔａなどからな
る電極層を設け、多層膜と反対側の電極層の面にギャッ
プ層を介して磁性材料製のシールド層を設ける構成であ
ってもかまわない。
【０３８７】図２５に示される磁気検出素子を製造する
ときには、下部電極層７０をメッキまたはスパッタ形成
し、この下部電極層７０上に、下地層２２から非磁性層
２７まで成膜し、第１の磁場中アニールを行った後、非
磁性層２７のトラック幅Ｔｗの領域を覆うリフトオフ用
のレジストを形成する。次に、非磁性層２７の前記レジ
スト層に覆われない両側端部Ｓ，Ｓを、低エネルギーの
イオンミリングで部分的に削り、強磁性層２８、第２反
強磁性層２９をスパッタにより連続成膜する。次に、強
磁性層２８、第２反強磁性層２９のスパッタ入射角度
（前記多層膜の膜面垂直方向からの角度）より大きなス
パッタ入射角度から絶縁層７１を成膜する。さらに、第
２の磁場中アニール、上部電極層７２のスパッタまたは
メッキ形成を行う。
【０３８８】第１の磁場中アニール、非磁性層２７の両
側端部Ｓ，Ｓのイオンミリング条件及び削り量は図１の
磁気検出素子を製造方法と同様である。
【０３８９】次に、図２７に示されたＣＰＰ型磁気検出
素子の製造方法を説明する。まずメッキ形成された磁性
材料製の下部電極層７０上に、下地層２２、第１反強磁
性層２３、固定磁性層２４、非磁性材料層２５、フリー
磁性層２６、非磁性層２７、強磁性層２８を連続成膜
し、これを第１の磁場中アニールにかける。次に、非磁
性層２７の表面を低エネルギーのイオンミリングによっ
て除去した後、第２反強磁性層２９及び絶縁層７４を連
続スパッタ成膜し第２の磁場中アニールにかける。熱処
理条件等については上述した通りである。
【０３９０】次に、絶縁層７４の上に露光現像によって
トラック幅方向（図示Ｘ方向）の中央部に穴部が設けら
れたレジスト層或いは金属材料からなるメタルマスク層
を形成する。前記レジスト層または前記メタルマスク層
の内側端面は、絶縁層７４の表面に対する垂直面であ
る。あるいは、前記レジスト層または前記メタルマスク
層の内側端面は、下面から上面にかけて徐々に前記穴部
のトラック幅方向への間隔が広がる傾斜面あるいは湾曲
面で形成される。
【０３９１】次に絶縁層７４の膜面垂直方向からのイオ
ンミリング或いは反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）に
よって前記レジスト層または前記メタルマスク層に覆わ
れていないトラック幅方向中央部を削る。図２７に示さ
れた磁気検出素子を形成するときには、絶縁層７４、第
２反強磁性層２９、強磁性層２８を完全に削り込む。
【０３９２】なお前記レジスト層の内側端面が垂直面で
あるときは、第２反強磁性層２９のトラック幅方向の中
央に対向する内側端部２９ａ、及び強磁性層２８のトラ
ック幅方向の中央に対向する内側端部２８ａ上は、絶縁
層７４の上面７４ａに対する垂直面になる。なお、前記
レジスト層の内側端面が傾斜面あるいは湾曲面であると
き、あるいは、イオンミリングの入射角度が斜め方向に
なるときは、内側端部２９ａ、及び側面内側端部２９ａ
も傾斜面あるいは湾曲面になる。そして前記レジスト層
を除去する。なお、前記レジスト層の代わりに前記メタ
ルマスク層を用いるときには、このメタルマスク層を除
去しなくともよい。
【０３９３】または、第２反強磁性層２９の成膜後、絶
縁層７４をベタ膜状に成膜する代わりに、第２反強磁性
層２９のトラック幅Ｔｗの領域を覆うリフトオフ用のレ
ジストを形成し、第２反強磁性層２９の前記レジスト層
に覆われない領域上に絶縁層を成膜することにより、ト
ラック幅方向の中央部に穴部が形成された絶縁層を形成
し、この絶縁層をマスクとして、第２反強磁性層２９、
強磁性層２８を削り込むようにしてもよい。トラック幅
方向の中央部に穴部が形成された絶縁層をマスクとする
ときには、前述のレジスト層やメタルマスク層の形成を
省略することができる。
【０３９４】図３２に示す工程では、第２反強磁性層２
９の上面２９ｅから内側端部２９ａ及び強磁性層の内側
端部２８ａ、非磁性層２７の表面にかけてＡｌ2Ｏ3、Ｓ
ｉＯ 2、ＡｌＮ、Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ、Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−
Ｎ、Ｓｉ3Ｎ4などの絶縁材料からなる絶縁層７５をスパ
ッタ成膜する。スパッタ法には、イオンビームスパッタ
法、ロングスロースパッタ法、コリメーションスパッタ
法などを使用できる。
【０３９５】ここで注意すべき点は、絶縁層７５を形成
する際のスパッタ角度θ１にある。図３２に示すように
