JP2004031548A - 磁気検出素子及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】エクスチェンジバイアス方式において、狭トラック化においても再生出力の向上を図るとともにサイドリーディングの発生等を抑制し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に関する。
【解決手段】間隔Ａ内に第２フリー磁性層５１が埋められており、前記素子中央部Ｄのフリー磁性層７０の膜厚ｔ１が、素子両側端部Ｃの膜厚ｔ２よりも厚く形成されている。これにより前記フリー磁性層７０の素子両側端部の内側端部から発生する静磁界を減少させることができる。しかも前記フリー磁性層７０の素子中央部では膜厚が厚くされたことによって前記静磁界による磁束が前記素子中央部で広がり、前記素子中央部での磁束密度をより効果的に小さくできるため、前記素子中央部での再生感度を向上させることができ、再生出力の向上を図ることができる。
【選択図】　　図１

Description

【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、特にエクスチェンジバイアス方式において、狭トラック化においても再生出力の向上を図るとともにサイドリーディングの発生等を抑制し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に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２１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は第１反強磁性層１であり、前記第１反強磁性層１の上に固定磁性層２、非磁性材料層３及びフリー磁性層４、強磁性層６からなる多層膜５が形成されている。この従来例では前記フリー磁性層４のトラック幅方向における素子両側端部Ｃ上に前記強磁性層６が形成されている。
【０００４】
前記強磁性層６上には第２反強磁性層８及び電極層９が積層形成されている。図２１に示すように前記第２反強磁性層８のトラック幅方向（図示Ｘ方向）における幅寸法でトラック幅Ｔｗが規制される。
【０００５】
この従来例では、トラック幅方向における素子両側端部Ｃでは、フリー磁性層４上に強磁性層６が積層されているので、この２層を合わせた膜厚がｔＴとなり、素子中央部Ｄでは、前記フリー磁性層４のみの膜厚ｔＦとなっている。すなわち素子両側端部Ｃでの膜厚ｔＴが素子中央部Ｄの膜厚ｔＦよりも厚く形成されている。
【０００６】
そして前記素子両側端部Ｃでは、前記強磁性層６と前記第２反強磁性層８との間で生じる交換結合磁界によって前記強磁性層６が図示Ｘ方向に磁化固定されると、前記強磁性層６との間で交換相互作用が働いて前記フリー磁性層４の両側端部Ｃが図示Ｘ方向に磁化固定され、一方、前記素子中央部Ｄでのフリー磁性層４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る。
【０００７】
図２２は図２１とは別の磁気検出素子の構造を示す部分断面図である。図２２に示す磁気検出素子では、前記フリー磁性層４の素子両側端部Ｃ上に強磁性層６が設けられていない。図２２に示すように、前記フリー磁性層４の素子中央部Ｄでの膜厚ｔＦと素子両側端部Ｃでの膜厚ｔＴとは均一な膜厚で形成される。
【０００８】
図２２では、前記素子両側端部Ｃでのフリー磁性層４は前記第２反強磁性層８との間で生じる交換結合磁界によって図示Ｘ方向に磁化固定され、一方、前記素子中央部Ｄでのフリー磁性層４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る。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら図２１及び図２２に示す従来例の磁気検出素子の構造では、今後の高記録密度化のための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。
【００１０】
まず図２１に示す磁気検出素子では、前記フリー磁性層４の素子両側端部Ｃ上に形成された強磁性層６の内側端面から、前記フリー磁性層４の素子中央部Ｄにかけて余分な静磁界Ｅ（矢印で示す）が発生し、これが前記フリー磁性層４の素子中央部Ｄの外部磁界に対する感度を低下させる要因となった。感度が低下するのは、余分な静磁界が前記素子中央部Ｄに流れ込むことで、特に素子中央部Ｄの前記素子両側端部Ｃとの境界付近で磁束密度が増大し、磁化が外部磁界に対し感度良く反転しにくくなる、いわゆる不感領域が形成されるためである。
【００１１】
このため前記トラック幅Ｔｗが狭くなると、前記フリー磁性層４の素子中央部Ｄで外部磁界に対し磁化が反転し難い不感領域の割合が大きくなるため、前記フリー磁性層４の感度が低下し、よって再生出力が低下するといった問題が発生した。
【００１２】
一方、図２２に示す磁気検出素子では、前記フリー磁性層４の素子両側端部Ｃ上に強磁性層６が形成されていないので、図２１で説明した余分な静磁界の流入は軽減されるが、前記フリー磁性層４の素子中央部Ｄには、第２反強磁性層８とフリー磁性層４の素子両側端部Ｃ間で発生する交換結合磁界に起因したフリー磁性層４内部で生じる交換相互作用によるバイアス磁界の他に、依然として前記フリー磁性層４の素子両側端部Ｃ内部で発生する静磁界が流入するため、前記フリー磁性層４の素子中央部Ｄでの磁束密度を効果的に小さくできず、特にトラック幅Ｔｗが狭くなると、前記フリー磁性層４の素子中央部Ｄにおける感度は低下しやすく、よって再生出力の低下が懸念された。
【００１３】
フリー磁性層４の素子中央部Ｄでの感度を上げる一つの方法としては、前記フリー磁性層４の単位面積当たりの磁気モーメント（飽和磁化Ｍｓ×膜厚ｔ）を小さくすればよく、前記単位面積当たりの磁気モーメントを小さくするために、前記フリー磁性層４の膜厚を薄くすることが考えられる。しかし前記フリー磁性層４の膜厚を薄くすると、飽和磁化Ｍｓ×フリー磁性層の体積が減少するため、熱による前記フリー磁性層４内部での強磁性共鳴が問題となり、これがノイズを発生させる原因となり、いわゆる熱揺らぎの問題が深刻化する。また再生波形の安定性にも欠ける。
【００１４】
一方、フリー磁性層４の膜厚を厚くしていけば、上記した熱揺らぎに起因して発生するノイズ等の問題は緩和されるものの、前記フリー磁性層４の素子両側端部Ｃと第２反強磁性層８間で生じる交換結合磁界が小さくなるため、前記フリー磁性層４の素子両側端部Ｃの磁化が適切に図示Ｘ方向に固定されず、このため前記素子両側端部Ｃの磁化も外部磁界に対し反転しやすくなることによる、サイドリーディングの問題が発生する。
【００１５】
このように、図２１及び図２２に示す形状ではいずれも狭トラック化が進むにつれて、フリー磁性層４の素子中央部Ｄでの感度を向上させ再生出力の向上を図ることが困難となり、またフリー磁性層４の膜厚等によって熱揺らぎに起因したノイズの発生やサイドリーディングの発生など再生特性の劣化が懸念された。
【００１６】
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、狭トラック化においても再生出力の向上を図るとともにサイドリーディングの発生等を抑制し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に関する。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明の磁気検出素子は、下から第１反強磁性層、固定磁性層、非磁性材料層及びフリー磁性層の順に積層された多層膜を有し、
前記フリー磁性層の上側には素子中央部にトラック幅方向に所定の間隔を開けた第２反強磁性層が形成され、
前記間隔内には、さらに第２フリー磁性層が埋められ、この第１フリー磁性層と第２フリー磁性層とを有してフリー磁性層が構成され、トラック幅方向における素子中央部の前記フリー磁性層の膜厚が、トラック幅方向における素子両側端部の前記フリー磁性層の膜厚よりも厚く形成されていることを特徴とするものである。
【００１８】
上記したように本発明では、前記第２反強磁性層のトラック幅方向の素子中央部に形成された前記間隔内に、さらに第２フリー磁性層が埋められており、前記素子中央部の前記フリー磁性層の膜厚が、前記フリー磁性層の素子両側端部の膜厚よりも厚く形成されている点に特徴がある。
【００１９】
前記フリー磁性層の素子両側端部が前記フリー磁性層の素子中央部の膜厚よりも薄く形成されると、前記フリー磁性層の素子両側端部の内部で発生する静磁界そのものが減少するから、素子中央部への静磁界の影響は軽減される。しかも前記フリー磁性層の素子中央部では膜厚が厚くされたことによって前記静磁界の影響が前記素子中央部で拡散し、すなわち前記素子中央部での磁束密度はより効果的に小さくなるため、前記フリー磁性層の素子中央部での再生感度を向上させることができ、再生出力の向上を図ることができる。また素子中央部の膜厚が厚くされたことで、熱揺らぎの問題を適切に緩和でき従来に比べてノイズの発生を適切に抑制できる磁気検出素子を製造することができる。
【００２０】
また、前記フリー磁性層の素子両側端部では素子中央部よりも膜厚が薄いことから、前記素子両側端部と前記第２反強磁性層との間で交換結合磁界を所定の大きさで発生させ、前記フリー磁性層の素子両側端部の磁化を適切に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。
【００２１】
本発明では、［（前記フリー磁性層の素子両側端部での膜厚から前記フリー磁性層の素子中央部の膜厚を引いた値）／前記フリー磁性層の素子中央部の膜厚］×１００（％）は、−８０％以上で０％より小さいことが好ましい。後述する実験結果によれば、これにより図２１のようにフリー磁性層４の素子両側端部Ｃに強磁性層６が形成されることによって前記素子両側端部Ｃが盛り上がっている形状、および図２２のように前記強磁性層６が形成されていないが、フリー磁性層４がトラック幅方向に均一な膜厚で形成されている形状に比べて再生出力を効果的に向上させることができることがわかった。
【００２２】
また本発明では、前記フリー磁性層の素子両側端部での膜厚は１０Å以上で５０Å以下であることが好ましい。また本発明では、前記フリー磁性層の素子中央部での膜厚は３０Å以上で７０Å以下であることが好ましい。上記したようにフリー磁性層の素子中央部及び素子両側端部の膜厚を適切に調整することで、より効果的に再生感度に優れ、またサイドリーディングの発生等を抑制できる再生特性に優れた磁気検出素子を製造することが可能である。
【００２３】
また本発明では、前記間隔内に埋められて形成された第２フリー磁性層は、前記多層膜を構成する第１フリー磁性層とは別工程で形成されたものであることが好ましい。
【００２４】
また本発明では、前記フリー磁性層の素子両側端部と前記第２反強磁性層間にはトラック幅方向の素子中央部に所定の間隔を開けた第３反強磁性層が形成されることが好ましい。
【００２５】
あるいは本発明では、少なくとも前記フリー磁性層の素子両側端部と前記第２反強磁性層間には強磁性層が設けられ、この強磁性層も合わせて前記フリー磁性層の素子両側端部を構成することが好ましい。
【００２６】
上記した２つの実施形態は、いずれもフリー磁性層の素子両側端部がエッチングなどで削られることがなく、前記素子両側端部と第２反強磁性層間で所定の大きさの交換結合磁界を生じさせ、サイドリーディングの発生をより適切に抑制できる磁気検出素子を製造することが可能である。
【００２７】
また本発明では、前記第２反強磁性層のトラック幅方向における内側端面、あるいは第２反強磁性層と第３反強磁性層のトラック幅方向における内側端面は、下方から上方に向うにしたがって前記間隔が徐々に広がる傾斜面あるいは湾曲面で形成されることが好ましい。
【００２８】
