JP2007164831A - 薄膜磁気ヘッド及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 特に、出力の向上とジュール熱の低減、さらには感度の向上を図ることが可能な薄膜磁気ヘッド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３０、非磁性材料層２９及び第２固定磁性層２８ｃからなるスピン依存散乱部３１の膜面と平行な方向での面積は、第１固定磁性層２８ａの膜面と平行な方向での面積に比べて小さく、前記スピン依存散乱部３１のトラック幅方向の幅寸法Ｔｗ２は、前記第１固定磁性層２８ａのトラック幅方向の幅寸法Ｔｗ３より小さく形成され、前記スピン依存散乱部３１の両側側面３１ａと、前記第１固定磁性層２８ａの両側側面との間には段差部３７が設けられ、前記スピン依存散乱部３１の側面は連続面で形成されている。これにより、出力の向上とジュール熱の低減、さらには感度の向上を図ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ハードディスク装置等に備えられた記録媒体の記録信号を再生するための薄膜磁気ヘッドに係り、特に、出力の向上とジュール熱の低減、さらには感度の向上を図ることが可能な薄膜磁気ヘッド及びその製造方法に関する。

スピンバルブ型薄膜素子は、反強磁性層、固定磁性層、非磁性材料層及びフリー磁性層を有して成る積層体と、前記積層体の両側に形成されたハードバイアス層とを有して成る。

前記積層体の膜面と垂直方向に電流が流れる構造はＣＰＰ（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒ ｔｏ ｔｈｅ Ｐｌａｎｅ）型と呼ばれている。ＣＰＰ型のスピンバルブ型薄膜素子では、前記ハードバイアス層の上下に絶縁層が設けられている。また前記スピンバルブ型薄膜素子の上下に電極層が設けられる。例えば前記スピンバルブ型薄膜素子の上下に形成されるシールド層が前記電極層としても用いられる。

図２３は従来のＣＰＰ型のデュアルスピンバルブ型薄膜素子を用いた薄膜磁気ヘッドの構造である。図２３は、前記薄膜磁気ヘッドを記録媒体との対向面と平行な方向から切断した断面図である。

符号１は下部シールド層である。前記下部シールド層１上にデュアルスピンバルブ型薄膜素子２が形成される。前記デュアルスピンバルブ型薄膜素子２のトラック幅方向（図示Ｘ方向）のほぼ中央には積層体３が形成されている。

前記積層体３は、下から下地層４、シード層５、下側反強磁性層６、下側固定磁性層７、下側非磁性材料層８、フリー磁性層９、上側非磁性材料層１０、上側固定磁性層１１、上側反強磁性層１２、及び保護層１３の順に積層されている。

前記下側固定磁性層７及び前記上側固定磁性層１１は積層フェリ構造で形成される。前記下側固定磁性層７は、下から下側第１固定磁性層７ａ、下側非磁性中間層７ｂ、下側第２固定磁性層７ｃの順に積層され、前記上側固定磁性層１１は、下から上側第２固定磁性層１１ｃ、上側非磁性中間層１１ｂ、上側第１固定磁性層１１ａの順に積層されている。

図２３に示すように前記積層体３のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の両側領域には、下から絶縁層１４、ハードバイアス層１５及び絶縁層１６の順に積層されている。そして前記スピンバルブ型薄膜素子２上には上部シールド層１７が形成されている。

図２３の構造では、前記下部シールド層１及び上部シールド層１７が電極層を兼ねている。よって電流は、前記シールド層１，１７から前記積層体３の膜面に対し垂直方向に流される。前記絶縁層１４，１６は前記電流が前記積層体２のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の両側に分流するのを抑制するために設けられる。図２３に示すように前記積層体３のトラック幅方向の幅寸法（トラック幅Ｔｗ）は、Ｔｗ１で形成されている。

ところで、抵抗変化量（ΔＲ）及び再生出力（ΔＶ）に主として寄与する層は、第２固定磁性層７ｃ，１０ｃ、非磁性材料層８，１０、及びフリー磁性層９である。これら層内でスピン依存散乱が生じることで、抵抗変化量（ΔＲ）及び再生出力（ΔＶ）が得られるのである。

前記再生出力（ΔＶ）は、η・Δρ・Ｉ・ｔ／（Ｔｗ・ｈ）で示される。ηは定数、Δρは、第２固定磁性層７ｃ，１０ｃ、非磁性材料層８，１０、及びフリー磁性層９から成るスピン依存散乱部の抵抗率の変化量、Ｉは電流値、ｔは、前記下側第２固定磁性層７ｃ、前記下側非磁性材料層８、前記フリー磁性層９、前記上側非磁性材料層１０、前記上側第２固定磁性層１１ｃ（以下、これらの層をスピン依存散乱部と称する）の膜厚、Ｔｗは前記スピン依存散乱部の平均トラック幅Ｔｗ１、ｈは、前記スピン依存散乱部のハイト方向（図示Ｙ方向）への平均長さ、である。なお電流値Ｉは特に断らない限り一定であるとして説明する。

上記の再生出力（ΔＶ）の式を見てわかるように、スピン依存散乱部の膜面と平行な方向（図示Ｘ−Ｙ平面）での面積（Ｔｗ・ｈ）を小さくすれば、前記再生出力（ΔＶ）を大きくできる。

したがって、従来では、前記トラック幅Ｔｗ１を小さくして、前記再生出力（ΔＶ）を大きくしようとしていた。
特開２００５−１６７２３６号公報

図２３に示すデュアルスピンバルブ型薄膜素子２では、前記積層体３を構成する全層のトラック幅をＴｗ１となるように制御している。

しかしかかる場合、必要以上に前記積層体３の抵抗値が上昇してしまい、ジュール熱が大きくなるといった問題があった。スピンバルブ型薄膜素子２は熱に弱いため、ジュール熱を出来る限り抑制することが必要である。

上記した特許文献１では、この明細書に添付した図２４に示すように、固定磁性層７，１１のトラック幅方向の寸法をＷ１とし、非磁性材料層８，１０のトラック幅方向の寸法をＷ２とし、フリー磁性層９のトラック幅方向の寸法をＷ３とし、Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３には、Ｗ１＞Ｗ２＞Ｗ３の関係が成り立っている。特許文献１の構造では、図２４に示すように、固定磁性層７，１１と非磁性材料層８，１０との間、及び非磁性材料層８，１０とフリー磁性層９との間に夫々段差１８，１９が形成されている。

例えば図２３に示すトラック幅方向の寸法ＴＷ１が、図２４に示すトラック幅Ｗ１と同じであると仮定すると、図２４に示す構造は、図２３に比べて必要以上に素子抵抗が上昇せず、ジュール熱を小さくできる構造となっている。

しかし図２４に示す構造では、以下のような問題点があった。まず、スピン依存散乱に寄与する第２固定磁性層７ｃ，１１ｃのトラック幅方向の幅寸法は、第１固定磁性層７ａ，１１ａと同じ幅寸法Ｗ１であり、前記第２固定磁性層７ｃ，１１ｃの記録媒体との対向面と平行な方向（図示Ｘ−Ｚ平面）での断面積は大きく形成され、その結果、記録媒体からの外部磁界が前記第２固定磁性層７ｃ，１１ｃに入りやすい構造となっている。このため前記フリー磁性層９に入る外部磁界強度が弱くなり、再生感度が低下することで、抵抗変化（ΔＲ）や再生出力（ΔＶ）の低下をもたらした。

また図２４に示すように、段差１９を介してフリー磁性層９のトラック幅方向の寸法ｗ１よりも幅寸法の大きい非磁性材料層８，１０が形成されているため、電流は矢印方向に示すように、前記非磁性材料層８，１０間にハードバイアス層１５を介して流れる割合が増加する。これにより、スピン依存散乱部を構成するフリー磁性層への電流密度が低下するため再生出力（ΔＶ）が低下するといった問題があった。

また、フォトリソグラフィ技術を用いて、図２４に示す積層体３の構造を形成するには、多数回のフォトリソグラフィ技術を用いないと形成できず、製造が非常に煩雑化しやすい。

なお前記フォトリソグラフィ技術を用いて図２３，図２４に示す積層体３を形成すると、前記積層体３は、上側から下側に向けてトラック幅方向の幅寸法が広がって形成されやすいが、かかる場合でも上記と同様の問題が生じる。

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、特に、出力の向上とジュール熱の低減、さらには感度の向上を図ることが可能な薄膜磁気ヘッド及びその製造方法を提供することを目的としている。

本発明は、磁気検出素子と前記磁気検出素子の上下に形成された電極層とを有して成る薄膜磁気ヘッドにおいて、
前記磁気検出素子は、固定磁性層と前記固定磁性層に非磁性材料層を介して対向するフリー磁性層とを有して成る積層体と、前記積層体のトラック幅方向の両側に形成されたバイアス層と、前記バイアス層の上下に形成された絶縁層とを有して構成され、
前記固定磁性層は第１固定磁性層と、第２固定磁性層と、前記第１固定磁性層と第２固定磁性層間に介在する非磁性中間層とが積層された積層フェリ構造であり、前記第２固定磁性層が前記非磁性材料層に接して形成されており、
前記フリー磁性層、前記非磁性材料層及び前記第２固定磁性層からなるスピン依存散乱部の膜面と平行な方向での面積は、前記第１固定磁性層の膜面と平行な方向での面積に比べて小さく、
前記スピン依存散乱部のトラック幅方向の幅寸法は、前記第１固定磁性層のトラック幅方向の幅寸法より小さく形成され、
前記スピン依存散乱部のトラック幅方向の両側側面と、前記第１固定磁性層のトラック幅方向の両側側面との間には段差が設けられ、前記スピン依存散乱部のトラック幅方向の両側側面は連続面で形成されていることを特徴とするものである。

本発明では、第２固定磁性層、非磁性材料層及びフリー磁性層から成るスピン依存散乱部は、他の部分に比べて膜面と平行な方向での面積及びトラック幅方向の幅寸法が小さくなるように形成されている。さらに、前記スピン依存散乱部のトラック幅方向の両側端面は連続面であるが、前記第１固定磁性層の両側端面と前記スピン依存散乱部の両側端面間には段差部が設けられている。

本発明の構造により、必要以上に素子抵抗を上昇させることなく、スピン依存散乱部の膜面と平行な方向の面積に反比例の関係にある再生出力（ΔＶ）を大きくできる。さらに、上記したように、第２固定磁性層と第１固定磁性層との間には段差が形成され、前記第２固定磁性層のトラック幅方向の幅寸法は、図２４に示す従来構造よりも十分に小さく形成されるので、再生感度を向上させることができ、抵抗変化量（ΔＲ）及び更なる再生出力（ΔＶ）の向上を図ることが可能である。

また本発明では、下から反強磁性層、前記第１固定磁性層、前記非磁性中間層、前記第２固定磁性層、前記非磁性材料層、前記フリー磁性層の順に積層され、前記反強磁性層、前記第１固定磁性層、前記非磁性中間層の前記トラック幅方向の両側端面は、下から上に向けて徐々にトラック幅方向の幅寸法が小さくなるように連続した傾斜面で形成されており、前記段差を介して前記非磁性中間層上に前記スピン依存散乱部が形成されていることが好ましい。これにより、より適切に再生出力（ΔＶ）の向上、素子抵抗の低減及び再生感度の向上を図ることが出来る。また上記構成により、前記スピン依存散乱部の膜面と平行な方向での面積及びトラック幅方向の幅寸法を他の部分よりも、適切に小さく形成できる。