スパッタ方向Ｇは、多層膜の各層の膜面の垂直方向に対
しθ１のスパッタ角度を有しているが本発明では前記ス
パッタ角度θ１をできる限り大きくして（すなわちより
寝かせて）、第２反強磁性層２９のトラック幅方向の中
央に対向する内側端部２９ａ、及び強磁性層２８のトラ
ック幅方向の中央に対向する内側端部２８ａに絶縁層７
５が成膜されやすいようにすることが好ましい。例えば
前記スパッタ角度θ１は５０°から７０°である。
【０３９６】このように前記スパッタ角度θ１を大きく
することで、第２反強磁性層２９の内側端部２９ａ及び
強磁性層２８の内側端部２８ａに形成される絶縁層７５
のトラック幅方向（図示Ｘ方向）への膜厚ｔｚ１を、絶
縁層７４の上面７４ａ及び非磁性層２７の表面に形成さ
れる絶縁層７５の膜厚ｔｚ２よりも厚く形成できる。こ
のように絶縁層７５の膜厚を調整しないと次工程でのイ
オンミリングで、内側端部２９ａ及び内側端部２８ａの
絶縁層７５がすべて除去されてしまい、あるいは絶縁層
７５が残ってもその膜厚は非常に薄くなり、適切に分流
ロスを低減させるための絶縁層として機能させることが
できない。
【０３９７】次に図３３に示すように多層膜の各層の膜
面と垂直方向（図示Ｚ方向と平行な方向）あるいは垂直
方向に近い角度（多層膜の各層表面の垂直方向に対し０
°から２０°）からイオンミリングを施す。このとき非
磁性層２７の表面２７ｃに形成された絶縁層７５を適切
に除去するまでイオンミリングを施す。このイオンミリ
ングによって絶縁層７４の上面７４ａに形成された絶縁
層７５も除去される。一方、内側端部２９ａ及び内側端
部２８ａに形成された絶縁層７５も若干削れるものの、
非磁性層２７の表面２７ｃに形成された絶縁層７５より
も厚い膜厚ｔｚ１を有し、しかもイオンミリングのミリ
ング方向Ｈは、内側端部２９ａ、内側端部２８ａに形成
された絶縁層７５から見ると斜め方向になるため、内側
端部２９ａ、内側端部２８ａに形成された絶縁層７５
は、非磁性層２７の表面２７ｃに形成された絶縁層７５
に比べて削られ難く、よって内側端部２９ａ及び２８ａ
には適度な膜厚の絶縁層７５が残される。
【０３９８】その状態が図３３である。第２反強磁性層
２９の内側端部２９ａ及び強磁性層２８の内側端部２８
ａに残される絶縁層７５のトラック幅方向における膜厚
ｔｚ３は５ｎｍから１０ｎｍであることが好ましい。
【０３９９】図３３に示すように第２反強磁性層２９の
上面２９ｅは絶縁層７４によって覆われ、また第２反強
磁性層２９の内側端部２９ａ及び強磁性層の内側端部２
８ａ絶縁層７５によって覆われた状態になっている。そ
して必要ならば、絶縁層７４、７５から非磁性層２７の
表面２７ｃにかけて図２７に示す非磁性層７３を形成し
た後、上部シールドを兼ね備えた上部電極層７２をスパ
ッタまたはメッキ形成する。
【０４００】以上のようにして形成された磁気検出素子
では、第２反強磁性層２９の上面２９ｅは絶縁層７４に
よって覆われ、また第２反強磁性層２９の内側端部２９
ａ及び強磁性層の内側端部２８ａは絶縁層７５によって
覆われた状態にでき、電極層から流れる電流の分流ロス
を適切に抑制できるＣＰＰ型の磁気検出素子を製造する
ことが可能になる。
【０４０１】なお図２８、図２９に示す多層膜の上側領
域も同じ工程によって形成することができるので、説明
を省略する。
【０４０２】図３０及び図３１に示す磁気検出素子では
下部電極層８０に突出部８０ａ及び下部電極層８０の両
側端部８０ｂと多層膜間に絶縁層８１を形成するもので
あるが、これはまず下部電極層８０をメッキ形成した
後、下部電極層８０のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の
中央部上にレジスト層を形成し、このレジスト層に覆わ
れていない下部電極層８０の両側端部８０ｂをイオンミ
リングで途中まで削り込む。これによって下部電極層８
０のトラック幅方向の中央部に突出部８０ａを形成する
ことができる。
【０４０３】さらに前記レジスト層に覆われていない下
部電極層８０の両側端面８０ｂ上に絶縁層８１をスパッ
タ成膜し、絶縁層８１の上面が下部電極層８０の突出部
８０ａの上面８０ａ１とほぼ同一平面となった時点で前
記スパッタ成膜を終了する。そして前記レジスト層を除
去する。なお前記レジスト層を除去した後、前記下部電
極層８０の突出部８０ａの上面８０ａ１及び絶縁層８１
の上面をＣＭＰなどを用いて研磨し、突出部８０ａの上
面８０ａ１と絶縁層８１の上面８１ａを高精度に同一平
面となるようにしてもよい。
【０４０４】なお上述したＣＩＰ型の磁気検出素子を用
いて磁気ヘッドを構成するときには、磁気検出素子上
に、絶縁性材料からなる上部ギャップ層３１、及びこの
