JP2003332649A

JP2003332649A - 磁気検出素子

Info

Publication number: JP2003332649A
Application number: JP2002138566A
Authority: JP
Inventors: Naoya Hasegawa; 直也長谷川; Eiji Umetsu; 英治梅津
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2002-05-14
Filing date: 2002-05-14
Publication date: 2003-11-21
Also published as: US20040008455A1; US7002782B2

Abstract

(57)【要約】【課題】フリー磁性層の安定な磁化状態を保ち、サイ
ドリーディングの発生を抑制できるなどの再生特性の向
上を図ることが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している。【解決手段】フリー磁性層１５の両側にハードバイア
ス層１８を形成するとともに、前記フリー磁性層１５の
両側領域上の第３反強磁性層上に第２反強磁性層２１を
形成する。これにより前記フリー磁性層１５の両側領域
１５ａの磁化を、前記第３反強磁性層２１との間で発生
する交換結合磁界と、ハードバイアス層１８からの縦バ
イアス磁界との相乗効果によって、適切にトラック幅方
向に単磁区化し固定することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば固定磁性層
（ピン（Pinned）磁性層）の磁化の方向と外部磁界の影
響を受けるフリー（Free）磁性層の磁化の方向との関係
で電気抵抗が変化するいわゆる磁気検出素子に係り、特
に前記フリー磁性層の安定な磁化状態を保ち、サイドリ
ーディングの発生を抑制できるなど再生特性の向上を図
ることが可能な磁気検出素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】スピンバルブ膜に代表される磁気検出素
子は、例えば図３６（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）に示すように、一般的にＰｔ
Ｍｎ合金などの反強磁性層１、ＮｉＦｅ合金などの固定
磁性層２、Ｃｕなどの非磁性材料層３、ＮｉＦｅ合金な
どのフリー磁性層４からなる多層膜５と、そのトラック
幅方向（図示Ｘ方向）の両側に形成されたハードバイア
ス層６、および電極層７とで構成される。これはハード
バイアス方式と呼ばれる磁気検出素子である。

【０００３】図３６に示す従来では、前記電極層７が前
記多層膜５の上面にまで延出形成され、前記ハードバイ
アス層６からの強い縦バイアス磁界が供給されることで
実質的に磁気抵抗効果に寄与しない不感領域を避けて、
前記電極層７からのセンス電流が感度領域に供給される
ようになっている。不感領域及び感度領域については後
で図１０を参照しながら説明する。

【０００４】しかし狭トラック化に伴い素子サイズを狭
小化しなければならないが、フォトリソグラフィ技術の
限界で前記多層膜５の素子サイズ自体を小さくすること
が困難になってきたこと、また素子サイズを小さくすれ
ばそれだけ、前記不感領域の全体に占める割合が大きく
なるため再生感度が低下すること、さらに、不感領域と
言えども、特にその感度領域との境界付近では前記フリ
ー磁性層４の磁化が外部磁界に反応してわずかながらで
も変動し、すなわち前記感度領域は磁気的に完全に死ん
だ状態にないため、不感領域での磁化の変動が感度領域
の磁化にまで伝播し、これによってサイドリーディング
が発生しやすくなっていたことなどの問題があった。

【０００５】図３７は、他の従来における磁気検出素子
を記録媒体との対向面側から見た部分断面図である。

【０００６】符号１は反強磁性層、符号２は固定磁性
層、符号３は非磁性材料層、符号４はフリー磁性層であ
る。

【０００７】前記フリー磁性層４の上にはトラック幅方
向（図示Ｘ方向）に所定の間隔を開けて第２反強磁性層
８が形成されている。図３７の磁気検出素子はエクスチ
ェンジバイアス方式と呼ばれるものである。

【０００８】図３７に示すように、前記第２反強磁性層
８の間隔はトラック幅Ｔｗとして規制されている。

【０００９】この従来例では前記フリー磁性層４のトラ
ック幅方向（図示Ｘ方向）への幅寸法を前記トラック幅
Ｔｗよりもより十分に長く形成できるから、上記したハ
ードバイアス方式に比べて狭トラック化によっても前記
フリー磁性層４の磁化制御を適切に且つ容易に行うこと
ができると考えられた。

【００１０】なお前記フリー磁性層４の両側領域４ａの
磁化は、第２反強磁性層８間で発生する交換異方性磁界
によって図示Ｘ方向に固定され、前記フリー磁性層４の
中央部４ｂの磁化は外部磁界に対し変動する程度に弱く
単磁区化される。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図３７
に示す磁気検出素子では以下のような問題点があった。
すなわち図３７に示すようなエクスチェンジバイアス方
式を用いた磁気検出素子では、前記第２反強磁性層８と
フリー磁性層４間で発生する交換結合磁界を利用する
が、前記フリー磁性層４内部の磁化は、特に前記フリー
磁性層４の膜厚が一定の場合には、前記フリー磁性層４
内での交換相互作用のみに頼って単磁区化されていくた
め、前記第２反強磁性層８やフリー磁性層４の膜厚制御
や組成、あるいは前記第２反強磁性層８とフリー磁性層
４との界面状態を適正化しないと、適切な大きさの交換
結合磁界が生じない。また図３７のように前記第２反強
磁性層８の内側先端部８ａの膜厚が薄いときなどは、前
記フリー磁性層４と第２反強磁性層８間で発生する交換
結合磁界が極端に小さくなる。そしてその結果、前記フ
リー磁性層４の両側領域４ａの磁化固定が弱まり、特に
中央部４ｂとの境界付近での前記フリー磁性層４の磁化
固定が非常に弱くなる。そのためオフトラック特性が悪
化したり、十分な線形性を保てないなど再生特性に悪影
響を及ぼすことが懸念された。

【００１２】以上のようにハードバイアス方式の磁気検
出素子及びエクスチェンジバイアス方式の磁気検出素子
では、特に今後の狭トラック化においてフリー磁性層４
の磁化を適切に制御できないものと考えられた。

【００１３】そこで本発明で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とハ
ードバイアス方式の双方を利用することで、前記フリー
磁性層の安定な磁化状態を保ち、サイドリーディングの
発生を抑制できるなどの再生特性の向上を図ることが可
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
的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、下から第１反
強磁性層、固定磁性層、非磁性材料層及びフリー磁性層
の順に積層形成された多層膜を有する磁気検出素子にお
いて、前記フリー磁性層の上面側の両側領域に第２反強
磁性層が形成され、トラック幅方向における前記第２反
強磁性層間には非磁性層が設けられ、少なくとも前記フ
リー磁性層のトラック幅方向における両側端面の一部に
はハードバイアス層が対向して設けられていることを特
徴するものである。

【００１５】本発明の磁気検出素子は、前記フリー磁性
層の上面側に第２反強磁性層が設けられ、しかも前記フ
リー磁性層のトラック幅方向における両側端面の一部に
ハードバイアス層が対向して設けられている。

【００１６】これによって前記フリー磁性層の両側領域
の磁化を、前記第２反強磁性層との間で発生する交換結
合磁界と、ハードバイアス層からの縦バイアス磁界との
相乗効果によって、適切にトラック幅方向に単磁区化し
固定することができる。従って従来のように、前記フリ
ー磁性層の単磁区化を、ハードバイアス層からの縦バイ
アス磁界のみで、あるいは第２反強磁性層との間で発生
する交換結合磁界のみで行っていた場合に比べて、前記
フリー磁性層の両側領域の磁化の固定状態を安定して得
ることが可能になっている。

【００１７】またフリー磁性層は、従来のハードバイア
ス方式の場合に比べてトラック幅Ｔｗよりも幅方向に長
く延ばされて形成されるので、今後の高記録密度化に伴
い狭トラック化を促進しても、ハードバイアス層を設け
たことによる不感領域の割合が大きくなり、再生感度が
低下するなどの問題も生じない。

【００１８】以上のように本発明によれば従来に比べて
前記フリー磁性層の両側領域を適切にトラック幅方向に
磁化固定できるから、従来に比べて狭トラック化におい
ても、サイドリーディングの発生を抑制でき、またオフ
トラック特性の安定性など再生特性の向上を適切に図る
ことができる。

【００１９】また本発明では、前記第２反強磁性層間に
非磁性層が設けられているが、これによって前記非磁性
層下の層を酸化から適切に保護できるとともに、前記第
２反強磁性層との間で発生する交換結合磁界を所定の大
きさに強めることができ、より適切に前記フリー磁性層
の両側領域の磁化を固定することができる。

【００２０】また本発明では、前記フリー磁性層上には
第３反強磁性層が形成され、前記第２反強磁性層は前記
第３反強磁性層の両側領域上から前記ハードバイアス層
上にかけて形成されていることが好ましい。また前記第
３反強磁性層は２０Å以上で５０Å以下の膜厚で形成さ
れることが好ましい。

【００２１】前記第３反強磁性層は、その両側領域上に
形成された第２反強磁性層と一体の反強磁性層として機
能する一方、前記第３反強磁性層の中央部では５０Å以
下の薄い膜厚で形成されているから非反強磁性の性質と
なり、前記第３反強磁性層の両側領域とフリー磁性層間
にのみ適切な大きさの交換結合磁界が生じ、前記フリー
磁性層の両側領域を前記交換結合磁界とハードバイアス
層からの縦バイアス磁界により適切にトラック幅方向に
磁化固定することができる。

【００２２】また本発明では、前記フリー磁性層の両側
領域上に形成された第２反強磁性層と第３反強磁性層の
間には非磁性元素が介在していてもよい。前記非磁性層
あるいは非磁性元素は、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉ
ｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｈ、Ｃｒのうち１種または２種以上
で構成されることが好ましい。

【００２３】また本発明では、少なくとも前記フリー磁
性層及びハードバイアス層と、第２反強磁性層との間に
は強磁性層が形成されていてもよい。この発明では、前
記第２反強磁性層と強磁性層の両側領域間で適切な大き
さの交換結合磁界を生じさせ、前記強磁性層との交換相
互作用とハードバイアス層からの縦バイアス磁界により
前記フリー磁性層の両側領域を適切にトラック幅方向に
磁化固定することができる。

【００２４】また本発明では、前記第２反強磁性層上に
は電極層が形成されていることが好ましい。

【００２５】また本発明では、前記第２反強磁性層は前
記フリー磁性層の両側領域上に形成され、前記ハードバ
イアス層は、前記多層膜及び前記第２反強磁性層のトラ
ック幅方向における両側端面に対向して形成されていて
もよい。かかる形態でも、前記フリー磁性層の両側領域
を、前記第２反強磁性層との交換結合磁界とハードバイ
アス層からの縦バイアス磁界とで適切にトラック幅方向
に磁化固定することができる。

【００２６】また本発明では、前記ハードバイアス層上
には電極層が形成され、前記電極層は前記第２反強磁性
層上にまで延出して形成されていることが、前記両側領
域の多層膜へのセンス電流の分流比を抑制し、サイドリ
ーディングをより効果的に抑制するとともに、再生出力
の向上を図ることができて好ましい。

【００２７】また本発明では、下から前記フリー磁性
層、非磁性材料層、固定磁性層及び前記第１反強磁性層
の順に積層形成された多層膜を有する磁気検出素子にお
おいて、第２反強磁性層は、前記フリー磁性層下の両側
領域から、前記フリー磁性層のトラック幅方向における
両側端面よりもさらにトラック幅方向に延出して形成さ
れ、ハードバイアス層は、延出形成された前記第２反強
磁性層上から少なくとも前記フリー磁性層のトラック幅
方向における両側端面の一部に対向する位置まで設けら
れることを特徴とするものである。

【００２８】かかる形態でも、前記フリー磁性層の両側
領域を、前記第２反強磁性層との交換結合磁界とハード
バイアス層からの縦バイアス磁界とで適切にトラック幅
方向に磁化固定することができる。

【００２９】また前記フリー磁性層の両側領域と第２反
強磁性層間には強磁性層が設けられることが好ましい。

【００３０】また前記ハードバイアス層上には電極層が
重ねて形成されていることが好ましい。

【００３１】また前記電極層は前記第１反強磁性層の両
側領域上にまで延出して形成され、前記電極層間のトラ
ック幅方向における間隔は、前記第２反強磁性層のトラ
ック幅方向における間隔と同じかあるいはそれよりも狭
いことが、前記両側領域と重なる多層膜部分へのセンス
電流の分流比を抑えるとともに感度領域全体にセンス電
流を流すことができ、サイドリーディングをより効果的
に抑制するとともに再生出力を向上できて好ましい。

【００３２】また前記電極層は、前記多層膜の膜厚方向
の上下に形成されていてもよい。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。（ａ）下から第１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、非磁性層とを有する多層膜
を形成する工程と、（ｂ）前記多層膜のトラック幅方向
における両側領域を削り、前記多層膜の両側にハードバ
イアス層を形成する工程と、（ｃ）前記フリー磁性層の
トラック幅方向における両側領域上の前記非磁性層を削
り、前記両側領域上からハードバイアス層上にかけて第
２反強磁性層及び電極層を重ねて形成する工程。

【００３３】上記した製造方法によって、前記フリー磁
性層のトラック幅方向における両側端面にハードバイア
ス層を形成でき、且つ前記フリー磁性層のトラック幅方
向における両側領域上に第２反強磁性層を形成でき、前
記フリー磁性層の両側領域を、前記第２反強磁性層との
交換結合磁界とハードバイアス層からの縦バイアス磁界
とで適切にトラック幅方向に磁化固定することができ
る。

【００３４】また前記フリー磁性層上に非磁性層を形成
することで前記フリー磁性層を適切に酸化から防止でき
るとともに、前記（ｃ）工程で非磁性層の両側領域を削
ることで、前記フリー磁性層と第２反強磁性層間に適切
な大きさの交換結合磁界を生じさせることができる。

【００３５】また本発明では、前記（ａ）工程で、前記
フリー磁性層上に第３反強磁性層及び非磁性層を形成し
て多層膜を構成し、前記（ｃ）工程で第２反強磁性層を
形成する前に、少なくとも前記第３反強磁性層の両側領
域上に形成された非磁性層を削り、前記（ｃ）工程で前
記第３反強磁性層の両側領域上から前記ハードバイアス
層上にかけて第２反強磁性層及び電極層を重ねて形成す
ることが好ましい。このとき前記第３反強磁性層を２０
Å以上で５０Å以下の膜厚で形成することが好ましい。

【００３６】前記第３反強磁性層は５０Å以下の薄い膜
厚で形成されており、前記第３反強磁性層の両側領域で
はその上に重ねて形成された第２反強磁性層と一体の反
強磁性層として機能するが、前記第３反強磁性層の中央
領域は、非反強磁性であり、前記第３反強磁性層の両側
領域とフリー磁性層の両側領域間でのみ交換結合磁界が
生じ、前記フリー磁性層の両側領域を適切にトラック幅
方向に磁化固定できると共に、前記フリー磁性層の中央
領域を外部磁界に対し磁化反転できる程度に弱く単磁区
化することができる。

【００３７】また本発明では、前記（ｃ）工程で第２反
強磁性層を形成する前に、前記第３反強磁性層上に形成
された非磁性層を削り、前記（ｃ）工程で前記第３反強
磁性層上からハードバイアス層上にかけて第２反強磁性
層及び電極層を形成した後、前記第３反強磁性層の両側
領域上に前記第２反強磁性層及び電極層が残るように、
前記第２反強磁性層及び電極層のトラック幅方向におけ
る中央部を削ってもよい。