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、固定磁性層、非磁性材料層及び第１フリー磁性層の順に積層された多層膜を形成する工程と、
（ｂ）前記第１フリー磁性層の上側に素子中央部の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、
（ｃ）前記間隔内にさらに第２フリー中央磁性層を埋め、前記第１フリー磁性層と第２フリー磁性層とを有するフリー磁性層を構成し、トラック幅方向における素子中央部の前記フリー磁性層の膜厚を、トラック幅方向における素子両側端部の前記フリー磁性層の膜厚よりも厚く形成する工程。
【００２９】
上記した製造方法によれば、容易に且つ確実に前記第２反強磁性層の素子中央に所定の間隔を空けて形成された前記第２反強磁性層の前記間隔内に第２フリー磁性層を埋めることができ、トラック幅方向における素子中央部の前記フリー磁性層の膜厚を、トラック幅方向における素子両側端部の前記フリー磁性層の膜厚よりも厚く形成することが可能である。
【００３０】
また本発明では、前記（ｃ）工程に代えて以下の工程を有することが好ましい。
（ｄ）少なくとも前記間隔内から前記第２反強磁性層のトラック幅方向の内側端面上に第２フリー磁性層を延出形成した後、前記内側端面に延出形成された第２フリー磁性層を削って、前記間隔内に前記第２フリー磁性層を残す工程。
【００３１】
またこのとき、前記（ｄ）工程で、前記間隔内に形成された前記第２フリー磁性層の膜厚を、前記第２反強磁性層の前記内側端面に延出形成された前記第２フリー磁性層の膜厚よりも厚く形成することが好ましい。
【００３２】
上記した（ｄ）工程によれば、フォトリソグラフィー技術を用いなくても、適切に前記間隔内にフリー磁性層を埋めることができ、容易に且つ精度良くトラック幅方向における素子中央部の前記フリー磁性層の膜厚を、トラック幅方向における素子両側端部の前記フリー磁性層の膜厚よりも厚く形成することが可能である。
【００３３】
また本発明では、前記（ａ）工程及び（ｂ）工程に代えて以下の工程を有することが好ましい。
（ｅ）下から第１反強磁性層、固定磁性層、非磁性材料層、第１フリー磁性層、第３反強磁性層及び非磁性層の順に積層された多層膜を形成する工程と、
（ｆ）前記非磁性層を削った後、その上に第２反強磁性層を形成する工程と、
（ｇ）前記第２反強磁性層及び第３反強磁性層の素子中央部を膜厚方向に削って前記素子中央部に所定の間隔を開け、このとき前記間隔内から前記第１フリー磁性層の素子中央部を露出させる工程。
【００３４】
あるいは本発明では、前記（ａ）工程及び（ｂ）工程に代えて以下の工程を有することが好ましい。
（ｈ）下から第１反強磁性層、固定磁性層、非磁性材料層及び第１フリー磁性層及び非磁性層の順に積層された多層膜を形成する工程と、
（ｆ）前記非磁性層を削った後、その上に前記第１フリー磁性層とともにフリー磁性層を構成する強磁性層、および第２反強磁性層を形成する工程と、
（ｊ）前記第２反強磁性層の素子中央部を膜厚方向に削って前記素子中央部に所定の間隔を開け、このとき前記間隔内から前記強磁性層の素子中央部を露出させる工程。
【００３５】
上記した（ｅ）工程ないし（ｇ）工程、あるいは（ｈ）工程ないし（ｊ）工程による磁気検出素子の製造方法を用いれば、前記素子両側端部上をエッチングなどで削ることがなく、よって前記素子両側端部に、前記エッチング等のダメージが残らない。従って前記第３反強磁性層の素子両側端部とフリー磁性層の素子両側端部間、あるいは強磁性層の素子両側端部と第２反強磁性層間で適切な大きさの交換結合磁界を生じさせることができ、前記フリー磁性層の素子両側端部を適切に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従来よりも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。
【００３６】
また前記（ｅ）工程あるいは（ｈ）工程での前記非磁性層を、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｈ、Ｃｒ、Ｃｕ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。このとき前記非磁性層を３Å以上で１０Å以下で形成することが好ましい。前記非磁性層は、その下の層を大気暴露による酸化から保護する酸化防止層としての役割を有しているが、前記非磁性層をＲｕなどで形成することで、前記非磁性層の膜厚を１０Å以下の薄い膜厚でも適切に酸化防止層として機能させることができ、また前記非磁性層の膜厚を１０Å以下の薄い膜厚で形成できることで、前記非磁性層をイオンミリングで除去する工程において、低エネルギーのイオンミリングを使用でき、前記非磁性層の下に形成された層に対する前記イオンミリングの影響を小さくすることが可能である。
【００３７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明における第１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。図１に示される磁気検出素子は、記録媒体に記録された記録信号を再生するためのＭＲヘッドである。なおこのＭＲヘッド上に記録用のインダクティブヘッドが積層されていてもよい。記録媒体との対向面は、例えば磁気検出素子を構成する薄膜の膜面に垂直で且つ磁気検出素子のフリー磁性層の外部磁界（記録信号磁界）が印加されていないときの磁化方向と平行な平面である。図１では、記録媒体との対向面はＸ−Ｚ平面に平行な平面である。
【００３８】
なお、磁気検出素子が浮上式の磁気ヘッドに用いられる場合、記録媒体との対向面とは、いわゆるＡＢＳ面のことである。
【００３９】
また磁気検出素子は、例えばアルミナ−チタンカーバイト（Ａｌ_２Ｏ_３−ＴｉＣ）で形成されたスライダのトレーリング端面上に形成される。スライダは、記録媒体との対向面と逆面側で、ステンレス材などによる弾性変形可能な支持部材と接合され、磁気ヘッド装置が構成される。
【００４０】
なお、トラック幅方向とは、外部磁界によって磁化方向が変動する領域の幅方向のことであり、例えば、フリー磁性層の外部磁界が印加されていないときの磁化方向、すなわち図示Ｘ方向である。トラック幅方向のフリー磁性層の幅寸法が磁気検出素子のトラック幅Ｔｗを規定する。
【００４１】
なお、記録媒体は磁気検出素子の記録媒体との対向面に対向しており、図示Ｚ方向に移動する。この記録媒体からの洩れ磁界方向は図示Ｙ方向である。
【００４２】
図１に示す符号２０は基板であり、基板２０上にシードレイヤ２１、第１反強磁性層２２、固定磁性層２３、非磁性材料層２７、第１フリー磁性層２８が形成され、この実施形態において前記シードレイヤ２１から第１フリー磁性層２８までの各層を多層膜３１と呼ぶ。
【００４３】
前記シードレイヤ２１は、ＮｉＦｅ合金、ＮｉＦｅＣｒ合金あるいはＣｒなどで形成される。シードレイヤ２１は、例えば（Ｎｉ_０．８Ｆｅ_０．２）_{６０ａｔ％}Ｃｒ_{４０ａｔ％}の膜厚６０Åで形成される。
【００４４】
前記第１反強磁性層２２は、ＰｔＭｎ合金、または、Ｘ―Ｍｎ（ただしＸは、Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｏｓ，Ｎｉ，Ｆｅのいずれか１種または２種以上の元素である）合金で、あるいはＰｔ―Ｍｎ―Ｘ′（ただしＸ′は、Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ａｕ，Ａｇ，Ｏｓ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ａｒ，Ｎｅ，Ｘｅ，Ｋｒのいずれか１または２種以上の元素である）合金で形成される。
【００４５】
第１反強磁性層２２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２２及び固定磁性層２３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、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２２及び固定磁性層２３の交換結合膜を得ることができる。
【００４６】
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。第１反強磁性層２２の膜厚は、８０〜３００Åである。
【００４７】
図１に示す固定磁性層２３は人工フェリ構造である。前記固定磁性層２３は磁性層２４、２６とその間に介在する非磁性中間層２５の３層構造である。
【００４８】
前記磁性層２４、２６は、例えばＮｉＦｅ合金、Ｃｏ、ＣｏＮｉＦｅ合金、ＣｏＦｅ合金、ＣｏＮｉ合金などの磁性材料で形成される。磁性層２４と磁性層２６は、同一の材料で形成されることが好ましい。
【００４９】
また、非磁性中間層２５は、非磁性材料により形成されるもので、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｃｒ、Ｒｅ、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。
【００５０】
前記磁性層２４、２６は、それぞれ１０〜７０Å程度で形成される。また非磁性中間層２５の膜厚は３Å〜１０Å程度で形成で形成される。
【００５１】
なお固定磁性層２３は上記したいずれかの磁性材料を使用した１層構造あるいは上記したいずれかの磁性材料からなる層とＣｏ層などの拡散防止層の２層構造で形成されていても良い。
【００５２】
前記非磁性材料層２７は、固定磁性層２３と第１フリー磁性層２８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。前記非磁性材料層２７は例えば１８〜３０Å程度の膜厚で形成される。
【００５３】
図１に示す実施形態では第１フリー磁性層２８は２層構造である。符号２９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２９は第１フリー磁性層２８と非磁性材料層２７の相互拡散を防止する。そして、この拡散防止層２９の上にＮｉＦｅ合金などで形成された磁性材料層３０が形成されている。第１フリー磁性層２８は、１０〜５０Å程度で形成される。
【００５４】
図１に示す実施形態では、前記第１フリー磁性層２８のトラック幅方向（図示Ｘ方向）における素子両側端部Ｃ上に第３反強磁性層４１、第２反強磁性層４２及び電極層５０が積層形成されている。
【００５５】
前記第３反強磁性層４１及び第２反強磁性層４２は、第１反強磁性層２２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，Ｒｈ，Ｒｕ，Ａｕ，Ａｇ，Ｏｓ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ａｒ，Ｎｅ，Ｘｅ，Ｋｒのいずれか１または２種以上の元素である）合金で形成される。
【００５６】
前記第３反強磁性層４１の膜厚は２０Å以上で５０Å以下の膜厚で形成され、前記第２反強磁性層４２の膜厚と第３反強磁性層４１の膜厚との総合膜厚が８０Å以上で３００Å以下となるように、前記第２反強磁性層４２の膜厚が調整される。
【００５７】
前記電極層５０は、例えば、Ａｕ、Ｗ、Ｃｒ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｔａなどで形成される。前記電極層５０の膜厚は３００Å〜１０００Åである。
【００５８】
図１に示す実施形態では、前記第１フリー磁性層２８上に設けられた第３反強磁性層４１、第２反強磁性層４２及び電極層５０が、トラック幅方向（図示Ｘ方向）の素子中央部Ｄに所定の間隔Ａを開けて形成され、前記第３反強磁性層４１、第２反強磁性層４２及び電極層５０のトラック幅方向（図示Ｘ方向）における内側端面４１ａ、４２ａ、５０ａは、下方から上方に向う（図示Ｚ方向）にしたがって徐々に前記間隔Ａの幅がトラック幅方向に広がる傾斜面あるいは湾曲面で形成される。