また本発明は、磁気検出素子と前記磁気検出素子の上下に形成された電極層とを有して成る薄膜磁気ヘッドにおいて、
前記磁気検出素子は、フリー磁性層と前記フリー磁性層の上に形成された上側非磁性材料層と前記上側非磁性材料層の上に形成された上側固定磁性層と前記フリー磁性層の下に形成された下側非磁性材料層と前記下側非磁性材料層の下に形成された下側固定磁性層とを有して成る積層体と、前記積層体のトラック幅方向の両側に形成されたバイアス層と、前記バイアス層の上下に形成された絶縁層とを有して構成され、
前記上側固定磁性層は、上側第１固定磁性層と、上側第２固定磁性層と、前記上側第１固定磁性層と前記上側第２固定磁性層間に介在する上側非磁性中間層とが積層された積層フェリ構造であり、前記上側第２固定磁性層が前記上側非磁性材料層に接して形成されており、
前記下側固定磁性層は、下側第１固定磁性層と、下側第２固定磁性層と、前記下側第１固定磁性層と前記下側第２固定磁性層間に介在する下側非磁性中間層とが積層された積層フェリ構造であり、前記下側第２固定磁性層が前記下側非磁性材料層に接して形成されており、
前記フリー磁性層、前記上側非磁性材料層、前記下側非磁性材料層、前記下側第２固定磁性層、及び前記上側第２固定磁性層から成るスピン依存散乱部の膜面と平行な方向での面積は、前記上側第１固定磁性層及び前記下側第１固定磁性層の膜面と平行な方向での面積に比べて小さく、
前記スピン依存散乱部のトラック幅方向の幅寸法は、前記上側第１固定磁性層及び前記下側第１固定磁性層のトラック幅方向の幅寸法より小さく形成され、
前記スピン依存散乱部の両側側面と、前記下側第１固定磁性層のトラック幅の両側側面との間には下側段差部が設けられ、前記スピン依存散乱部のトラック幅の両側側面と、前記上側第１固定磁性層のトラック幅の両側側面との間には上側段差部が設けられ、前記スピン依存散乱部のトラック幅方向の両側側面は連続面で形成されていることを特徴とするものである。

本発明では、下側第２固定磁性層、下側非磁性材料層、フリー磁性層、上側非磁性材料層、上側第２固定磁性層から成るスピン依存散乱部は、他の部分に比べて膜面と平行な方向での面積及びトラック幅方向の幅寸法が小さくなるように形成されている。さらに、前記スピン依存散乱部のトラック幅方向の両側端面は連続面であるが、前記下側第１固定磁性層及び前記上側第１固定磁性層の両側端面と前記スピン依存散乱部の両側端面間には段差部が設けられている。

本発明の構成により、必要以上に素子抵抗を上昇させることなく、スピン依存散乱部の膜面と平行な方向の面積に反比例の関係にある再生出力（ΔＶ）を大きくできる。さらに、上記したように、前記下側第２固定磁性層と前記下側第１固定磁性層との間、及び前記上側第２固定磁性層と前記上側第１固定磁性層との間には段差が形成され、前記第２固定磁性層のトラック幅方向の幅寸法は、図２４に示す従来構造よりも適切に小さく形成されるので、再生感度を向上させることができ、抵抗変化量（ΔＲ）及び更なる再生出力（ΔＶ）の向上を図ることが可能である。さらに図２４の従来構造に比べて電流の分流ロスを抑制できる。

また本発明では、前記下側第１固定磁性層の下には下側反強磁性層が形成され、前記下側反強磁性層、前記下側第１固定磁性層、前記下側非磁性中間層の前記トラック幅方向の両側端面は、下から上に向けて徐々にトラック幅方向の幅寸法が小さくなるように連続した傾斜面で形成されており、
前記下側段差部を介して前記下側非磁性中間層上に形成された前記スピン依存散乱部のトラック幅方向の両側端面と、前記上側非磁性中間層のトラック幅方向の両側側面とは連続面で形成され、
前記上側段差部を介して前記上側非磁性中間層上に形成された上側第１固定磁性層、及び前記上側第１固定磁性層上に形成された上側反強磁性層の前記トラック幅方向の両側端面は、下から上に向けて徐々にトラック幅方向の幅寸法が小さくなるように連続した傾斜面で形成されていることが好ましい。これにより、より適切に再生出力（ΔＶ）の向上、素子抵抗の低減及び再生感度の向上を図ることが出来る。また上記構成により、前記スピン依存散乱部の膜面と平行な方向での面積及びトラック幅方向の幅寸法を他の部分よりも、適切に小さく形成できる。

本発明における薄膜磁気ヘッドの製造方法は、以下の工程を有することを特徴とするものである。

（ａ） 下側電極層上に、下から反強磁性層、第１固定磁性層、非磁性中間層、第２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積層体を形成する工程、
（ｂ） 第２固定磁性層、非磁性材料層及びフリー磁性層のスピン依存散乱部のトラック幅方向の両側端面を削除加工する工程、
（ｃ） 前記スピン依存散乱部のトラック幅方向の両側に第１絶縁層を介してバイアス層を形成し、さらに前記バイアス層間上に第２絶縁層を形成する工程、
（ｄ） 前記フリー磁性層上に上側電極層を形成する工程、
上記の製造工程により、第２固定磁性層、非磁性材料層及びフリー磁性層から成るスピン依存散乱部の膜面と平行な方向での面積及びトラック幅方向の幅寸法を他の部分よりも、適切且つ簡単に小さく形成できる。

また本発明では、前記（ａ）工程と前記（ｂ）工程の間に、
（ｅ） 前記積層体のトラック幅方向の両側端面を削除加工する工程、を含み、
前記（ｅ）工程後、前記（ｂ）工程で、前記スピン依存散乱部のトラック幅方向の両側端面を部分的に削除加工し、
さらに、前記（ｃ）工程と前記（ｄ）工程の間に、
（ｆ） 前記積層体のハイト方向の後端面側を削除加工し、前記ハイト方向の後端面に第３絶縁層を形成する工程、
を含むことが好ましい。上記の加工を行うことで、前記積層体の周囲を絶縁層で適切に囲うことができ、電流の分流ロスの少ない磁気検出素子を製造できる。

また本発明における薄膜磁気ヘッドの製造方法は、以下の工程を有することを特徴とするものである。

（ｇ） 下側電極層上に、下から下側反強磁性層、下側第１固定磁性層、下側非磁性中間層、下側第２固定磁性層、下側非磁性材料層、フリー磁性層、上側非磁性材料層、上側第２固定磁性層、上側非磁性中間層の順に積層された第１積層体を形成する工程、
（ｈ） 前記上側非磁性中間層、前記上側第２固定磁性層、前記上側非磁性材料層、前記フリー磁性層、前記下側非磁性材料層及び前記下側第２固定磁性層のスピン依存散乱部及び前記上側非磁性中間層のトラック幅方向の両側端面を削除加工する工程、
（ｉ） 前記スピン依存散乱部のトラック幅方向の両側に第４絶縁層を介してバイアス層を形成し、さらに前記バイアス層間上に第５絶縁層を形成する工程、
（ｊ） 前記第１積層体上及び前記第５絶縁層上に、下から上側第１固定磁性層、上側反強磁性層の順に積層された第２積層体を形成する工程、
（ｋ） 前記上側反強磁性層上に上側電極層を形成する工程、
上記の製造工程により、下側第２固定磁性層、下側非磁性材料層、フリー磁性層、上側非磁性材料層、上側第２固定磁性層から成るスピン依存散乱部の膜面と平行な方向での面積及びトラック幅方向の幅寸法を他の部分よりも、適切且つ簡単に小さく形成できる。特に、前記（ｇ）工程で、前記上側非磁性中間層までを積層した後、前記（ｈ）工程で、トラック幅方向の幅寸法の加工工程を行い、前記（ｊ）工程で、前記非磁性中間層上に前記第２固定磁性層、及び前記下側反強磁性層を積層する。このような製造工程とすることで、前記上側第１固定磁性層と前記上側第２固定磁性層との間に適切にＲＫＫＹ相互作用を適切に生じさせ、前記上側第１固定磁性層と前記上側第２固定磁性層とを適切にハイト方向と平行な方向に磁化固定することが可能である。

本発明では、前記（ｇ）工程と、前記（ｈ）工程の間に、
（ｌ） 前記第１積層体のトラック幅方向の両側端面を削除加工する工程、を含み、
前記（ｌ）工程後、前記（ｈ）工程で、前記スピン依存散乱部及び前記上側非磁性中間層のトラック幅方向の両側端面を部分的に削除加工し、
前記（ｊ）工程と前記（ｋ）工程の間に、
（ｍ） 前記（ｈ）工程でのスピン依存散乱部のトラック幅方向の幅寸法よりも大きい幅寸法にて、前記第２積層体のトラック幅方向の両側端面を削除加工する工程、
（ｎ） 前記第２積層体のトラック幅方向の両側に第６絶縁層を形成する工程、
（ｏ） 前記第１積層体と前記第２積層体とを有して成る積層体のハイト方向の後端面側を削除加工し、前記ハイト方向の後端面に第７絶縁層を形成する工程、
を含むことが好ましい。上記の加工を行うことで、前記積層体の周囲を絶縁層で適切に囲うことができ、電流の分流ロスの少ない磁気検出素子を製造できる。

本発明によれば、必要以上に素子抵抗を上昇させることなく、スピン依存散乱部の膜面と平行な方向の面積に反比例の関係にある再生出力（ΔＶ）を大きくでき、さらに再生感度を向上させることができる。

図１は本実施形態のシングルスピンバルブ型薄膜素子（磁気検出素子）を備えた再生磁気ヘッド（薄膜磁気ヘッド）を、記録媒体との対向面と平行な方向から切断した部分断面図、図２は図１に示す再生磁気ヘッドをＡ−Ａ線に沿って図示Ｚ−Ｙ平面と平行な方向に切断し、その切断面を矢印方向から見た前記再生磁気ヘッドの部分断面図である。

前記再生磁気ヘッドは、ハードディスク装置に設けられた浮上式スライダのトレーリング側端部などに設けられて、ハードディスクなどの記録磁界を検出するものである。なお、図中においてＸ方向は、トラック幅方向、Ｙ方向は、磁気記録媒体からの洩れ磁界の方向（ハイト方向）、Ｚ方向は、ハードディスクなどの磁気記録媒体の移動方向及び前記シングルスピンバルブ型薄膜素子の各層の積層方向、である。各方向は残り２つの方向に対し直交する関係となっている。「記録媒体との対向面」とは、Ｘ−Ｚ平面と平行な方向の面である。