【００３８】また本発明では、前記（ｃ）工程で前記フ
リー磁性層の両側領域上から前記ハードバイアス層上に
かけて強磁性層、第２反強磁性層及び電極層を重ねて形
成してもよい。

【００３９】この製造方法では、前記第２反強磁性層と
強磁性層の両側領域間で適切な大きさの交換結合磁界を
生じさせ、前記強磁性層との交換相互作用とハードバイ
アス層からの縦バイアス磁界により前記フリー磁性層の
両側領域を適切にトラック幅方向に磁化固定することが
できる。

【００４０】また本発明では、前記（ｃ）工程で前記フ
リー磁性層上からハードバイアス層上にかけて強磁性
層、第２反強磁性層及び電極層を形成した後、前記フリ
ー磁性層の両側領域上に前記第２反強磁性層及び電極層
が残るように、前記第２反強磁性層及び電極層のトラッ
ク幅方向における中央部を削ってもよい。

【００４１】また本発明では、前記非磁性層を、Ｒｕ、
Ｒｅ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｈ、Ｃｒのう
ち１種または２種以上の合金で形成することが好まし
い。また前記非磁性層を３Å以上で１０Å以下の膜厚で
形成することが好ましい。

【００４２】前記非磁性層はその下に形成された多層膜
を保護する役割を有しているがＲｕなどで形成された非
磁性層は、非常に薄い膜厚でも保護層として充分に機能
し、前記非磁性層を薄くできることで、この非磁性層を
削る工程で、低エネルギーのイオンミリングを使用で
き、従って前記イオンミリングの影響は前記非磁性層下
の多層膜にとって非常に小さく、より再生特性に優れた
磁気検出素子を製造することが可能になる。

【００４３】または本発明の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。（ｄ）トラック幅方向に所定の間隔を開けた第２反強磁
性層を形成する工程と、（ｅ）前記第２反強磁性層上に
強磁性層及び非磁性層を形成し、前記非磁性層を削った
後、前記強磁性層上からトラック幅方向の前記強磁性層
間にかけて下から、フリー磁性層と、非磁性材料層と、
固定磁性層と、第１反強磁性層とを有する多層膜を形成
する工程と、（ｆ）前記多層膜及び強磁性層のトラック
幅方向における両側領域を削り、前記第２反強磁性層上
から多層膜の両側にハードバイアス層及び電極層を重ね
て形成する工程。

【００４４】上記した製造方法によって、前記フリー磁
性層のトラック幅方向における両側端面にハードバイア
ス層を形成でき、且つ前記フリー磁性層のトラック幅方
向における両側領域下に第２反強磁性層を形成でき、前
記フリー磁性層の両側領域を、前記第２反強磁性層との
交換結合磁界とハードバイアス層からの縦バイアス磁界
とで適切にトラック幅方向に磁化固定することができ
る。

【００４５】また本発明では、前記（ｆ）工程で、前記
電極層を前記多層膜のトラック幅方向の両側領域上にま
で延出して形成し、このとき、前記電極層間のトラック
幅方向における間隔を、前記第２反強磁性層のトラック
幅方向における間隔と同じかあるいはそれよりも狭くす
ることが好ましい。これにより前記両側領域と重なる部
分の多層膜へのセンス電流の分流比を抑えるとともに感
度領域全体に適切にセンス電流を流すことができ、サイ
ドリーディングをより効果的に抑制できるとともに再生
出力の高い磁気検出素子を製造することができる。

【００４６】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１の実施の形
態の磁気検出素子を記録媒体との対向面側から見た部分
断面図である。

【００４７】図１に示す磁気検出素子は、例えばハード
ディスク装置などに搭載される磁気ヘッドのＭＲヘッド
の一部として形成される。

【００４８】図１の磁気検出素子の多層膜１０は、基板
１１上に第１の反強磁性層１２が積層され、さらに第１
固定磁性層１３ａ、非磁性中間層１３ｂ、第２固定磁性
層１３ｃからなるシンセティックフェリピンド型の固定
磁性層１３、非磁性材料層１４、フリー磁性層１５、第
３反強磁性層１６がスパッタ法や蒸着法などの薄膜形成
プロセスによって成膜されたものである。

【００４９】前記基板１１は、例えばＮｉＦｅ合金など
の磁性材料で形成された下部シールド層とＡｌ₂Ｏ₃など
の絶縁材料で形成された下部ギャップ層との積層体であ
る。

【００５０】第１の反強磁性層１２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。

【００５１】第１の反強磁性層１２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の反強磁性層１２を得ることが
できる。特に、ＰｔＭｎ合金であれば、強磁性層との間
に、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の反強磁性層
１２を得ることができる。

【００５２】これらの合金は、成膜直後の状態では、不
規則系の面心立方構造（ｆｃｃ）であるが、熱処理によ
ってＣｕＡｕＩ型の規則型の面心正方構造（ｆｃｔ）に
構造変態する。

【００５３】第１の反強磁性層１２の膜厚は８０〜３０
０Å、例えば２００Åである。ここで、第１の反強磁性
層１２を形成するための、前記ＰｔＭｎ合金及び前記Ｘ
−Ｍｎの式で示される合金において、ＰｔあるいはＸが
３７〜６３ａｔ％の範囲であることが好ましい。また、
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。
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，Ｏ
ｓ，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。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。

【００５４】第１固定磁性層１３ａ及び第２固定磁性層
１３ｃは、強磁性材料により形成されるもので、例えば
ＮｉＦｅ合金、Ｃｏ、ＣｏＮｉＦｅ合金、ＣｏＦｅ合
金、ＣｏＮｉ合金などにより形成されるものであり、特
にＣｏＦｅ合金またはＣｏＦｅＮｉ、ＣｏＦｅＣｒなど
Ｃｏを含んだ磁性材料により形成されることが好まし
い。また、第１固定磁性層１３ａ及び第２固定磁性層１
３ｃは同一の材料で形成されることが好ましい。また前
記第１固定磁性層１３ａ及び第２固定磁性層１３ｃは単
層の磁性材料層でなくてもよく複数の磁性層が積層され
て形成されたものでもよい。

【００５５】また、非磁性中間層１３ｂ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。

【００５６】なおこの実施形態において、固定磁性層１
３は積層フェリ構造であるが、磁性材料の単層構造、あ
るいは多層構造で形成されていてもかまわない。また第
２固定磁性層１３ｃと非磁性材料層１４の間にＣｏなど
からなる拡散防止層が形成されていてもよい。この拡散
防止層は第２固定磁性層１３ｃと非磁性材料層１４の相
互拡散を防止する。

【００５７】なおこの実施形態においては、第１の固定
磁性層１３ａの磁化は図示Ｙ方向に固定され、第２の固
定磁性層１３ｃの磁化は図示Ｙ方向と逆方向に固定され
ている。

【００５８】非磁性材料層１４は、固定磁性層１３とフ
リー磁性層１５との磁気的な結合を防止し、またセンス
電流が主に流れる層であり、Ｃｕ，Ｃｒ，Ａｕ，Ａｇな
ど導電性を有する非磁性材料により形成されることが好
ましい。特にＣｕによって形成されることが好ましい。

【００５９】フリー磁性層１５は、強磁性材料により形
成されるもので、例えばＮｉＦｅ合金、Ｃｏ、ＣｏＮｉ
Ｆｅ合金、ＣｏＦｅ合金、ＣｏＮｉ合金などにより形成
されるものである。

【００６０】前記第３反強磁性層１６は、ＰｔＭｎ合
金、または、Ｘ―Ｍｎ（ただしＸは、Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒ
ｈ，Ｒｕ，Ｏｓ，Ｎｉ，Ｆｅのいずれか１種または２種
以上の元素である）合金で、あるいはＰｔ―Ｍｎ―Ｘ′
（ただしＸ′は、Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ａｕ，Ａ
ｇ，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）合金で形成される
ことが好ましい。前記第３反強磁性層１６の膜厚は第１
反強磁性層１２に比べて薄く、２０Å以上で５０Å以下
であることが好ましい。

【００６１】図１に示す実施形態では、前記多層膜１０
のトラック幅方向（図示Ｘ方向）における両側端面１０
ａ、１０ａがエッチングで削られ、前記両側端面１０ａ
は、前記多層膜１０のトラック幅方向（図示Ｘ方向）に
おける幅寸法が下方から上方に向けて徐々に小さくなる
傾斜面あるいは湾曲面として形成される。

【００６２】図１に示すように、前記多層膜１０の幅寸
法よりもトラック幅方向に延出形成された基板１１上か
ら前記多層膜１０の両側端面１０ａ上にかけてバイアス
下地層１７が形成され、前記バイアス下地層１７上にハ
ードバイアス層１８が形成される。前記バイアス下地層
１７はＣｒあるいはＷで形成される。また前記ハードバ
イアス層１８はＣｏＰｔ合金やＣｏＰｔＣｒ合金などの
永久磁石膜で形成される。

【００６３】前記ハードバイアス層１８は、少なくとも
前記フリー磁性層１５の両側端面１０ａの一部にトラッ
ク幅方向（図示Ｘ方向）で対向するように形成されてい
ればよい。

【００６４】図１に示すように前記ハードバイアス層１
８上には分離層１９が形成される。前記分離層１９はＣ
ｒやＴａなどで形成される。

【００６５】図１に示す実施形態では、前記多層膜１０
の中央領域上に非磁性層２０が形成され、前記多層膜１
０の両側領域上から前記分離層１９上にかけて第２反強
磁性層２１が形成されている。

【００６６】前記非磁性層２０は、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｐｄ、
Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｈ、Ｃｒのうち１種または
２種以上の合金で形成されることが好ましい。また前記
第２反強磁性層２１は、ＰｔＭｎ合金、または、Ｘ―Ｍ
ｎ（ただしＸは、Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｏｓ，Ｎ
ｉ，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、Ｐ
ｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ａｕ，Ａｇ，Ｏｓ，Ｃｒ，Ｎ
ｉ，Ａｒ，Ｎｅ，Ｘｅ，Ｋｒのいずれか１または２種以
上の元素である）合金で形成されることが好ましい。

【００６７】前記第２反強磁性層２１のトラック幅方向
（図示Ｘ方向）における底辺の間隔でトラック幅Ｔｗが
規定される。前記トラック幅Ｔｗはハードディスクドラ
イブの製品スペック（トラック密度）にもよるが例えば
０．１５μｍ〜０．２μｍ程度である。

【００６８】図１に示す実施形態では前記第２反強磁性
層２１上に電極層２２が形成される。前記電極層２２
は、例えばＡｕ、Ｗ、Ｃｒ、Ｔａなどで形成される。

【００６９】また図１には図示されていないが、前記電
極層２２上から非磁性層２０上にかけて絶縁材料で形成
された上部ギャップ層が形成され、さらにその上に磁性
材料の上部シールド層が形成される。

【００７０】図１に示す磁気検出素子の特徴的部分につ
いて説明する。図１に示す磁気検出素子では、前記フリ
ー磁性層１５のトラック幅方向における幅寸法をトラッ
ク幅Ｔｗよりも延ばして形成し、その延ばされた前記フ
リー磁性層１５の両側領域１５ａ上に、第３反強磁性層
１６と第２の反強磁性層２１とを積層した構造とするこ
とで、前記第３反強磁性層１６と第２反強磁性層２１を
一体の反強磁性層として機能させ、前記フリー磁性層１
５の両側領域１５ａと前記第３反強磁性層１６間に交換
結合磁界を発生させ、さらに前記フリー磁性層１５のト
ラック幅方向（図示Ｘ方向）の両側にハードバイアス層
１８を対向させ、このハードバイアス層１８から前記フ
リー磁性層１５の両側領域１５ａに縦バイアス磁界を供
給することで、前記両側領域１５ａでの単磁区化構造を
促進し、磁化の固定状態を安定して得ることが可能にな
っている。

【００７１】すなわち図１に示す実施形態では、前記フ
リー磁性層１５の両側領域１５ａの磁化を、前記第２反
強磁性層２１と重ねられた部分の第３反強磁性層１６と
の間で発生する交換結合磁界と、ハードバイアス層１８
からの縦バイアス磁界との相乗効果によって、適切に図
示Ｘ方向に単磁区化し固定することができる。従って従
来のように、前記フリー磁性層１５の単磁区化を、ハー
ドバイアス層１８からの縦バイアス磁界のみで、あるい
は第２反強磁性層２１との間で発生する交換結合磁界の
みで行っていた場合に比べて、前記フリー磁性層１５の
両側領域１５ａの磁化の固定状態を安定して得ることが
可能になっている。

【００７２】よって図１に示す実施形態では、従来に比
べて狭トラック化においても、サイドリーディングの発
生を抑制でき、またオフトラック特性の安定性など再生
特性の向上を適切に図ることができる。

【００７３】また図１に示す実施形態では前記フリー磁
性層１５のトラック幅方向（図示Ｘ方向）における幅寸
法を、トラック幅Ｔｗよりも充分に長く形成するので、
前記フリー磁性層１５の両側にトラック幅方向に対向し
て形成されたハードバイアス層１８からの縦バイアス磁
界の供給によって設定される不感領域（実質的に磁気抵
抗効果に寄与しない領域）を、トラック幅Ｔｗ領域（中
央領域）を除いたフリー磁性層１５の両側領域１５ａ領
域と同程度かあるいはそれよりも小さい領域に設定しや
すい。そのためトラック幅Ｔｗ領域を再生感度に優れた
感度領域として適切に機能させ、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。

【００７４】なお前記フリー磁性層１５のトラック幅方
向への幅寸法は０．２μｍ〜０．５μｍ程度であること
が好ましく、これよりも前記トラック幅Ｔｗを狭く形成
するため、前記フリー磁性層１５のトラック幅方向（図
示Ｘ方向）における幅寸法を短く形成すると上記した不
感領域が全体の中で大きな割合を占めるため再生出力の
低下に繋がり好ましくない。なお図１に示す「トラック
幅Ｔｗ」とは、光学的顕微鏡によって測定された光学的
トラック幅（Ｏ-Ｔｗ）のことである。

【００７５】次に、第２反強磁性層２１の多層膜１０上
にオーバーラップしている長さ（これをオーバーラップ
長という）Ｔ１と上記した「不感領域」との関係につい
て以下に説明する。

【００７６】前記不感領域は、フルトラックプロファイ
ル法やマイクロトラックプロファイル法によって測定さ
れる。測定に使用される磁気検出素子は、多層膜１０の
両側にハードバイアス層１８は形成されているが前記第
２反強磁性層２１は形成されていない形状である。

【００７７】フルトラックプロファイル法は、図１０に
示すように記録媒体上に磁気検出素子Ｒの素子幅よりも
幅広の記録トラック幅Ｗｗの記録トラックで信号を記録
しておき、磁気検出素子Ｒを、記録トラック上でトラッ
ク幅方向（Ｘ方向）に走査させて、磁気検出素子Ｒの記
録トラック幅方向（Ｘ方向）の位置と再生出力との関係
を測定する。その測定結果は、図１０の上側に示されて
いる。

【００７８】この測定結果の再生波形を見ると、記録ト
ラックの中央付近では、再生出力が高くなり、記録トラ
ックの中央から離れるにつれて再生出力は低くなること
がわかる。

【００７９】再生波形上の再生出力が最大値の５０％と
なる点Ｐａ及び点Ｐｂにおける接線とＸ軸との交点を、
それぞれ点Ｐｃ、点Ｐｄとする。点Ｐｃと点Ｐｄの間の
距離Ａと点Ｐａと点Ｐｂ間の距離（半値幅）Ｂの差（Ｒ
Ｗ）が磁気検出素子の実効再生トラック幅となる。ここ
で、半値幅Ｂ＝実効記録トラック幅Ｗｗとなる。