【００５９】
そして図１に示す実施形態では、前記間隔Ａ内にはさらに第２フリー磁性層５１が埋められて形成されており、この埋められた第２フリー磁性層５１は素子中央部Ｄに位置し、前記多層膜３１を構成する第１フリー磁性層２８の素子中央部Ｄ上に強磁性的に接合している。この実施形態では、前記第１フリー磁性層２８と第２フリー磁性層５１とを合わせて、「フリー磁性層７０」が構成されている。
【００６０】
前記第２フリー磁性層５１は第１フリー磁性層２８と同じように、例えばＮｉＦｅ合金、Ｃｏ、ＣｏＮｉＦｅ合金、ＣｏＦｅ合金、ＣｏＮｉ合金などの磁性材料で形成される。
【００６１】
また前記第２フリー磁性層５１と同じ材質の強磁性層５２が前記電極層５０上にも形成される。
【００６２】
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。まず前記第２フリー磁性層５１が前記間隔Ａ内に埋められて形成されたことで、フリー磁性層７０の膜厚は、素子中央部Ｄでは、前記第１フリー磁性層２８と第２フリー磁性層５１の膜厚を合わせた膜厚ｔ１となる。一方、前記フリー磁性層７０の素子両側端部Ｃでは膜厚は第１フリー磁性層２８のみのｔ２であり、前記素子中央部Ｄの膜厚ｔ１の方が前記素子両側端部Ｃの膜厚ｔ２よりも大きくなっている。
【００６３】
このように図１に示す実施形態では、前記素子中央部Ｄの膜厚ｔ１を前記素子両側端部Ｃの膜厚ｔ２よりも厚くしているから、図２１で説明したような、素子両側端部Ｃから前記素子中央部Ｄに矢印方向に飛ぶ余分な静磁界の発生を効果的に抑制できる。特にフリー磁性層４の膜厚が素子中央部Ｄでも素子両側端部Ｃでも均一とされた図２２に示す従来例よりも確実に前記余分な静磁界の発生を抑制できる。
【００６４】
また図１に示す実施形態では、前記素子両側端部Ｃの膜厚ｔ２を前記素子中央部Ｄの膜厚ｔ１よりも薄くすることで、前記素子両側端部Ｃの内側端部から発生する静磁界そのものを減少させることができ、前記素子中央部Ｄでの前記静磁界の影響を小さくできる。加えて、前記素子中央部Ｄの膜厚ｔ１を厚くしたことで、前記静磁界による磁束が前記素子中央部Ｄでより広がるから、すなわち前記素子中央部Ｄでの磁束密度をより効果的に小さくすることができるから、前記素子中央部Ｄでのフリー磁性層７０の外部磁界に対する再生感度を図２１や図２２に示す従来例に比べて向上させることができ、よって今後の高記録密度化によって狭トラック化が促進されても図１に示す実施形態であれば再生出力の向上を図ることができる。
【００６５】
また前記素子中央部Ｄでのフリー磁性層７０の膜厚ｔ１が厚く形成されたことで、前記素子中央部Ｄでの飽和磁化Ｍｓ×体積も大きくできるから、熱揺らぎを抑制できよってこの熱揺らぎに起因するノイズの発生を抑制できる。
【００６６】
さらに図１に示す実施形態では、前記素子両側端部Ｃの膜厚ｔ２を薄くできるから、前記第３反強磁性層４１とフリー磁性層７０の素子両側端部Ｃ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る。前記交換結合磁界の大きさと、前記フリー磁性層７０の素子両側端部Ｃの膜厚ｔ２との間には反比例の関係があるからである。
【００６７】
よって図１に示す実施形態では、前記素子両側端部Ｃでのフリー磁性層７０の磁化をしっかりと固定することができ、サイドリーディングの発生を適切に抑制できる。
【００６８】
このように図１に示す実施形態では、素子中央部Ｄでのフリー磁性層７０の感度を向上させることができ再生出力の向上を図ることができるとともに、サイドリーディングの発生等を抑制することもでき、今後の高記録密度化に伴う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。
【００６９】
図１に示す実施形態では、［（前記フリー磁性層７０の素子両側端部Ｃでの膜厚ｔ２から前記フリー磁性層７０の素子中央部Ｄの膜厚ｔ１を引いた値）／前記フリー磁性層７０の素子中央部Ｄの膜厚ｔ１］×１００（％）は、−８０％以上で０％より小さいことが好ましい。
【００７０】
後述する実験によれば、前記フリー磁性層７０の素子中央部Ｄと素子両側端部Ｃとが同じ膜厚で形成された場合、および素子両側端部Ｃの方が素子中央部Ｄよりも厚い膜厚で形成された場合に比べて再生出力の向上を図ることができる。
【００７１】
また［（前記フリー磁性層７０の素子両側端部Ｃでの膜厚ｔ２から前記フリー磁性層７０の素子中央部Ｄの膜厚ｔ１を引いた値）／前記フリー磁性層７０の素子中央部Ｄの膜厚ｔ１］×１００（％）の下限を「−８０％」としたのは、−８０％未満となると再生波形の歪や不安定性（いわゆるＩｎｓｔａｂｉｌｉｔｙ）が発する確率が増加するからである。
【００７２】
次に、前記フリー磁性層７０の素子両側端部Ｃでの膜厚ｔ２は１０Å以上で５０Å以下であることが好ましい。前記フリー磁性層７０の素子両側端部Ｃでの膜厚ｔ２を１０Å以上としたのは、これ以上膜厚ｔ２が小さいと逆に第３反強磁性層４１との間で発生する交換結合磁界が低下してしまうためである。また前記素子両側端部Ｃでの膜厚ｔ２を５０Å以下としたのは充分な交換結合磁界を確保するためである。なお前記フリー磁性層７０の素子両側端部Ｃと第３反強磁性層４１間で発生する交換結合磁界は、４８（ｋＡ／ｍ）以上であることが好ましい。
【００７３】
次に、前記フリー磁性層７０の素子中央部Ｄでの膜厚ｔ１は３０Å以上で７０Å以下であることが好ましい。前記フリー磁性層７０の素子中央部Ｄでの膜厚ｔ１を３０Å以上としたのは、この程度の膜厚がないと、前記素子中央部Ｄでの磁束密度を効果的に小さくできず、再生感度の向上を図ることができないからである。また熱揺らぎに起因するノイズの発生も深刻化する。また前記素子中央部Ｄの膜厚ｔ１を７０Å以下としたのは、前記素子中央部Ｄが厚すぎると単位面積当たりの合成磁気モーメント（飽和磁化Ｍｓ×膜厚）が大きくなることで、前記素子中央部Ｄでの再生感度が低下するためである。
【００７４】
ところで図１に示す実施形態では、前記素子中央部Ｄでは、前記多層膜３１を構成する第１フリー磁性層２８の表面２８ａが露出し、この表面２８ａは若干削り込まれている。そして前記第１フリー磁性層２８の表面２８ａ上から前記間隔Ａ内の第３反強磁性層４１の内側端面４１ａ上にかけて前記第２フリー磁性層５１が埋め込まれている。なお前記第１フリー磁性層２８の表面２８ａは削り込まれていなくてもよい（かかる場合、前記表面２８ａは点線で示す位置となる）。このとき前記多層膜３１を構成する第１フリー磁性層２８は、素子両側端部Ｃから素子中央部Ｄにかけて均一な膜厚となっている。
【００７５】
図１に示す実施形態では、前記第２フリー磁性層５１と前記多層膜３１を構成する第１フリー磁性層２８は別の工程で形成されたものである。図１に示す実施形態では、前記第２フリー磁性層５１を前記間隔Ａ内に埋め込むという極めて簡単な方法によって、前記第２フリー磁性層５１を第１フリー磁性層２８の素子中央部Ｄ上に強磁性的に接合させ、前記フリー磁性層７０の素子中央部Ｄの膜厚ｔ１を厚くしている。しかも前記フリー磁性層７０の素子両側端部Ｃは、後述する製造方法によればイオンミリングの影響を受けないか、あるいは影響を受けてもその影響は極めて小さい。すなわち図１に示す実施形態では、前記イオンミリングによって前記素子両側端部Ｃが削られるということがなく、すなわち、前記素子両側端部Ｃの表面が前記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７０の素子両側端部Ｃと第３反強磁性層４１間の界面状態を正常に保ち、前記フリー磁性層７０の素子両側端部Ｃと第３反強磁性層４１間で所定の大きさの交換結合磁界を生じさせることができ、前記フリー磁性層７０の素子両側端部Ｃをしっかりと磁化固定することができる。
【００７６】
次に前記第２フリー磁性層５１の形成位置であるが、図１に示す実施形態では、前記第２フリー磁性層５１のトラック幅方向（図示Ｘ方向）における両側端面５１ａ、５１ａが前記第３反強磁性層４１の内側端面４１ａ上を完全に覆っているが、前記第２フリー磁性層５１の両側端面５１ａが前記第３反強磁性層４１の内側端面４１ａ上の一部のみを覆っている形態であってもかまわないし、前記第２反強磁性層４２の内側端面４２ａ上にまで延びて形成されていてもよい。
【００７７】
ただし以下の点を考慮する必要がある。まず上記したフリー磁性層７０の素子中央部Ｄの膜厚ｔ１が、上記した適性数値範囲内になるように、前記第２フリー磁性層５１の膜厚を調整すれば、前記第２フリー磁性層５１の上面５１ｂがどの位置に形成されてもかまわない。次に、第２フリー磁性層５１の上面５１ｂから前記第２反強磁性層４２の内側端面４２ａにかけて、あまり長く前記第２フリー磁性層５１の両側端面５１ａが延出形成されると、この延出形成された第２フリー磁性層５１の両側端部での磁化変動がサイドリーディングを発生させるため好ましくない。図１に示す実施形態では、第３反強磁性層４１の下面のトラック幅方向（図示Ｘ方向）における幅寸法でトラック幅Ｔｗが規制されるが、前記延出形成された第２フリー磁性層５１の両側端部は、このトラック幅Ｔｗからはみ出すため、サイドリーディングを引き起こす。
【００７８】
なお前記トラック幅Ｔｗは０．１μｍから０．２μｍ程度で形成されることが好ましい。前記トラック幅Ｔｗがこれ以上広すぎると、前記フリー磁性層７０の素子中央部Ｄでの交換相互作用によるバイアス磁界の弱まりにより、再生波形の不安定性を引き起こすからである。また前記トラック幅Ｔｗが狭すぎても、前記フリー磁性層７０の素子中央部Ｄの感度が低下し再生出力の低下に繋がり好ましくない。
【００７９】
なお前記第１フリー磁性層２８と第２フリー磁性層５１を図面上、別々に表したが、実物を透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真などで見ると、前記第１フリー磁性層２８と前記第２フリー磁性層５１は一体のフリー磁性層７０として見えると思われる。しかし、図１に示す実施形態のように第３反強磁性層４１及び第２反強磁性層４２のトラック幅方向（図示Ｘ方向）における内側端面４１ａ、４２ａが下方から上方（図示Ｚ方向）にかけて前記間隔Ａが広がる傾斜面あるいは湾曲面として形成され、しかも前記間隔Ａ内に少なくとも前記第３反強磁性層４１の内側端面４１ａに沿ってフリー磁性層７０の素子中央部Ｄが盛り上がって形成されている場合には、第１フリー磁性層２８と第２フリー磁性層５１とを別々に形成した後述する本発明の製造方法を利用したものと推定することができる。
【００８０】
また図１に示す実施形態では、前記フリー磁性層７０の両側端部Ｃと第２反強磁性層４２間に第３反強磁性層４１が形成されているが、前記第３反強磁性層４１を設けることで、その下に形成されたフリー磁性層７０の素子両側端部Ｃを大気暴露による酸化やイオンミリングから適切に保護することができる。また前記第３反強磁性層４１は成膜時に２０Åから５０Åの薄い膜厚で形成されるが、これによってフリー磁性層７０の磁化制御を適切に行うことができる。製造方法は後で詳述する。なお前記第３反強磁性層４１と第２反強磁性層４２との界面は、はっきりと見て取ることは困難で、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真などで見ると前記第２反強磁性層４２と第３反強磁性層４１は一体の反強磁性層として見えるものと考えられる。
【００８１】
また前記第３反強磁性層４１の表面も大気暴露による酸化から適切に保護することが好ましく、そのため磁気検出素子の製造工程中に前記第３反強磁性層４１の上にＲｕなどで形成された非磁性層５３を形成する。この非磁性層５３は製造工程中に削られて除去されるので、図１に示す実施形態では、第２反強磁性層４２と第３反強磁性層４１間に前記非磁性層５３が残されていないが、前記非磁性層５３は一部残されていてもよく、図１ではそれを一点鎖線で示している。残された前記非磁性層５３の膜厚は３Å以下である。また前記非磁性層５３の材質は、例えば、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することが好ましい。また完全に非磁性層５３が削り取られても、第２反強磁性層４２や第３反強磁性層４１に非磁性層５３の元素が拡散している場合があり、これは例えばＳＩＭＳ分析装置などで調べることができる。