図１の最も下に形成されているのは、ＮｉＦｅ合金等の磁性材料で形成された下部シールド層２０である。

前記下部シールド層２０の上に、シングルスピンバルブ型薄膜素子２３が形成されている。前記シングルスピンバルブ型薄膜素子２３は、感磁部としての積層体２４と前記積層体２４のトラック幅（図示Ｘ方向）の両側に形成された側方領域２５，２５とで構成される。

前記積層体２４のうち最も下には、下地層２１が形成される。前記下地層２１はＴａ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｍｏ，Ｗのうち１種または２種以上の元素などの非磁性導電材料で形成される。前記下地層２１上にはシード層２６が設けられる。前記シード層２６は、例えばＮｉＦｅＣｒによって形成される。前記シード層２６をＮｉＦｅＣｒによって形成すると、前記シード層２６は、面心立方（ｆｃｃ）構造を有し、膜面と平行な方向に{１１１}面として表される等価な結晶面が優先配向しているものになる。

前記シード層２６の上に形成された反強磁性層２７は、元素Ｘ（ただしＸは、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｏｓのうち１種または２種以上の元素である）とＭｎとを含有する反強磁性材料、あるいは元素Ｘと元素Ｘ′（ただし元素Ｘ′は、Ｎｅ，Ａｒ，Ｋｒ，Ｘｅ，Ｂｅ，Ｂ，Ｃ，Ｎ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｐ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｇａ，Ｇｅ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ａｇ，Ｃｄ，Ｓｎ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗ，Ｒｅ，Ａｕ，Ｐｂ、及び希土類元素のうち１種または２種以上の元素である）とＭｎとを含有する反強磁性材料で形成される。例えば前記反強磁性層２７はＩｒＭｎやＰｔＭｎで形成される。

前記反強磁性層２７上には固定磁性層２８が形成される。前記固定磁性層２８は、下から第１固定磁性層２８ａ、非磁性中間層２８ｂ、第２固定磁性層２８ｃからなる積層フェリ構造で形成される。前記反強磁性層２７との界面での交換結合磁界及び前記非磁性中間層２８ｂを介した反強磁性的交換結合磁界（ＲＫＫＹ的相互作用）により前記第１固定磁性層２８ａと第２固定磁性層２８ｃの磁化方向は互いに反平行状態にされる。この構成により前記固定磁性層２８の磁化を安定した状態にでき、また前記固定磁性層２８と反強磁性層２７との界面で発生する交換結合磁界を見かけ上大きくすることができる。

前記第１固定磁性層２８ａは、例えば、ＣｏＦｅ、ＮｉＦｅ，ＣｏＦｅＮｉなどの強磁性材料で形成されている。また前記非磁性中間層２８ｂは、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｃｒ、Ｒｅ、Ｃｕなどの非磁性導電材料で形成される。図１に示す構造では前記第２固定磁性層２８ｃが２層構造で形成される。前記第２固定磁性層２８ｃの下側の層（前記非磁性中間層２８ｂと接する層）は、ＣｏＦｅ、ＮｉＦｅ，ＣｏＦｅＮｉなどの強磁性材料層２８ｃ１で形成され、前記強磁性材料層２８ｃ１に形成された層（非磁性材料層２９に接する層）はＣｏ_２ＭｎＧｅ等のホイスラー合金層２８ｃ２である。ホイスラー合金は、組成によって強磁性を示し、スピン分極率が大きい金属であり、伝導電子のほとんどが、アップスピン電子またはダウンスピン電子のいずれか一方のみからなるハーフメタルである。前記第２固定磁性層２８ｃの全部あるいは図１のように一部（特に非磁性材料層２９に接する側）にホイスラー合金層２８ｃ２を設けることでΔＲＡ（ΔＲ：抵抗変化量、Ａ；膜面と平行な方向のスピン依存散乱部での平均した素子面積）を向上させることが可能である。前記強磁性材料層２８ｃ１を前記非磁性中間層２８ｂ側に設けることで第１固定磁性層２８ａとのＲＫＫＹ相互作用を高めることができ、前記第１固定磁性層２８ａ及び第２固定磁性層２８ｃを適切に磁化固定できる。

前記固定磁性層２８上には非磁性材料層２９が形成されている。前記非磁性材料層２９は、Ｃｕ、Ａｕ、またはＡｇで形成されている。Ｃｕ、Ａｕ、またはＡｇで形成された非磁性材料層２９は、面心立方（ｆｃｃ）構造を有し、膜面と平行な方向に{１１１}面として表される等価な結晶面が優先配向している。

前記非磁性材料層２９上にはフリー磁性層３０が形成されている。前記フリー磁性層３０は、ＮｉＦｅ合金やＣｏＦｅ合金等の強磁性材料、あるいはホイスラー合金、又はこれらの組み合わせ、又は積層フェリ構造等で形成される。図１では前記フリー磁性層３０は一層構造であり、例えばホイスラー合金で形成されている。
前記フリー磁性層３０上には、Ｔａ等で形成された保護層３９が形成される。

なお、以下では、前記第２固定磁性層２８ｃ、前記非磁性材料層２９及び前記フリー磁性層３０を「スピン依存散乱部３１」と称する。

図１に示すように前記積層体２４のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の両側領域２５，２５には、下からエッチング保護用絶縁層２２、第１絶縁層３２、ハードバイアス層３３、第２絶縁層３４の順で積層されている。

前記エッチング保護用絶縁層２２、前記第１絶縁層３２及び前記第２絶縁層３４はＡｌ_２Ｏ_３やＳｉＯ_２等の絶縁材料で形成される。前記エッチング保護用絶縁層２２は、前記下地層２１から前記非磁性中間層２８ｂまでの両側側面に形成される。前記ハードバイアス層３３は、ＣｏＰｔ合金やＣｏＣｒＰｔ合金等で形成される。前記ハードバイアス層３３は前記フリー磁性層３０に対して図示Ｘ方向へのバイアス磁界を与えるための層であるから、前記ハードバイアス層３３は前記フリー磁性層３０のトラック幅方向の両側に設けられていることが好ましい。

図１に示すように前記スピンバルブ型薄膜素子２３上にはＮｉＦｅ合金等で形成された上部シールド層３５が形成されている。

図２に示すように前記積層体２４のハイト側後端面２４ａは、下から上に向かうにしたがってハイト方向の長さ寸法が徐々に小さくなる連続した傾斜面で形成される。なお「傾斜面」とは、図２からの断面で見たときに前記後端面２４ａが湾曲形状、及び直線形状で現れるときのどちらも含む。図２に示すように前記後端面２４ａのハイト側（図示Ｙ方向）にはＡｌ_２Ｏ_３やＳｉＯ_２等の絶縁材料からなるバックフィルギャップ層（第３絶縁層）３８が形成されている。

図１，図２に示す実施形態では、第１固定磁性層２８ａの磁化方向と第２固定磁性層２８ｃの磁化方向は反平行でしかもハイト方向（図示Ｙ方向）と平行な方向に固定される。例えば前記第２固定磁性層２８ｃは図示Ｙ方向に磁化固定され、前記第１固定磁性層２８ａは図示Ｙ方向とは逆方向に磁化固定される。前記フリー磁性層３０は記録媒体からの外部磁界を受けていない状態では、図示Ｘ方向に磁化される。記録媒体からの外部磁界を受けて前記フリー磁性層３０の磁化は変動する。

前記下部シールド層２０及び前記上部シールド層３５は電極層としても機能している。図１のスピンバルブ型薄膜素子は、前記シールド層２０，３５から前記積層体２４に対し電流が膜面と垂直方向に流れるＣＰＰ−ＧＭＲである。

図１に示すように、前記スピン依存散乱部３１のトラック幅方向の両側端面３１ａ，３１ａは、下から上に向かうにしたがって徐々にトラック幅方向への幅寸法が小さくなる連続した傾斜面で形成される。なお「傾斜面」とは、図１からの断面で見たときに前記両側端面３１ａが湾曲形状、及び直線形状で現れるときのどちらも含む。図１に示すように前記スピン依存散乱部３１の両側端面３１ａは前記保護層３９の両側端面も含めて連続面で形成されている。ここで以下、前記スピン依存散乱部３１の「素子面積」という場合は、スピン依存散乱部３１において平均化したトラック幅方向（図示Ｘ方向）の幅寸法Ｔｗ２と、前記スピン依存散乱部３１において平均化したハイト方向（図示Ｙ方向）への長さ寸法ｈ１とを乗じた値（Ｔｗ２×ｈ１）を意味する。図１及び図２には平均化した幅寸法Ｔｗ２及び長さ寸法ｈ１が図示されている。またフリー磁性層３０、非磁性材料層２９、第２固定磁性層２８ｃのトラック幅方向（図示Ｘ方向）の幅寸法という場合は、各層における平均化した前記幅寸法を指す。すなわちこの明細書において特に断らない限り、素子面積や幅寸法、長さ寸法と言う場合は、対象となっている層の平均値を指している。

図１に示すように、前記スピン依存散乱部３１の下に形成された前記非磁性中間層２８ｂ、第１固定磁性層２８ａ、反強磁性層２７、シード層２６及び下地層２１（以下、これらの層をまとめて言うときは、反強磁性層２７と第１固定磁性層２８ａ間で交換結合されることにちなんで交換結合含有部３６と称する。なお交換結合含有部には少なくとも第１固定磁性層と反強磁性層とが含まれることが必須条件である。）のトラック幅方向の両側端面３６ａ，３６ａは、下から上に向けて徐々にトラック幅方向（図示Ｘ方向）の幅寸法が小さくなるように連続した傾斜面で形成される。なお「傾斜面」とは、図１からの断面で見たときに前記両側端面３６ａが湾曲形状、及び直線形状で現れるときのどちらも含む。前記交換結合含有部３６の前記両側端面３６ａは連続面で形成されている。

図１に示すように、前記スピン依存散乱部３１の素子面積は、前記第１固定磁性層２８ａの素子面積（第１固定磁性層２８ａにおいて平均化したトラック幅方向（図示Ｘ方向）の幅寸法Ｔｗ３と、前記第１固定磁性層２８ａにおいて平均化したハイト方向（図示Ｙ方向）への長さ寸法ｈ２とを乗じた値（Ｔｗ３×ｈ２））よりも小さく、且つ前記スピン依存散乱部３１のトラック幅方向の幅寸法Ｔｗ２は、前記第１固定磁性層２８ａのトラック幅方向の幅寸法Ｔｗ３に比べて小さく形成されている。

しかも図１に示すように、前記スピン依存散乱部３１の前記両側端面３１ａと、前記交換結合含有部３６の前記両側端面３６ａ間には段差部３７が設けられている。すなわち、前記スピン依存散乱部３１の両側端面３１ａと前記交換結合含有部３６の両側端面３６ａは連続面で形成されず、前記スピン依存散乱部３１のトラック幅方向の幅寸法Ｔｗ２及びハイト方向への長さ寸法ｈ１は、第１固定磁性層２８ａのトラック幅方向の幅寸法Ｔｗ３及びハイト方向への長さ寸法ｈ２に比べて十分に小さく形成されている。