【００８０】実効再生トラック幅は実際にトラック幅と
して機能する幅寸法である。従って前記実効再生トラッ
ク幅と光学的なトラック幅Ｏ−Ｔｗとがイコールの関係
にあれば最も好ましい。

【００８１】図１に示すフリー磁性層１５のトラック幅
方向（図示Ｘ方向）における幅寸法から上記した実効再
生トラック幅（Ｒｗ）を引いた領域が不感領域として設
定されるが、図１に示す実施形態では前記不感領域のフ
リー磁性層１５の磁化を適切に磁化固定するために、前
記不感領域のトラック幅方向における幅寸法と前記第２
反強磁性層２１のオーバーラップ長Ｔ１とを一致させる
か、あるいは前記オーバーラップ長Ｔ１を前記不感領域
のトラック幅方向における幅寸法より若干長めに形成す
ることが好ましい。これにより前記フリー磁性層１５内
の不感領域を確実に磁化固定でき、すなわち磁気的に殺
すことができ、実効再生トラック幅Ｔｗの広がりも従来
より、より適切に抑えることができ、サイドリーディン
グの発生を抑制することが可能な磁気検出素子を製造す
ることができる。一例を挙げると、前記フリー磁性層の
トラック幅方向における幅寸法は０．４μｍで、オーバ
ーラップ長Ｔ１が０．１３μｍである。

【００８２】次に図１に示す磁気検出素子では、前記フ
リー磁性層１５の上面全体に第３反強磁性層１６が形成
されており、前記第３反強磁性層１６の両側領域上に第
２反強磁性層２１が形成されている。上記したように前
記第３反強磁性層１６の膜厚は２０Å以上で５０Å以下
であり、第１反強磁性層１２に比べて非常に薄い膜厚で
ある。その理由は、後述する製造方法にあるように、前
記第３反強磁性層１６の膜厚が厚いと、固定磁性層１３
と第１反強磁性層１２との間で交換結合磁界を生じさせ
るための１回目の磁場中アニールによって、前記第３反
強磁性層１６とフリー磁性層１５間にも交換結合磁界が
生じてしまい、前記フリー磁性層１５の全体が磁化固定
されやすくなるからである。

【００８３】従って図１に示す実施形態では前記第３反
強磁性層１６の膜厚は２０Å以上で５０Å以下の薄い膜
厚で形成されている。なお前記第３反強磁性層１６の膜
厚が２０Å以上ないと、前記第３反強磁性層１６の両側
領域はその上に第２反強磁性層２１が形成されても反強
磁性の性質が弱く、前記第３反強磁性層１６の両側端部
とフリー磁性層１５の両側領域１５ａ間で大きな交換結
合磁界が発生せず、前記フリー磁性層１５の両側領域１
５ａをトラック幅方向に強固に固定できないからであ
る。

【００８４】なお前記フリー磁性層１５の両側領域１５
ａ上における第３反強磁性層１６と第２反強磁性層２１
との膜厚を合わせた総合膜厚は、８０Å〜３００Åであ
ることが好ましい。この程度の厚い膜厚であると磁場中
アニールを施すことで、前記第３反強磁性層１６の両側
領域と第２反強磁性層２１とが一体の反強磁性層として
反強磁性を帯び、前記第３反強磁性層１６の両側領域と
フリー磁性層１５の両側領域１５ａとの間で適切な大き
さの交換結合磁界を生じさせ、前記フリー磁性層１５の
両側領域１５ａを適切にトラック幅方向に磁化固定する
ことができる。

【００８５】次にハードバイアス層１８の形成位置であ
るが、図１に示す形態では、前記ハードバイアス層１８
の内側先端部１８ａが、フリー磁性層１５の両側にトラ
ック幅方向に完全に対向して形成されているが、少なく
とも前記内側先端部１８ａが、前記フリー磁性層１５の
両側の一部にトラック幅方向に対向した状態であればよ
い。ただし図１のように、前記内側先端部１８ａが前記
フリー磁性層１５の両側を完全に覆った方が、前記ハー
ドバイアス層１８からの縦バイアス磁界が前記フリー磁
性層１５の両側から確実に供給され、前記第３反強磁性
層１６との間で発生する交換結合磁界によって前記フリ
ー磁性層１５の両側領域１５ａを適切に磁化固定できて
好ましい。

【００８６】また図１に示す実施形態では、前記ハード
バイアス層１８の下にＣｒなどで形成された配向膜とし
てのバイアス下地層１７が形成されている。前記バイア
ス下地層１７は、少なくとも多層膜１０よりもトラック
幅方向（図示Ｘ方向）に延出形成された基板１１上に形
成されていることが必要である。前記バイアス下地層１
７を設けることで前記ハードバイアス層１８の角形比や
保磁力を向上させることができることがわかっている。

【００８７】前記バイアス下地層１７は図１に示すよう
に多層膜１０の両側端面１０ａ上にまで形成されていて
もよい。ただし前記フリー磁性層１５とハードバイアス
層１８間にバイアス下地層１７が介在していると、前記
フリー磁性層１５とハードバイアス層１８とが磁気的な
連続体とならないため、前記フリー磁性層１５のトラッ
ク幅方向における両側領域１５ａの磁化は、反磁界の影
響で乱れて磁壁が生じるという磁化不連続現象、いわゆ
るバックリング現象が起こりやすいという問題がある。
図１に示す実施形態では、前記フリー磁性層１５のトラ
ック幅方向における幅寸法がトラック幅Ｔｗより充分に
延ばされて形成されているので、上記したバックリング
現象はさほど問題とならないかもしれないが、より確実
にバックリング現象を抑え再生特性の向上を図るため
に、前記多層膜１０の両側端面１０ａ、特にフリー磁性
層１５の両側端面に前記バイアス下地層１７が形成され
ていなくてもよい。

【００８８】また図１に示す実施形態では、前記ハード
バイアス層１８と第２反強磁性層２１との間に分離層１
９が形成されている。前記分離層１９はＣｒやＴａなど
で形成されるが、前記分離層１９は前記ハードバイアス
層１８を酸化等から防止する保護層としての役割と、前
記第２反強磁性層２１とハードバイアス層１８間の磁気
的作用を遮断するためのものである。

【００８９】また図１に示す実施形態では、前記第２反
強磁性層２１と電極層２２とのトラック幅方向（図示Ｘ
方向）における内側端面２１ａ、２２ａが下方から上方
に向う（図示Ｚ方向）にしたがって、徐々にトラック幅
方向における前記第２反強磁性層２１間及び電極層２２
間の間隔が広がる傾斜面あるいは湾曲面として形成され
る。これは後述する製造方法に起因するものである。な
お前記電極層２２は前記第２反強磁性層２１の内側端面
２１ａ上にまで延出して形成されていてもよい。

【００９０】また図１に示す実施形態では、多層膜１０
上であって、トラック幅方向（図示Ｘ方向）における前
記第２反強磁性層２１間に非磁性層２０が形成されてい
る。前記非磁性層２０はＲｕなどの非磁性材料で形成さ
れるが、この非磁性層２０は図１に示す磁気検出素子を
形成する際に、前記第３反強磁性層１６を酸化から防止
する保護層として機能している。前記非磁性層２０の膜
厚は薄く５Å以上１０Å以下である。なおこの非磁性層
２０は、前記第２反強磁性層２１と第３反強磁性層１６
間に介在していてもよいが、その膜厚は３Å以下と非常
に薄い。またこの程度にまで前記非磁性層２０の膜厚を
薄くすることで前記第３反強磁性層１６の両側領域に適
切に反強磁性を帯びさせることができ、前記第３反強磁
性層１６とフリー磁性層１５の両側領域１５ａ間に所定
の大きさの交換結合磁界を生じさせることができる。

【００９１】また前記フリー磁性層１５の両側領域１５
ａ上に形成された第２反強磁性層２１と第３反強磁性層
１６の間に前記非磁性層２０が残っていなくても、ＳＩ
ＭＳ分析装置などで測定することで前記第２反強磁性層
２１と第３反強磁性層１６の間に非磁性元素が介在して
いる場合がある。このように非磁性元素が介在している
ことは本発明の製造方法を使用したことを意味する。

【００９２】図２は本発明における第２実施形態の磁気
検出素子を記録媒体との対向面側から見た部分断面図で
ある。

【００９３】図２に示す実施形態においても、図１に示
す実施形態と同様に、前記フリー磁性層１５の両側領域
１５ａの磁化を、前記第２反強磁性層２１と重ねられた
部分の第３反強磁性層１６の両側領域との間で発生する
交換結合磁界と、ハードバイアス層１８からの縦バイア
ス磁界との相乗効果によって、適切に図示Ｘ方向に単磁
区化し固定することができる。従って従来のように、前
記フリー磁性層１５の単磁区化を、ハードバイアス層１
８からの縦バイアス磁界のみで、あるいは第２反強磁性
層２１との間で発生する交換結合磁界のみで行っていた
場合に比べて、前記フリー磁性層１５の両側領域１５ａ
の磁化の固定状態を安定して得ることが可能になってい
る。

【００９４】図２に示す実施形態は図１と異なり、多層
膜１０上であって、トラック幅方向（図示Ｘ方向）にお
ける第２反強磁性層２１間に非磁性層２０は設けられて
いない。前記非磁性層２０は設けられていてもよいが、
かかる場合、点線で示すように、前記非磁性層２０は前
記第３反強磁性層１６の上面全体に設けられ、前記第３
反強磁性層１６と第２反強磁性層２１間にも若干介在す
る。そして前記非磁性層２０の膜厚は０Åよりも大きく
３Å以下である。前記非磁性層２０の膜厚が３Å以下で
あることにより前記第３反強磁性層１６の両側領域と第
２反強磁性層２１とが一体の反強磁性層として反強磁性
を帯び、両側領域での前記第３反強磁性層１６とフリー
磁性層１５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。

【００９５】また図１に示す実施形態では、前記第２反
強磁性層２１は、多層膜１０の中央領域上には全く形成
されていなかったが、図２に示す実施形態では前記第２
反強磁性層２１は前記多層膜１０の中央領域上に薄い膜
厚で形成されていてもよい。図２では、その領域を一点
鎖線で示している。この一点鎖線で示された第２反強磁
性層２１ｂの膜厚は、その下に形成された第３反強磁性
層１６の膜厚と合わせて５０Å以下になるように設定さ
れる。多層膜１０の中央領域上に５０Åより厚い膜厚の
反強磁性層が存在すると、前記フリー磁性層１５の中央
領域１５ｂとの間で大きな交換結合磁界が発生してしま
い、前記フリー磁性層１５の中央領域１５ｂを外部磁界
に対し磁化反転できる程度に弱く単磁区化できず、再生
出力の低下に繋がる。

【００９６】図２に示す磁気検出素子は、図１に示す磁
気検出素子と異なる製造方法によっって得られたもので
ある。図２に示す実施形態では、前記第２反強磁性層２
１及び電極層２２の内側端面２１ａ、２２ａは、下方か
ら上方に向う（図示Ｚ方向）にしたがって、トラック幅
方向（図示Ｘ方向）における前記第２反強磁性層２１間
及び電極層２２間の間隔が徐々に広がる傾斜面あるいは
湾曲面として形成されているが、前記内側端面２１ａ、
２２ａは基板１１表面に対し垂直方向（図示Ｚ方向）と
平行な方向に形成されていてもかまわない。

【００９７】図３は本発明の第３実施形態の磁気検出素
子を記録媒体との対向面側から見た部分断面図である。

【００９８】図３に示す実施形態は、図１に示す実施形
態とよく似ているが、図３には前記フリー磁性層１５上
に第３反強磁性層１６は形成されていない。図３に示す
実施形態では、前記フリー磁性層１５の中央領域１５ｂ
上に非磁性層２０が形成され、この非磁性層２０のトラ
ック幅方向（図示Ｘ方向）における両側端部から前記フ
リー磁性層１５上及びハードバイアス層１８上に形成さ
れた分離層１９上にかけて強磁性層３０が形成されてい
る。そして前記強磁性層３０上に第２反強磁性層２１及
び電極層２２が形成されている。

【００９９】図３に示す実施形態では、前記第２反強磁
性層２１と前記強磁性層３０との間で交換結合磁界が生
じる。そうすると前記強磁性層３０はトラック幅方向に
磁化固定される。そして前記フリー磁性層１５の両側領
域１５ａは、強磁性層３０間での交換相互作用と、ハー
ドバイアス層１８からの縦バイアス磁界との相乗効果に
よって、適切に図示Ｘ方向に単磁区化し固定される。従
って従来のように、前記フリー磁性層１５の単磁区化
を、ハードバイアス層１８からの縦バイアス磁界のみ
で、あるいは第２反強磁性層２１との間で発生する交換
結合磁界のみで行っていた場合に比べて、前記フリー磁
性層１５の両側領域１５ａの磁化の固定状態を安定して
得ることが可能になっている。

【０１００】なお上記説明した以外の部分については図
１に示す実施形態と同様であるのでそちらを参照された
い。

【０１０１】図４は、本発明における第４実施形態の磁
気検出素子を記録媒体との対向面側から見た部分断面図
である。

【０１０２】図４に示す実施形態は、図２に示す実施形
態とよく似ているが、図４には前記フリー磁性層１５上
に第３反強磁性層１６は形成されていない。図４に示す
実施形態では、前記フリー磁性層１５上から前記ハード
バイアス層１８上の分離層１９上にかけて強磁性層３０
が形成され、多層膜１０の中央領域上に所定の間隔（＝
トラック幅Ｔｗ）を開けて、前記強磁性層３０の上に第
２反強磁性層２１及び電極層２２が形成されている。

【０１０３】図４に示す実施形態では、両側領域及びハ
ードバイアス層１８上における前記強磁性層３０と第２
反強磁性層２１間で交換結合磁界が生じる。そうすると
両側領域及びハードバイアス層１８上の前記強磁性層３
０はトラック幅方向（図示Ｘ方向）に磁化固定される。
そして前記フリー磁性層１５の両側領域１５ａは、強磁
性層３０間での交換相互作用と、ハードバイアス層１８
からの縦バイアス磁界との相乗効果によって、適切に図
示Ｘ方向に単磁区化し固定される。従って従来のよう
に、前記フリー磁性層１５の単磁区化を、ハードバイア
ス層１８からの縦バイアス磁界のみで、あるいは第２反
強磁性層２１との間で発生する交換結合磁界のみで行っ
ていた場合に比べて、前記フリー磁性層１５の両側領域
１５ａの磁化の固定状態を安定して得ることが可能にな
っている。

【０１０４】なお上記説明した以外の部分については図
２に示す実施形態と同様であるのでそちらを参照された
いが、図４に示す実施形態では前記強磁性層３０は、多
層膜１０の中央領域上にも形成されている。しかし前記
強磁性層３０は前記多層膜１０の中央領域上に形成され
ていなくてもよい。なお前記多層膜１０の中央領域上に
前記強磁性層３０が形成されていると、後述する製造方
法で説明するように、製造工程中に前記フリー磁性層１
５の中央領域１５ｂがエッチングの影響を受けることは
なく、従って前記多層膜１０の中央領域上にわずかで
も、すなわち両側領域やハードバイアス層１８上に形成
された強磁性層３０よりも薄い膜厚でも前記強磁性層３
０が形成されている方がよい。