【００８２】
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。
【００８３】
図２に示す実施形態は図１と異なり、まず第１フリー磁性層２８上に強磁性層５４が形成されている。前記強磁性層５４は前記第１フリー磁性層２８上の全面に形成されており、前記間隔Ａ内の素子中央部Ｄからは前記強磁性層５４の表面５４ａが露出している。なお前記表面５４ａは、その素子両側端部Ｃの表面よりも削られて素子中央部Ｄでの膜厚が薄くなっているが、前記表面５４ａは一点鎖線で示すように削られていなくてもよく、かかる場合、前記強磁性層５４は素子中央部Ｄから素子両側端部Ｃにかけて均一の膜厚で形成される。
【００８４】
また図２に示す実施形態では、図１のように第２反強磁性層４２と第１フリー磁性層２８の素子両側端部Ｃ間に第３反強磁性層４１は形成されていない。上記したこのような構造上の違いは後述する製造方法の違いによるものである。
【００８５】
図２に示す実施形態では図１に示す実施形態と同様に、前記第２反強磁性層４２の内側端面４２ａ間に形成された間隔Ａ内に第２フリー磁性層５１が形成され、この第２フリー磁性層５１は前記強磁性層５４の素子中央部Ｄ上に強磁性的に接合している。
【００８６】
図２に示す実施形態では、多層膜５５を構成する第１フリー磁性層２８及び強磁性層５４と、前記第２フリー磁性層５１とのすべてでフリー磁性層７１と構成している。そのためフリー磁性層７１の膜厚は、素子中央部Ｄでは、前記第１フリー磁性層２８、強磁性層５４及び第２フリー磁性層５１の膜厚を合わせた膜厚ｔ３となる。一方、前記フリー磁性層７１の素子両側端部Ｃでは、第１フリー磁性層２８及び強磁性層５４の膜厚を合わせた膜厚ｔ４となる。図２に示すように前記素子中央部Ｄの膜厚ｔ３の方が前記素子両側端部Ｃの膜厚ｔ４よりも大きくなっている。
【００８７】
このように図２に示す実施形態では、フリー磁性層７１の前記素子中央部Ｄの膜厚ｔ３を前記素子両側端部Ｃの膜厚ｔ４よりも厚くしているから、前記素子両側端部Ｃの内側端部から発生する静磁界そのものを減少させることができる。しかも前記素子中央部Ｄの膜厚ｔ３が厚くなったことで、前記静磁界による磁束が前記素子中央部Ｄで広がり、すなわち前記素子中央部Ｄでの磁束密度をより効果的に小さくすることができるから、前記素子中央部Ｄでの前記フリー磁性層７１の外部磁界に対する感度を図２１や図２２に示す従来例に比べて向上させることができ、よって今後の高記録密度化によって狭トラック化が促進されても図２に示す実施形態であれば再生出力の向上を図ることができる。
【００８８】
また前記素子中央部Ｄでのフリー磁性層７１の膜厚ｔ３が厚く形成されたことで、前記素子中央部Ｄでの飽和磁化Ｍｓ×体積も大きくできるから、熱揺らぎを抑制できよってこの熱揺らぎに起因するノイズの発生を抑制できる。
【００８９】
さらに図２に示す実施形態では、フリー磁性層７１の前記素子両側端部Ｃの膜厚ｔ４を薄くできるから、前記第２反強磁性層４２と強磁性層５４の素子両側端部Ｃ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る。そして強磁性層５４と第１フリー磁性層２８間で働く交換相互作用によって前記第１フリー磁性層２８の磁化は図示Ｘ方向に固定される。
【００９０】
このように前記第２反強磁性層４２と強磁性層５４の素子両側端部Ｃ間で交換結合磁界を強く発生させることができるから、前記素子両側端部Ｃでの前記フリー磁性層７１の磁化をしっかりと固定することができ、サイドリーディングの発生を適切に抑制できる。
【００９１】
以上のように図２に示す実施形態では、素子中央部Ｄでのフリー磁性層７１の感度を向上させることができ再生出力の向上を図ることができるとともに、サイドリーディングの発生を抑制することもでき、今後の高記録密度化に伴う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。
【００９２】
また図２に示す実施形態では、［（前記フリー磁性層７１の素子両側端部Ｃでの膜厚ｔ４から前記フリー磁性層７１の素子中央部Ｄの膜厚ｔ３を引いた値）／前記フリー磁性層７１の素子中央部Ｄの膜厚ｔ３］×１００（％）は、−８０％以上で０％より小さいことが好ましい。理由は図１で説明した通りである。
【００９３】
次に、前記フリー磁性層７１の素子両側端部Ｃでの膜厚ｔ４は１０Å以上で５０Å以下であることが好ましい。また前記フリー磁性層７１の素子中央部Ｄでの膜厚ｔ３は３０Å以上で７０Å以下であることが好ましい。理由は図１で説明した通りである。
【００９４】
また図２に示す実施形態では図１で説明した非磁性層５３が、点線で示すように、強磁性層５４と第１フリー磁性層２８間に形成されていてもよい。前記非磁性層５３は図１で説明した通りＲｕなどで形成される。前記非磁性層５３の膜厚によるが、前記非磁性層５３を強磁性層５４と第１フリー磁性層２８間に残すと、前記強磁性層５４と第１フリー磁性層２８が人工フェリ構造となる。かかる場合、前記強磁性層５４と第１フリー磁性層２８間にはＲＫＫＹ相互作用による交換結合が生じ、前記強磁性層５４と第１フリー磁性層２８の磁化方向は反平行になる。前記第２フリー磁性層５１の磁化方向は前記強磁性層５４と同じ方向である。人工フェリ構造にするとフリー磁性層７１の単位面積当たりの合成磁気モーメント（飽和磁化Ｍｓ×膜厚）を小さくできるので、前記フリー磁性層７１の再生感度をより効果的に向上させることができる。
【００９５】
また前記非磁性層５３の膜厚が５Å以下程度の薄い膜厚で残される場合は、前記強磁性層５４と第１フリー磁性層２８の磁化は平行になるように強磁性結合する。
【００９６】
図１及び図２に示す実施形態はともに電極層５０がトラック幅方向に一対形成され、センス電流が多層膜３１、５５内の各層を膜面と平行な方向に流れるＣＩＰ（Ｃｕｒｒｅｎｔ　Ｉｎ　ｔｈｅ　Ｐｌａｎｅ）型と呼ばれる構造であるが、電極層が多層膜３１、５１の上下に形成され、センス電流が前記多層膜３１、５５を膜厚方向に流れるＣＰＰ（Ｃｕｒｒｅｎｔ　Ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒ　ｔｏ　ｔｈｅ　Ｐｌａｎｅ）型でも本実施形態を利用できる。ただし係る場合、図１及び図２に示す電極層５０が形成されている部分は絶縁層が形成される。また第２反強磁性層４２の内側端面４２ａ上にも絶縁層が形成されていると分流ロスを抑制できてより好ましい。
【００９７】
図１に示す磁気検出素子の製造方法を、図３ないし図７に示す製造工程図を用いて以下に説明する。各図は製造工程中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】
まず図３工程では、基板２０上に、シードレイヤ２１、第１反強磁性層２２、固定磁性層２３、非磁性材料層２７、第１フリー磁性層２８、第３反強磁性層４１、および非磁性層５３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３に示す固定磁性層２３は、例えばＣｏＦｅ合金などで形成された磁性層２４と磁性層２６と、両磁性層２４、２６間に介在するＲｕなどの非磁性の中間層２５との積層フェリ構造である。第１フリー磁性層２８は、ＣｏＦｅ合金などの拡散防止層２９とＮｉＦｅ合金などの磁性材料層３０との積層構造である。
【００９９】
シードレイヤ２１はＣｒまたはＮｉＦｅＣｒで形成し、非磁性材料層２７はＣｕで形成している。
【０１００】
本発明では第１反強磁性層２２及び及び第３反強磁性層４１を、ＰｔＭｎ合金、または、Ｘ―Ｍｎ（ただしＸは、Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｏｓ，Ｎｉ，Ｆｅのいずれか１種または２種以上の元素である）合金で、あるいはＰｔ―Ｍｎ―Ｘ′（ただしＸ′は、Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ａｕ，Ａｇ，Ｏｓ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ａｒ，Ｎｅ，Ｘｅ，Ｋｒのいずれか１または２種以上の元素である）合金で形成することが好ましい。
【０１０１】
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３７〜６３ａｔ％の範囲であることが好ましい。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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
また本発明では第１反強磁性層２２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第１反強磁性層２２を形成することにより磁場中アニールで、第１反強磁性層２２と固定磁性層２３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。
【０１０４】
また本発明では第３反強磁性層４１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４０Å以下で形成する。
【０１０５】
本発明では、このように第３反強磁性層４１を薄い膜厚で形成することに特徴点がある。
【０１０６】
上記のように第３反強磁性層４１を５０Å以下の薄い膜厚で形成することにより、第３反強磁性層４１は反強磁性の性質を有さなくなり、磁場中アニールを施しても、第３反強磁性層４１が規則化変態しにくく第３反強磁性層４１と第１フリー磁性層２８間に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、第１フリー磁性層２８の磁化が、固定磁性層２３と同じように強固に固定されることがない。
【０１０７】
また第３反強磁性層４１が２０Å以上、好ましくは３０Å以上で形成されるとしたのは、この程度の膜厚がないと、後工程で第３反強磁性層４１の素子両側端部Ｃ上に第２反強磁性層４２を形成しても、第３反強磁性層４１の素子両側端部Ｃが反強磁性の性質を帯び難く、前記第３反強磁性層４１と第１フリー磁性層２８の素子両側端部Ｃ間に適切な大きさの交換結合磁界が発生しないからである。
【０１０８】
また図３工程のように前記第３反強磁性層４１上に非磁性層５３を形成することで、図３に示す多層膜５６が大気暴露されても第３反強磁性層４１が酸化されるのを適切に防止できる。
【０１０９】
ここで非磁性層５３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非磁性層５３が第３反強磁性層４１内部に侵入しても反強磁性層としての性質を劣化させない材質である必要がある。
【０１１０】
本発明では非磁性層５３を貴金属で形成する。具体的には、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｈ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。
【０１１１】
Ｒｕなどの貴金属からなる非磁性層５３は大気暴露によって酸化されにくい緻密な層である。したがって非磁性層５３の膜厚を薄くしても第３反強磁性層４１が大気暴露によって酸化されるのを適切に防止できる。
【０１１２】
本発明では非磁性層５３を３Å以上で１０Å以下で形成することが好ましい。この程度の薄い膜厚の非磁性層５３によっても第３反強磁性層４１が大気暴露によって酸化されるのを防止することが可能である。
【０１１３】