ＣＰＰ−ＧＭＲにおいて再生出力（ΔＶ）は、η・Δρ・Ｉ・ｔ／（Ｔｗ・ｈ）で示される。ηは定数、Δρは、第２固定磁性層７ｃ，１０ｃ、非磁性材料層８，１０、及びフリー磁性層９から成るスピン依存散乱部の抵抗率の変化量、Ｉは電流値、ｔは、前記スピン依存散乱部３１の膜厚、Ｔｗは、図１ではＴｗ２、ｈは、図２ではｈ１、である。なお電流値Ｉは特に断らない限り一定であるとして説明する。

上記式に示すように本実施形態では、スピン依存散乱部３１の素子面積を部分的に小さくしたことで、前記再生出力（ΔＶ）を向上させることが出来る。また図２３に示す従来例のように、図１における積層体２４の素子面積を全体的に小さく形成した場合に比べて、前記交換結合含有部３６の素子面積をスピン依存散乱部３１に対し段差部３７を介してより大きく形成しているので必要以上に素子抵抗は大きくならず、ジュール熱の発生を抑制することが可能である。また図２４に示す従来例のように、図１における第２固定磁性層２８ｃのトラック幅方向の両側端面を前記交換結合含有部３６の両側端面３６ａと連続面で形成し、前記フリー磁性層３０及び非磁性材料層２９を段差を介して小さく形成する形態に比べて、前記第２固定磁性層２８ｃの記録媒体との対向面での断面積（図１の断面に現れる面積）をより適切に小さくできるから、図２４に示す従来構造に比べて、前記フリー磁性層３０へ記録媒体からの外部磁界が入りやすくなり、適切に再生感度を向上させることが出来る。したがってより効果的に抵抗変化量（ΔＲ）及び再生出力（ΔＶ）の向上を図ることが可能である。

図１の実施形態では、前記非磁性中間層２８ｂは、その下に形成されている第１固定磁性層２８ａと両側端面が連続面で形成されているが、前記非磁性中間層２８ｂの両側端面は、前記スピン依存散乱部３１の両側端面３１ａと連続面で形成され、前記非磁性中間層２８ｂの両側端面と、前記第１固定磁性層２８ａの両側端面との間に前記段差部３７が設けられる形態であってもよい。ただし前記非磁性中間層２８ｂの両側端面を前記スピン依存散乱部３１の両側端面３１ａと連続面で形成すると前記非磁性中間層２８ｂのトラック幅方向（図示Ｘ方向）の幅寸法が小さくなることから前記非磁性中間層２８ｂの素子面積が小さくなり素子抵抗が上昇するため、再生出力（ΔＶ）及び再生感度に寄与するスピン依存散乱部３１だけを段差部３７を介して小さく形成することが好ましい。

図３に示す実施形態（他の実施形態のシングルスピンバルブ型薄膜素子（磁気検出素子）を備えた再生磁気ヘッドを、記録媒体との対向面と平行な方向から切断した部分断面図）では、図１に示す実施形態と異なってスピン依存散乱部３１のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の両側端面３１ａが膜面に対して垂直方向（図示Ｚ方向）に形成され、前記スピン依存散乱部３１を構成する各層が同じトラック幅方向の幅寸法Ｔｗ４で形成されている。また、前記スピン依存散乱部３１の下に段差部３７を介して形成された交換結合含有部３６のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の両側端面３６ａは、膜面に対して垂直方向（図示Ｚ方向）に形成され、前記交換結合含有部３６を構成する各層が同じトラック幅方向の幅寸法Ｔｗ５で形成されている。

また図４（図３に示す再生磁気ヘッドをＢ−Ｂ線に沿って図示Ｚ−Ｙ平面と平行な方向に切断し、その切断面を矢印方向から見た前記再生磁気ヘッドの部分断面図）に示すように前記積層体２４のハイト側後端面２４ａは膜面に対し垂直方向（図示Ｚ方向）に形成され、各層のハイト方向への長さ寸法は全て同じ長さｈ３で形成されている。

図３，図４に示す実施形態でも、前記スピン依存散乱部３１の素子面積（Ｔｗ４×ｈ３）及びトラック幅方向の幅寸法Ｔｗ４は、前記第１固定磁性層２８ａの素子面積（Ｔｗ５×ｈ３）及びトラック幅方向の幅寸法Ｔｗ５に比べて小さく形成され、しかも前記スピン依存散乱部３１の両側端面３１ａは連続面で形成されるとともに、前記スピン依存散乱部３１の両側端面３１ａと前記交換結合含有部３６の両側端面３６ａとの間には段差部３７が形成され、前記スピン依存散乱部３１が前記交換結合含有部３６に比して十分に小さく形成されている（逆に言えば前記交換結合含有部３６を前記スピン依存散乱部３１よりも十分大きく形成する）。これにより、必要以上に素子抵抗を上昇させることなく再生出力（ΔＶ）及び再生感度を向上させることが出来る。

図５の実施形態では、前記交換結合含有部３６のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の幅寸法が、所定寸法に加工されておらず、前記スピン依存散乱部３１のトラック幅方向の幅寸法Ｔｗ２に対して非常に広い幅寸法となっているが、このような形態であってもよい。図５ではエッチング加工が前記スピン依存散乱部３１だけに行われている。製造工程を図１に比べて容易化できる（エッチング加工回数を減らせる）が、図１，図２に示すように前記積層体２４の周囲を絶縁層で囲む形態であることが電流の分流ロスを適切に抑制でき好ましい。

図６の実施形態（他の実施形態のシングルスピンバルブ型薄膜素子（磁気検出素子）を備えた再生磁気ヘッドを、記録媒体との対向面と平行な方向から切断した部分断面図）では、図１と異なって、積層体２４は、下から下地層２１、フリー磁性層３０、非磁性材料層２９、第２固定磁性層２８ｃ、非磁性中間層２８ｂ、第１固定磁性層２８ａ、反強磁性層２７及び保護層３９の順に積層されている。前記積層体２４のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の両側には絶縁層４０、ハードバイアス層３３、絶縁層４１、絶縁層４２が順に積層されている。

図７（図６に示す再生磁気ヘッドをＣ−Ｃ線に沿って図示Ｚ−Ｙ平面と平行な方向に切断し、その切断面を矢印方向から見た前記再生磁気ヘッドの部分断面図）に示すように、前記積層体２４のハイト側後端面２４ａは下から上に向かうにしたがって徐々にハイト方向への長さ寸法が小さくなる連続した傾斜面で形成されている。

図６，図７に示す実施形態でも、前記スピン依存散乱部３１の素子面積及びトラック幅方向の幅寸法Ｔｗ６は、前記交換結合含有部３６の素子面積及びトラック幅方向の幅寸法Ｔｗ７に比べて小さく形成され、しかも前記スピン依存散乱部３１の両側端面３１ａは連続面で形成されるとともに、前記スピン依存散乱部３１の両側端面３１ａと前記交換結合含有部３６の両側端面３６ａとの間には段差部４４が形成され、前記スピン依存散乱部３１は前記交換結合含有部３６に比して十分に小さく形成されている。これにより、必要以上に素子抵抗を上昇させることなく再生出力（ΔＶ）及び再生感度を向上させることが出来る。

ところで図１，図２に示す構造と図６，図７に示す構造とでどちらが好ましいかといえば図１，図２のほうが好ましい。それは図６，図７の構造の場合、一度に（同一真空中で）前記積層体２４を形成できず、途中の非磁性中間層２８ｂまでを形成して図６のように加工し、その後、前記非磁性中間層２８ｂ上に交換結合含有部３６を形成しなければならず、製造工程が煩雑化すること、また図６，図７の構造では、積層フェリ構造の固定磁性層２８を同一真空中で連続成膜できないため、前記第１固定磁性層２８ａと前記第２固定磁性層２８ｃ間に生じるＲＫＫＹ相互作用が弱くなりやすい。一方、図１及び図２に示す実施形態では、前記積層体２４を構成する各層を同一真空中で一度に成膜できるので、前記第１固定磁性層２８ａと前記第２固定磁性層２８ｃ間に生じるＲＫＫＹ相互作用を図６，図７に示す実施形態に比して強く出来る。よって図１，図２の実施形態のほうが、図６，図７の実施形態よりも前記固定磁性層２８を安定して磁化固定でき、ひいてはより適切に抵抗変化量（ΔＲ）及び再生出力（ΔＶ）を向上させることが出来る。

図８は、本実施形態のデュアルスピンバルブ型薄膜素子（磁気検出素子）を備えた再生磁気ヘッドを、記録媒体との対向面と平行な方向から切断した部分断面図、図９は、図８に示す再生磁気ヘッドをＤ−Ｄ線に沿って図示Ｚ−Ｙ平面と平行な方向に切断し、その切断面を矢印方向から見た前記再生磁気ヘッドの部分断面図である。図１〜図７の実施形態では、シングルスピンバルブ型薄膜素子が用いられていたが、図８ではデュアルスピンバルブ型薄膜素子が用いられる。なお図１と同じ符号が付けられている層は図１と同じ層を示している。

図８に示すように前記下部シールド層２０上にはデュアルスピンバルブ型薄膜素子５０が形成される。前記デュアルスピンバルブ型薄膜素子５０の感磁部としての積層体５１は、下から下地層２１、シード層２６、下側反強磁性層５２、下側固定磁性層５３、下側非磁性材料層５４、フリー磁性層５５、上側非磁性材料層５６、上側固定磁性層５７、上側反強磁性層５８及び保護層３９の順に積層されている。前記下側固定磁性層５３は、下から下側第１固定磁性層５３ａ、下側非磁性中間層５３ｂ及び下側第２固定磁性層５３ｃの順に積層された積層フェリ構造、前記上側固定磁性層５７は、下から上側第２固定磁性層５７ｃ、上側非磁性中間層５７ｂ及び上側第１固定磁性層５７ａの順に積層された積層フェリ構造である。

前記下側第２固定磁性層５３ｃ及び上側第２固定磁性層５７ｃは、強磁性材料層５３ｃ１，５７ｃ１とホイスラー合金層５３ｃ２，５７ｃ２との積層構造で形成される。

なお以下では前記下地層２１から上側非磁性中間層５７ｂまでの積層体を第１積層体６０と、上側第１固定磁性層５７ａ、上側反強磁性層５８及び保護層３９までの積層体を上側交換結合含有部（あるいは第２積層体。特に第２積層体という表現は製造方法の説明で用いる。）６１と、前記第１積層体６０のうち、前記下地層２１から下側非磁性中間層５３ｂまでの積層体を下側交換結合含有部６２と、前記下側第２固定磁性層５３ｃ、下側非磁性材料層５４、フリー磁性層５５、上側非磁性材料層５６、上側第２固定磁性層５７ｃまでの積層体をスピン依存散乱部６３と呼ぶ場合がある。

前記下側反強磁性層５２及び前記上側反強磁性層５８は、元素Ｘ（ただしＸは、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｏｓのうち１種または２種以上の元素である）とＭｎとを含有する反強磁性材料、あるいは元素Ｘと元素Ｘ′（ただし元素Ｘ′は、Ｎｅ，Ａｒ，Ｋｒ，Ｘｅ，Ｂｅ，Ｂ，Ｃ，Ｎ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｐ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｇａ，Ｇｅ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ａｇ，Ｃｄ，Ｓｎ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗ，Ｒｅ，Ａｕ，Ｐｂ、及び希土類元素のうち１種または２種以上の元素である）とＭｎとを含有する反強磁性材料で形成される。例えば前記下側反強磁性層５２及び前記上側反強磁性層５８はＩｒＭｎやＰｔＭｎで形成される。