【０１０５】また図４には前記フリー磁性層１５上に非
磁性層２０が形成されていないが、点線で示すように非
磁性層２０が形成されていてもよい。前記非磁性層２０
は、フリー磁性層１５上全面に形成され、膜厚は３Å以
下である。

【０１０６】図５は本発明における第５実施形態の磁気
検出素子を記録媒体との対向面側から見た部分断面図で
ある。

【０１０７】図５に示す実施形態の多層膜１０の構造
は、図１や図２と同じである。すなわち前記多層膜１０
は、下から第１反強磁性層１２、人工フェリ状態の固定
磁性層１３、非磁性材料層１４、フリー磁性層１５及び
第３反強磁性層１６の順で積層形成されている。

【０１０８】なお図３や図５と同様に、第３反強磁性層
１６が形成されず、前記フリー磁性層１５と第２反強磁
性層２１との間に強磁性層３０が形成された多層膜１０
の構造であってもよい。

【０１０９】図５に示す実施形態は、前記多層膜１０の
中央領域上に非磁性層２０が形成され、前記多層膜１０
の両側領域上に第２反強磁性層２１が形成される。

【０１１０】図５に示す実施形態では、前記多層膜１０
の両側端面１０ａと前記第２反強磁性層２１の両側端面
２１ｄとが連続面として形成され、図１ないし図４のよ
うに前記第２反強磁性層２１が多層膜１０よりもトラッ
ク幅方向（図示Ｘ方向）に延出して形成されていない。

【０１１１】そして図５に示す実施形態では、前記多層
膜１０よりもトラック幅方向に延出形成された基板１１
上から前記多層膜１０及び第２反強磁性層２１の両側端
面１０ａ、２１ｄ上にかけてバイアス下地層１７が形成
され、前記バイアス下地層１７上にハードバイアス層１
８及び電極層２２が形成されている。

【０１１２】図５に示す実施形態では、前記フリー磁性
層１５の両側領域１５ａの磁化を、前記第２反強磁性層
２１と重ねられた部分の第３反強磁性層１６の両側領域
との間で発生する交換結合磁界と、ハードバイアス層１
８からの縦バイアス磁界との相乗効果によって、適切に
図示Ｘ方向に単磁区化し固定することができる。従って
従来のように、前記フリー磁性層１５の単磁区化を、ハ
ードバイアス層１８からの縦バイアス磁界のみで、ある
いは第２反強磁性層２１との間で発生する交換結合磁界
のみで行っていた場合に比べて、前記フリー磁性層１５
の両側領域１５ａの磁化の固定状態を安定して得ること
が可能になっている。

【０１１３】図５に示す実施形態では、前記電極層２２
が前記ハードバイアス層１８上のみに形成されている
が、後述する製造方法によって、前記電極層２２の内側
先端部２２ｂを前記第２反強磁性層２１上にまで延ばし
て形成することができる。このとき前記ハードバイアス
層１８上に形成された電極層２２の内側先端部２２ｃを
前記第２反強磁性層２１上に形成された内側先端部２２
ｂと電気的に接合させることが必要である。このように
電気的な接合が必要になる理由は、第２反強磁性層２１
上に形成される電極層２２の内側先端部２２ｂと、ハー
ドバイアス層１８上に形成される電極層２２とが別々の
工程で形成されるからである。

【０１１４】なお前記電極層２２の内側先端部２２ｂを
前記第２反強磁性層２１上にまで延出形成することで、
前記両側領域と重なる部分の多層膜１０へのセンス電流
の分流比が少なくなり、よりサイドリーディングを効果
的に抑制できるとともに再生出力の向上を図ることが可
能である。

【０１１５】図６は本発明における第６実施形態の磁気
検出素子を記録媒体との対向面側から見た部分断面図で
ある。

【０１１６】符号３１は下部シールド層であり、この下
部シールド層３１の表面にトラック幅方向に間隔を開け
て一対の凹部３１ａ，３１ａが形成されており、凹部３
１ａ，３１ａに挟まれた凸部３１ｂの上面３１ｂ１上に
下部ギャップ層３２及びシード層３３が積層されてい
る。また、凹部３１ａ，３１ａ内には、絶縁層３４，３
４が形成されており、凹部３１ａ，３１ａ内であって、
絶縁層３４，３４上に第２反強磁性層２１，２１が形成
されている。前記第２反強磁性層２１，２１上には、強
磁性層３０，３０及び非磁性層３５、３５が積層されて
いる。図６に示されるように、トラック幅方向における
第２反強磁性層２１，２１間の上面の間隔がトラック幅
Ｔｗ（光学的なトラック幅）となる。

【０１１７】さらに、非磁性層３５、３５上及びシード
層３３上には、下から順に、フリー磁性層１５、非磁性
材料層１４、第２固定磁性層１３ｃ、非磁性中間層１３
ｂ、第１固定磁性層１３ａからなるシンセティックフェ
リピンド型の固定磁性層１３、第１反強磁性層１２及び
保護層３８からなる多層膜４０が積層されている。

【０１１８】図６に示す実施形態では、前記多層膜４０
のトラック幅方向（図示Ｘ方向）における両側端面４０
ａ、非磁性層３５及び強磁性層３０の両側端面３５ａ、
３０ａがエッチングによって連続面として形成され、前
記両側端面４０ａ、３５ａ、３０ａは、前記多層膜４０
のトラック幅方向における幅寸法が下方から上方に向う
にしたがって徐々に狭くなる傾斜面あるいは湾曲面とし
て形成される。

【０１１９】図６に示すように前記第２反強磁性層２１
は、前記多層膜４０の両側端面４０ａよりもトラック幅
方向（図示Ｘ方向）に長く延ばされて形成されており、
その延出形成された前記第２反強磁性層２１上から前記
多層膜４０、非磁性層３５及び強磁性層３０の両側端面
４０ａ、３５ａ、３０ａ上にかけてバイアス下地層１
７、ハードバイアス層１８及び電極層２２が形成されて
いる。

【０１２０】図６に示す実施形態は図１ないし図５に示
す実施形態とは異なり、多層膜４０の膜構造が、図１な
いし図５に示す多層膜１０の逆積層構造となっている。

【０１２１】また図６において図１ないし図５と同じ符
号がつけられている層は図１ないし図５と同じ層を示し
ており、材質等については図１ないし図５で説明した通
りである。

【０１２２】なお図６に示す下部シールド層３１は、Ｎ
ｉＦｅなどの磁性材料からなり、下部ギャップ層３２や
絶縁層３４、３４はアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）またはＳｉＯ
₂などの絶縁性材料から形成されている。

【０１２３】前記シード層３３は、結晶構造がｂｃｃ
（体心立方格子）構造の非磁性材料、例えばＣｒまたは
ｆｃｃ（面心立方格子）構造のＮｉＦｅＣｒ合金、また
は非晶質に近い構造のＴａによって形成される。このシ
ード層３３によって、その上に積層されるフリー磁性層
１５の結晶配向を整え、フリー磁性層１５の軟磁気特性
を向上させるとともに比抵抗を低下させることができ
る。

【０１２４】なお前記シード層３３は図１ないし図５に
おいて、基板１１と第１反強磁性層１２間に設けられて
いてもよい。

【０１２５】図６に示す実施形態では、前記第２反強磁
性層２１と前記強磁性層３０との間で交換結合磁界が生
じる。そうすると前記強磁性層３０はトラック幅方向
（図示Ｘ方向）に磁化固定される。そして前記フリー磁
性層１５の両側領域１５ａは、強磁性層３０間での交換
相互作用と、ハードバイアス層１８からの縦バイアス磁
界との相乗効果によって、適切に図示Ｘ方向に単磁区化
し固定される。従って従来のように、前記フリー磁性層
１５の単磁区化を、ハードバイアス層１８からの縦バイ
アス磁界のみで、あるいは第２反強磁性層２１との間で
発生する交換結合磁界のみで行っていた場合に比べて、
前記フリー磁性層１５の両側領域１５ａの磁化の固定状
態を安定して得ることが可能になっている。

【０１２６】なお図６に示す実施形態では、強磁性層３
０、３０と第２反強磁性層２１、２１の間に交換異方性
磁界が発生して、強磁性層３０、３０の磁化方向がトラ
ック幅方向（図示Ｘ方向）に固定されると、前記フリー
磁性層１５の両側領域１５ａは、強磁性層３０，３０と
非磁性層３５を介したＲＫＫＹ相互作用または非磁性層
３５に存在するピンホールを介した直接的交換相互作用
によって磁気的に結合して、フリー磁性層１５が単磁区
化される。図１に示される磁気検出素子では、非磁性層
３５の膜厚は６Å〜１１Åであり、フリー磁性層１５の
磁化方向はトラック幅方向（図示Ｘ方向）と反平行方向
を向いている。

【０１２７】ただし非磁性層３５の膜厚を０．５Å〜６
Åにすることにより、フリー磁性層１５の磁化方向を強
磁性層３０の磁化方向と平行な方向に向かせることがで
きる。

【０１２８】また、第２反強磁性層２１、２１と下部シ
ールド層３１の間に絶縁層３４が設けられると、センス
電流の下部シールド層への分流損失を低減できる。

【０１２９】また図６に示す実施形態では、前記電極層
２２の内側先端部２２ｂが、前記多層膜４０の両側端面
４０ａに接して形成され、前記多層膜４０の上面にまで
オーバーラップして形成されていないが、図６の点線で
示すように、前記電極層２２の内側先端部２２ｂが、前
記多層膜４０の上面にまでオーバーラップして形成され
ていてもよい。ただしこのとき、前記電極層２２の内側
先端部２２ｂの底辺間の間隔Ｔ２が、前記第２反強磁性
層２１間の間隔（＝トラック幅Ｔｗ）と同じかあるいは
それよりも狭いことが好ましい。これにより適切に前記
両側領域と重なる部分の多層膜４０へのセンス電流の分
流比を抑制できるとともに、トラック幅Ｔｗ領域全体に
センス電流を適切に流すことができ、サイドリーディン
グをより効果的に抑制できるととも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である。

【０１３０】図７は本発明における第７実施形態の磁気
検出素子を記録媒体との対向面側から見た部分断面図で
ある。

【０１３１】図７に示す実施形態は、図６とよく似た構
造であるが、図６では、強磁性層とフリー磁性層１５間
に非磁性層３５が存在していたが、図７には前記非磁性
層３５が無い。そして図７では前記強磁性層３０とフリ
ー磁性層１５とが一体の強磁性層となっている。

【０１３２】図７に示す実施形態では、前記第２反強磁
性層２１と前記フリー磁性層１５の両側領域１５ａ（前
記フリー磁性層１５と一体となっているので区別できな
いが実際は、強磁性層３０）との間で交換結合磁界が生
じる。そして前記フリー磁性層１５の両側領域１５ａ
は、前記交換結合磁界と、ハードバイアス層１８からの
縦バイアス磁界との相乗効果によって、適切に図示Ｘ方
向に単磁区化し固定される。従って従来のように、前記
フリー磁性層１５の単磁区化を、ハードバイアス層１８
からの縦バイアス磁界のみで、あるいは第２反強磁性層
２１との間で発生する交換結合磁界のみで行っていた場
合に比べて、前記フリー磁性層１５の両側領域１５ａの
磁化の固定状態を安定して得ることが可能になってい
る。

【０１３３】図８は本発明における第８実施形態の磁気
検出素子を記録媒体との対向面側から見た部分断面図で
ある。

【０１３４】図８に示す実施形態は図６とよく似ている
が、特に第２反強磁性層２１の形成位置が両者で異なっ
ている。

【０１３５】図８に示す実施形態では、下部シールド層
３１、下部ギャップ層３２が順次積層形成され、図８に
示すように前記下部ギャップ層３２上には、一対の第２
反強磁性層２１が互いに、トラック幅Ｔｗの間隔をあけ
て対向して形成されている。

【０１３６】図８に示すように第２反強磁性層２１上に
は、強磁性層３０及び非磁性層３５が積層されている。
また前記非磁性層３５上から第２反強磁性層２１の内側
端面２１ａ上、さらに下部ギャップ層３２上にかけて、
下から順に、フリー磁性層１５、非磁性材料層１４、第
２固定磁性層１３ｃ、非磁性中間層１３ｂ、第１固定磁
性層１３ａからなるシンセティックフェリピンド型の固
定磁性層１３、第１反強磁性層１２、保護層３８からな
る多層膜４０が積層されている。

【０１３７】図８に示すように、トラック幅方向（図示
Ｘ方向）における前記多層膜４０の両側端面４０ａ、お
よび強磁性層３０及び非磁性層３５の両側端面３０ａ、
３５ａはエッチングで削られた連続面であり、前記第２
反強磁性層２１は前記多層膜４０のトラック幅方向にお
ける幅寸法よりもさらにトラック幅方向に長く延ばされ
て形成されている。そしてこの延出形成された第２反強
磁性層２１上から前記多層膜の内側端面上にかけてバイ
アス下地層１７、ハードバイアス層１８が形成され、前
記ハードバイアス層１８上に電極層２２が形成されてい
る。前記電極層２２の内側先端部２２ｂは前記多層膜４
０上にまでオーバーラップして形成されているが、前記
電極層２２の内側先端部２２ｂの底辺間の間隔Ｔ２は前
記トラック幅Ｔｗと同じかあるいは狭く形成されてい
る。

【０１３８】図８に示す実施形態では、前記第２反強磁
性層２１と前記強磁性層３０との間で交換結合磁界が生
じる。そうすると前記強磁性層３０はトラック幅方向
（図示Ｘ方向）に磁化固定される。そして前記フリー磁
性層１５の両側領域１５ａは、強磁性層３０間での交換
相互作用と、ハードバイアス層１８からの縦バイアス磁
界との相乗効果によって、適切に図示Ｘ方向に単磁区化
し固定される。従って従来のように、前記フリー磁性層
１５の単磁区化を、ハードバイアス層１８からの縦バイ
アス磁界のみで、あるいは第２反強磁性層２１との間で
発生する交換結合磁界のみで行っていた場合に比べて、
前記フリー磁性層１５の両側領域１５ａの磁化の固定状
態を安定して得ることが可能になっている。

【０１３９】図９は本発明における第９実施形態の磁気
検出素子を記録媒体との対向面側から見た部分断面図で
ある。

【０１４０】図１ないし図８に示す磁気検出素子は全て
電極層２２が多層膜１０、４０のトラック幅方向（図示
Ｘ方向）の両側に形成され、前記電極層２２からのセン
ス電流が前記多層膜１０、４０内の各層を膜面と平行な
方向に流れるＣＩＰ（ＣｕｒｒｅｎｔＩｎｔｈｅ
Ｐｌａｎｅ）型と呼ばれる磁気検出素子であるが、図９
はこれら実施形態とは違って前記センス電流が前記多層
膜１０の各層を膜面と垂直な方向（図示Ｚ方向）に流れ
るＣＰＰ（ＣｕｒｒｅｎｔＰｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａ
ｒｔｏｔｈｅＰｌａｎｅ）型と呼ばれる磁気検出
素子である。

【０１４１】図９に示す実施形態での多層膜１０の構
造、ハードバイアス層１８や第２反強磁性層２１の形成
位置は、図１と変わるところがない。図９では前記多層
膜１０の下に下部電極層５２が形成され、この下部電極
層５２は例えばシールド機能を兼用した下部シールド層
である。前記下部電極層５２は多層膜１０のトラック幅
方向（図示Ｘ方向）における幅寸法よりもさらにトラッ
ク幅方向に長く延ばされて形成され、その延出形成され
た下部電極層５２上から前記多層膜１０の両側端面１０
ａ上にかけてバイアス下地層１７及びハードバイアス層
１８が形成される。