本発明では上記のように非磁性層５３をＲｕなどの貴金属で形成し、しかも非磁性層５３を３Å〜１０Å程度の薄い膜厚で形成している。このように薄い膜厚で非磁性層５３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。
【０１１４】
図３に示すように基板２０上に非磁性層５３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２２と固定磁性層２３を構成する磁性層２４との間に交換結合磁界を発生させて、磁性層２４の磁化を図示Ｙ方向に固定する。もう一方の磁性層２６の磁化は、磁性層２４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。なお例えば第１の熱処理温度を２７０℃とし、磁界の大きさを８００（ｋＡ／ｍ）とする。
【０１１５】
また上記したように、この第１の磁場中アニールによって第３反強磁性層４１は膜厚が薄いため規則化変態しにくく、第３反強磁性層４１と第１フリー磁性層２８を構成する磁性材料層３０との間には交換結合磁界は発生しない。前記第３反強磁性層４１は５０Å以下の薄い膜厚で形成されており、反強磁性としての性質を有していないからである。
【０１１６】
また上記した第１の磁場中アニールによって、非磁性層５３を構成するＲｕなどの貴金属元素が、第３反強磁性層４１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第３反強磁性層４１の構成元素は、反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と考えられる。また前記第３反強磁性層４１内部に拡散した貴金属元素は、前記第３反強磁性層４１の下面側よりも前記第３反強磁性層４１の表面側の方が多く、拡散した貴金属元素の組成比は、前記第３反強磁性層４１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。
【０１１７】
また、非磁性層５３を形成するための貴金属元素は、前記第３反強磁性層４１の材料と混合したときに、この混合物が反強磁性を示すので、第１の磁場中アニールで、前記貴金属元素が第３反強磁性層４１の内部に拡散しても、前記第３反強磁性層４１の反強磁性が劣化することをなくすことができる。
【０１１８】
次に図３工程で非磁性層５３の表面全体をイオンミリングし、前記非磁性層５３を除去する。
【０１１９】
図３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、成膜段階で非磁性層５３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。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非磁性層５３が除去され、前記第３反強磁性層４１の最表面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。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、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。
【０１２０】
なお前記非磁性層５３を一部残すこともできる。かかる場合、前記非磁性層５３の膜厚を３Å以下にする。そうしないと、後述する工程で前記第３反強磁性層４１と第２反強磁性層４２とが一体の反強磁性層として反強磁性を帯びず、前記第３反強磁性層４１と第１フリー磁性層２８の素子両側端部Ｃ間で適度な大きさの交換結合磁界が生じないからである。
【０１２１】
次に図４に示す工程では、前記第３反強磁性層４１上に（前記非磁性層５３が一部残されているときは、前記非磁性層５３上に）第２反強磁性層４２を成膜し、さらに連続して第２反強磁性層４２の上に電極層５０を形成する。
【０１２２】
なお、第２反強磁性層４２を前記第３反強磁性層４１と同じ材質で形成することが好ましい。
【０１２３】
また図４に示す工程では、第２反強磁性層４２と第３反強磁性層４１とを足した総合膜厚が８０Å以上で３００Å以下の厚い膜厚となるように、第２反強磁性層４２の膜厚を調整することが好ましい。
【０１２４】
前記第３反強磁性層４１の膜厚と第２反強磁性層４２の膜厚とを足した総合膜厚が８０Å以上で３００Å以下程度の厚い膜厚で形成されると、単独では反強磁性の性質を有さなかった前記第３反強磁性層４１が反強磁性の性質を帯びるからである。
【０１２５】
図４に示す工程では、前記電極層５０にはトラック幅方向（図示Ｘ方向）に所定の間隔Ｔ５が開けられている。図４に示すような電極層５０の形成は、例えば前記第２反強磁性層４２の前記間隔Ｔ５上にレジスト層あるいはメタルマスク層（図示しない）を形成し、前記レジスト層あるいはメタルマスク層に覆われていない前記第２反強磁性層４２上に電極層５０を形成した後、前記レジスト層を除去するか、前記第２反強磁性層４２上の全面に電極層５０を形成した後、前記電極層５０の上に間隔Ｔ５を開けたレジスト層（図示しない）を立て、前記レジスト層に覆われていない電極層５０の図面中央部をエッチングで除去した後、前記レジスト層を除去する（ただしこのレジスト層は前記第２反強磁性層４２及び第３反強磁性層４１に図１に示す間隔Ａを形成するまで前記電極層５０上に残しておいてもよい）。
【０１２６】
図４に示す工程では、前記レジスト層あるいはメタルマスク層がマスク層としての役割を有しているから、前記レジスト層あるいはメタルマスク層に覆われていない電極層５０の図面中央部をエッチングで除去するとき、前記レジスト層あるいはメタルマスク層のエッチングレートが、前記電極層５０のエッチングレートよりも遅くなければならない。例えばエッチングガスとしては、ＡｒとＣＦ_４との混合ガスやＡｒとＣ_３Ｆ_８との混合ガスなどが使用されるので、これらエッチングガスに対するエッチングレートを考慮して前記メタルマスク層、レジスト層の材質を選択することが必要である。
【０１２７】
エッチングガスとして例えばＡｒ＋Ｃ_３Ｆ_８を使用したとき、前記電極層５０としてα−ＴａやＡｕを用い、前記メタルマスク層としてＣｒ等を用いれば、前記メタルマスク層のエッチングレートを、前記電極層５０のエッチングレートよりも遅くすることができる。
【０１２８】
なお図４に示すように、前記電極層５０のトラック幅方向（図示Ｘ方向）における内側端面５０ａは下方から上方（図示Ｚ方向）に向うにしたがって、前記電極層５０間の間隔５０ｃが徐々に広がる傾斜面あるいは湾曲面として形成される。
【０１２９】
次に図５に示す工程では、前記電極層５０の間隔５０ｃから露出する前記第２反強磁性層４２及び第３反強磁性層４１の素子中央部をＲＩＥやイオンミリングによって削りこむ。イオンミリングの方向は図５の矢印で示すように基板２０表面に対し垂直方向あるいはそれに近い方向とすることが好ましい。
【０１３０】
図５のように、前記第２反強磁性層４２及び第３反強磁性層４１を削り込むことで、前記第２反強磁性層４２及び第３反強磁性層４１のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の中央部に間隔Ａが形成され、さらに前記第２反強磁性層４２及び第３反強磁性層４１の内側端面４２ａ、４１ａは、下方から上方（図示Ｚ方向）に向けて前記間隔Ａが徐々に広がる傾斜面あるいは湾曲面として形成される。なお前記電極層５０、第２反強磁性層４２及び第３反強磁性層４１の内側端面５０ａ、４２ａ、４１ａは連続面として形成される。
【０１３１】
図５工程で、どの層まで上記したイオンミリングで行うかであるが、少なくとも前記間隔Ａから第１フリー磁性層２８表面が露出していなければならない。そうでないと、後述する前記間隔Ａ内に埋められる第２フリー磁性層５１と前記第１フリー磁性層２８間に反強磁性層が介在し、前記第２フリー磁性層５１と第１フリー磁性層２８とを一体のフリー磁性層７０として機能させることができないからである。
【０１３２】
図５のように、間隔Ａ内で露出した第１フリー磁性層２８の表面２８ａを若干削ってもよいし、点線で示すように前記表面２８ａが露出した瞬間にイオンミリングを止め、素子中央部Ｄでの第１フリー磁性層２８の膜厚と素子両側端部Ｃでの第１フリー磁性層２８の膜厚とが均一な膜厚となるようにしてもよい。なお前記第１フリー磁性層２８をあまり削り込まない方が、前記第１フリー磁性層２８へのイオンミリングのダメージを減らすことができるので好ましい。なお「素子両側端部Ｃ」とは、図５工程の時点で第３反強磁性層４１のトラック幅方向における下面の幅寸法の領域を指し、「素子中央部Ｄ」とは、図４工程の時点で第３反強磁性層４１のトラック幅方向における下面間の間隔の領域を指す。そしてトラック幅Ｔｗは、前記第３反強磁性層４１のトラック幅方向における下面間の間隔であり、図５では「素子中央部Ｄ」のトラック幅方向における幅寸法と一致している。
【０１３３】
図６に示す工程では、前記電極層５０の上面５０ｂから、前記電極層５０、第２反強磁性層４２及び第３反強磁性層４１の内側端面５０ａ、４２ａ、４１ａさらには前記間隔Ａ内で表面２８ａが露出した第１フリー磁性層２８の素子中央部Ｄ上にかけて、第２フリー磁性層５７をスパッタ形成する。前記スパッタ法には、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。
【０１３４】
図６に示す工程では前記スパッタ成膜時におけるスパッタ方向Ｊを基板２０表面に対する垂直方向（図示Ｚ方向）と平行な方向か、あるいはそれに近い方向とする。できる限りスパッタ方向を基板２０表面に対して立てることにより、図６に示すように、前記間隔Ａ内の第１フリー磁性層２８の素子中央部Ｄ上に第２フリー磁性層５７ａが厚く形成され、それに対し、前記内側端面５０ａ、４２ａ、４１ａ上に前記第２フリー磁性層５７ｂが薄く形成される。なお、前記間隔Ａ内の第１フリー磁性層２８の素子中央部Ｄ上に形成された第２フリー磁性層５７ａは、前記第１フリー磁性層２８と強磁性的に接合される。
【０１３５】
図６に示す時点で磁気検出素子の成膜工程を終了し、後述する第２の磁場中アニールで、第１フリー磁性層２８の素子両側端部Ｃと第３反強磁性層４１の素子両側端部Ｃ間に交換結合磁界を発生させて、前記第１フリー磁性層２８及び第２フリー磁性層５７の磁化制御を行ってもよい。しかし、図６のような実施形態であると、素子中央部Ｄの第１フリー磁性層２８上に形成された膜厚の厚い第２フリー磁性層５７ａからトラック幅方向（図示Ｘ方向）に延出して前記内側端面５０ａ、４２ａ上にかけて形成された第２フリー磁性層５７ｂの部分や電極層５０の上面５０ｂに形成された第２フリー磁性層５７ｃの部分が、外部磁界に対し磁化変動すると、それが伝播して素子中央部Ｄ上の第２フリー磁性層５７ａ及び第１フリー磁性層２８の磁化を変動させることになり、いわゆるサイドリーディングが発生しやすい。
【０１３６】
そこで次に第２反強磁性層４２及び電極層５０の内側端面４２ａ、５０ａ上に形成された膜厚の薄い第２フリー磁性層５７ｂを除去する工程を施す。図６に示すように基板２０表面と垂直方向（図示Ｚ方向と平行な方向）に対し角度θ１のイオンミリング方向Ｋで、前記電極層５０、第２反強磁性層４２の内側端面５０ａ、４２ａ上に形成された第２フリー磁性層５７ｂを削って除去する。前記角度θ１は３０°以上で８０°以下であることが好ましい。一方、上記のイオンミリングで前記第１フリー磁性層２８の素子中央部Ｄ上に形成された膜厚の厚い第２フリー磁性層５７ａも若干削れるものの、前記第２フリー磁性層５７ａは、前記内側端面４２ａ、５０ａ上に形成された第２フリー磁性層５７ｂよりも厚い膜厚を有し、しかもイオンミリングのミリング方向Ｋは、前記第２フリー磁性層５７ａから見ると斜め方向になるため、前記第２フリー磁性層５７ａは、前記内側端面４２ａ、５０ａ上に形成された第２フリー磁性層５７ｂ比べて削られ難く、よって前記イオンミリングによって前記内側端面４２ａ、５０ａ上に形成された第２フリー磁性層５７ｂのみ適切に除去することができる。なお前記イオンミリングには低エネルギーのイオンミリングを使用することができる。削り取る第２フリー磁性層５７ｂの膜厚は非常に薄いからである。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、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。