前記下側第１固定磁性層５３ａ及び前記上側第１固定磁性層５７ａは、例えば、ＣｏＦｅ、ＮｉＦｅ，ＣｏＦｅＮｉなどの強磁性材料で形成されている。また前記下側非磁性中間層５３ｂ及び前記上側非磁性中間層５７ｂは、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｃｒ、Ｒｅ、Ｃｕなどの非磁性導電材料で形成される。前記下側第２固定磁性層５３ｃ及び前記上側第２固定磁性層５７ｃは上記したように２層構造で形成される。

前記下側非磁性材料層５４及び前記上側非磁性材料層５６はＣｕ、Ａｕ、またはＡｇで形成されている。前記フリー磁性層５５は、ＮｉＦｅ合金やＣｏＦｅ合金等の強磁性材料、あるいはホイスラー合金、又はこれらの組み合わせ、又は積層フェリ構造等で形成される。

図８に示すように、前記積層体５１のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の両側には、下から第４絶縁層６５、ハードバイアス層３３、第５絶縁層６６、及び第６絶縁層６７の順に積層されている。前記第４絶縁層６５、前記第５絶縁層６６、及び前記第６絶縁層６７はＡｌ_２Ｏ_３やＳｉＯ_２等の絶縁材料で形成される。

図８に示すように前記デュアルスピンバルブ型薄膜素子５０上にはＮｉＦｅ合金等で形成された上部シールド層３５が形成されている。

図９に示すように前記積層体５１のハイト側後端面５１ａは、下から上に向かうにしたがってハイト方向（図示Ｙ方向）の長さ寸法が徐々に小さくなる連続した傾斜面で形成される。なお「傾斜面」には、図９からの断面で見たときに前記後端面５１ａが湾曲形状、及び直線形状で現れるときのどちらも含む。図９に示すように前記後端面５１ａのハイト側（図示Ｙ方向）にはＡｌ_２Ｏ_３やＳｉＯ_２等の絶縁材料からなるバックフィルギャップ層（第７絶縁層）６８が形成されている。

図８に示すように、前記スピン依存散乱部６３のトラック幅方向の両側端面６３ａ，６３ａは、下から上に向かうにしたがって徐々にトラック幅方向への幅寸法が小さくなる連続した傾斜面で形成される。なお「傾斜面」には、図８からの断面で見たときに前記両側端面６３ａが湾曲形状、及び直線形状で現れるときのどちらも含む。図８に示すように前記スピン依存散乱部６３の両側端面６３ａは前記上側非磁性中間層５７ｂの両側端面も含めて連続面で形成されている。図８及び図９にはスピン依存散乱部６３における平均化した幅寸法Ｔｗ８及び長さ寸法ｈ４が図示されている。

図８に示すように、前記スピン依存散乱部３１の下に形成された下側交換結合含有部６２のトラック幅方向の両側端面６２ａ，６２ａは、下から上に向けて徐々にトラック幅方向（図示Ｘ方向）の幅寸法が小さくなるように連続した傾斜面で形成される。なお「傾斜面」には、図７からの断面で見たときに前記両側端面６２ａが湾曲形状、及び直線形状で現れるときのどちらも含む。

また図８に示すように、前記スピン依存散乱部３１の上に形成された上側交換結合含有部６１のトラック幅方向の両側端面６１ａ，６１ａは、下から上に向けて徐々にトラック幅方向（図示Ｘ方向）の幅寸法が小さくなるように連続した傾斜面で形成される。なお「傾斜面」には、図７からの断面で見たときに前記両側端面６１ａが湾曲形状、及び直線形状で現れるときのどちらも含む。

図８に示すように、前記スピン依存散乱部３１の素子面積（Ｔｗ８×ｈ４）は、前記下側第１固定磁性層５３ａの素子面積（前記下側第１固定磁性層５３ａにおいて平均化したトラック幅方向（図示Ｘ方向）の幅寸法Ｔｗ９と、前記下側第１固定磁性層５３ａにおいて平均化したハイト方向（図示Ｙ方向）への長さ寸法ｈ６とを乗じた値（Ｔｗ９×ｈ６））及び、前記上側第１固定磁性層５７ａの素子面積（前記上側第１固定磁性層５７ａにおいて平均化したトラック幅方向（図示Ｘ方向）の幅寸法Ｔｗ１０と、前記上側第１固定磁性層５７ａにおいて平均化したハイト方向（図示Ｙ方向）への長さ寸法ｈ５とを乗じた値（Ｔｗ１０×ｈ５））よりも小さく、且つ前記スピン依存散乱部３１のトラック幅方向の幅寸法Ｔｗ８は、前記下側第１固定磁性層５３ａのトラック幅方向の幅寸法Ｔｗ９、及び前記上側第１固定磁性層５７ａのトラック幅方向の幅寸法Ｔｗ１０に比べて小さく形成されている。なお、図９に示すように、前記上側第１固定磁性層５７ａのハイト方向への長さ寸法ｈ５は、前記スピン依存散乱部６３のハイト方向への長さ寸法ｈ４に比べて小さく形成されるので、前記幅寸法Ｔｗ１０は、幅寸法Ｔｗ８のｈ４／ｈ５倍よりも大きく形成される。

しかも図８に示すように、前記スピン依存散乱部６３の前記両側端面６３ａと、前記下側交換結合含有部６２の両側端面６２ａとの間には下側段差部７０が形成され、前記スピン依存散乱部６３の前記両側端面６３ａと前記上側交換結合含有部６１の両側端面６１ａ間には上側段差部７１が形成されている。すなわち、前記スピン依存散乱部３１の両側端面３１ａと前記下側交換結合含有部６２及び前記上側交換結合含有部６１の両側端面６２ａ，６１ａは連続面で形成されず、前記下側段差部７０及び前記上側段差部７１を介して前記スピン依存散乱部６３のトラック幅方向の幅寸法Ｔｗ８及び素子面積は、前記下側第１固定磁性層５３ａ及び前記上側第１固定磁性層５７ａのトラック幅方向の幅寸法Ｔｗ９，Ｔｗ１０及び各素子面積に比べて十分に小さく形成されている。

本実施形態では、スピン依存散乱部６３の素子面積を部分的に小さくしたことで、前記再生出力（ΔＶ）を向上させることが出来る。また図２３に示す従来例のように、図８における積層体５１の素子面積を全体的に小さく形成した場合に比べて、前記下側交換結合含有部６２及び上側交換結合含有部６１の素子面積をスピン依存散乱部３１に対し段差部７０，７１を介して大きく形成しているので必要以上に素子抵抗は大きくならず、ジュール熱の発生を抑制することが可能である。また図２４に示す従来例のように、図８における下側第２固定磁性層５３ｃ及び上側第２固定磁性層５７ｃのトラック幅方向の両側端面を前記下側交換結合含有部６２の両側端面６２ａおよび前記上側交換結合含有部６１の両側端面６１ａと連続面で形成し、前記フリー磁性層５５及び非磁性材料層５４，５６を段差を介して小さく形成する形態に比べて、前記第２固定磁性層５３ｃ，５７ｃの記録媒体との対向面での断面積（図７の断面に現れる面積）を小さくできるから、前記フリー磁性層５５へ記録媒体からの外部磁界が入り込みやすくなり、図２４の従来技術に比べて再生感度を向上させることが出来る。したがってより適切に抵抗変化量（ΔＲ）及び再生出力（ΔＶ）の向上を図ることが可能である。しかも図２４の従来技術の場合、上側非磁性材料層及び下側非磁性材料層の幅寸法がフリー磁性層の幅よりも広く形成されており、上側非磁性材料層及び下側非磁性材料層の間にハードバイアス層が入り込んでいたため、前記フリー磁性層を通らずに、上側非磁性材料層−ハードバイアス層−下側非磁性材料層を通る電流の分流ロスが生じたが、図８に示す実施形態では、スピン依存散乱部６３の両側端面６３ａを下から上に向かうにしたがって徐々に幅寸法が小さくなる連続した傾斜面で形成しているので、電流の分流ロスが、従来技術に比べて生じにくい。

図８の実施形態では、前記下側非磁性中間層５３ｂは、その下に形成されている下側第１固定磁性層５３ａと両側端面が連続面で形成されているが、前記下側非磁性中間層５３ｂの両側端面は、前記スピン依存散乱部６３の両側端面６３ａと連続面で形成され、前記下側非磁性中間層５３ｂの両側端面と、前記下側第１固定磁性層５３ａの両側端面との間に前記下側段差部７０が設けられる形態であってもよい。ただし前記下側非磁性中間層５３ｂの両側端面を前記スピン依存散乱部６３の両側端面６３ａと連続面で形成すると前記下側非磁性中間層５３ｂのトラック幅方向（図示Ｘ方向）の幅寸法が小さくなることから前記下側非磁性中間層５３ｂの素子面積が小さくなり素子抵抗が上昇するので、再生出力（ΔＶ）及び再生感度に寄与するスピン依存散乱部３１だけを下側段差部７０を介して小さく形成することが好ましい。

図８の形態では、前記スピン依存散乱部６３上に形成される上側非磁性中間層５７ｂの両側端面は、前記スピン依存散乱部６３の両側端面６３ａと連続した傾斜面で形成されている。上記した考え方からすれば、素子抵抗の上昇を抑制すべく前記上側非磁性中間層５７ｂのトラック幅方向の幅寸法を大きくし、前記上側交換結合含有部６１の両側端面６１ａと連続面で形成することが望ましいが、前記上側第１固定磁性層５７ａと前記上側第２固定磁性層５７ｃとの間で適切にＲＫＫＹ相互作用を生じさせ、さらに前記上側第１固定磁性層５７ａと前記上側反強磁性層５８との間で大きな交換結合磁界（Ｈｅｘ）を生じさせるには、成膜過程において、前記上側非磁性中間層５７ｂまでの第１積層体６０を同一真空中で成膜し、図７に示す形状の加工を施した後、前記上側非磁性中間層５７ｂの上面をクリーニングし、その後、図７に示す第２積層体６１を前記第１積層体６０上に積層することが好ましい。よって図７のように、前記スピン依存散乱部６３と前記上側非磁性中間層５７ｂの両側端面とが連続面で形成され、前記上側非磁性中間層５７ｂと前記上側第１固定磁性層５７ａとの間に前記上側段差部７１が形成されている形態であることが好ましい。

