JP3939519B2 - 磁気検出素子及びその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＰＰ（current perpendicular to the plane）型の磁気検出素子に係り、特に、磁気検出素子を構成する薄膜層間の短絡を防止することができ、品質を向上させることのできる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１８及び図１９は従来の磁気検出素子の製造方法を示す図、図２０は従来の磁気検出素子を記録媒体からの対向面側からみた断面図である。 まず、基板（図示せず）上に、ＮｉＦｅなどからなる下部シールド層１、Ｃｕなどからなる下部電極層２を形成する。さらに、下部電極層２の上に、第１フリー磁性層３ａ、非磁性中間層３ｂ、第２フリー磁性層３ｃからなるフリー磁性層３、非磁性材料層４、第２固定磁性層５ａ、非磁性中間層５ｂ、第１固定磁性層５ｃからなる固定磁性層５、及び反強磁性層６を順次積層する。
【０００３】
第１フリー磁性層３ａ、第２フリー磁性層３ｃ、第２固定磁性層５ａ、第１固定磁性層５ｃは、ＮｉＦｅなどで形成される。また、非磁性材料層４はＣｕなどで形成され、非磁性中間層３ｂ及び５ｂはＲｕなどで形成される。
【０００４】
フリー磁性層３から反強磁性層６までが多層膜Ｔとなる。さらに、多層膜Ｔ上に、リフトオフ用のレジスト層Ｒを形成した状態が図１８に示されている。
【０００５】
次に、レジスト層Ｒに覆われていない多層膜Ｔをイオンミリングによって除去した状態を図１９に示す。
【０００６】
さらに、前記イオンミリングにおいて削り残された多層膜Ｔの両側であって下部電極層２上に、絶縁層７，７を介して、ＣｏＰｔなどの硬磁性材料からなるハードバイアス層８，８を積層し、ハードバイアス層８，８の上層に絶縁層９，９を積層した後、レジスト層Ｒを除去する。
【０００７】
レジスト層Ｒを除去した後、Ｃｕなどによって上部電極層１０及びＮｉＦｅなどからなる上部シールド層１１が積層されると、図２０に示される磁気検出素子が形成される。この磁気検出素子は、反強磁性層６がフリー磁性層３の上層に位置するいわゆるトップスピン型のスピンバルブ型磁気検出素子である。
【０００８】
図２０に示される磁気検出素子は、いわゆるＣＰＰ（current perpendicular to the plane）型の磁気検出素子であり、センス電流が多層膜Ｔの各膜面に対し垂直方向に流されるものである。
【０００９】
検出対象の磁界（外部磁界）が磁気検出素子に印加される前の状態において、固定磁性層５の磁化方向とフリー磁性層３の磁化方向は、所定の角度をなしている。この状態の磁気検出素子に外部磁界が印加されると、フリー磁性層３の磁化方向が回転し、固定磁性層５の磁化方向とフリー磁性層３の磁化方向の相対角度が変化して、磁気検出素子の直流抵抗値及び出力電圧が変化する。
【００１０】
ＣＰＰ型の磁気検出素子は、多層膜Ｔの各膜面に対しほぼ水平方向にセンス電流が流されるＣＩＰ（current in the plane）型の磁気検出素子と比べて、発熱量（Ｐ）を一定として、前記多層膜Ｔの各膜面の面積を小さくしたときの、抵抗変化量ΔＲ及び出力ΔＶを大きくすることができる。
【００１１】
すなわち、素子サイズを小さくしていくと、ＣＩＰ型よりもＣＰＰ型にする方が出力を大きくでき、ＣＰＰ型は、今後の高記録密度化に伴う素子サイズの狭小化に適切に対応できる構造であると期待されている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図１８及び図１９に示された製造方法によって形成された図２０に示される従来のＣＰＰ型の磁気検出素子では、次のような問題が生じていた。
【００１３】
多層膜Ｔのレジスト層Ｒによって覆われていない領域をイオンミリングによって削るときに多層膜Ｔの各層の材料が、削り残される多層膜Ｔのトラック幅方向の側端面に付着し、図１９及び図２０に示されるような再付着物層Ｌ，Ｌとなる。
【００１４】
多層膜Ｔを構成するフリー磁性層３、非磁性材料層４、固定磁性層５、反強磁性層６は導電性材料からなるものであるので、多層膜Ｔのトラック幅方向の側端面に再付着物層Ｍ，Ｍが付着すると、図２０に示される磁気検出素子において、上部電極層１０から下部電極層２に直流電流を流したときに、多層膜Ｔの各層が電気的に短絡してしまう。
【００１５】
特に、センス電流が多層膜Ｔの各膜面に対し垂直方向に流されるＣＰＰ型磁気検出素子の場合には、フリー磁性層３と固定磁性層５が短絡すると、外部磁界が印加されてフリー磁性層３の磁化方向が変化しても、抵抗変化が生じなくなり、磁気検出素子として機能しなくなってしまう。
【００１６】