【０１３７】
前記イオンミリング後の状態が図７である。図７に示すように前記間隔Ａ内であって前記第１フリー磁性層２８の素子中央部Ｄ上には、第２フリー磁性層５７が残され、また前記電極層５０の上面５０ｂにも一部、第２フリー磁性層５７と同じ材質の強磁性層５２が残される。前記第２フリー磁性層５７は、前記第１フリー磁性層２８の表面２８ａと強磁性的に接合しており、前記第２フリー磁性層５７も感磁部のフリー磁性層７０として機能する。図７に示す状態で、第１フリー磁性層２８と第２フリー磁性層５７とを合わせて「フリー磁性層７０」と呼ぶ。
【０１３８】
そして第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２２の交換異方性磁界よりも小さく、しかも熱処理温度を、第１反強磁性層２２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、第１フリー磁性層２８の保磁力より大きく、前記磁性層２４と磁性層２６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。これによって第１反強磁性層２２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、第３反強磁性層４１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２５０℃であり、磁界の大きさは８〜３０（ｋＡ／ｍ）、例えば２４（ｋＡ／ｍ）である。
【０１３９】
前記第３反強磁性層４１の素子両側端部Ｃは、その上に形成された第２反強磁性層４２との間で発生する反強磁性的な相互作用によって反強磁性の性質を帯びているから、この第２の磁場中アニールによって、第３反強磁性層４１の両側端部Ｃは規則化変態し、第３反強磁性層４１の両側端部Ｃとフリー磁性層７０の両側端部Ｃとの間に大きな交換結合磁界が発生する。これによってフリー磁性層７０の素子両側端部Ｃの磁化は、トラック幅方向（図示Ｘ方向）に固定される。
【０１４０】
一方、フリー磁性層７０の素子中央部Ｄ上には反強磁性層が無いから、上記の第２の磁場中アニールによっても、フリー磁性層７０の素子中央部Ｄ上は前記素子両側端部Ｃと同様にトラック幅方向に強固に固定されるといったことがない。前記フリー磁性層７０の素子中央部Ｄ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である。
【０１４１】
図３ないし図７で示す製造工程によれば、簡単な方法で、前記フリー磁性層７０の素子両側端部Ｃを薄く形成すると同時に、前記フリー磁性層７０の素子中央部Ｄを厚く形成できる。上記した製造方法では、前記間隔Ａ内に第２フリー磁性層５１を埋めて形成する際、レジストなどを用いた場合によるアライメントが必要なく、容易に且つ精度良く、前記間隔Ａに所定形状の第２フリー磁性層５１を形成することができる。
【０１４２】
また前記第１フリー磁性層２８表面は図３工程でイオンミリングの影響を受けることがなく、受けてもその影響は極めて小さい。それは膜厚の薄い非磁性層５３を用い、低エネルギーのイオンミリングで前記非磁性層５３を除去できるからである。よって前記第１フリー磁性層２８の素子両側端部Ｃはイオンミリングで荒らされておらず、前記素子両側端部Ｃと第３反強磁性層４１の間で所定の大きさの交換結合磁界を発生させることができ、前記フリー磁性層７０の素子両側端部Ｃを適切に磁化固定でき、サイドリーディングの発生を抑制することができる磁気検出素子を製造することが可能である。
【０１４３】
図８ないし図１２は、図２に示す磁気検出素子の製造方法を示す一工程図である。各図は製造工程中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。
【０１４４】
まず図８工程では、基板２０上に、シードレイヤ２１、第１反強磁性層２２、固定磁性層２３、非磁性材料層２７、第１フリー磁性層２８及び非磁性層５３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。各層の材質等については図３で説明したのでそちらを参照されたい。
【０１４５】
図８に示すように基板２０上に非磁性層５３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２２と固定磁性層２３を構成する磁性層２４との間に交換結合磁界を発生させて、磁性層２４の磁化を図示Ｙ方向に固定する。もう一方の磁性層２６の磁化は、磁性層２４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。なお例えば第１の熱処理温度を２７０℃とし、磁界の大きさを８００（ｋＡ／ｍ）とする。
【０１４６】
次に図８工程で非磁性層５３の表面全体をイオンミリングし、前記非磁性層５３を除去する。
【０１４７】
図８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、成膜段階で非磁性層５３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。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非磁性層５３が除去され、前記第１フリー磁性層２８の最表面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。
【０１４８】
なお前記非磁性層５３を一部残すこともできる。このとき前記非磁性層５３の表面は酸化されているので、前記非磁性層５３表面の酸化層をイオンミリングで取り除く。
【０１４９】
次に図９に示す工程では、前記第１フリー磁性層２８上に（前記非磁性層５３が一部残されているときは、前記非磁性層５３上に）強磁性層５４及び第２反強磁性層４２を成膜し、さらに連続して第２反強磁性層４２の上に電極層５０を形成する。なお前記強磁性層５４は、前記第１フリー磁性層２８とともに「フリー磁性層７１」を構成する。
【０１５０】
また図９に示す工程では、第２反強磁性層４２の膜厚を８０Å以上で３００Å以下の厚い膜厚で形成することが好ましい。
【０１５１】
図９に示す工程では、前記電極層５０にはトラック幅方向（図示Ｘ方向）に所定の間隔Ｔ６が開けられている。図９に示すような電極層５０の形成は図４で説明した通りであるのでそちらを参照されたい。また前記電極層５０をエッチングで形成するときのレジスト層あるいはメタルマスク層と電極層５０のエッチングレートの関係についても図４で説明したのでそちらを参照されたい。
【０１５２】
図１０に示す工程では、前記電極層５０の間隔５０ｃから露出する前記第２反強磁性層４２の素子中央部をＲＩＥやイオンミリングによって削りこむ。イオンミリングの方向は図１０の矢印で示すように基板２０表面に対し垂直方向あるいはそれに近い方向とすることが好ましい。
【０１５３】
図１０のように、前記第２反強磁性層４２を削り込むことで、前記第２反強磁性層４２のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の中央部に間隔Ａが形成され、さらに前記第２反強磁性層４２の内側端面４２ａは、下方から上方（図示Ｚ方向）に向けて前記間隔Ａが徐々に広がる傾斜面あるいは湾曲面として形成される。なお前記電極層５０及び第２反強磁性層４２の内側端面５０ａ、４２ａは連続面として形成される。
【０１５４】
図１０工程で、どの層まで上記したイオンミリングを行うかであるが、少なくとも前記間隔Ａから強磁性層５４の表面５４ａが露出していなければならない。なお図１０のように、間隔Ａ内で露出した強磁性層５４の表面５４ａを若干削ってもよいし、点線で示すように前記表面５４ａが露出した瞬間にイオンミリングを止め、素子中央部Ｄでの強磁性層５４と第１フリー磁性層２８とを足した膜厚と素子両側端部Ｃでの強磁性層５４と第１フリー磁性層２８とを足した膜厚とが均一な膜厚となるようにしてもよい。なお前記強磁性層５４をあまり削り込まない方がイオンミリングによるダメージを減らすことができるので好ましい。なお「素子両側端部Ｃ」とは、図１０工程の時点で第２反強磁性層４２のトラック幅方向における下面の幅寸法の領域を指し、「素子中央部Ｄ」とは、図１０工程の時点で第２反強磁性層４２のトラック幅方向における下面間の間隔の領域を指す。そしてトラック幅Ｔｗは、前記第２反強磁性層４２のトラック幅方向における下面間の間隔であり、図１１では「素子中央部Ｄ」のトラック幅方向における幅寸法と一致している。
【０１５５】
図１１に示す工程では、前記電極層５０の上面５０ｂから、前記電極層５０及び第２反強磁性層４２の内側端面５０ａ、４２ａさらには前記間隔Ａ内で表面５４ａが露出した強磁性層５４の素子中央部Ｄ上にかけて、第２フリー磁性層５７をスパッタ形成する。前記スパッタ法には、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。
【０１５６】
図７に示す工程では前記スパッタ成膜時におけるスパッタ方向Ｊを基板２０表面に対する垂直方向（図示Ｚ方向）と平行な方向か、あるいはそれに近い方向とする。できる限り基板２０表面に対しスパッタ方向を立てることにより、図１１に示すように、前記間隔Ａ内の強磁性層５４の素子中央部Ｄ上に第２フリー磁性層５７ａが厚く形成され、それに対し、前記内側端面５０ａ、４２ａ上に前記第２フリー磁性層５７ｂが薄く形成される。なお、前記間隔Ａ内の強磁性層５４の素子中央部Ｄ上に形成された第２フリー磁性層５７ａは、前記強磁性層５４と強磁性的に接合される。この時点で、磁気検出素子の成膜を止め、第２の磁場中アニールを施してもよいが、以下の工程を施す方が好ましい。
【０１５７】
すなわち電極層５０及び第２反強磁性層４２の内側端面５０ａ，４２ａ上に形成された第２フリー磁性層５７ｂを除去する工程を施す。図１１に示すように基板２０表面と垂直方向（図示Ｚ方向と平行な方向）に対し角度θ１のイオンミリング方向Ｋで、前記電極層５０、第２反強磁性層４２の内側端面５０ａ、４２ａ上に形成された第２フリー磁性層５７ｂを削って除去する。前記角度θ１を３０°以上で８０°以下に設定することが好ましい。一方、前記強磁性層５４の素子中央部Ｄ上に形成された膜厚の厚い第２フリー磁性層５７ａも若干削れるものの、前記第２フリー磁性層５７ａは、前記内側端面４２ａ、５０ａ上に形成された第２フリー磁性層５７ｂよりも厚い膜厚を有し、しかもイオンミリングのミリング方向Ｋは、前記第２フリー磁性層５７ａから見ると斜め方向になるため、前記第２フリー磁性層５７ａは、前記内側端面４２ａ、５０ａ上に形成された第２フリー磁性層５７ｂ比べて削られ難く、よって前記イオンミリングによって前記内側端面４２ａ、５０ａ上に形成された第２フリー磁性層５７ｂのみ適切に除去することができる。なお前記イオンミリングには低エネルギーのイオンミリングを使用することができる。削り取る第２フリー磁性層５７ｂの膜厚は非常に薄いからである。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、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。
【０１５８】