【０１４２】図９に示す第２反強磁性層２１の上に形成
された符号５０の層は絶縁層であり、例えばＡｌ₂Ｏ₃や
ＳｉＯ₂などで形成される。図９に示す実施形態では、
前記第２反強磁性層２１のトラック幅方向の内側端面２
１ａ上に前記絶縁層５０が形成されていないが、形成さ
れていた方がセンス電流の分流ロスをより的確に低減で
きて好ましい。図９に示す実施形態では、前記絶縁層５
０上から前記多層膜１０の中央領域上に形成された非磁
性層２０上にかけて上部電極層５１が形成される。前記
上部電極層５１は例えばシールド機能を兼ね備えた上部
シールド層である。

【０１４３】図９に示す実施形態でも図１と同様に、前
記フリー磁性層１５の両側領域１５ａの磁化を、前記第
２反強磁性層２１と重ねられた部分の第３反強磁性層１
６の両側領域との間で発生する交換結合磁界と、ハード
バイアス層１８からの縦バイアス磁界との相乗効果によ
って、適切に図示Ｘ方向に単磁区化し固定することがで
きる。従って従来のように、前記フリー磁性層１５の単
磁区化を、ハードバイアス層１８からの縦バイアス磁界
のみで、あるいは第２反強磁性層２１との間で発生する
交換結合磁界のみで行っていた場合に比べて、前記フリ
ー磁性層１５の両側領域１５ａの磁化の固定状態を安定
して得ることが可能になっている。

【０１４４】なお図９のように磁気検出素子をＣＰＰ型
の構造にする（すなわち多層膜１０の膜厚方向の上下に
電極層、あるいは電極層と兼用のシールド層を形成す
る）ことは図２ないし図８に示す各実施形態においても
可能である。

【０１４５】図１に示す磁気検出素子の製造方法につい
て以下に説明する。図１１に示す工程では、基板１１上
に第１反強磁性層１２を積層する。さらに第１の固定磁
性層１３ａ、非磁性中間層１３ｂ、第２の固定磁性層１
３ｃからなるシンセティックフェリピンド型の固定磁性
層１３が積層され、固定磁性層１３の上層に非磁性材料
層１４、フリー磁性層１５、第３反強磁性層１６、およ
び非磁性層２０を、スパッタ法や蒸着法などの薄膜形成
プロセスによって、同一真空成膜装置中で連続成膜す
る。前記スパッタ法には、ＤＣマグネトロンスパッタ
法、ＲＦスパッタ法、イオンビームスパッタ法、ロング
スロースパッタ法、あるいはコリメーションスパッタ法
のいずれか１種以上が使える。

【０１４６】第１反強磁性層１２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
種または２種以上の元素である）合金で形成する。

【０１４７】この合金は、成膜直後の状態では、不規則
系の面心立方構造（ｆｃｃ）であるが、熱処理によって
ＣｕＡｕＩ型の規則型の面心正方構造（ｆｃｔ）に構造
変態する。

【０１４８】第１反強磁性層１２の膜厚は８０〜３００
Åであることが好ましい。次に、１回目の磁場中アニー
ルを行う。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１２と第１
の固定磁性層１３ａとの間に交換結合磁界を発生させ
て、第１の固定磁性層１３ａの磁化を図示Ｙ方向に固定
する。第２の固定磁性層１３ｃの磁化は、前記第１の固
定磁性層１３ａ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２９０℃とし、磁界の
大きさを８００（ｋＡ／ｍ）とする。

【０１４９】図１１に示す工程では、前記フリー磁性層
１５上に第３反強磁性層１６を形成し、さらに非磁性層
２０を連続して積層形成している。この工程では前記第
３反強磁性層１６の膜厚を２０Å以上で５０Å以下で形
成することが好ましく、より好ましくは３０Å以上で４
０Å以下で形成する。

【０１５０】図１１に示す工程では、前記フリー磁性層
１５上の全面に第３反強磁性層１６を形成し、しかも前
記第３反強磁性層１６を５０Å以下の薄い膜厚で形成す
ることに第１の特徴点がある。

【０１５１】上記のように非磁性層２０までを成膜した
後、固定磁性層１３と第１反強磁性層１２間に交換結合
磁界を生じさせるための１回目の磁場中熱処理を施す
が、前記第３反強磁性層１６を５０Å以下の薄い膜厚で
形成することにより、前記第３反強磁性層１６は非反強
磁性の性質を帯びており、上記の磁場中熱処理を施して
も、前記第３反強磁性層１６は規則化変態しにくく、前
記第３反強磁性層１６とフリー磁性層１５間で交換結合
磁界が発生せずあるいは発生してもその値は小さく、前
記フリー磁性層１５の磁化が、固定磁性層１３と同じよ
うに強固に固定されることがない。

【０１５２】また図１１に示す工程では、前記非磁性層
２０に、大気暴露によっても酸化されにくい緻密な層を
使用しており、例えば前記非磁性層２０をＲｕ、Ｒｅ、
Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｈ、Ｃｒのいずれか
１種または２種以上からなる貴金属等で形成している。

【０１５３】Ｒｕなどの貴金属からなる非磁性層２０は
大気暴露によって酸化されにくい緻密な層であり、前記
非磁性層２０の膜厚が薄くても前記第３反強磁性層１６
が大気暴露によって酸化されるのを適切に防止できる。

【０１５４】図１１に示す工程では前記非磁性層２０を
成膜段階で３Å以上で１０Å以下で形成している点に第
２の特徴点があり、このように薄い膜厚で前記非磁性層
２０を形成したことによって、後の工程で前記非磁性層
２０の両側領域上をイオンミリングで削る工程時に低エ
ネルギーのイオンミリングを使用できミリング制御を適
切に向上させることができる。ここで低エネルギーのイ
オンミリングとは、ビーム電圧（加速電圧）が１０００
Ｖ未満のイオンビームを用いたイオンミリングであると
定義される。例えば、１００Ｖ〜５００Ｖのビーム電圧
が用いられる。本実施の形態では、２００Ｖの低ビーム
電圧のアルゴン（Ａｒ）イオンビームを用いている。

【０１５５】図１２に示す工程では、前記非磁性層２０
の上面にレジスト層６０を形成する。前記レジスト層６
０は例えばリフトオフ用のレジストであり、前記レジス
ト層６０の下面のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の幅寸
法はＴ３である。

【０１５６】そして前記レジスト層６０に覆われていな
い第１反強磁性層１２までの各層をイオンミリングなど
のエッチングで削り込む。図１２に示すように、第１反
強磁性層１２から非磁性層２０までの各層のトラック幅
方向における両側端面１０ａは連続面として形成され、
前記両側端面１０ａは下方から上方に向けて第１反強磁
性層１２から非磁性層２０までの各層からなる多層膜１
０のトラック幅方向（図示Ｘ方向）における幅寸法が徐
々に小さくなる傾斜面あるいは湾曲面として形成され
る。

【０１５７】図１２に示す工程では、前記多層膜１０の
両側端面１０ａから前記多層膜１０よりもトラック幅方
向（図示Ｘ方向）に延出形成された基板１１上にかけて
Ｃｒなどで形成されたバイアス下地層１７、ＣｏＰｔ合
金などで形成されたハードバイアス層１８及びＴａなど
で形成された分離層１９を連続して例えばスパッタ成膜
する。このとき、前記バイアス下地層１７と同じ材質の
下地材料層１７ａ、ハードバイアス層１８と同じ材質の
バイアス材料層１８ｂ及び分離層１９と同じ材質の非磁
性材料層１９ｂが前記レジスト層６０上に付着する。そ
して前記レジスト層６０を有機溶剤などで除去する。

【０１５８】図１３に示す工程では、前記非磁性層２０
の図面中央にトラック幅方向（図示Ｘ方向）における下
面の幅寸法Ｔ４が図１１に示す幅寸法Ｔ３よりも小さい
レジスト層６１を形成する。なおこの幅寸法Ｔ４を図１
０で説明したフルトラックプロファイル法で予め測定し
た実効再生トラック幅と一致させるか若干狭くする。

【０１５９】そして前記レジスト層６１に覆われていな
い非磁性層２０の両側領域２０ａ及び分離層１９の上面
１９ａの一部をイオンミリングで削る。前記非磁性層２
０の両側領域２０ａは、３Å以下の薄い膜厚なら残され
ていてもよい。

【０１６０】上記したように、非磁性層２０はＲｕなど
で形成され、成膜段階において３Å〜１０Å程度の薄い
膜厚で形成され、これによって前記非磁性層２０の両側
領域２０ａをイオンミリングで削る工程で、低エネルギ
ーのイオンミリングを使用できると説明したが、この低
エネルギーのイオンミリングを使用できることで、非磁
性層２０の両側領域２０ａを非常に薄い膜厚で残すこと
が可能になり、またたとえ前記非磁性層２０の両側領域
２０ａをすべてイオンミリングで除去したとしても、そ
れによって露出した第３反強磁性層１６の両側領域上は
イオンミリングのダメージを受け難く、前記第３反強磁
性層１６の両側領域は後述する第２反強磁性層２１と一
体の反強磁性層としての性質を適切に保つことが可能で
ある。また前記非磁性層２０の両側領域２０ａをすべて
除去しても、製造終了後、前記第２反強磁性層２１と第
３反強磁性層１６の両側領域間に、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｐｄ、
Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｈ、Ｃｒのうち１種または
２種以上で構成される非磁性元素が介在しているのをＳ
ＩＭＳ分析装置などで測定することができる。前記非磁
性元素は前記反強磁性層の構成元素と混じり合っても、
前記反強磁性層としての性質を劣化させず、また前記第
２反強磁性層２１と第３反強磁性層１６の界面にＲｕな
どの非磁性元素が存在することは本発明の製造方法を使
用したことを意味する。

【０１６１】次に図１３に示す工程では、第３反強磁性
層１６の両側領域上から前記分離層１９上にかけて、あ
るいは前記第３反強磁性層１６の両側領域上に非磁性層
２０の両側領域２０ａが一部残された場合には、前記非
磁性層２０の両側領域２０ａ上から前記分離層１９上に
かけて第２反強磁性層２１を形成し、さらに前記第２反
強磁性層２１上に電極層２２を成膜する。前記第２反強
磁性層２１及び電極層２２を成膜する際のスパッタ角度
を、前記レジスト層６１の下方に形成された切欠部６１
ａ内に、前記第２反強磁性層２１及び電極層２２が成膜
されるように、基板１１表面の垂直方向に対し斜めに傾
けた角度とする。

【０１６２】上記したように、第３反強磁性層１６の両
側領域上に非磁性層２０の両側領域２０ａが残されてい
てもそれは３Å以下の非常に薄い膜厚なので、前記非磁
性層２０の両側領域２０ａを介して第２反強磁性層２１
と第３反強磁性層１６の両側領域との間で反強磁性的な
相互作用を生じさせることができ、前記第２反強磁性層
２１と前記第３反強磁性層１６の両側領域を一体の反強
磁性層のように機能させることができるのである。

【０１６３】前記電極層２２まで成膜した後、レジスト
層６１を除去した後に２回目の磁場中アニールを施す。
前記第２の磁場中熱処理では、第２の印加磁界をトラッ
ク幅方向（図示Ｘ方向）に向け、また第１反強磁性層１
２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１２のブロッキング温度よりも
低くする。また印加磁界の大きさを、フリー磁性層１５
の保磁力より大きく、第２固定磁性層１３ｃと第１固定
磁性層１３ａの間のスピンフロップ磁界より小さくする
ことが好ましい。

【０１６４】これによって前記第１反強磁性層１２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２１と重ねられた第３反強
磁性層１６の両側領域で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。この２回目
の磁場中アニールによるトラック幅方向（図示Ｘ方向）
への交換結合磁界と、ハードバイアス層１８からの縦バ
イアス磁界によって前記フリー磁性層１５の両側領域１
５ａの磁化はトラック幅方向（図示Ｘ方向）に適切に且
つ強固に固定されると共に、前記フリー磁性層１５の中
央領域１５ｂ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できる。

【０１６５】図１３に示すように、前記第２反強磁性層
２１及び電極層２２を成膜したとき、この第２反強磁性
層２１と同じ材質の反強磁性材料層２１ｃ及び電極層２
２と同じ材質の電極材料層２２ｄは前記レジスト層６１
上にも付着する。上記した２回目の磁場中アニールの前
に前記レジスト層６１を除去する。これによって図１に
示す磁気検出素子が完成する。

【０１６６】図１４ないし図１６に示す工程は、図２に
示す磁気検出素子の製造方法を示す工程図である。

【０１６７】まず図１１、図１２と同じ工程を施す。な
お図１１工程後、上記した１回目の磁場中アニールを施
す。次に図１３のようにレジスト層６１を形成しない
で、図１４のように、前記第３反強磁性層１６上に形成
された非磁性層２０及び分離層１９の一部をイオンミリ
ングで削る。このとき前記非磁性層２０を図１４のよう
にすべて削り取ってしまってもよいが、点線で示すよう
に一部残してもよい。前記非磁性層２０は図１１工程で
説明したようにＲｕなどの酸化され難い材質で形成され
しかも膜厚が成膜当初３Å〜１０Å程度の非常に薄い膜
厚で形成される。このため図１４工程で低エネルギーの
イオンミリングで前記非磁性層２０を削ることができ、
前記非磁性層２０をすべて削り取ってもその下に形成さ
れた第３反強磁性層１６に対するイオンミリングの影響
を極力小さくできる。また前記非磁性層２０を一部残し
てもよいが、かかる場合、前記非磁性層２０の膜厚を３
Å以下にする。

【０１６８】次に図１５に示す工程では、前記第３反強
磁性層１６上から前記分離層１９上にかけて、あるいは
前記第３反強磁性層１６上に一部、非磁性層２０が残さ
れた場合には前記非磁性層２０上から前記分離層１９上
にかけて第２反強磁性層２１をスパッタなどで成膜し、
さらに前記第２反強磁性層２１上に電極層２２をスパッ
タなどで成膜する。

【０１６９】次に図１６に示す工程では、前記電極層２
２の上にレジスト層６２を形成した後、露光現像によっ
て前記レジスト層６２の図面中央に穴部６２ａを形成す
る。なお前記穴部６２ａを形成する際、この穴部６２ａ
の形成位置が、多層膜１０のトラック幅方向（図示Ｘ方
向）における中央領域の位置と膜厚方向で一致するよう
にアライメントする。また前記穴部６２ａのトラック幅
方向（図示Ｘ方向）における幅寸法Ｔ５はトラック幅Ｔ
ｗを規制するための幅寸法となるから、前記穴部６２ａ
の形成のとき、この穴部６２ａの幅寸法Ｔ５を得たいト
ラック幅Ｔｗ程度にまで小さく形成する。

【０１７０】そして前記穴部６２ａから露出した電極層
２２をエッチングして除去し、さらにその下に現れた第
２反強磁性層２１をエッチングで除去していく。前記穴
部６２ａから現れる第２反強磁性層２１をすべて除去し
た場合、その除去された穴部からは第３反強磁性層１６
の表面が現れるか、あるいは図１５工程で前記第３反強
磁性層１６上に残された非磁性層２０表面が現れる。な
お前記非磁性層２０は、第２反強磁性層２１の中央をエ
ッチングで除去するときに削り取ってもよいし、残して
もよい。