図１０に示す実施形態（他の実施形態のデュアルスピンバルブ型薄膜素子（磁気検出素子）を備えた再生磁気ヘッドを、記録媒体との対向面と平行な方向から切断した部分断面図）では、図８に示す実施形態と異なってスピン依存散乱部６３のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の両側端面６３ａが膜面に対して垂直方向（図示Ｚ方向）に形成され、前記スピン依存散乱部６３を構成する各層が同じトラック幅方向の幅寸法Ｔｗ１１で形成されている。また、前記スピン依存散乱部６３に対して下側段差部７０を介して形成された下側交換結合含有部６２のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の両側端面６２ａ及び、前記スピン依存散乱部６３に対して上側段差部７１を介して形成された上側交換結合含有部６１のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の両側端面６１ａは、夫々、膜面に対して垂直方向（図示Ｚ方向）に形成され、前記下側交換結合含有部６２及び前記上側交換結合含有部６１を構成する各層が同じトラック幅方向の幅寸法Ｔｗ１２で形成されている。なお前記下側交換結合含有部６２の幅寸法と、前記上側交換結合含有部６１の幅寸法は異なっていてもよい。

また図示しないが、前記積層体５１のハイト側後端面５１ａは膜面に対し垂直方向（図示Ｚ方向）に形成され、各層のハイト方向への長さ寸法は全て同じ長さｈ７で形成されている。

図１０に示す実施形態でも、前記スピン依存散乱部６３の素子面積（Ｔｗ１１×ｈ７）及びトラック幅方向の幅寸法Ｔｗ１１は、前記第１固定磁性層５３ａ，５７ａの素子面積（Ｔｗ１２×ｈ７）及びトラック幅方向の幅寸法Ｔｗ１２に比べて小さく形成され、しかも前記スピン依存散乱部６３の両側端面６３ａは連続面で形成されるとともに、前記スピン依存散乱部６３の両側端面６３ａと前記下側交換結合含有部６２の両側端面６２ａとの間には下側段差部７０が形成され、また前記スピン依存散乱部６３の両側端面６３ａと前記上側交換結合含有部６１の両側端面６１ａとの間には上側段差部７１が形成され、前記スピン依存散乱部６３が前記交換結合含有部６１，６２に比して十分に小さい素子面積及びトラック幅方向の幅寸法で形成されている。これにより、必要以上に素子抵抗を上昇させることなく再生出力（ΔＶ）及び再生感度を向上させることが出来る。

以下、図１，図２に示す薄膜磁気ヘッドの製造方法について説明する。図１１〜図１４は、図１と同じ側から見た製造工程中の断面図であり、図１５は、図２と同じ側から見た製造工程中の断面図、である。

図１１に示す工程では、下部シールド層２０上に、下から下地層２１、シード層２６、反強磁性層２７、第１固定磁性層２８ａ、非磁性中間層２８ｂ、第２固定磁性層２８ｃ、非磁性材料層２９、フリー磁性層３０及び保護層３９の順に成る積層体２４を同一真空中で成膜する。各層の材質については図１で説明したのでそちらを参照されたい。

磁場中熱処理を行い、前記反強磁性層２７と前記第１固定磁性層２８ａとの間に交換結合磁界（Ｈｅｘ）を生じさせる。磁場はハイト方向（図示Ｙ方向）に向けられる。

前記保護層３９上にトラック幅方向（図示Ｘ方向）の幅寸法（最大幅寸法）がＴｗ１３で形成された第１のリフトオフ用レジスト層７２を形成し、前記第１のリフトオフ用レジスト層７２に覆われていない前記積層体２４をエッチングにて除去する。図１１に示す点線箇所が除去される部分である。

図１１に示すように前記積層体２４は、下から上に向かうにしたがって徐々にトラック幅方向の幅寸法が小さくなる形態で形成される。前記積層体２４のトラック幅方向の両側端面２４ｂは連続した傾斜面となる。図１１工程により、前記第１固定磁性層２８ａのトラック幅方向の幅寸法はＴｗ３となる。

図１２工程では図１１工程で使用した第１のリフトオフ用レジスト層７２を利用して、前記下地層２１から前記第１固定磁性層２８ａまでの交換結合含有部３６の両側端面３６ａにエッチング保護用絶縁層２２を形成する。前記第１のリフトオフ用レジスト層７２には絶縁材料層２２ａが付着する。そして前記第１のリフトオフ用レジスト層７２を除去する。

図１３に示す工程では、前記保護層３９上に第２のリフトオフ用レジスト層７３を形成する。前記第２のリフトオフ用レジスト層７３のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の幅寸法（最大幅寸法）を、前記第１のリフトオフ用レジスト層７２の幅寸法Ｔｗ１３よりも小さいＴｗ１４で形成する。

そして図１３工程では、第２固定磁性層２８ｃ、非磁性材料層２９及びフリー磁性層３０から成るスピン依存散乱部３１のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の両側端面３１ａ，３１ａ及び保護層３９のトラック幅方向の両側端面をエッチングする。図１３に示す点線部分がエッチングにより削られた領域である。この図１３工程を施すことにより、前記スピン依存散乱部３１のトラック幅方向への（平均）幅寸法はＴｗ２に小さくなる。図１３に示すように前記スピン依存散乱部３１の両側端面３１ａ及び保護層３９の両側端面は、下から上に向かうにしたがって徐々にトラック幅方向の幅寸法が小さくなる連続した傾斜面で形成される。

図１３工程に示すように前記交換結合含有部３６の両側端面３６ａにはエッチング保護用絶縁層２２が設けられているので、前記下地層２１から前記非磁性中間層２８ｂまでの各層は図１３工程でのエッチングの影響を受けず、前記エッチングにより、前記スピン依存散乱部３１の両側端面３１ａと交換結合含有部３６の両側端面３６ａとの間には段差部３７が形成される。

次に図１４工程では、図１３工程で使用した第２のリフトオフ用レジスト層７３を利用して、前記エッチング保護用絶縁層２２上であって、スピン依存散乱部３１及び保護層３９の両側に、下から第１絶縁層３２、ハードバイアス層３３、及び第２絶縁層３４の順で積層する。前記第２のリフトオフ用レジスト層７３には絶縁材料層３２ａ、バイアス材料層３３ａ、絶縁材料層３４ａが付着する。そして前記第２のリフトオフ用レジスト層７３を除去する。

そして図１５に示す工程では、前記積層体２４上に、第４のリフトオフ用レジスト層７４を形成し、前記積層体２４のハイト側後端面２４ａをエッチングする。図１５に示すように前記ハイト側後端面２４ａは、下から上に向かうにしたがって前記積層体２４のハイト方向への長さが徐々に小さくなる傾斜面で形成される。

そして前記第４のリフトオフ用レジスト層７４を利用して前記下部シールド層２０上であって前記積層体２４のハイト側後端面２４ａにバックフィルギャップ層（第３絶縁層）３８を形成する。前記第４のリフトオフ用レジスト層７４には絶縁材料層３８ａが付着する。そして前記第４のリフトオフ用レジスト層７４を除去する。

次に、前記保護層３９の表面をプラズマ処理にて洗浄した後、前記保護層３９上、第２絶縁層３４上及びバックフィルギャップ層３８上に上部シールド層３５を形成する。

なお図１２工程では、Ａｌ２Ｏ３等のスパッタされるエッチング保護用絶縁層２２の代わりにレジスト層を用いてもよい。そして図１４工程前に前記レジスト層を除去し、その後、第１絶縁層３２、ハードバイアス層３３及び第２絶縁層３４の成膜を行う。かかる場合、積層体２４の両側には、エッチング保護用絶縁層２２は設けられない。

また高性能なエッチング装置を用いれば、前記エッチング保護用絶縁層２２やレジスト層を用いずとも、前記スピン依存散乱部３１の両側側面だけを精度良く削ることも出来る。

図５に示す薄膜磁気ヘッドの製造方法では、図１１工程で積層体２４を成膜した後、図１１工程でのエッチング工程及び図１２工程を行わず、図１３工程を行う。図６の薄膜磁気ヘッドの製造方法は、次に説明する図８の薄膜磁気ヘッドの製造方法と大部分共通するので、省略する。

図８に示す薄膜磁気ヘッドの製造方法について説明する。図１６〜図２０は、図８と同じ側から見た製造工程中の断面図である。

図１６工程では、下部シールド層２０上に、下から下地層２１、シード層２６、下側反強磁性層５２、下側第１固定磁性層５３ａ、下側非磁性中間層５３ｂ、下側第２固定磁性層５３ｃ、下側非磁性材料層５４、フリー磁性層５５、上側非磁性材料層５６、上側第２固定磁性層５７ｃ、及び上側非磁性中間層５７ｂの順に成る第１積層体６０を同一真空中で成膜する。各層の材質については図８で説明したのでそちらを参照されたい。

図１６に示すように前記上側非磁性中間層５７ｂ上にトラック幅方向（図示Ｘ方向）の幅寸法（最大幅寸法）がＴｗ１５で形成された第１のリフトオフ用レジスト層８０を形成し、前記第１のリフトオフ用レジスト層８０に覆われていない前記第１積層体６０の両側をエッチングにて除去する。

図１６に示すように前記第１積層体６０は、下から上に向かうにしたがって徐々にトラック幅方向の幅寸法が小さくなる形態で形成される。前記第１積層体６０のトラック幅方向の両側端面６０ａは連続した傾斜面となる。図１６工程により、前記下側第１固定磁性層５３ａのトラック幅方向の幅寸法はＴｗ９となる。

さらに図１６工程では前記第１のリフトオフ用レジスト層８０を利用して、前記下地層２１から前記下側非磁性中間層５３ｂまでの下側交換結合含有部６２の両側端面６２ａにエッチング保護用絶縁層２２を形成する。前記第１のリフトオフ用レジスト層８０には絶縁材料層２２ａが付着する。そして前記第１のリフトオフ用レジスト層８０を除去する。

次に、図１７に示す工程では、前記上側非磁性中間層５７ｂ上に第２のリフトオフ用レジスト層８１を形成する。前記第２のリフトオフ用レジスト層８１のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の幅寸法（最大幅寸法）を、前記第１のリフトオフ用レジスト層８０の幅寸法Ｔｗ１５よりも小さいＴｗ１６で形成する。

そして図１７工程では、下側第２固定磁性層５３ｃ、下側非磁性材料層５４、フリー磁性層５５、上側非磁性材料層５６、及び上側第２固定磁性層５７ｃから成るスピン依存散乱部６３のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の両側端面６３ａ，及び上側非磁性中間層５７ｂのトラック幅方向の両側端面をエッチングする。図１７に示す点線部分がエッチングにより削られた領域である。この図１７工程を施すことにより、前記スピン依存散乱部６３のトラック幅方向への（平均）幅寸法はＴｗ８に小さくなる。図１７に示すように前記スピン依存散乱部６３の両側端面６３ａ及び上側非磁性中間層５７ｂの両側端面は、下から上に向かうにしたがって徐々にトラック幅方向の幅寸法が小さくなる連続した傾斜面で形成される。

図１７工程に示すように前記下側交換結合含有部６２の両側端面６２ａにはエッチング保護用絶縁層２２が設けられているので、前記下地層２１から前記下側非磁性中間層５３ｂまでの各層は図１７工程でのエッチングの影響を受けず、前記エッチングにより、前記スピン依存散乱部６３の両側端面６３ａと下側交換結合含有部６２の両側端面６２ａとの間には下側段差部７０が形成される。