前記イオンミリング後の状態が図１２である。図１２に示すように前記間隔Ａ内であって前記強磁性層５４の素子中央部Ｄ上に第２フリー磁性層５１が残され、また前記電極層５０の上面５０ｂにも一部、前記第２フリー磁性層５１と同じ材質の強磁性層５２が残される。前記第２フリー磁性層５１は、前記強磁性層５４の表面５４ａと強磁性的に接合しており、前記第２フリー磁性層５１も感磁部のフリー磁性層７１として機能する。図１２に示す状態では、第１フリー磁性層２８、強磁性層５４及び第２フリー磁性層５１を合わせて「フリー磁性層７１」と呼ぶ。
【０１５９】
そして第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２２の交換異方性磁界よりも小さく、しかも熱処理温度を、第１反強磁性層２２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、第１フリー磁性層２８及び強磁性層５４の保磁力より大きく、前記磁性層２４と磁性層２６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。
【０１６０】
これによって第１反強磁性層２２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、第２反強磁性層４２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２５０℃であり、磁界の大きさは８〜３０（ｋＡ／ｍ）、例えば２４（ｋＡ／ｍ）である。
【０１６１】
前記第２反強磁性層４２は、この第２の磁場中アニールによって、規則化変態し、第２反強磁性層４１と強磁性層５４の両側端部Ｃとの間に大きな交換結合磁界が発生し、強磁性層５４の磁化は図示Ｘ方向に固定される。また第１フリー磁性層２８の素子両側端部Ｃの磁化は、前記強磁性層５４との間で生じる交換相互作用によって図示Ｘ方向に固定される。
【０１６２】
一方、前記フリー磁性層７１の素子中央部Ｄ上には反強磁性層が無いから、上記の第２の磁場中アニールによっても、フリー磁性層７１の素子中央部Ｄ上は前記素子両側端部Ｃと同様にトラック幅方向に強固に固定されるといったことがない。前記フリー磁性層７１の素子中央部Ｄ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である。
【０１６３】
なお第１フリー磁性層２８と強磁性層５４との間に例えば８Å程度の非磁性層５３が残されている場合、前記第１フリー磁性層２８と強磁性層５４は人工フェリ構造となる。この人工フェリ構造では前記第１フリー磁性層２８と強磁性層５４間にＲＫＫＹ相互作用による交換結合磁界が発生し、磁化が反平行にされる。なお第２フリー磁性層５１の磁化は強磁性層５４と同じ方向に向けられる。人工フェリ構造では、フリー磁性層７１の単位面積当たりの合成磁気モーメント（飽和磁化×膜厚）が小さくなるから、再生感度をより適切に向上させることができる。
【０１６４】
図１３ないし図１６は上記した図８ないし図１０に示した工程とは別の工程によって電極層５０までを形成する製造方法である。
【０１６５】
図１３に示す工程は、図８工程と同様に、基板２０上に、シードレイヤ２１、第１反強磁性層２２、固定磁性層２３、非磁性材料層２７、第１フリー磁性層２８及び非磁性層５３を連続成膜する。そして上記した第１の磁場中アニールを施す。
【０１６６】
次に図１４工程では、非磁性層５３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１４に示す形状のレジスト層６０を非磁性層５３上に残す。レジスト層６０は例えばリフトオフ用のアンダーカット形状を有するレジスト層である。
【０１６７】
次にレジスト層６０に覆われていない非磁性層５３の両側端部５３ａを、図１４に示す矢印Ｈ方向からのイオンミリングで削って除去する（図１４に示す点線部分の非磁性層５３が除去される）。
【０１６８】
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、図３や図８工程で既に説明した通りである。このように低エネルギーのイオンミリングによって非磁性層５３を削ることができるから、リング止め位置のマージンを狭くすることが可能になる。特に、非磁性層５３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も可能になる。従って、第１フリー磁性層２８はイオンミリングによって大きなダメージを受けなくなる。
【０１６９】
このため、次工程で、第１フリー磁性層２８上に積層される強磁性層５４の膜厚を薄くしても、第１フリー磁性層２８と強磁性層５４との間の磁気的な結合（強磁性的な交換相互作用）を強くできる。
【０１７０】
なお、図１４工程時に、前記第１フリー磁性層２８の素子両側端部Ｃ上に非磁性層５３の両側端部５３ａが一部残されてもよい。少なくとも前記非磁性層５３の両側端部５３ａの表面は酸化されているので削り取る。
【０１７１】
次に図１５工程を施す。図１５工程では、前記第１フリー磁性層２８の素子両側端部Ｃ上に強磁性層５４、第２反強磁性層４２及び電極層５０を真空中で連続成膜する。成膜にはスパッタや蒸着法を使用できる。成膜された第２反強磁性層４２の内側端部４２ａ及び電極層５０の内側端部５０ａは、下方から上方に向うにしたがって（図示Ｚ方向）、徐々に第２反強磁性層４２間の間隔Ａがトラック幅方向（図示Ｘ方向）に広がる傾斜面あるいは湾曲面で形成される。
【０１７２】
またこの実施形態では強磁性層５４の下面間の間隔でトラック幅Ｔｗが規定される。
【０１７３】
図１５に示すように電極層５０まで積層形成した後、強磁性層５４を構成する元素からなる強磁性材料の膜５４ｂ、第２反強磁性層４２を構成する元素からなる反強磁性材料の膜４２ｂ及び電極層５０を構成する元素からなる電極材料の膜５０ｃが付着したレジスト層６０を有機溶剤などを用いたリフトオフで除去する。
【０１７４】
その後、図１６工程に示すように、前記第２反強磁性層４２間のトラック幅方向における間隔Ａ内から露出する非磁性層５３の表面を削り、第１フリー磁性層２８の表面２８ａを露出させる。その後、図１１及び図１２と同様の工程を施して、前記素子中央部Ｄに露出したフリー磁性層２８上に第２フリー磁性層５１を形成する。このとき、素子中央部Ｄでの前記第２フリー磁性層５１と第１フリー磁性層２８との膜厚を合わせた総合膜厚が、素子両側端部Ｃでの前記第２フリー磁性層５１と強磁性層５４と第１フリー磁性層２８の膜厚を合わせた総合膜厚よりも厚くなるように、前記第２フリー磁性層５１を形成しなければならない。従って、図１６に示すように前記第２フリー磁性層５１の上面５１ｂは、前記強磁性層５４の上面よりも高い位置に形成されなければならない。そして上記した第２の磁場中アニールを施す。
【０１７５】
上記の第２の磁場中アニールによって、第２反強磁性層４２は適切に規則化変態し、第２反強磁性層４２と強磁性層５４との間に適切な大きさの交換結合磁界が発生する。さらに、強磁性層５４と第１フリー磁性層２８の素子両側端部Ｃとの間に、交換相互作用に基づく強磁性結合が発生し、これによって第１フリー磁性層２８の両側端部Ｃの磁化は、トラック幅方向（図示Ｘ方向）に固定される。
【０１７６】
なお、素子中央部Ｄの第１フリー磁性層２８及び第２フリー磁性層５１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である。なお前記強磁性層５４と第１フリー磁性層２８の素子両側端部Ｃ間に８Å程度の非磁性層５３の両側端部５３ａが残っている場合は、前記第１フリー磁性層２８の素子両側端部Ｃと強磁性層５４は人工フェリ構造となり、磁化が互いに反平行にされる。
【０１７７】
図１７ないし図１９は、図３ないし図５とは別の工程で電極層５０までを形成する製造方法を示す一工程図である。
【０１７８】
図１７に示す工程は、図３工程と同様に、基板２０上に、シードレイヤ２１、第１反強磁性層２２、固定磁性層２３、非磁性材料層２７、第１フリー磁性層２８、第３反強磁性層４１及び非磁性層５３を連続成膜した後、第１の磁場中アニールを施し、その後、前記非磁性層５３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１７に示す形状のレジスト層６１を非磁性層５３上に残す。レジスト層６１は例えばリフトオフ用のアンダーカット形状を有するレジスト層である。前記第１の磁場中アニールでは、前記第３反強磁性層４１の膜厚は２０Å以上で５０Å以下の薄い膜厚で形成されているので、前記第３反強磁性層４１は規則化せず、よって前記第１フリー磁性層２８との間で交換結合磁界は発生しないか、あるいは発生してもその磁界は非常に弱く、この第１の磁場中アニールで前記第１フリー磁性層２８の磁化が固定されてしまうということはない。
【０１７９】
次にレジスト層６１に覆われていない非磁性層５３の両側端部５３ａを、図１７に示す矢印Ｈ方向からのイオンミリングで削って除去する（図１７に示す点線部分の非磁性層５３が除去される）。
【０１８０】
図１７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によって非磁性層５３を削ることができるから、リング止め位置のマージンを狭くすることが可能になる。特に、非磁性層５３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も可能になる。従って、第３反強磁性層４１はイオンミリングによって大きなダメージを受けなくなる。
【０１８１】
なお、図１７工程時に、前記第３反強磁性層４１の素子両側端部Ｃ上に非磁性層５３の両側端部５３ａが一部残されてもよい。少なくとも前記非磁性層５３の両側端部５３ａの表面は酸化されているので削り取る。このとき前記非磁性層５３の両側端部５３ａの膜厚を３Å以下で残す。
【０１８２】
次に図１８工程を施す。図１８工程では、前記第３反強磁性層の素子両側端部Ｃ上に第２反強磁性層４２及び電極層５０を真空中で連続成膜する。成膜にはスパッタや蒸着法を使用できる。成膜された第２反強磁性層４２の内側端部４２ａ及び電極層５０の内側端部５０ａは、下方から上方に向うにしたがって（図示Ｚ方向）、徐々に第２反強磁性層４２間の間隔Ａがトラック幅方向（図示Ｘ方向）広がる傾斜面あるいは湾曲面で形成される。
【０１８３】
またこの実施形態では前記第２反強磁性層４２の下面間のトラック幅方向における間隔でトラック幅Ｔｗが規定される。
【０１８４】
図１８に示すように電極層５０まで積層形成した後、前記第２反強磁性層４２を構成する元素からなる反強磁性材料の膜４２ｂ及び電極層５０を構成する元素からなる電極材料の膜５０ｃが付着したレジスト層６１を有機溶剤などを用いたリフトオフで除去する。
【０１８５】
次に図１９に示すように、前記第２反強磁性層４２間の間隔Ａ内から露出する非磁性層５３（図１８を参照）をすべて除去し、さらに前記非磁性層５３を除去したことで現れる第３反強磁性層４１もすべて除去して第１フリー磁性層２８の表面２８ａを素子中央部Ｄから露出させる。図１９に示すように、前記第３反強磁性層４１、第２反強磁性層４２及び電極層５０のトラック幅方向における内側端面４１ａ、４２ａ、５０ａは連続面として形成される。
【０１８６】
その後、図６及び図７工程と同じ工程を施し、前記素子中央部Ｄの第１フリー磁性層２８上に第２フリー磁性層５１を形成する。
【０１８７】
上記したいずれの製造方法においてもフリー磁性層７０、７１の素子中央部Ｄの膜厚を、素子両側端部Ｃの膜厚に比べて容易に且つ確実に厚く形成することができる。
【０１８８】
しかも素子中央部Ｄに第２フリー磁性層５１を形成する工程において、フォトリソグラフィー技術を用いなくても、前記第２フリー磁性層５１を形成できるから、アライメントが必要なく、精度良く且つ容易に所定形状の前記第２フリー磁性層５１を形成することができる。
【０１８９】
さらにフリー磁性層７０、７１の素子両側端部Ｃは、イオンミリングの影響を受けることがなく、また受けてもその影響は非常に小さいので、前記第２反強磁性層４２あるいは第３反強磁性層４１との間で発生する交換結合磁界をより適切に大きくでき、前記フリー磁性層７０、７１の素子両側端部Ｃをしっかりと固定でき、サイドリーディングの発生を適切に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。