【０１７１】また図１６に示すように、前記レジスト層
６２の穴部６２ａから現れた第２反強磁性層２１ｂを一
点鎖線で示すように一部残してもよい。この残された第
２反強磁性層２１ｂの膜厚は、その下に形成された第３
反強磁性層１６の膜厚と合わせて５０Å以下となるよう
に設定することが好ましい。このように多層膜１０の中
央領域上に残される反強磁性層の膜厚を薄くしないと、
多層膜１０の中央領域でも強い交換結合磁界が発生し、
前記フリー磁性層１５の中央領域１５ｂ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できないか
らである。そして図１６に示すレジスト層６２を除去す
る。

【０１７２】そして、２回目の磁場中アニールを施し
て、第２反強磁性層２１と重ねて形成された第３反強磁
性層１６の両側領域とフリー磁性層１５の両側領域１５
ａ間に交換結合磁界を生じさせ、この交換結合磁界と、
ハードバイアス層１８からの縦バイアス磁界によって前
記フリー磁性層１５の両側領域１５ａの磁化を適切に且
つ強固に固定することができる。なお２回目の磁場中ア
ニールの条件は図１３の工程のときに説明した通りであ
る。これによって図２に示す磁気検出素子が完成する。

【０１７３】図１７工程は図１６工程に代わるものであ
り、図１７工程では、前記第２反強磁性層２１をスパッ
タなどで成膜した後、前記第２反強磁性層２１の上に穴
部２２ｅを有する電極層２２を形成する。なお前記穴部
２２ｂを形成する際に、穴部２２ｅの形成位置を多層膜
１０のトラック幅方向（図示Ｘ方向）における中央領域
の位置と膜厚方向で一致するようにアライメントする。

【０１７４】前記穴部２２ｅの形成は、例えば前記穴部
２２ｅが形成される位置の前記第２反強磁性層２１上
に、レジスト層（図示しない）を立て前記レジスト層に
覆われていない前記第２反強磁性層２１の両側領域上に
電極層２２を形成し、前記レジスト層を除去するか、あ
るいは図１６工程のように、第２反強磁性層２１上全面
に電極層２２を形成した後、穴部６２ａを有するレジス
ト層６２を形成し、前記電極層２２に穴部２２ｅをエッ
チングで形成した後、前記レジスト層６２を除去する。

【０１７５】図１７に示す電極層２２を形成した後、こ
の電極層２２をマスク層として、前記電極層２２の穴部
２２ｂから露出する第２反強磁性層２１の中央をエッチ
ングで削り取る。このとき図１７のように前記第２反強
磁性層２１ｂを一部残してもよい。そのときの前記第２
反強磁性層２１ｂの膜厚は、その下に形成された第３反
強磁性層１６の膜厚と合わせて５０Å以下になるように
調整する。

【０１７６】図１７に示す工程で重要なことは、電極層
２２をマスク層とするので、前記電極層２２に形成され
た穴部２２ｅから露出する第２反強磁性層２１をエッチ
ングで除去するとき、前記電極層２２のエッチングレー
トが前記第２反強磁性層２１のエッチングレートより遅
くなければならない。例えばイオンミリングのエッチン
グガスにはＡｒ等を用い、ＲＩＥのエッチングガスには
ＣＦ₄とＡｒガスとの混合ガスやＣ₃Ｆ₈とＡｒガスとの
混合ガスなどを使用するが、これらエッチングガスに対
する電極層２２のエッチングレートを第２反強磁性層２
１のエッチングレートに比べて遅くなるように、前記電
極層２２及び第２反強磁性層２１の材質を選択する。例
えば第２反強磁性層２１としてＰｔＭｎ合金を使用し、
電極層２２としてＴａを使用し、エッチングガスとして
Ａｒガスを使用したイオンミリングの場合、前記電極層
２２のエッチングレートを前記第２反強磁性層２１のエ
ッチングレートに比べて遅くできる。なお係る場合、前
記電極層２２をＡｕ／Ｔａの２層構造とすることもでき
る。

【０１７７】次に図３に示す磁気検出素子の製造方法に
ついて以下に説明する。図１８ないし図２０に示す工程
は、図３に示す磁気検出素子の製造方法を示す一工程図
である。

【０１７８】図１８に示す工程では、基板１１上に第１
反強磁性層１２を積層する。さらに第１の固定磁性層１
３ａ、非磁性中間層１３ｂ、第２の固定磁性層１３ｃか
らなるシンセティックフェリピンド型の固定磁性層１３
が積層され、固定磁性層１３の上層に非磁性材料層１
４、フリー磁性層１５および非磁性層２０を、スパッタ
法や蒸着法などの薄膜形成プロセスによって、同一真空
成膜装置中で連続成膜する。

【０１７９】第１反強磁性層１２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
種または２種以上の元素である）合金で形成する。

【０１８０】この合金は、成膜直後の状態では、不規則
系の面心立方構造（ｆｃｃ）であるが、熱処理によって
ＣｕＡｕＩ型の規則型の面心正方構造（ｆｃｔ）に構造
変態する。

【０１８１】第１反強磁性層１２の膜厚は８０〜３００
Åであることが好ましい。次に、１回目の熱処理工程を
行う。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１２と第１の固
定磁性層１３ａとの間に交換結合磁界を発生させて、第
１の固定磁性層１３ａの磁化を図示Ｙ方向に固定する。
第２の固定磁性層１３ｃの磁化は、前記第１の固定磁性
層１３ａ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２９０℃とし、磁界の大きさ
を８００（ｋＡ／ｍ）とする。

【０１８２】図１８に示す工程では、前記フリー磁性層
１５上に非磁性層２０を積層形成している。この図１８
に示す工程では、前記非磁性層２０に、大気暴露によっ
ても酸化されにくい緻密な層を使用しており、例えば前
記非磁性層２０をＲｕ、Ｒｅ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐ
ｔ、Ａｕ、Ｒｈ、Ｃｒのいずれか１種または２種以上か
らなる貴金属等で形成している。

【０１８３】Ｒｕなどの貴金属からなる非磁性層２０は
大気暴露によって酸化されにくい緻密な層であり、前記
非磁性層２０の膜厚が薄くても前記フリー磁性層１５が
大気暴露によって酸化されるのを適切に防止できる。

【０１８４】図１８に示す工程では前記非磁性層２０を
成膜段階で３Å以上で１０Å以下で形成している点に特
徴点があり、このように薄い膜厚で前記非磁性層２０を
形成したことによって、後の工程で前記非磁性層２０の
両側領域上をイオンミリングで削る工程時に低エネルギ
ーのイオンミリングを使用できミリング制御を適切に向
上させることができる。

【０１８５】図１９に示す工程では、前記非磁性層２０
の上面にレジスト層６５を形成する。前記レジスト層６
５は例えばリフトオフ用のレジストであり、前記レジス
ト層６５の下面のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の幅寸
法はＴ６である。

【０１８６】そして前記レジスト層６５に覆われていな
い第１反強磁性層１２までの各層をエッチングで削り込
む。図１９に示すように、第１反強磁性層１２から非磁
性層２０までの各層のトラック幅方向（図示Ｘ方向）に
おける両側端面１０ａは連続面として形成され、前記両
側端面１０ａは下方から上方（図示Ｚ方向）に向けて第
１反強磁性層１２から非磁性層２０までの各層からなる
多層膜１０のトラック幅方向における幅寸法が徐々に小
さくなる傾斜面あるいは湾曲面として形成される。

【０１８７】図１９に示す工程では、前記多層膜１０の
両側端面１０ａから前記多層膜１０よりもトラック幅方
向（図示Ｘ方向）に延出形成された基板１１上にかけて
Ｃｒなどで形成されたバイアス下地層１７、ＣｏＰｔ合
金などで形成されたハードバイアス層１８及びＴａなど
で形成された分離層１９を連続して例えばスパッタ成膜
する。このとき、前記バイアス下地層１７と同じ材質の
下地材料層１７ａ、ハードバイアス層１８と同じ材質の
バイアス材料層１８ｂ及び分離層１９と同じ材質の非磁
性材料層１９ａが前記レジスト層６５上に付着する。そ
して前記レジスト層６５を除去する。

【０１８８】図２０に示す工程では、前記非磁性層２０
の図面中央にトラック幅方向（図示Ｘ方向）における下
面の幅寸法Ｔ７が図１９に示す幅寸法Ｔ６よりも小さい
レジスト層６６を形成する。このレジスト層６６の幅寸
法Ｔ７は第２反強磁性層２１がないときの実効トラック
幅とほぼ一致するか若干狭く設定される。実効トラック
幅は予め、図１０で説明したフルトラックプロファイル
法で測定しておく。

【０１８９】そして前記レジスト層６６に覆われていな
い非磁性層２０の両側領域２０ａ及び分離層１９の上面
１９ａの一部をイオンミリングで削る。前記非磁性層２
０の両側領域２０ａは、３Å以下の薄い膜厚なら残され
ていてもよい。

【０１９０】上記したように、非磁性層２０はＲｕなど
で形成され、成膜段階において３Å〜１０Å程度の薄い
膜厚で形成され、これによって前記非磁性層２０の両側
領域２０ａをイオンミリングで削る工程で、低エネルギ
ーのイオンミリングを使用できると説明したが、この低
エネルギーのイオンミリングを使用できることで、非磁
性層２０の両側領域２０ａを非常に薄い膜厚で残すこと
が可能になり、またたとえ前記非磁性層２０の両側領域
２０ａをすべてイオンミリングで除去したとしても、そ
れによって露出したフリー磁性層１５の両側領域１５ａ
上はイオンミリングのダメージを受け難く、前記フリー
磁性層１５の両側領域１５ａは後述する強磁性層３０と
間で適切な交換相互作用を生じる。

【０１９１】次に図２０に示す工程では、フリー磁性層
１５の両側領域１５ａ上から前記分離層１９上にかけ
て、あるいは前記フリー磁性層１５の両側領域１５ａ上
に非磁性層２０が一部残された場合には、前記非磁性層
２０上から前記分離層１９上にかけて強磁性層３０を形
成し、その上に第２反強磁性層２１を形成し、さらに前
記第２反強磁性層２１上に電極層２２を成膜する。前記
強磁性層３０、第２反強磁性層２１及び電極層２２を成
膜する際のスパッタ角度を、前記レジスト層６６の下方
に形成された切欠部６６ａ内に、前記強磁性層３０、第
２反強磁性層２１及び電極層２２が成膜されるように、
基板１１表面の垂直方向（図示Ｚ方向）に対し斜めに傾
けた角度とする。

【０１９２】上記したように、前記フリー磁性層１５の
両側領域１５ａ上に非磁性層の両側領域２０ａが残され
ていてもそれは３Å以下の非常に薄い膜厚なので、前記
非磁性層２０の両側領域２０ａを介してフリー磁性層１
５と強磁性層３０の両側領域との間で強磁性的な交換相
互作用を生じさせることができる。

【０１９３】前記電極層２２まで成膜し、レジスト層６
６を除去した後、２回目の磁場中アニールを施す。前記
第２の磁場中熱処理では、第２の印加磁界をトラック幅
方向に向け、また第１反強磁性層１２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１２のブロッキング温度よりも低くする。また２回目
の印加磁界の大きさを、フリー磁性層１５及び強磁性層
３０の保磁力より大きく、第２固定磁性層１３ｃと第１
固定磁性層１３ａの間のスピンフロップ磁界より小さく
することが好ましい。

【０１９４】これによって前記第１反強磁性層１２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２１と強磁性層３０間で発
生する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。この２回目の磁場中アニールに
よるトラック幅方向へ固定された強磁性層３０との交換
相互作用と、ハードバイアス層１８からの縦バイアス磁
界によって前記フリー磁性層１５の両側領域１５ａの磁
化はトラック幅方向に適切に且つ強固に固定されると共
に、前記フリー磁性層１５の中央領域１５ｂ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
とができる。

【０１９５】図２０に示すように、前記強磁性層３０、
第２反強磁性層２１及び電極層２２を成膜したとき、こ
の強磁性層３０と同じ材質の強磁性材料層３０ｂ、前記
第２反強磁性層２１と同じ材質の反強磁性材料層２１ｃ
及び電極層２２と同じ材質の電極材料層２２ｃは前記レ
ジスト層６６上にも付着する。上記した２回目の磁場中
アニール前に前記レジスト層６６を除去する。これによ
って図３に示す磁気検出素子が完成する。

【０１９６】図２１ないし図２３に示す工程は、図４に
示す磁気検出素子の製造方法を示す工程図である。

【０１９７】まず図１８、図１９と同じ工程を施す。次
に図２０のようにレジスト層６６を形成しないで、図２
１のように、前記フリー磁性層１５上に形成された非磁
性層２０及び分離層１９の一部をイオンミリングで削
る。このとき前記非磁性層２０を図２１のようにすべて
削り取ってしまってもよいが、点線で示すように一部残
してもよい。前記非磁性層２０は図１８工程で説明した
ようにＲｕなどの酸化され難い材質で形成されしかも膜
厚が成膜当初３Å〜１０Å程度の非常に薄い膜厚で形成
される。このため図２１工程で低エネルギーのイオンミ
リングで前記非磁性層２０を削ることができ、前記非磁
性層２０をすべて削り取ってもその下に形成されたフリ
ー磁性層１５へのイオンミリングの影響を極力小さくで
きる。また図２１に示す点線のように前記非磁性層２０
を一部残してもよいが、かかる場合、前記非磁性層２０
の膜厚を３Å以下にする。

【０１９８】次に図２２に示す工程では、前記フリー磁
性層１５上から前記分離層１９上にかけて、あるいは前
記フリー磁性層１５上に一部、非磁性層２０が残された
場合には前記非磁性層２０上から前記分離層１９上にか
けて強磁性層３０、第２反強磁性層２１、さらに電極層
２２をスパッタなどで成膜する。

【０１９９】次に図２２に示す工程では、前記電極層２
２の上にレジスト層６７を形成した後、露光現像によっ
て前記レジスト層６７の図面中央に穴部６７ａを形成す
る。なおこの穴部６７ａを露光現像で形成する際、前記
穴部６７ａの形成位置を、多層膜１０のトラック幅方向
（図示Ｘ方向）における中央領域の位置と一致するよう
にアライメントする。また前記穴部６７ａのトラック幅
方向（図示Ｘ方向）における幅寸法Ｔ８はトラック幅Ｔ
ｗを規制するための幅寸法となるから、前記穴部６７ａ
の形成のとき、この穴部６７ａの幅寸法Ｔ８を得たいト
ラック幅Ｔｗ程度にまで小さく形成する。

【０２００】そして前記穴部６７ａから露出した電極層
２２をエッチングして除去し、さらにその下に現れた第
２反強磁性層２１をエッチングで除去していく。前記穴
部６７ａから現れる第２反強磁性層２１をすべて除去し
た場合、その除去された穴部からは強磁性層３０の表面
が現れる。なお前記強磁性層３０は、第２反強磁性層２
１の中央をエッチングで除去した後、さらに削り取って
もよいし、一部残してもよい。

【０２０１】また図２２に示すように、前記レジスト層
６７の穴部６７ａから現れた第２反強磁性層２１ｂを一
点鎖線で示すように一部残してもよい。この残された第
２反強磁性層２１ｂの膜厚は５０Å以下となるように設
定することが好ましい。このように多層膜１０の中央領
域上に残される第２反強磁性層２１ｂの膜厚を薄くしな
いと、多層膜１０の中央領域でも、前記第２反強磁性層
２１ｂと強磁性層３０間、あるいは前記第２反強磁性層
２１ｂとフリー磁性層１５間で強い交換結合磁界が発生
し、前記フリー磁性層１５の中央領域１５ｂ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できな
いからである。