上部ギャップ層３１上に積層される磁性合金からなる上
部シールド層３２が形成される。なお、ＣＰＰ型の磁気
検出素子の場合には、既に上部シールドを兼用する上部
電極層が形成されている。また、前記上部シールド層３
２または上部電極層７２上に書き込み用のインダクティ
ブ素子が積層されてもよい。
【０４０５】また本発明における磁気検出素子はハード
ディスク装置に内蔵される磁気ヘッドに装備されるほか
磁気センサなどにも使用可能である。
【０４０６】
【発明の効果】以上詳細に説明した本発明の磁気検出素
子は、フリー磁性層上には非磁性層が形成され、前記非
磁性層の両側端部上に強磁性層、および第２反強磁性層
が設けられていることを特徴とするものである。
【０４０７】上記の本発明による磁気検出素子によれ
ば、前記非磁性層の両側端部の上下に形成された強磁性
層とフリー磁性層間には強磁性的な結合が生じている。
従って前記第２反強磁性層との間で発生する交換結合磁
界によって強固にトラック幅方向に磁化された強磁性層
との強磁性的な結合により、前記フリー磁性層の両側端
部は前記強磁性層の磁化方向と同一方向に強固に磁化固
定され、一方、フリー磁性層の中央部は外部磁界に対し
磁化変動できる程度に弱く単磁区化された状態になって
いる。
【０４０８】本発明におけるフリー磁性層の磁化制御の
方法は以下の点に特徴点がある。本発明では、成膜段階
で前記フリー磁性層の上に非磁性層を成膜するが、この
非磁性層をＲｕなど大気暴露によっても酸化しにくい材
質で形成し、前記非磁性層を薄い膜厚で形成している点
に特徴点がある。本発明では、前記非磁性層の両側端部
を低エネルギーのイオンミリングで削って膜厚調整を行
うことができ、従来に比べて前記非磁性層の下側の層に
対してイオンミリングによるダメージを与え難い。
【０４０９】また前記非磁性層の両側端部を薄い膜厚に
イオンミリングすることで、フリー磁性層の両側端部と
フリー磁性層間に強磁性的な結合を効果的に生じさせる
ことができ、前記フリー磁性層の両側端部の磁化を適切
に固定することが可能になる。
【０４１０】以上のように本発明では、従来における磁
気検出素子に比べてより効果的にフリー磁性層の磁化制
御を行うことができる構造であり、狭トラック化に適切
に対応可能な磁気検出素子を製造することが可能であ
る。
【０４１１】また本発明における磁気検出素子はＣＩＰ
型の磁気検出素子でもＣＰＰ型の磁気検出素子でもどち
らにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態である磁気検出素子
の構造を記録媒体との対向面側から見た部分断面図、
【図２】本発明の第２の実施の形態である磁気検出素子
の構造を記録媒体との対向面側から見た部分断面図、
【図３】本発明の第３の実施の形態である磁気検出素子
の構造を記録媒体との対向面側から見た部分断面図、
【図４】本発明の第４の実施の形態である磁気検出素子
の構造を記録媒体との対向面側から見た部分断面図、
【図５】本発明の第５の実施の形態である磁気検出素子
の構造を記録媒体との対向面側から見た部分断面図、
【図６】本発明の第６の実施の形態である磁気検出素子
の構造を記録媒体との対向面側から見た部分断面図、
【図７】本発明におけるフリー磁性層の形態を記録媒体
との対向面側から見た部分拡大断面図、
【図８】本発明におけるフリー磁性層の別の形態を記録
媒体との対向面側から見た部分拡大断面図、
【図９】本発明におけるフリー磁性層の別の形態を記録
媒体との対向面側から見た部分拡大断面図、
【図１０】本発明におけるフリー磁性層の別の形態を記
録媒体との対向面側から見た部分拡大断面図、
【図１１】図１の形態の磁気検出素子の製造工程を示す
一工程図
【図１２】図１１の次に行なわれる一工程図、
【図１３】図１２の次に行なわれる一工程図、
【図１４】図４の形態の磁気検出素子の製造工程を示す
一工程図
【図１５】図１４の次に行なわれる一工程図、
【図１６】図１５の次に行なわれる一工程図、
【図１７】電極層を形成するための工程を示す一工程
図、
【図１８】ＮｉＦｅ／Ｒｕ／ＮｉＦｅの膜構成を有する
積層膜において、Ｒｕの膜厚と飽和磁界（Ｈｓ）及びス
ピンフロップ磁界（Ｈｓｆ）との関係を示すグラフ、
【図１９】ＮｉＦｅ／Ｉｒ／ＮｉＦｅの膜構成を有する
積層膜において、Ｉｒの膜厚と飽和磁界（Ｈｓ）及びス
ピンフロップ磁界（Ｈｓｆ）との関係を示すグラフ、
【図２０】ＮｉＦｅ／Ｒｈ／ＮｉＦｅの膜構成を有する
積層膜において、Ｒｈの膜厚と飽和磁界（Ｈｓ）及びス
ピンフロップ磁界（Ｈｓｆ）との関係を示すグラフ、
【図２１】ＮｉＦｅ／Ｃｒ／ＮｉＦｅの膜構成を有する