【０１９０】
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。
【０１９１】
以上本発明をその好ましい実施例に関して述べたが、本発明の範囲から逸脱しない範囲で様々な変更を加えることができる。
【０１９２】
なお、上述した実施例はあくまでも例示であり、本発明の特許請求の範囲を限定するものではない。
【０１９３】
【実施例】
図１と同様の磁気検出素子を製造し、［（前記フリー磁性層７０の素子両側端部Ｃでの膜厚ｔ２から前記フリー磁性層７０の素子中央部Ｄの膜厚ｔ１を引いた値）／前記フリー磁性層７０の素子中央部Ｄの膜厚ｔ１］×１００（％）（なお以下では単に「比率」と称す）と再生出力との関係を調べた。
【０１９４】
実験に使用した磁気検出素子は、前記フリー磁性層７０の素子中央部Ｄの膜厚ｔ１が７０Åであり、トラック幅Ｔｗは０．２μｍであり、ＭＲハイト長さ（図１に示す磁気検出素子の図示Ｙ方向の長さ）は、０．１５μｍであった。また前記フリー磁性層７０にはＣｏＦｅ／ＮｉＦｅを使用し、前記フリー磁性層７０の単位面積当たりの磁気モーメントは、４．８４（Ｔ・ｎｍ）であった。実験では、前記フリー磁性層７０の素子両側端部Ｃの膜厚ｔ２を変化させて、前記比率と再生出力との関係を調べた。
【０１９５】
図２０に示すように、比率が正の値のとき、すなわち素子両側端部Ｃの膜厚ｔ２が素子中央部Ｄの膜厚ｔ１と同じかあるいはそれよりも大きいとき（従来例）、再生出力が小さく、前記比率を負の値にすると、すなわち素子両側端部Ｃの膜厚ｔ２を素子中央部Ｄの膜厚ｔ１よりも小さくすると（実施例）、再生出力が大きくなることがわかった。
【０１９６】
ただし前記比率が−８０％よりも小さくなると再生波形の歪みやバルクハウゼンノイズなどの不安定性（いわゆるＩｎｓｔａｂｉｌｉｔｙ）が発生する確率が増えるという問題があるので、前記比率の下限値を−８０％とし、前記比率の好ましい範囲を−８０％以上で０よりも小さい範囲内と設定した。
【０１９７】
【発明の効果】
以上詳細に説明した本発明では、第２反強磁性層のトラック幅方向の素子中央部に形成された前記間隔内に、さらに第２フリー磁性層が埋められており、前記素子中央部の前記フリー磁性層の膜厚が、前記フリー磁性層の素子両側端部の膜厚よりも厚く形成されている。
【０１９８】
前記フリー磁性層の素子両側端部が前記フリー磁性層の素子中央部の膜厚よりも薄く形成されると、前記フリー磁性層の素子両側端部の内側端部から発生する静磁界が減少するから、素子中央部への静磁界の影響は軽減される。しかも前記フリー磁性層の素子中央部では膜厚が厚くされたことによって前記静磁界による磁束が前記素子中央部で広がり、すなわち前記素子中央部での磁束密度をより効果的に小さくできるため、前記フリー磁性層の素子中央部での再生感度を向上させることができ、再生出力の向上を図ることができる。また素子中央部の膜厚が厚くされたことで、熱揺らぎの問題を適切に緩和でき従来に比べてノイズの発生を適切に抑制できる磁気検出素子を製造することができる。
【０１９９】
また、前記フリー磁性層の素子両側端部では素子中央部よりも膜厚が薄いことから、前記素子両側端部と前記第２反強磁性層との間で交換結合磁界を適度な大きさで発生させ、前記フリー磁性層の素子両側端部の磁化を適切に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。
【０２００】
よって本発明では今後の高記録密度化に適切に対応すべく狭トラック化を促進させても、再生感度が良好で再生出力を向上させることができ、さらにサイドリーディングの発生等も少なく再生特性に優れた磁気検出素子を製造することができる。
【０２０１】
また本発明の磁気検出素子の製造方法では、素子中央部に第２フリー磁性層を形成する工程において、フォトリソグラフィー技術を用いなくても、前記第２フリー磁性層を形成できるから、アライメントが必要なく、精度良く且つ容易に前記第２フリー磁性層を形成することができる。
【０２０２】
さらにフリー磁性層の素子両側端部は、イオンミリングの影響を受けることがなく、また受けてもその影響は非常に小さいので、前記第２反強磁性層あるいは第３反強磁性層との間で発生する交換結合磁界をより適切に大きくでき、前記フリー磁性層の素子両側端部Ｃをしっかりと固定でき、サイドリーディングの発生を適切に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。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１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、
【図２】本発明の第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、
【図３】図１に示す磁気検出素子の製造方法を示す一工程図、
【図４】図３の次に行なわれる一工程図、
【図５】図４の次に行なわれる一工程図、
【図６】図５の次に行なわれる一工程図、
【図７】図６の次に行なわれる一工程図、
【図８】図２に示す磁気検出素子の製造方法を示す一工程図、
【図９】図８の次に行なわれる一工程図、
【図１０】図９の次に行なわれる一工程図、
【図１１】図１０の次に行なわれる一工程図、
【図１２】図１１の次に行なわれる一工程図、
【図１３】図８ないし図１０とは異なる製造方法で磁気検出素子を製造する際の一工程図、
【図１４】図１３の次に行なわれる一工程図、
【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】図３ないし図５とは異なる製造方法で磁気検出素子を製造する際の一工程図、
【図１８】図１７の次に行なわれる一工程図、
【図１９】図１８の次に行なわれる一工程図、
【図２０】［（フリー磁性層の素子両側端部の膜厚ｔ２−フリー磁性層の素子中央部の膜厚ｔ１）／フリー磁性層の素子中央部の膜厚ｔ１］×１００（％）と、再生出力との関係を示すグラフ、
【図２１】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２２】従来の別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】
２０　基板
２２　第１反強磁性層
２３　固定磁性層
２７　非磁性材料層
２８　第１フリー磁性層
４１　第３反強磁性層
４２　第２反強磁性層
５０　電極層
５１、５７　第２フリー磁性層
５３　非磁性層
５４　強磁性層
６０、６１　レジスト層
７０、７１　フリー磁性層
Ｃ　素子両側端部
Ｄ　素子中央部

Claims (15)

1. 下から第１反強磁性層、固定磁性層、非磁性材料層及び第１フリー磁性層の順に積層された多層膜を有し、
   前記第１フリー磁性層の上側には素子中央部にトラック幅方向に所定の間隔を開けた第２反強磁性層が形成され、
   前記間隔内には、さらに第２フリー磁性層が埋められ、この第１フリー磁性層と第２フリー磁性層とを有してフリー磁性層が構成され、トラック幅方向における素子中央部の前記フリー磁性層の膜厚が、トラック幅方向における素子両側端部の前記フリー磁性層の膜厚よりも厚く形成されていることを特徴とする磁気検出素子。
2. ［（前記フリー磁性層の素子両側端部での膜厚から前記フリー磁性層の素子中央部の膜厚を引いた値）／前記フリー磁性層の素子中央部の膜厚］×１００（％）は、−８０％以上で０％より小さい範囲内である請求項１記載の磁気検出素子。
3. 前記フリー磁性層の素子両側端部での膜厚は１０Å以上で５０Å以下である請求項２記載の磁気検出素子。
4. 前記フリー磁性層の素子中央部での膜厚は３０Å以上で７０Å以下である請求項２または３に記載の磁気検出素子。
5. 前記間隔内に埋められて形成された第２フリー磁性層は、前記多層膜を構成する第１フリー磁性層とは別工程で形成されたものである請求項１ないし４のいずれかに記載の磁気検出素子。
6. 前記フリー磁性層の素子両側端部と前記第２反強磁性層間にはトラック幅方向の素子中央部に所定の間隔を開けた第３反強磁性層が形成される請求項１ないし５のいずれかに記載の磁気検出素子。
7. 少なくとも前記フリー磁性層の素子両側端部と前記第２反強磁性層間には強磁性層が設けられ、この強磁性層も合わせて前記フリー磁性層の素子両側端部を構成する請求項１ないし５のいずれかに記載の磁気検出素子。
8. 前記第２反強磁性層のトラック幅方向における内側端面、あるいは第２反強磁性層と第３反強磁性層のトラック幅方向における内側端面は、下方から上方に向うにしたがって前記間隔が徐々に広がる傾斜面あるいは湾曲面で形成される請求項１ないし７のいずれかに記載の磁気検出素子。
9. 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、固定磁性層、非磁性材料層及び第１フリー磁性層の順に積層された多層膜を形成する工程と、
   （ｂ）前記第１フリー磁性層の上側に素子中央部の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、
   （ｃ）前記間隔内にさらに第２フリー磁性層を埋め、前記第１フリー磁性層と第２フリー磁性層とを有するフリー磁性層を構成し、トラック幅方向における素子中央部の前記フリー磁性層の膜厚を、トラック幅方向における素子両側端部の前記フリー磁性層の膜厚よりも厚く形成する工程。
10. 前記（ｃ）工程に代えて以下の工程を有する請求項９記載の磁気検出素子の製造方法。
    （ｄ）少なくとも前記間隔内から前記第２反強磁性層のトラック幅方向の内側端面上に第２フリー磁性層を延出形成した後、前記内側端面に延出形成された第２フリー層を削って、前記間隔内に前記第２フリー磁性層を残す工程。
11. 前記（ｄ）工程で、前記間隔内に形成された前記第２フリー磁性層の膜厚を、前記第２反強磁性層の前記内側端面に延出形成された前記第２フリー磁性層の膜厚よりも厚く形成する請求項１０記載の磁気検出素子の製造方法。
12. 前記（ａ）工程及び（ｂ）工程に代えて以下の工程を有する請求項９ないし１１のいずれかに記載の磁気検出素子の製造方法。
    （ｅ）下から第１反強磁性層、固定磁性層、非磁性材料層、第１フリー磁性層、第３反強磁性層及び非磁性層の順に積層された多層膜を形成する工程と、
    （ｆ）前記非磁性層を削った後、その上に第２反強磁性層を形成する工程と、
    （ｇ）前記第２反強磁性層及び第３反強磁性層の素子中央部を膜厚方向に削って前記素子中央部に所定の間隔を開け、このとき前記間隔内から前記第１フリー磁性層の素子中央部を露出させる工程。
13. 前記（ａ）工程及び（ｂ）工程に代えて以下の工程を有する請求項９ないし１１のいずれかに記載の磁気検出素子の製造方法。
    （ｈ）下から第１反強磁性層、固定磁性層、非磁性材料層及び第１フリー磁性層及び非磁性層の順に積層された多層膜を形成する工程と、
    （ｆ）前記非磁性層を削った後、その上に前記第１フリー磁性層とともにフリー磁性層を構成する強磁性層、および第２反強磁性層を形成する工程と、
    （ｊ）前記第２反強磁性層の素子中央部を膜厚方向に削って前記素子中央部に所定の間隔を開け、このとき前記間隔内から前記強磁性層の素子中央部を露出させる工程。
14. 前記（ｅ）工程あるいは（ｈ）工程での前記非磁性層を、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｈ、Ｃｒ、Ｃｕのいずれか１種または２種以上で形成する請求項１２または１３に記載の磁気検出素子の製造方法。
15. 前記非磁性層を３Å以上で１０Å以下で形成する請求項１４記載の磁気検出素子の製造方法。

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