次に図１８工程では、図１７工程で使用した第２のリフトオフ用レジスト層８１を利用して、前記エッチング保護用絶縁層２２上であって、スピン依存散乱部３１及び上側非磁性中間層５７ｂの両側に、下から第４絶縁層６５、ハードバイアス層３３、及び第５絶縁層６６の順で積層する。前記第２のリフトオフ用レジスト層８１には絶縁材料層６５ａ、バイアス材料層３３ａ、絶縁材料層６６ａが付着する。そして前記第２のリフトオフ用レジスト層８１を除去する。

次に真空装置内で、前記上側非磁性中間層５７ｂの表面をプラズマ処理にてクリーニングする。そして前記真空装置から出さずに、プラズマ処理に連続して図１９に示すように、前記真空装置内で、前記上側非磁性中間層５７ｂ上及び第５絶縁層６６上に、上側第１固定磁性層５７ａ、上側反強磁性層５８、保護層３９からなる第２積層体（上側交換結合含有部）６１を成膜する。

磁場中熱処理を行い、前記下側反強磁性層５２と前記下側第１固定磁性層５３ａとの間、及び前記上側反強磁性層５８と前記上側第１固定磁性層５７ａとの間に交換結合磁界（Ｈｅｘ）を生じさせる。磁場はハイト方向（図示Ｙ方向）に向けられる。例えば前記下側第２固定磁性層５３ｃは、前記下側第１固定磁性層５３ａに比べてＭｓ・ｔ（Ｍｓは飽和磁化、ｔは膜厚）が大きく、前記上側第２固定磁性層５７ｃは、前記上側第１固定磁性層５７ａに比べてＭｓ・ｔ（Ｍｓは飽和磁化、ｔは膜厚）が大きくなっている。ハイト方向へ飽和磁界（Ｈｓ）よりも大きい磁界を与えて、前記磁界を取り除くと、Ｍｓ・ｔの大きい第２固定磁性層５３ｃ，５７ｃはともにハイト方向に磁化固定され、Ｍｓ・ｔの小さい第１固定磁性層５３ａ，５７ａはともにハイト方向とは逆方向に磁化固定される。なお前記飽和磁界（Ｈｓ）とは、磁化方向が反平行である２つの磁性層に対し、一方の磁性層の磁化方向と平行方向の磁界を印加したときに、２つの磁性層の各磁化方向がともに磁界印加方向に飽和し平行方向となるときの磁界の大きさを指す。

次に保護層３９上に、第３のリフト用オフレジスト層８２を形成する。前記第３のリフトオフ用レジスト層８２のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の幅寸法（最大幅寸法）を、前記第２のリフトオフ用レジスト層８１の幅寸法Ｔｗ１６よりも大きいＴｗ１７で形成する。前記第３のリフトオフ用レジスト層８２の前記トラック幅方向の幅寸法Ｔｗ１７を前記第１のリフトオフ用レジスト層８０の前記幅寸法Ｔｗ１５と同じ幅寸法で形成してもよいし異なる値で形成してもよい。

そして前記第３のリフトオフ用レジスト層８２に覆われていない前記第２積層体６１の両側端面６１ａをエッチングにて除去する。図１９に示すように、前記第２積層体６１の両側端面６１ａは、下から上に向かうにしたがって徐々にトラック幅方向（図示Ｘ方向）の幅寸法が小さくなる連続した傾斜面で形成される。なお前記エッチングにて前記第５絶縁層６６の一部も除去されるが、特に問題はない。

図１９に示すように前記上側第１固定磁性層５７ａのトラック幅方向（図示Ｘ方向）の幅寸法はＴｗ１０で形成され、前記スピン依存散乱部６３のトラック幅方向の幅寸法Ｔｗ８よりも大きく形成される。前記スピン依存散乱部６３の両側端面６３ａと前記第２積層体６１の両側端面６１ａとは連続しておらず前記スピン依存散乱部６３の両側端面６３ａと前記第２積層体６１の両側端面６１ａ間には上側段差部７１が設けられている。

次に図２０に示す工程では、図１９工程で使用した第３のリフトオフ用レジスト層８２を利用して、前記第５絶縁層６６上であって上側交換結合含有部６１の両側に、第６絶縁層６７を形成する。前記第３のリフトオフ用レジスト層８２には絶縁材料層６７ａが付着する。そして前記第３のリフトオフ用レジスト層８２を除去する。

次に先に説明した図１５と同様な加工処理を行い、図９のように積層体５１のハイト側後端面５１ａにバックフィルギャップ層（第７絶縁層）６８を形成する。そして前記デュアルスピンバルブ型薄膜素子５０上に上部シールド層３５を形成する。

上記した製造方法によれば、本実施形態の薄膜磁気ヘッドを簡単且つ適切に製造することが可能である。特に本実施形態では図２４の従来技術の構造に比べて少ないエッチング加工回数で、適切に再生出力（ΔＶ）の向上、素子抵抗の低減及び再生感度の向上を図ることが可能な薄膜磁気ヘッドを製造できる。

図８に示すデュアルスピンバルブ型薄膜素子５０の構造では、図１６工程に示すように、積層体５１の途中までを積層し（第１積層体６０の形成）、その後、図１９工程にて残りの積層体を形成することが必要となる（第２積層体６１の形成）。前記第１積層体６０を積層するとき、その最上層は前記上側非磁性中間層５７ｂであることが好ましい。前記上側非磁性中間層５７ｂは、第１固定磁性層５７ａや第２固定磁性層５７ｃに比べて酸化されにくく、前記上側非磁性中間層５７ｂの表面のクリーニング処理によって適切な積層フェリ構造を形成しやすいためである。

また磁場中熱処理は、第２積層体（上側交換結合含有部）６１の成膜後、一度に行ったが、図１６工程の第１積層体６０の成膜後に、下側反強磁性層５２と下側第１固定磁性層５３ａ間に交換結合磁界を生じさせるための第１磁場中熱処理を行い、前記第２積層体６１の成膜後、上側反強磁性層５８と上側第１固定磁性層５７ａ間に交換結合磁界を生じさせるための第２磁場中熱処理を行ってもよい。ただしかかる場合、第２磁場中熱処理での磁場の大きさを、第１磁場中熱処理での磁場の大きさよりも小さくすることが必要である等の制約がある。

なお本実施形態のスピンバルブ型薄膜素子は、非磁性材料層の部分がＡｌ_２Ｏ_３等の絶縁障壁層で形成されたＴｕＭＲ（Tunnel Magneto Resistive）であってもよい。

またシールド層とは別に、前記シールド層とスピンバルブ型薄膜素子との間に電極層が設けられていてもよい。

図８に示す本実施例の薄膜磁気ヘッドと、図２３に示す比較例の薄膜磁気ヘッドを用い、スピン依存散乱部の素子面積をＡとしたときの１／ＡとΔＲ、及び１／Ａとジュール熱との関係について調べた。

なお図２３の比較例の薄膜磁気ヘッドの積層体部分は、下から上に向かうにしたがって徐々にトラック幅方向の幅寸法が小さくなる略台形状で形成された。また比較例の薄膜磁気ヘッドの積層体の両側端面の膜面平行方向に対する傾きと実施例の薄膜磁気ヘッドの積層体の両側端面の膜面平行方向に対する傾きとはほぼ同じであった。すなわち比較例では図８に示す段差部７０，７１の形成は無く、スピン依存散乱部３１の両側端面３１ａと前記下側交換結合含有部６２の両側端面６２ａ及び、スピン依存散乱部３１の両側端面３１ａと上側交換結合含有部６１の両側端面６１ａとが連続面で形成された。実施例及び従来例ともに、前記積層体部分の膜厚は８００Åであった。実験では、電流値は一定として測定した。

図２１は、実施例の薄膜磁気ヘッドを用いた場合の、１／ＡとΔＲ、及び１／Ａとジュール熱との関係を示すグラフである。Ａが小さくなるほど、すなわち１／Ａが大きくなるほど、ΔＲ及びジュール熱は大きくなることがわかった。なお再生出力（ΔＶ）と抵抗変化量（ΔＲ）との間には、ΔＶ＝（ΔＲ・Ａ）Ａ・Ｉなる関係が成り立っている。よってΔＲが大きくなればΔＶも大きくなる。

図２２は、比較例の薄膜磁気ヘッドを用いた場合の、１／ＡとΔＲ、及び１／Ａとジュール熱との関係を示すグラフである。ΔＲの１／Ａ依存性は、図２１及び図２２のどちらでもさほど変わらない。これは、ΔＲは、スピン依存散乱部の素子面積Ａの大小に大きく依存し、他の部位の素子面積にはほとんど依存していないことを示している。

また比較例では、実施例に比べて１／Ａに対するジュール熱の変動が大きくなることがわかった。これは、比較例ではスピン依存散乱部だけでなく積層体の全体の素子面積を小さく形成するため素子抵抗が、スピン依存散乱部のみの素子面積を小さくする実施例に比べて上昇したためである。

本実施形態のシングルスピンバルブ型薄膜素子（磁気検出素子）を備えた再生磁気ヘッド（薄膜磁気ヘッド）を、記録媒体との対向面と平行な方向から切断した部分断面図、 図１に示す再生磁気ヘッドをＡ−Ａ線に沿って図示Ｚ−Ｙ平面と平行な方向に切断し、その切断面を矢印方向から見た前記再生磁気ヘッドの部分断面図、 他の実施形態のシングルスピンバルブ型薄膜素子（磁気検出素子）を備えた再生磁気ヘッドを、記録媒体との対向面と平行な方向から切断した部分断面図、 図３に示す再生磁気ヘッドをＢ−Ｂ線に沿って図示Ｚ−Ｙ平面と平行な方向に切断し、その切断面を矢印方向から見た前記再生磁気ヘッドの部分断面図、 他の実施形態のシングルスピンバルブ型薄膜素子（磁気検出素子）を備えた再生磁気ヘッドを、記録媒体との対向面と平行な方向から切断した部分断面図、 他の実施形態のシングルスピンバルブ型薄膜素子（磁気検出素子）を備えた再生磁気ヘッドを、記録媒体との対向面と平行な方向から切断した部分断面図、 図６に示す再生磁気ヘッドをＣ−Ｃ線に沿って図示Ｚ−Ｙ平面と平行な方向に切断し、その切断面を矢印方向から見た前記再生磁気ヘッドの部分断面図、 本実施形態のデュアルスピンバルブ型薄膜素子（磁気検出素子）を備えた再生磁気ヘッドを、記録媒体との対向面と平行な方向から切断した部分断面図、 図８に示す再生磁気ヘッドをＤ−Ｄ線に沿って図示Ｚ−Ｙ平面と平行な方向に切断し、その切断面を矢印方向から見た前記再生磁気ヘッドの部分断面図、 他の実施形態のデュアルスピンバルブ型薄膜素子（磁気検出素子）を備えた再生磁気ヘッドを、記録媒体との対向面と平行な方向から切断した部分断面図、 図１，図２に示す薄膜磁気ヘッドの製造方法を示す工程図（図１と同じ側から見た製造工程中の断面図）、 図１１の次に行われる工程図（図１と同じ側から見た製造工程中の断面図）、 図１２の次に行われる工程図（図１と同じ側から見た製造工程中の断面図）、 図１３の次に行われる工程図（図１と同じ側から見た製造工程中の断面図）、 図１４の次に行われる工程図（図２と同じ側から見た製造工程中の断面図）、 図８に示す薄膜磁気ヘッドの製造方法を示す工程図（図８と同じ側から見た製造工程中の断面図）、 図１６の次に行われる工程図（図８と同じ側から見た製造工程中の断面図）、 図１７の次に行われる工程図（図８と同じ側から見た製造工程中の断面図）、 図１８の次に行われる工程図（図８と同じ側から見た製造工程中の断面図）、 図１９の次に行われる工程図（図２と同じ側から見た製造工程中の断面図）、 実施例の１／ＡとΔＲとの関係、及び１／Ａとジュール熱との関係を示すグラフ、 比較例の１／ＡとΔＲとの関係、及び１／Ａとジュール熱との関係を示すグラフ、 従来のデュアルスピンバルブ型薄膜素子を用いた薄膜磁気ヘッドを記録媒体との対向面と平行な方向から切断した断面図、 図２３とは異なる従来構造のデュアルスピンバルブ型薄膜素子を用いた薄膜磁気ヘッドを記録媒体との対向面と平行な方向から切断した断面図、