積層膜において、Ｃｒの膜厚と飽和磁界（Ｈｓ）及びス
ピンフロップ磁界（Ｈｓｆ）との関係を示すグラフ、
【図２２】Ｃｏ／Ｒｕ／Ｃｏの膜構成を有する積層膜に
おいて、Ｒｕの膜厚と飽和磁界（Ｈｓ）との関係を示す
グラフ、
【図２３】Ｃｏ／Ｖ／Ｃｏ、Ｃｏ／Ｍｏ／Ｃｏ、あるい
はＣｏ／Ｒｈ／Ｃｏの膜構成を有する積層膜において、
Ｖ、ＭｏあるいはＲｈの膜厚と飽和磁界（Ｈｓ）との関
係を示すグラフ、
【図２４】Ｃｏ／Ｃｕ／Ｃｏ、Ｃｏ／Ｍｏ／Ｃｏの膜構
成を有する積層膜において、Ｃｕの膜厚と抵抗変化率と
の関係を示すグラフ、
【図２５】本発明の第７の実施の形態である磁気検出素
子の構造を記録媒体との対向面側から見た部分断面図、
【図２６】本発明の第８の実施の形態である磁気検出素
子の構造を記録媒体との対向面側から見た部分断面図、
【図２７】本発明の第９の実施の形態である磁気検出素
子の構造を記録媒体との対向面側から見た部分断面図、
【図２８】本発明の第１０の実施の形態である磁気検出
素子の構造を記録媒体との対向面側から見た部分断面
図、
【図２９】本発明の第１１の実施の形態である磁気検出
素子の構造を記録媒体との対向面側から見た部分断面
図、
【図３０】本発明の第１２の実施の形態である磁気検出
素子の構造を記録媒体との対向面側から見た部分断面
図、
【図３１】本発明の第１３の実施の形態である磁気検出
素子の構造を記録媒体との対向面側から見た部分断面
図、
【図３２】図２７の形態の磁気検出素子の製造工程を示
す一工程図
【図３３】図３２の次工程を示す一工程図、
【図３４】従来における磁気検出素子の構造を記録媒体
との対向面側から見た部分断面図、
【図３５】従来における別の磁気検出素子の製造工程を
示す一工程図、
【図３６】図３５の次に行なわれる一工程図、
【符号の説明】
２０ 下部シールド層 ２３ 第１反強磁性層 ２４ 固定磁性層 ２５ 非磁性材料層 ２６ フリー磁性層 ２７ 非磁性層 ２８ 強磁性層 ２９ 第２反強磁性層 ３０ 電極層 ３２ 上部シールド層 ４９、５１ レジスト層 ５０ マスク層 ７０、８０ 下部電極層 ７１、７４、７５ 絶縁層 ７２ 上部電極層 Ｃ 中央部 Ｓ 両側端部

Claims (65)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 下から第１反強磁性層、固定磁性層、非
    磁性材料層、フリー磁性層、非磁性層の順に積層された
    多層膜を有し、 前記非磁性層のトラック幅方向の少なくとも両側端部上
    には、下から順に強磁性層、第２反強磁性層が設けら
    れ、前記両側端部上の強磁性層とフリー磁性層の両側端
    部とが前記非磁性層を介して強磁性的に結合しているこ
    とを特徴とする磁気検出素子。
  2. 【請求項２】 前記非磁性層の膜厚は、両側端部の膜厚
    の方が中央部の膜厚に比べて薄い請求項１記載の磁気検
    出素子。
  3. 【請求項３】 前記非磁性層の中央部の膜厚は、３Å以
    上で２０Å以下で形成される請求項２記載の磁気検出素
    子。
  4. 【請求項４】 前記非磁性層の中央部の膜厚は３Å以上
    で１０Å以下である請求項３記載の磁気検出素子。
  5. 【請求項５】 前記非磁性層は、中央部から両側端部に
    かけて一定の膜厚で形成される請求項１ないし４のいず
    れかに記載の磁気検出素子。
  6. 【請求項６】 前記多層膜のトラック幅方向の両側端部
    上には電極層が設けられ、電流は前記多層膜の各層の膜
    面に対し平行な方向に流れる請求項１ないし５のいずれ
    かに記載の磁気検出素子。
  7. 【請求項７】 前記多層膜の上下に上部電極層及び下部
    電極層が設けられ、電流は前記多層膜の各層の膜面に対
    し垂直方向に流れる磁気検出素子であり、前記第２の反
    強磁性層上には絶縁層が設けられ、前記上部電極層は、
    前記絶縁層上から前記多層膜のトラック幅方向の中央に
    かけて形成されている請求項１ないし５のいずれかに記
    載の磁気検出素子。
  8. 【請求項８】 前記非磁性層の中央部上にも前記強磁性
    層が設けられる請求項１記載の磁気検出素子。
  9. 【請求項９】 前記非磁性層の中央部上にも前記強磁性
    層及び第２反強磁性層が設けられ、前記第２反強磁性層
    の膜厚は、前記中央部上の方が前記両側端部上よりも薄
    い請求項１記載の磁気検出素子。
  10. 【請求項１０】 前記非磁性層は、中央部から両側端部
    にかけて一定の膜厚で形成される請求項８または９に記
    載の磁気検出素子。
  11. 【請求項１１】 前記多層膜のトラック幅方向の両側端