【０２０２】そして、２回目の磁場中アニールを施し
て、前記第２反強磁性層２１と前記強磁性層３０の両側
領域間で交換結合磁界を生じさせ、前記強磁性層３０の
磁化をトラック幅方向（図示Ｘ方向）に固定し、前記強
磁性層３０とフリー磁性層１５間で生じる交換相互作用
と、ハードバイアス層１８からの縦バイアス磁界によっ
て前記フリー磁性層１５の両側領域１５ａの磁化を適切
に且つ強固に固定することができる。なお第２磁場中ア
ニールの条件は図１３の工程のときに説明した通りであ
る。

【０２０３】また図２２に示す前記レジスト層６７の除
去は前記２回目の磁場中アニールを施す前に行う。これ
によって図４に示す磁気検出素子が完成する。

【０２０４】図２３工程は図２２工程に代わるものであ
り、図２３工程では、前記第２反強磁性層２１をスパッ
タなどで成膜した後、前記第２反強磁性層２１の上に穴
部２２ｂを有する電極層２２を形成する。なお前記穴部
２２ｅの形成の際、前記穴部２２ｅの形成位置を多層膜
１０のトラック幅方向（図示Ｘ方向）における中央領域
の位置と一致させるようにアライメントする。

【０２０５】前記穴部２２ｅの形成について図１７で詳
しく説明したのでそちらを参照された。

【０２０６】図２３に示す電極層２２を形成した後、こ
の電極層２２をマスク層として、前記電極層２２の穴部
２２ｂから露出する第２反強磁性層２１の中央領域をエ
ッチングで削り取る。このとき図２３のように前記中央
領域の第２反強磁性層２１ｂを一部残してもよい。その
ときの前記第２反強磁性層２１ｂの膜厚は、５０Å以下
になるように調整する。あるいは前記中央領域の第２反
強磁性層２１ｂを全て削り取ったことで現れる強磁性層
３０を一部削ってもよいし、全て除去してもよい。

【０２０７】なお電極層２２と第２反強磁性層２１との
エッチングレートの関係については、図１７で詳しく説
明したのでそちらを参照されたい。

【０２０８】図２４ないし図２６に示す工程は、図５に
示す磁気検出素子の製造方法を示す一工程図である。

【０２０９】図２４に示す工程では、基板１１上に、第
１反強磁性層１２を積層する。さらに第１の固定磁性層
１３ａ、非磁性中間層１３ｂ、第２の固定磁性層１３ｃ
からなるシンセティックフェリピンド型の固定磁性層１
３が積層され、固定磁性層１３の上層に非磁性材料層１
４、フリー磁性層１５、第３反強磁性層１６及び非磁性
層２０を、スパッタ法や蒸着法などの薄膜形成プロセス
によって、同一真空成膜装置中で連続成膜する。

【０２１０】図２４に示す工程では、前記第３反強磁性
層１６のトラック幅方向（図示Ｘ方向）における中央領
域上に非磁性層２０を残し、そのトラック幅方向の両側
であって前記第３反強磁性層１６上の非磁性層２０を除
去した後、第２反強磁性層２１を例えばスパッタで成膜
する。

【０２１１】図２４に示す状態の磁気検出素子は、既に
説明した工程を使用して製造することが可能である。ま
ず図１１と同じ工程を施した後、図１２工程を飛ばし
て、図１３工程でのレジスト層６１を形成し、前記レジ
スト層６１に覆われていない非磁性層２０の両側領域を
除去し、あるいは３Å以下の薄い膜厚で一部残し、さら
に第２反強磁性層２１をスパッタ成膜するのである。

【０２１２】図２５に示す工程では、前記中央領域上に
残された非磁性層２０上からトラック幅方向（図示Ｘ方
向）に前記第２反強磁性層２１上の一部に重なるレジス
ト層６８を形成する。そして前記レジスト層６８に覆わ
れていない第１反強磁性層１２から第３反強磁性層１６
までの多層膜１０の両側をエッチングで削り、前記多層
膜に下方から上方に向けて前記多層膜１０のトラック幅
方向（図示Ｘ方向）における幅寸法が徐々に狭くなる傾
斜面あるいは湾曲面の両側端面１０ａ（点線部分）を形
成する。

【０２１３】そして図２６に示す工程では、前記多層膜
１０よりもトラック幅方向（図示Ｘ方向）に延出形成さ
れた基板１１上から前記多層膜１０の両側端面１０ａ上
にかけてバイアス下地層１７を形成し、さらに前記バイ
アス下地層１７上にハードバイアス層１８を形成し、前
記ハードバイアス層１８上に電極層２２を形成する。

【０２１４】このバイアス下地層１７から電極層２２ま
での成膜のとき、前記レジスト層６８上にも前記バイア
ス下地層１７と同じ材質の下地材料層１７ａ、ハードバ
イアス層１８と同じ材質のバイアス材料層１８ｂ及び電
極層２２と同じ材質の電極材料層２２ｄが付着する。そ
して前記レジスト層６８を除去すると図５と同じ形状の
磁気検出素子が完成する。

【０２１５】図２７及び図２８に示す工程図は、図５に
示すように第２反強磁性層２１上に電極層２２の内側先
端部２２ｂを重ねて形成する場合の製造工程である。

【０２１６】図２７に示す工程では、基板１１上に、第
１反強磁性層１２を積層する。さらに第１の固定磁性層
１３ａ、非磁性中間層１３ｂ、第２の固定磁性層１３ｃ
からなるシンセティックフェリピンド型の固定磁性層１
３が積層され、固定磁性層１３の上層に非磁性材料層１
４、フリー磁性層１５、第３反強磁性層１６及び非磁性
層２０を、スパッタ法や蒸着法などの薄膜形成プロセス
によって、同一真空成膜装置中で連続成膜する。

【０２１７】図２７に示す工程では、前記第３反強磁性
層１６のトラック幅方向（図示Ｘ方向）における中央領
域上に非磁性層２０を残し、そのトラック幅方向の両側
であって前記第３反強磁性層１６上の非磁性層２０を除
去した後、第２反強磁性層２１を例えばスパッタで成膜
する。さらに前記第２反強磁性層２１上に電極層２２を
スパッタで成膜する。

【０２１８】図２７に示す状態の磁気検出素子は、既に
説明した工程を使用して製造することが可能である。ま
ず図１１と同じ工程を施した後、図１２工程を飛ばし
て、図１３工程でのレジスト層６１を形成し、前記前記
レジスト層６１に覆われていない非磁性層２０の両側領
域を除去し、あるいは３Å以下の薄い膜厚で一部残し、
さらに第２反強磁性層２１及び電極層２２をスパッタ成
膜するのである。

【０２１９】図２８に示す工程では、前記非磁性層２０
上からトラック幅方向（図示Ｘ方向）に前記第２反強磁
性層２１上の一部に重なるレジスト層６９を形成する。
そして前記レジスト層６９に覆われていない第１反強磁
性層１２から第３反強磁性層１６までの多層膜１０の両
側領域をエッチングで削り、前記多層膜１０に下方から
上方（図示Ｚ方向）に向けて前記多層膜１０のトラック
幅方向（図示Ｘ方向）における幅寸法が徐々に狭くなる
傾斜面あるいは湾曲面の両側端面１０ａ（点線部分）を
形成する。

【０２２０】そして図２８に示す工程では、前記多層膜
１０よりもトラック幅方向（図示Ｘ方向）に延出形成さ
れた基板１１上から前記多層膜１０の両側端面１０ａ上
にかけてバイアス下地層１７を形成し、さらに前記バイ
アス下地層１７上にハードバイアス層１８を形成し、前
記ハードバイアス層１８上に電極層２２を形成する。

【０２２１】このバイアス下地層１７から電極層２２ま
での成膜のとき、前記レジスト層６９上にも前記バイア
ス下地層１７と同じ材質の下地材料層１７ａ、ハードバ
イアス層１８と同じ材質のバイアス材料層１８ｂ及び電
極層２２と同じ材質の電極材料層２２ｄが付着する。そ
して前記レジスト層６９を除去すると、第２反強磁性層
２１上にも電極層２２の内側先端部２２ｂが形成された
図５の磁気検出素子が完成する。

【０２２２】なお図２５工程あるいは図２７工程前まで
の形成過程は、上記した図１１および図１３に基づく工
程以外であってもかまわない。すなわち図１４工程で多
層膜の両側にハードバイアス層１８等を形成しない状態
で、図１５工程、図１６工程、あるいは図１７工程を施
した後、図２５、図２６工程、図２８を施してもよい
し、図１８工程の後、図１９工程を飛ばして図２０工程
と同様の工程を施し、その後、図２５、図２６工程、図
２８工程を施してもよいし、または図２１工程で多層膜
の両側にハードバイアス層１８等を形成しない状態で、
図２２工程あるいは図２３工程を施した後、図２５、図
２６工程、図２８工程を施してもよい。

【０２２３】したがって図２４工程あるいは図２７工程
での製造工程中の磁気検出素子の形態は図２４あるいは
図２７と同じである必要はなく、例えば、多層膜１０上
に前記非磁性層２０が残されていない形状や、第３反強
磁性層１６が形成されず、前記フリー磁性層１５上に強
磁性層３０が形成された形状など、様々な形状を選択で
きる。

【０２２４】図２９ないし図３４は図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。

【０２２５】図２９に示される工程では、図示しない基
板上に下部シールド層３１、下部ギャップ層３２、シー
ド層３３をベタ膜状に成膜し、さらにシード層３３上に
リフトオフ用のレジスト層７０を形成している。前記レ
ジスト層７０の下面のトラック幅方向（図示Ｘ方向）に
おける幅寸法はＴ９であり、この幅寸法Ｔ９がトラック
幅Ｔｗを規制する幅寸法となるから、前記幅寸法Ｔ９は
得たいトラック幅Ｔｗ程度まで小さく形成する必要があ
る。

【０２２６】次に、前記レジスト層７０に覆われていな
いシード層３３及び下部ギャップ層３２をイオンミリン
グによって除去し、さらに下部シールド層３１の一部を
除去して前記下部シールド層３１に凹部３１ａを形成す
る。

【０２２７】次に、図３０工程では、レジスト層７０を
シード層３３上に残したまま、下部シールド層３１に形
成された凹部３１ａ内に絶縁層３４、第２反強磁性層２
１、強磁性層３０、及び非磁性層３５をスパッタ法によ
って連続成膜する。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、あるいはコリメーシ
ョンスパッタ法のいずれか１種以上が使える。なおこの
とき、前記レジスト層７０上にも絶縁層３４と同じ材質
の絶縁材料層３４ａ、第２反強磁性層２１と同じ材質の
反強磁性材料層２１ｅ、強磁性層３０と同じ材質の強磁
性材料層３０ｂ、および非磁性層３５と同じ材質の非磁
性材料層３５ｂが付着する。

【０２２８】前記非磁性層３５の成膜後に、レジスト層
７０を除去し、その後１回目の磁場中アニールを行う。
トラック幅方向（図示Ｘ方向）に第１の磁界を印加しつ
つ、第１の熱処理温度で熱処理し、第２反強磁性層２１
と強磁性層３０との間に交換結合磁界を発生させて、強
磁性層３０の磁化を図示Ｘ方向に固定する。なお例えば
第１の熱処理温度を２７０℃とし、磁界の大きさを８０
０ｋ（Ａ／ｍ）とする。

【０２２９】次に図３１工程において、シード層３３の
表面及び非磁性層３５表面の酸化された部分を、イオン
ミリングで削って除去する。

【０２３０】図３１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、非磁性層３５が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。

【０２３１】低エネルギーのイオンミリングとは、ビー
ム電圧（加速電圧）が１０００Ｖ未満のイオンビームを
用いたイオンミリングであると定義される。例えば、１
００Ｖ〜５００Ｖのビーム電圧が用いられる。本実施の
形態では、２００Ｖの低ビーム電圧のアルゴン（Ａｒ）
イオンビームを用いている。

【０２３２】なお、シード層３３は例えばＴａによって
形成されているが、この場合Ｔａの表面に３Åから８Å
のごく薄いＲｕなどの非磁性貴金属層をＴａと連続であ
らかじめ成膜しておくと、Ｔａの酸化を防げ、上記のイ
オンミリング工程で非磁性貴金属層を適切に除去でき
る。

【０２３３】前記非磁性層３５表面及びシード層３３表
面を削った後、図３２の工程では、フリー磁性層１５、
非磁性材料層１４、第２固定磁性層１３ｃ、非磁性中間
層１３ｂ、第１固定磁性層１３ａからなるシンセティッ
クフェリピンド型の固定磁性層１３、及び第１反強磁性
層１２、保護層３８を真空中で連続成膜する。

【０２３４】図３２の状態では、フリー磁性層１５は両
側領域で、強磁性層３０と非磁性層３５を介したＲＫＫ
Ｙ相互作用によって磁気的に結合して、フリー磁性層１
５が単磁区化される。図３１工程において、非磁性層３
５の膜厚が６Å〜１１Åにされると、フリー磁性層１５
の磁化方向はトラック幅方向（図示Ｘ方向）と反平行方
向を向く。また、図３１工程において、非磁性層３５の
膜厚が０．５Å〜６Åにされると、前記フリー磁性層１
５の磁化方向はトラック幅方向（図示Ｘ方向）と平行方
向を向く。

【０２３５】前記保護層３８の成膜後、２回目の磁場中
アニールを行う。このときの磁場方向は、トラック幅方
向に垂直なハイト方向（図示Ｙ方向）である。なおこの
２回目の磁場中アニールは、印加磁界を、第２反強磁性
層２１と強磁性層３０間の交換異方性磁界よりも小さ
く、しかも熱処理温度を、第２反強磁性層２１のブロッ
キング温度よりも低くする。

【０２３６】特に、２回目の磁場中アニール時の磁界の
大きさは、第１固定磁性層１３ａ及び第２固定磁性層１
３ｃが単磁区となる磁界、及び第１固定磁性層１３ａ及
び第２固定磁性層１３ｃの反磁界より大きく、第１固定
磁性層１３ａ及び第２固定磁性層１３ｃの間の反平行結
合が崩れるスピンフロップ磁界より小さいことが好まし
い。

【０２３７】これによって第２反強磁性層２１と強磁性
層３０間の交換異方性磁界の方向をトラック幅方向（図
示Ｘ方向）に向けたまま、第１反強磁性層１２と第１固
定磁性層１３ａ間の交換異方性磁界をハイト方向（図示
Ｙ方向）と１８０°異なる方向に向けることができる。
なお２回目の熱処理温度は例えば２７０℃であり、磁界
の大きさは８〜３０（ｋＡ／ｍ）、例えば２４ｋ（Ａ／
ｍ）である。

【０２３８】２回目の磁場中アニール後、第１固定磁性
層１３ａの磁化が図示Ｙ方向と１８０°異なる方向を向
き、第２固定磁性層１３ｃの磁化は、第１固定磁性層１
３ａ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方向に固定される。