符号の説明

２０ 下部シールド層
２２ エッチング保護用絶縁層
２３ シングルスピンバルブ型薄膜素子
２４、５１ 積層体
２７ 反強磁性層
２８ 固定磁性層
２８ａ 第１固定磁性層
２８ｂ 非磁性中間層
２８ｃ 第２固定磁性層
２９ 非磁性材料層
３０、５５ フリー磁性層
３１ スピン依存散乱部
３２ 第１絶縁層
３３ ハードバイアス層
３４ 第２絶縁層３４
３６ 交換結合含有部
３７、４４ 段差部
３８、６８ バックフィルギャップ層
３９ 保護層
５０ デュアルスピンバルブ型薄膜素子
５２ 下側反強磁性層
５３ 下側固定磁性層
５３ａ 下側第１固定磁性層
５３ｂ 下側非磁性中間層
５３ｃ 下側第２固定磁性層
５４ 下側非磁性材料層
５６ 上側非磁性材料層
５７ 上側固定磁性層
５７ａ 上側第１固定磁性層
５７ｂ 上側非磁性中間層
５７ｃ 上側第２固定磁性層
５８ 上側反強磁性層
６５ 第４絶縁層
６６ 第５絶縁層
６７ 第６絶縁層
７０ 下側段差部
７１ 上側段差部
７２、８０ 第１のリフトオフ用レジスト層
７３、８１ 第２のリフトオフ用レジスト層
７４ 第４のリフトオフ用レジスト層
８２ 第３のリフトオフ用レジスト層

Claims (9)

1. 磁気検出素子と前記磁気検出素子の上下に形成された電極層とを有して成る薄膜磁気ヘッドにおいて、
   前記磁気検出素子は、固定磁性層と前記固定磁性層に非磁性材料層を介して対向するフリー磁性層とを有して成る積層体と、前記積層体のトラック幅方向の両側に形成されたバイアス層と、前記バイアス層の上下に形成された絶縁層とを有して構成され、
   前記固定磁性層は第１固定磁性層と、第２固定磁性層と、前記第１固定磁性層と第２固定磁性層間に介在する非磁性中間層とが積層された積層フェリ構造であり、前記第２固定磁性層が前記非磁性材料層に接して形成されており、
   前記フリー磁性層、前記非磁性材料層及び前記第２固定磁性層からなるスピン依存散乱部の膜面と平行な方向での面積は、前記第１固定磁性層の膜面と平行な方向での面積に比べて小さく、
   前記スピン依存散乱部のトラック幅方向の幅寸法は、前記第１固定磁性層のトラック幅方向の幅寸法より小さく形成され、
   前記スピン依存散乱部のトラック幅方向の両側側面と、前記第１固定磁性層のトラック幅方向の両側側面との間には段差が設けられ、前記スピン依存散乱部のトラック幅方向の両側側面は連続面で形成されていることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
2. 下から反強磁性層、前記第１固定磁性層、前記非磁性中間層、前記第２固定磁性層、前記非磁性材料層、前記フリー磁性層の順に積層され、前記反強磁性層、前記第１固定磁性層、前記非磁性中間層の前記トラック幅方向の両側端面は、下から上に向けて徐々にトラック幅方向の幅寸法が小さくなるように連続した傾斜面で形成されており、前記段差を介して前記非磁性中間層上に前記スピン依存散乱部が形成されている請求項１記載の薄膜磁気ヘッド。
3. 磁気検出素子と前記磁気検出素子の上下に形成された電極層とを有して成る薄膜磁気ヘッドにおいて、
   前記磁気検出素子は、フリー磁性層と前記フリー磁性層の上に形成された上側非磁性材料層と前記上側非磁性材料層の上に形成された上側固定磁性層と前記フリー磁性層の下に形成された下側非磁性材料層と前記下側非磁性材料層の下に形成された下側固定磁性層とを有して成る積層体と、前記積層体のトラック幅方向の両側に形成されたバイアス層と、前記バイアス層の上下に形成された絶縁層とを有して構成され、
   前記上側固定磁性層は、上側第１固定磁性層と、上側第２固定磁性層と、前記上側第１固定磁性層と前記上側第２固定磁性層間に介在する上側非磁性中間層とが積層された積層フェリ構造であり、前記上側第２固定磁性層が前記上側非磁性材料層に接して形成されており、
   前記下側固定磁性層は、下側第１固定磁性層と、下側第２固定磁性層と、前記下側第１固定磁性層と前記下側第２固定磁性層間に介在する下側非磁性中間層とが積層された積層フェリ構造であり、前記下側第２固定磁性層が前記下側非磁性材料層に接して形成されており、
   前記フリー磁性層、前記上側非磁性材料層、前記下側非磁性材料層、前記下側第２固定磁性層、及び前記上側第２固定磁性層から成るスピン依存散乱部の膜面と平行な方向での面積は、前記上側第１固定磁性層及び前記下側第１固定磁性層の膜面と平行な方向での面積に比べて小さく、
   前記スピン依存散乱部のトラック幅方向の幅寸法は、前記上側第１固定磁性層及び前記下側第１固定磁性層のトラック幅方向の幅寸法より小さく形成され、
   前記スピン依存散乱部の両側側面と、前記下側第１固定磁性層のトラック幅の両側側面との間には下側段差部が設けられ、前記スピン依存散乱部のトラック幅の両側側面と、前記上側第１固定磁性層のトラック幅の両側側面との間には上側段差部が設けられ、前記スピン依存散乱部のトラック幅方向の両側側面は連続面で形成されていることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
4. 前記下側第１固定磁性層の下には下側反強磁性層が形成され、前記下側反強磁性層、前記下側第１固定磁性層、前記下側非磁性中間層の前記トラック幅方向の両側端面は、下から上に向けて徐々にトラック幅方向の幅寸法が小さくなるように連続した傾斜面で形成されており、
   前記下側段差部を介して前記下側非磁性中間層上に形成された前記スピン依存散乱部のトラック幅方向の両側端面と、前記上側非磁性中間層のトラック幅方向の両側側面とは連続面で形成され、
   前記上側段差部を介して前記上側非磁性中間層上に形成された上側第１固定磁性層、及び前記上側第１固定磁性層上に形成された上側反強磁性層の前記トラック幅方向の両側端面は、下から上に向けて徐々にトラック幅方向の幅寸法が小さくなるように連続した傾斜面で形成されている請求項３記載の薄膜磁気ヘッド。
5. 前記スピン依存散乱部のトラック幅方向の両側端面は、下から上に向けて徐々にトラック幅方向の幅寸法が小さくなるように連続した傾斜面で形成されている請求項１ないし４のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッド。
6. 以下の工程を有することを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
   （ａ） 下側電極層上に、下から反強磁性層、第１固定磁性層、非磁性中間層、第２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積層体を形成する工程、
   （ｂ） 第２固定磁性層、非磁性材料層及びフリー磁性層のスピン依存散乱部のトラック幅方向の両側端面を削除加工する工程、
   （ｃ） 前記スピン依存散乱部のトラック幅方向の両側に第１絶縁層を介してバイアス層を形成し、さらに前記バイアス層間上に第２絶縁層を形成する工程、
   （ｄ） 前記フリー磁性層上に上側電極層を形成する工程、
7. 前記（ａ）工程と前記（ｂ）工程の間に、
   （ｅ） 前記積層体のトラック幅方向の両側端面を削除加工する工程、を含み、
   前記（ｅ）工程後、前記（ｂ）工程で、前記スピン依存散乱部のトラック幅方向の両側端面を部分的に削除加工し、
   さらに、前記（ｃ）工程と前記（ｄ）工程の間に、
   （ｆ） 前記積層体のハイト方向の後端面側を削除加工し、前記ハイト方向の後端面に第３絶縁層を形成する工程、
   を含む請求項６記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
8. 以下の工程を有することを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
   （ｇ） 下側電極層上に、下から下側反強磁性層、下側第１固定磁性層、下側非磁性中間層、下側第２固定磁性層、下側非磁性材料層、フリー磁性層、上側非磁性材料層、上側第２固定磁性層、上側非磁性中間層の順に積層された第１積層体を形成する工程、
   （ｈ） 前記上側非磁性中間層、前記上側第２固定磁性層、前記上側非磁性材料層、前記フリー磁性層、前記下側非磁性材料層及び前記下側第２固定磁性層のスピン依存散乱部及び前記上側非磁性中間層のトラック幅方向の両側端面を削除加工する工程、
   （ｉ） 前記スピン依存散乱部のトラック幅方向の両側に第４絶縁層を介してバイアス層を形成し、さらに前記バイアス層間上に第５絶縁層を形成する工程、
   （ｊ） 前記第１積層体上及び前記第５絶縁層上に、下から上側第１固定磁性層、上側反強磁性層の順に積層された第２積層体を形成する工程、
   （ｋ） 前記上側反強磁性層上に上側電極層を形成する工程、
9. 前記（ｇ）工程と、前記（ｈ）工程の間に、
   （ｌ） 前記第１積層体のトラック幅方向の両側端面を削除加工する工程、を含み、
   前記（ｌ）工程後、前記（ｈ）工程で、前記スピン依存散乱部及び前記上側非磁性中間層のトラック幅方向の両側端面を部分的に削除加工し、
   前記（ｊ）工程と前記（ｋ）工程の間に、
   （ｍ） 前記（ｈ）工程でのスピン依存散乱部のトラック幅方向の幅寸法よりも大きい幅寸法にて、前記第２積層体のトラック幅方向の両側端面を削除加工する工程、
   （ｎ） 前記第２積層体のトラック幅方向の両側に第６絶縁層を形成する工程、
   （ｏ） 前記第１積層体と前記第２積層体とを有して成る積層体のハイト方向の後端面側を削除加工し、前記ハイト方向の後端面に第７絶縁層を形成する工程、
   を含む請求項８記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。

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