    部上には電極層が設けられ、電流は前記多層膜の各層の
    膜面に対し平行な方向に流れる請求項８ないし１０のい
    ずれかに記載の磁気検出素子。
  12. 【請求項１２】 前記多層膜の上下に上部電極層及び下
    部電極層が設けられ、電流は前記多層膜の各層の膜面に
    対し垂直方向に流れる磁気検出素子であり、前記第２の
    反強磁性層の上面及びトラック幅方向の中央に対向する
    側面上に絶縁層が設けられ、前記上部電極層は前記絶縁
    層上から前記多層膜のトラック幅方向の中央にかけて形
    成されている請求項８ないし１０のいずれかに記載の磁
    気検出素子。
  13. 【請求項１３】 前記第２の反強磁性層の上面に形成さ
    れた絶縁層と、トラック幅方向の中央に対向する側面上
    に形成された絶縁層は、別体で形成される請求項１２記
    載の磁気検出素子。
  14. 【請求項１４】 前記多層膜の上に設けられた上部電極
    層は、磁性材料で形成された上部シールド層である請求
    項７、１２、１３のいずれかに記載の磁気検出素子。
  15. 【請求項１５】 前記多層膜の下に設けられた下部電極
    層は、磁性材料で形成された下部シールド層である請求
    項７、１２、１３、１４のいずれかに記載の磁気検出素
    子。
  16. 【請求項１６】 前記下部電極層のトラック幅方向の中
    央には、前記多層膜方向に突出した突出部が設けられ、
    この突出部の上面が前記多層膜の下面と接し、前記下部
    電極層のトラック幅方向の両側端部と前記多層膜間には
    絶縁層が設けられる請求項７、１２、１３、１４、１５
    のいずれかに記載の磁気検出素子。
  17. 【請求項１７】 前記突出部の上面と、前記下部電極層
    の両側端部上に設けられた前記絶縁層の上面とは同一平
    面で形成される請求項１６記載の磁気検出素子。
  18. 【請求項１８】 前記非磁性材料層は非磁性導電材料で
    形成される請求項１ないし１７のいずれかに記載の磁気
    検出素子。
  19. 【請求項１９】 前記非磁性材料層は絶縁材料で形成さ
    れる請求項７、１２、１３、１４、１５、１６、１７の
    いずれかに記載の磁気検出素子。
  20. 【請求項２０】 前記非磁性層は、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、
    Ｉｒ、Ｏｓ、Ｒｅ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａｕのうちいず
    れか１種または２種以上で形成される請求項１ないし１
    ９のいずれかに記載の磁気検出素子。
  21. 【請求項２１】 前記非磁性層の両側端部の膜厚は、前
    記非磁性層がＲｕで形成され、フリー磁性層及び強磁性
    層が非磁性層と接する界面にＮｉＦｅ系合金層を有する
    とき、０Åより大きく６Å以下で形成される請求項２０
    記載の磁気検出素子。
  22. 【請求項２２】 前記非磁性層の両側端部の膜厚は、前
    記非磁性層がＣｒで形成され、フリー磁性層及び強磁性
    層が非磁性層と接する界面にＮｉＦｅ系合金層を有する
    とき、０Åより大きく８Å以下で形成される請求項２０
    記載の磁気検出素子。
  23. 【請求項２３】 前記非磁性層の両側端部の膜厚は、前
    記非磁性層がＩｒで形成され、フリー磁性層及び強磁性
    層が非磁性層と接する界面にＮｉＦｅ系合金層を有する
    とき、０Åより大きく２．５Å以下で形成される請求項
    ２０記載の磁気検出素子。
  24. 【請求項２４】 前記非磁性層の両側端部の膜厚は、前
    記非磁性層がＲｈで形成され、フリー磁性層及び強磁性
    層が非磁性層と接する界面にＮｉＦｅ系合金層を有する
    とき、０Åより大きく３Å以下で形成される請求項２０
    記載の磁気検出素子。
  25. 【請求項２５】 前記非磁性層の両側端部の膜厚は、前
    記非磁性層がＲｕで形成され、フリー磁性層及び強磁性
    層が非磁性層と接する界面にＣｏを主成分とする層を有
    するとき、０Åより大きく５Å以下あるいは１０Å以上
    で１３Å以下で形成される請求項２０記載の磁気検出素
    子。
  26. 【請求項２６】 前記非磁性層の両側端部の膜厚は、前
    記非磁性層がＲｈで形成され、フリー磁性層及び強磁性
    層が非磁性層と接する界面にＣｏを主成分とする層を有
    するとき、０Åより大きく４Å以下あるいは１０Å以上