【０２３９】次に、図３３工程では、保護層３８上にリ
フトオフ用のレジスト層７１を形成する。前記レジスト
層７１の底辺のトラック幅方向（図示Ｘ方向）への幅寸
法はＴ１０であり、この幅寸法Ｔ１０は、第２反強磁性
層２１間のトラック幅方向における間隔（＝トラック幅
Ｔｗ）と同程度かあるいはそれよりも若干小さい。

【０２４０】そして前記レジスト層７１に覆われていな
いフリー磁性層１５から保護層３８までの多層膜４０の
トラック幅方向（図示Ｘ方向）における両側端面４０
ａ、および強磁性層３０及び非磁性層３５の両側端面３
０ａ、３５ａをイオンミリングによって削る。これによ
って多層膜４０のトラック幅方向における両側には前記
第２反強磁性層２１表面が現れる。なお上記のイオンミ
リング工程で、前記第２反強磁性層２１の表面が若干削
られてもよい。あるいは強磁性層３０が上記のイオンミ
リングで削られずそのまま全て残されたり、若干削られ
るだけで一部残されてもよいし、また前記非磁性層３５
が上記のイオンミリングで削られずそのまま全て残され
たり、若干削られるだけで一部残されていてもかまわな
い。上記イオンミリング工程では少なくともフリー磁性
層１５の両側までが確実に削られることが必要である。
そうでないと、前記フリー磁性層１５の両側にハードバ
イアス層１８を適切に対向させることができず、前記フ
リー磁性層１５の磁化制御を適切に行えないからであ
る。

【０２４１】そして図３４に示す工程では、前記多層膜
４０の両側端面４０ａよりもトラック幅方向（図示Ｘ方
向）に延出した第２反強磁性層２１上から前記多層膜４
０の両側端面４０ａ上にかけてバイアス下地層１７、ハ
ードバイアス層１８及び電極層２２を連続してスパッタ
成膜する。このとき、前記レジスト層７１上にもバイア
ス下地層１７と同じ材質の下地材料層１７ａ、ハードバ
イアス層１８と同じ材質のバイアス材料層１８ｂ及び電
極層２２と同じ材質の電極材料層２２ｄが付着する。前
記レジスト層７１を除去すると図６と同じ形状の磁気検
出素子が完成する。

【０２４２】また図６に示す実施形態のように前記電極
層２２の内側先端部２２ｂを前記多層膜４０の上面にオ
ーバーラップさせるには、図３４工程でハードバイアス
層１８まで形成した後、レジスト層７１を除去し、図３
５に示すように、新たにリフトオフ用のレジスト層７２
を前記多層膜４０上に形成する。このとき前記レジスト
層７２のトラック幅方向へおける幅寸法Ｔ１１を、前記
多層膜４０のトラック幅方向における上面の幅寸法より
も小さく、且つトラック幅Ｔｗと同じかあるいはそれよ
りも低い幅寸法とする。

【０２４３】そして前記基板１１表面に対し垂直方向
（図示Ｚ方向）からやや斜めの角度で、前記電極層２２
を前記ハードバイアス層１８上にスパッタ成膜し、この
とき、前記レジスト層７２の下方に形成された切欠部７
２ａ内の多層膜４０上面に電極層２２の内側先端部２２
ｂをスパッタ成膜する。そして前記レジスト層７２を除
去する。これにより前記多層膜４０上にまでオーバーラ
ップする電極層２２を形成でき、しかも前記電極層２２
のトラック幅方向への間隔をトラック幅Ｔｗと同じかあ
るいはそれよりも狭くすることができる。

【０２４４】図７に示す磁気検出素子の製造方法は、図
３１工程で、非磁性層３５をすべてイオンミリングで除
去し、その後、図３２ないし図３５工程を施せばよい。

【０２４５】図８に示す磁気検出素子の製造方法は、下
部ギャップ層３２上にレジスト層（図示しない）などを
利用して第２反強磁性層２１、強磁性層３０及び非磁性
層３５をスパッタ成膜した後、前記レジスト層を除去
し、図３２ないし図３５工程を施せばよい。

【０２４６】図９に示す磁気検出素子は、図１１工程
で、基板１１の代わりに下部電極層５２を形成し、図１
２工程を施した後、図１３工程で、電極層２２の代わり
に絶縁層５０を形成し、図１３工程のレジスト層６１を
除去した後、前記絶縁層５０上から非磁性層２０上にか
けて上部電極層５１を形成すればよい。

【０２４７】なお本発明における磁気検出素子は、ハー
ドディスク装置に搭載される薄膜磁気ヘッドにのみ使用
可能なものではなく、テープ用磁気ヘッドや磁気センサ
などにも使用可能なものである。

【０２４８】

【発明の効果】以上詳細に説明した本発明によれば、フ
リー磁性層の非磁性材料層と接する面と反対面側に第２
反強磁性層が設けられ、しかも前記フリー磁性層のトラ
ック幅方向における両側端面の一部にハードバイアス層
が対向して設けられている。

【０２４９】これによって前記フリー磁性層の両側領域
の磁化を、前記第２反強磁性層との間で発生する交換結
合磁界と、ハードバイアス層からの縦バイアス磁界との
相乗効果によって、適切にトラック幅方向に単磁区化し
固定することができる。従って従来のように、前記フリ
ー磁性層の単磁区化を、ハードバイアス層からの縦バイ
アス磁界のみで、あるいは第２反強磁性層との間で発生
する交換結合磁界のみで行っていた場合に比べて、前記
フリー磁性層の両側領域の磁化の固定状態を安定して得
ることが可能になっている。

【０２５０】よって本発明によれば従来に比べて前記フ
リー磁性層の両側領域を適切にトラック幅方向に磁化固
定できるから、従来に比べて狭トラック化においても、
サイドリーディングの発生を抑制でき、またオフトラッ
ク特性の安定性など再生特性の向上を適切に図ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の磁気検出素子を記
録媒体との対向面側から見た断面図、

【図２】本発明の第２の実施の形態の磁気検出素子を記
録媒体との対向面側から見た断面図、

【図３】本発明の第３の実施の形態の磁気検出素子を記
録媒体との対向面側から見た断面図、

【図４】本発明の第４の実施の形態の磁気検出素子を記
録媒体との対向面側から見た断面図、

【図５】本発明の第５の実施の形態の磁気検出素子を記
録媒体との対向面側から見た断面図、

【図６】本発明の第６の実施の形態の磁気検出素子を記
録媒体との対向面側から見た断面図、

【図７】本発明の第７の実施の形態の磁気検出素子を記
録媒体との対向面側から見た断面図、

【図８】本発明の第８の実施の形態の磁気検出素子を記
録媒体との対向面側から見た断面図、

【図９】本発明の第９の実施の形態の磁気検出素子を記
録媒体との対向面側から見た断面図、

【図１０】フルトラックプロファイル法の説明図、

【図１１】図１に示す磁気検出素子の製造方法を示す一
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２に示す磁気検出素子の製造方法を示す一
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】別の製造方法を示す図１６に代わる一工程
図、

【図１８】図３に示す磁気検出素子の製造方法を示す一
工程図、

【図１９】図１８の次に行なわれる一工程図、

【図２０】図１９の次に行なわれる一工程図、

【図２１】図４に示す磁気検出素子の製造方法を示す一
工程図、

【図２２】図２１の次に行なわれる一工程図、

【図２３】別の製造方法を示す図２２に代わる一工程
図、

【図２４】図５に示す磁気検出素子の製造方法を示す一
工程図、

【図２５】図２４の次に行なわれる一工程図、

【図２６】図２５の次に行なわれる一工程図、

【図２７】別の製造方法を示す図２４に代わる一工程
図、

【図２８】図２７の次に行なわれる一工程図、

【図２９】図６に示す磁気検出素子の製造方法を示す一
工程図、

【図３０】図２９の次に行なわれる一工程図、

【図３１】図３０の次に行なわれる一工程図、

【図３２】図３１の次に行なわれる一工程図、

【図３３】図３２の次に行なわれる一工程図、

【図３４】図３３の次に行なわれる一工程図、

【図３５】別の製造方法を示す図３４に代わる一工程
図、

【図３６】従来の磁気検出素子を記録媒体との対向面側
から見た部分断面図、

【図３７】従来の磁気検出素子を記録媒体との対向面側
から見た部分断面図、

【符号の説明】

１０、４０多層膜１１基板１２第１反強磁性層１３固定磁性層１４非磁性材料層１５フリー磁性層１６第３反強磁性層１７バイアス下地層１８ハードバイアス層１９分離層２０、３５非磁性層２１第２反強磁性層２２電極層３０強磁性層５０絶縁層５１上部電極層５２下部電極層６０、６１、６２、６５、６６、６７、６８、６９、７
０、７１、７２レジスト層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下から第１反強磁性層、固定磁性層、非
磁性材料層及びフリー磁性層の順に積層形成された多層
膜を有する磁気検出素子において、前記フリー磁性層の上面側の両側領域に第２反強磁性層
が形成され、トラック幅方向における前記第２反強磁性
層間には非磁性層が設けられ、少なくとも前記フリー磁性層のトラック幅方向における
両側端面の一部にはハードバイアス層が対向して設けら
れていることを特徴する磁気検出素子。
【請求項２】前記フリー磁性層上には第３反強磁性層
が形成され、前記第２反強磁性層は前記第３反強磁性層
の両側領域上から前記ハードバイアス層上にかけて形成
されている請求項１記載の磁気検出素子。
【請求項３】前記第３反強磁性層は２０Å以上で５０
Å以下の膜厚で形成される請求項２記載の磁気検出素
子。
【請求項４】前記フリー磁性層の両側領域上に形成さ
れた第２反強磁性層と第３反強磁性層の間には非磁性元
素が介在している請求項２または３に記載の磁気検出素
子。
【請求項５】前記非磁性層あるいは非磁性元素は、Ｒ
ｕ、Ｒｅ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｈ、Ｃｒ
のうち１種または２種以上で構成される請求項１または
４に記載の磁気検出素子。
【請求項６】少なくとも前記フリー磁性層及びハード
バイアス層と、第２反強磁性層との間には強磁性層が形
成されている請求項１記載の磁気検出素子。
【請求項７】前記第２反強磁性層上には電極層が形成
されている請求項１ないし６のいずれかに記載の磁気検
出素子。
【請求項８】前記第２反強磁性層は前記フリー磁性層
の両側領域上に形成され、前記ハードバイアス層は、前
記多層膜及び前記第２反強磁性層のトラック幅方向にお
ける両側端面に対向して形成される請求項１記載の磁気
検出素子。
【請求項９】前記ハードバイアス層上には電極層が形
成され、前記電極層は前記第２反強磁性層上にまで延出
して形成される請求項８記載の磁気検出素子。
【請求項１０】下からフリー磁性層、非磁性材料層、
固定磁性層及び第１反強磁性層の順に積層形成された多
層膜を有する磁気検出素子において、第２反強磁性層は、前記フリー磁性層下の両側領域か
ら、前記フリー磁性層のトラック幅方向における両側端
面よりもさらにトラック幅方向に延出して形成され、ハードバイアス層は、延出形成された前記第２反強磁性
層上から少なくとも前記フリー磁性層のトラック幅方向
における両側端面の一部に対向する位置まで設けられる
ことを特徴とする磁気検出素子。
【請求項１１】前記フリー磁性層の両側領域と第２反
強磁性層間には強磁性層が設けられる請求項１０記載の
磁気検出素子。
【請求項１２】前記ハードバイアス層上には電極層が
重ねて形成されている請求項１０または１１に記載の磁
気検出素子。
【請求項１３】前記電極層は前記第１反強磁性層の両
側領域上にまで延出して形成され、前記電極層間のトラ
ック幅方向における間隔は、前記第２反強磁性層のトラ
ック幅方向における間隔と同じかあるいはそれよりも狭
い請求項１３記載の磁気検出素子。
【請求項１４】前記電極層は、前記多層膜の膜厚方向
の上下に形成される請求項７、９、１２または１３に記
載の磁気検出素子。
【請求項１５】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）下から第１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、非磁性層とを有する多層膜
を形成する工程と、（ｂ）前記多層膜のトラック幅方向における両側領域を
削り、前記多層膜の両側にハードバイアス層を形成する
工程と、（ｃ）前記フリー磁性層のトラック幅方向における両側
領域上の前記非磁性層を削り、前記両側領域上からハー
ドバイアス層上にかけて第２反強磁性層及び電極層を重
ねて形成する工程。
【請求項１６】前記（ａ）工程で、前記フリー磁性層
上に第３反強磁性層及び非磁性層を形成して多層膜を構
成し、前記（ｃ）工程で第２反強磁性層を形成する前
に、少なくとも前記第３反強磁性層の両側領域上に形成
された非磁性層を削り、前記（ｃ）工程で前記第３反強
磁性層の両側領域上から前記ハードバイアス層上にかけ
て第２反強磁性層及び電極層を重ねて形成する請求項１
５記載の磁気検出素子の製造方法。
【請求項１７】前記第３反強磁性層を２０Å以上で５
０Å以下の膜厚で形成する請求項１６記載の磁気検出素
子の製造方法。
【請求項１８】前記（ｃ）工程で第２反強磁性層を形
成する前に、前記第３反強磁性層上に形成された非磁性
層を削り、前記（ｃ）工程で前記第３反強磁性層上から
ハードバイアス層上にかけて第２反強磁性層及び電極層
を形成した後、前記第３反強磁性層の両側領域上に前記
第２反強磁性層及び電極層が残るように、前記第２反強
磁性層及び電極層のトラック幅方向における中央部を削
る請求項１６または１７に記載の磁気検出素子の製造方
法。
【請求項１９】前記（ｃ）工程で前記フリー磁性層の
両側領域上から前記ハードバイアス層上にかけて強磁性
層、第２反強磁性層及び電極層を重ねて形成する請求項
１５記載の磁気検出素子の製造方法。
【請求項２０】前記（ｃ）工程で前記フリー磁性層上
からハードバイアス層上にかけて強磁性層、第２反強磁
性層及び電極層を形成した後、前記フリー磁性層の両側
領域上に前記第２反強磁性層及び電極層が残るように、
前記第２反強磁性層及び電極層のトラック幅方向におけ
る中央部を削る請求項１９記載の磁気検出素子の製造方
法。
【請求項２１】前記非磁性層を、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｐｄ、
Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｈ、Ｃｒのうち１種または
２種以上の合金で形成する請求項１５ないし２０のいず
れかに記載の磁気検出素子の製造方法。
【請求項２２】前記非磁性層を３Å以上で１０Å以下
の膜厚で形成する請求項２１記載の磁気検出素子の製造
方法。
【請求項２３】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。（ｄ）トラック幅方向に所定の間隔を開けた第２反強磁
性層を形成する工程と、（ｅ）前記第２反強磁性層上に強磁性層及び非磁性層を
形成し、前記非磁性層を削った後、前記強磁性層上から
トラック幅方向の前記強磁性層間にかけて下から、フリ
ー磁性層と、非磁性材料層と、固定磁性層と、第１反強
磁性層とを有する多層膜を形成する工程と、（ｆ）前記多層膜及び強磁性層のトラック幅方向におけ
る両側領域を削り、前記第２反強磁性層上から多層膜の
両側にハードバイアス層及び電極層を重ねて形成する工
程。
【請求項２４】前記（ｆ）工程で、前記電極層を前記
多層膜のトラック幅方向の両側領域上にまで延出して形
成し、このとき、前記電極層間のトラック幅方向におけ
る間隔を、前記第２反強磁性層のトラック幅方向におけ
る間隔と同じかあるいはそれよりも狭くする請求項２３
記載の磁気検出素子の製造方法。