    で１４Å以下で形成される請求項２０記載の磁気検出素
    子。
  27. 【請求項２７】 前記非磁性層の両側端部の膜厚は、前
    記非磁性層がＣｕで形成され、フリー磁性層及び強磁性
    層が非磁性層と接する界面にＣｏを主成分とする層を有
    するとき、０Åより大きく４Å以下あるいは１１Å以上
    で１５Å以下で形成される請求項２０記載の磁気検出素
    子。
  28. 【請求項２８】 前記非磁性層の両側端部上における強
    磁性層は、２Å以上で５０Å以下で形成される請求項１
    ないし２７のいずれかに記載の磁気検出素子。
  29. 【請求項２９】 前記フリー磁性層は磁性層の３層構造
    で形成される請求項１ないし２８のいずれかに記載の磁
    気検出素子。
  30. 【請求項３０】 前記フリー磁性層はＣｏＦｅ／ＮｉＦ
    ｅ／ＣｏＦｅの３層構造で形成される請求項２９記載の
    磁気検出素子。
  31. 【請求項３１】 以下の工程を有することを特徴とする
    磁気検出素子の製造方法。 （ａ）基板上に、下から第１反強磁性層、固定磁性層、
    非磁性中間層、フリー磁性層、非磁性層の順に積層され
    た多層膜を形成する工程と、（ｂ）第１の磁場中アニー
    ルを施して、前記第１反強磁性層と固定磁性層間に交換
    結合磁界を発生させ、前記固定磁性層の磁化をハイト方
    向に固定する工程と、（ｃ）前記非磁性層の中央部上に
    レジスト層を形成する工程と、（ｄ）前記レジスト層の
    トラック幅方向の両側から露出する非磁性層の両側端部
    上に強磁性層、および第２反強磁性層を形成する工程
    と、（ｅ）第２の磁場中アニールを施し、前記第２反強
    磁性層と強磁性層間に交換結合磁界を発生させ、前記フ
    リー磁性層の両側端部の磁化を前記強磁性層との間の強
    磁性的な結合により、前記固定磁性層の磁化方向と交叉
    する方向に固定する工程。
  32. 【請求項３２】 前記（ｃ）工程で、前記レジスト層を
    形成した後、前記レジスト層に覆われていない前記非磁
    性層の両側端部を削り、このとき前記非磁性層の両側端
    部を一部残す請求項３１記載の磁気検出素子の製造方
    法。
  33. 【請求項３３】 前記（ａ）工程で、前記非磁性層を３
    Å以上で２０Å以下で形成する請求項３２記載の磁気検
    出素子の製造方法。
  34. 【請求項３４】 前記非磁性層を３Å以上で１０Å以下
    で形成する請求項３３記載の磁気検出素子の製造方法。
  35. 【請求項３５】 以下の工程を有することを特徴とする
    磁気検出素子の製造方法。 （ｆ）基板上に、下から第１反強磁性層、固定磁性層、
    非磁性材料層、フリー磁性層及び非磁性層の順で積層さ
    れた多層膜を積層する工程と、（ｇ）第１の磁場中アニ
    ールを施して、前記第１反強磁性層と固定磁性層間に交
    換結合磁界を発生させ、前記固定磁性層の磁化をハイト
    方向に固定する工程と、（ｈ）前記非磁性層上に強磁性
    層、および第２反強磁性層を形成する工程と、（ｉ）前
    記第２反強磁性層のトラック幅方向における両側端部上
    にマスク層を形成し、前記マスク層に覆われていない前
    記第２反強磁性層の中央部を削る工程と、（ｊ）第２の
    磁場中アニールを施して、前記第２反強磁性層の両側端
    部と強磁性層間に交換結合磁界を生じさせ、フリー磁性
    層の両側端部の磁化を前記強磁性層との間の強磁性的な
    結合により、前記固定磁性層の磁化方向と交叉する方向
    に固定する工程。
  36. 【請求項３６】 前記（ｇ）工程と前記（ｈ）工程の間
    に、（ｋ）前記非磁性層表面を一部削る工程、を有する
    請求項３５記載の磁気検出素子の製造方法。
  37. 【請求項３７】 前記（ｆ）工程で、前記非磁性層を３
    Å以上で２０Å以下で形成する請求項３５または３６記
    載の磁気検出素子の製造方法。
  38. 【請求項３８】 前記非磁性層を３Å以上で１０Å以下
    で形成する請求項３７記載の磁気検出素子の製造方法。
  39. 【請求項３９】 前記（ｉ）工程で、前記マスク層に覆
    われていない第２反強磁性層の中央部を全て除去して、
    前記マスク層の間から前記強磁性層表面を露出させる請
    求項３５ないし３８のいずれかに記載の磁気検出素子の
    製造方法。
  40. 【請求項４０】 前記（ｉ）工程で、さらに露出した前
    記強磁性層を一部削る請求項３９記載の磁気検出素子の
    製造方法。
  41. 【請求項４１】 前記（ｉ）工程で、前記マスク層に覆
    われていない第２反強磁性層の中央部を全て除去し、さ
    らに露出した前記強磁性層を全て除去して、非磁性層表
    面を露出させる請求項３５ないし３８のいずれかに記載
    の磁気検出素子の製造方法。
  42. 【請求項４２】 前記（ｊ）工程における第２の磁場中
    アニールを、（ｈ）工程と（ｉ）工程の間で行う請求項
    ３５ないし４１のいずれかに記載の磁気検出素子の製造
    方法。
  43. 【請求項４３】 前記（ｉ）工程時に形成されるマスク
    層を非磁性導電性材料で形成し、前記（ｊ）工程後、前
    記マスク層を電極層としてそのまま残す請求項３５ない
    し４２いずれかに記載の磁気検出素子の製造方法。
  44. 【請求項４４】 前記第２の反強磁性層上に、トラック
    幅方向に間隔をあけて一対の電極層を積層する工程を有
    する請求項３１ないし４３のいずれかに記載の磁気検出
    素子の製造方法。
  45. 【請求項４５】 前記（ａ）工程の前に、 （ｌ）基板上に、下部電極層を形成する工程を有し、 前記（ｄ）工程の後に、（ｍ）前記第２の反強磁性層上
    に、前記第２の反強磁性層を覆いトラック幅方向の中央
    部に穴部が設けられた絶縁層を積層する工程と、（ｎ）
    前記多層膜に電気的に導通する上部電極層を形成する工
    程と、を有する請求項３１ないし３４のいずれかに記載
    の磁気検出素子の製造方法。
  46. 【請求項４６】 前記（ｆ）工程の前に、 （ｏ）基板上に、下部電極層を形成する工程を有し、 前記（ｉ）の工程の代わりに、（ｐ）前記第２の反強磁
    性層上に絶縁層を成膜する工程と、（ｑ）前記絶縁層上
    に、トラック幅方向の中央部に穴部を設けたレジストを
    積層し、前記絶縁層及び前記第２の反強磁性層の前記穴
    部に露出する部位を削り込む工程と、（ｒ）前記多層膜
    に電気的に導通する上部電極層を形成する工程と、を有
    する請求項３５ないし４２のいずれかに記載の磁気検出
    素子の製造方法。
  47. 【請求項４７】 前記（ｆ）工程の前に、 （ｓ）基板上に、下部電極層を形成する工程を有し、前
    記（ｉ）の工程の代わりに、（ｔ）前記第２の反強磁性
    層上にトラック幅方向の中央部に穴部が形成された絶縁
    層を成膜する工程と、（ｕ）前記絶縁層をマスクとし
    て、前記第２の反強磁性層のトラック幅方向中央部を削
    り込む工程と、（ｖ）前記多層膜に電気的に導通する上
    部電極層を形成する工程と、を有する請求項３５ないし
    ４２のいずれかに記載の磁気検出素子の製造方法。
  48. 【請求項４８】 前記（ｑ）工程と前記（ｒ）工程の
    間、または前記（ｕ）工程と前記（ｖ）工程の間に、
    （ｗ）前記多層膜の露出している部分から前記絶縁層上
    にかけて他の絶縁層を成膜する工程と、（ｘ）前記多層
    膜の露出している部分上に積層された前記他の絶縁層を
    除去する工程と、を有する請求項４６または４７に記載
    の磁気検出素子の製造方法。
  49. 【請求項４９】 前記（ｌ）工程と前記（ａ）工程の
    間、前記（ｏ）工程と前記（ｆ）工程の間または前記
    （ｓ）工程と前記（ｆ）工程の間に、 （ｙ）前記下部電極層のトラック幅方向の中央に、前記
    多層膜方向に突出した突出部を形成する工程と（ｚ）前
    記下部電極層の前記突出部のトラック幅方向の両側部に
    絶縁層を設ける工程とを有し、 前記（ａ）、または（ｆ）工程において、 前記突出部の上面が前記多層膜の下面と接するように、
    前記多層膜を形成する請求項４５ないし４８のいずれか
    に記載の磁気検出素子の製造方法。
  50. 【請求項５０】 前記（ｚ）工程において、 前記突出部の上面と、前記下部電極層の両側端部上に設
    けられた前記絶縁層の上面を同一平面にする請求項４９
    記載の磁気検出素子の製造方法。
  51. 【請求項５１】 前記下部電極層及び／又は前記上部電
    極層を、磁性材料で形成する請求項４５ないし５０のい
    ずれかに記載の磁気検出素子の製造方法。
  52. 【請求項５２】 前記上部電極層を、前記多層膜と電気
    的に導通する非磁性導電性材料で形成される層と磁性材
    料で形成される層が積層されたものとして形成する請求
    項４５ないし５１のいずれかに記載の磁気検出素子の製
    造方法。
  53. 【請求項５３】 前記非磁性材料層を非磁性導電材料で
    形成する請求項３１ないし５２のいずれかに記載の磁気
    検出素子の製造方法。
  54. 【請求項５４】 前記非磁性材料層を絶縁材料で形成す
    る請求項４５ないし５２のいずれかに記載の磁気検出素
    子の製造方法。
  55. 【請求項５５】 前記非磁性層を、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｒｅ、
    Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａｕのいずれか
    １種または２種以上で形成する請求項３１ないし５４の
    いずれかに記載の磁気検出素子の製造方法。
  56. 【請求項５６】 前記非磁性層をＲｕで形成し、フリー
    磁性層及び強磁性層が非磁性層と接する界面にＮｉＦｅ
    系合金層を有するとき、前記（ｄ）工程時あるいは
    （ｈ）工程時に少なくとも前記非磁性層の両側端部の膜
    厚が、０Åより大きく６Å以下となるように、前記非磁
    性層の両側端部の膜厚を調整する請求項５５記載の磁気
    検出素子の製造方法。
  57. 【請求項５７】 前記非磁性層をＣｒで形成し、フリー
    磁性層及び強磁性層が非磁性層と接する界面にＮｉＦｅ
    系合金層を有するとき、前記（ｄ）工程時あるいは
    （ｈ）工程時に少なくとも前記非磁性層の両側端部の膜
    厚が、０Åより大きく８Å以下となるように、前記非磁
    性層の両側端部の膜厚を調整する請求項５５記載の磁気
    検出素子の製造方法。
  58. 【請求項５８】 前記非磁性層をＩｒで形成し、フリー
    磁性層及び強磁性層が非磁性層と接する界面にＮｉＦｅ
    系合金層を有するとき、前記（ｄ）工程時あるいは
    （ｈ）工程時に少なくとも前記非磁性層の両側端部の膜
    厚が、０Åより大きく２．５Å以下となるように、前記
    非磁性層の両側端部の膜厚を調整する請求項５５記載の
    磁気検出素子の製造方法。
  59. 【請求項５９】 前記非磁性層をＲｈで形成し、フリー
    磁性層及び強磁性層が非磁性層と接する界面にＮｉＦｅ
    系合金層を有するとき、前記（ｄ）工程時あるいは
    （ｈ）工程時に少なくとも前記非磁性層の両側端部の膜
    厚が、０Åより大きく３Å以下となるように、前記非磁
    性層の両側端部の膜厚を調整する請求項５５記載の磁気
    検出素子の製造方法。
  60. 【請求項６０】 前記非磁性層をＲｕで形成し、フリー
    磁性層及び強磁性層が非磁性層と接する界面にＣｏを主
    成分とする層を有するとき、前記（ｄ）工程時あるいは
    （ｈ）工程時に少なくとも前記非磁性層の両側端部の膜
    厚が、０Åより大きく５Å以下あるいは１０Å以上で１
    ３Å以下となるように、前記非磁性層の両側端部の膜厚
    を調整する請求項５５記載の磁気検出素子の製造方法。
  61. 【請求項６１】 前記非磁性層をＲｈで形成し、フリー
    磁性層及び強磁性層が非磁性層と接する界面にＣｏを主
    成分とする層を有するとき、前記（ｄ）工程時あるいは
    （ｈ）工程時に少なくとも前記非磁性層の両側端部の膜
    厚が、０Åより大きく４Å以下あるいは１０Å以上で１
    ４Å以下となるように、前記非磁性層の両側端部の膜厚
    を調整する請求項５５記載の磁気検出素子の製造方法。
  62. 【請求項６２】 前記非磁性層をＣｕで形成し、フリー
    磁性層及び強磁性層が非磁性層と接する界面にＣｏを主
    成分とする層を有するとき、前記（ｄ）工程時あるいは
    （ｈ）工程時に少なくとも前記非磁性層の両側端部の膜
    厚が、０Åより大きく４Å以下あるいは１１Å以上で１
    ５Å以下となるように、前記非磁性層の両側端部の膜厚
    を調整する請求項５５記載の磁気検出素子の製造方法。
  63. 【請求項６３】 前記（ｄ）工程あるいは（ｈ）工程
    で、前記強磁性層を、２Å以上で５０Å以下で形成する
    請求項３１ないし６２のいずれかに記載の磁気検出素子
    の製造方法。
  64. 【請求項６４】 前記（ａ）工程、あるいは前記（ｆ）
    工程で、前記フリー磁性層を磁性層の３層構造で形成す
    る請求項３１ないし６３のいずれかに記載の磁気検出素
    子の製造方法。
  65. 【請求項６５】 前記フリー磁性層をＣｏＦｅ／ＮｉＦ
    ｅ／ＣｏＦｅの３層構造で形成する請求項６４記載の磁
    気検出素子の製造方法。
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