本発明は、上記従来の課題を解決するためのものであり、磁気検出素子の多層膜を構成する各層間の電気的絶縁をとることができ、品質を向上させることのできる磁気検出素子及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、固定磁性層、非磁性材料層及びフリー磁性層を有する多層膜、並びに前記多層膜の上面に電気的に接続された上部電極層及び前記多層膜の下面に電気的に接続された下部電極層を有し、前記多層膜の各層の膜面と垂直方向に電流を供給する磁気検出素子において、
前記下部電極層上に、前記多層膜のトラック幅方向の側端面に対向して絶縁材料層が積層されており、
前記多層膜の側端面と、前記絶縁材料層との間には溝部Ｇが形成され、前記溝部Ｇ内にて露出した前記下部電極層の表面が凹面形状で形成されていることを特徴とするものである。
【００１８】
本発明では、前記多層膜の側端面に対向して絶縁材料層が積層されている。この絶縁材料層が前記下部電極層上に設けられることにより、前記多層膜をイオンミリングなどで削り出し形成するときに、前記多層膜のトラック幅方向の側端面に、前記多層膜を構成する各層の材料の再付着量を低減することができる。
【００１９】
また、本発明では、前記下部電極層の前記多層膜と前記絶縁材料層に挟まれる部位が凹面形状に削り込まれても、前記下部電極層の削り量を従来よりも少なくできるので、前記多層膜のトラック幅方向の側端面への、各層の材料の再付着量を低減する効果を奏することができる。
導電性を有する前記多層膜を構成する各層の材料の再付着量を低減することができると、磁気検出素子が磁界検出能を発揮するために重要となる前記フリー磁性層と前記固定磁性層間の電気的絶縁をとることが容易になり、形成される磁気検出素子の品質を向上させることができるようになる。
【００２０】
また、前記固定磁性層から前記フリー磁性層間の電気的絶縁を確実にするために、前記多層膜の少なくとも前記固定磁性層から前記フリー磁性層までの各層のトラック幅方向における側端面には、絶縁酸化膜が設けられていることが好ましい。
【００２１】
前記絶縁酸化膜は、例えば、前記多層膜を構成する各層の材料が酸化されて形成された層、前記絶縁材料層と同じ材料からなる層、金属材料が酸化されて形成された層のいずれか１層または２層以上を有するものである。
【００２２】
本発明では、前記多層膜を、前記固定磁性層に接する反強磁性層を有し、下から、反強磁性層、固定磁性層、非磁性材料層、フリー磁性層の順序で積層される、いわゆるボトム型のスピンバルブ型磁気検出素子として形成することができる。または、前記多層膜を、前記固定磁性層に接する反強磁性層を有し、下から、フリー磁性層、非磁性材料層、固定磁性層及び反強磁性層の順序で積層されるいわゆるトップ型のスピンバルブ型磁気検出素子として形成することができる。
【００２６】
本発明では、前記多層膜の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側端面に対向して、硬磁性材料からなる一対のハードバイアス層が設けられることにより、前記フリー磁性層に縦バイアス磁界を与えることができる。
前記ハードバイアス層は、前記溝部Ｇ内にまで入り込んで形成されることが好ましい。
【００２７】
または、前記多層膜の前記フリー磁性層に重ねられて反強磁性材料または強磁性材料からなる一対のエクスチェンジバイアス層が設けられることにより、前記フリー磁性層に縦バイアス磁界を与えることができる。
【００２８】
あるいは、前記多層膜の前記フリー磁性層の前記非磁性材料層と接する面と反対の面側に、分離層を介して、硬磁性材料からなるインスタックバイアス層が設けられることにより、前記フリー磁性層に縦バイアス磁界を与えることができる。
【００２９】
また、本発明では、前記下部電極層の下層に下部シールド層が形成され、前記上部電極層の上層に上部シールド層が形成されてもよい。あるいは、前記下部電極層及び前記上部電極層が磁性材料によって形成され、前記下部電極層及び前記上部電極層がそれぞれ、下部シールド層及び上部シールド層の機能を有してもよい。
【００３０】
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。
（ａ）基板上に下部電極層を形成し、さらに前記下部電極層上に絶縁材料層を積層する工程と、
（ｂ）前記絶縁材料層の一部分を除去して溝部Ｇ１を形成し、この溝部Ｇ１内に前記下部電極層の表面を露出させる工程と、
（ｃ）前記溝部Ｇ１内であって、前記下部電極層の表面上に、固定磁性層、非磁性材料層、フリー磁性層を有する多層膜を形成する工程と、
（ｄ）前記多層膜上にレジスト層を形成し、前記レジスト層に覆われていない前記多層膜を除去し、このとき、残された前記多層膜と、前記絶縁材料層との間に溝部Ｇを形成するとともに、この溝部Ｇ内にて露出した前記下部電極層の表面を削って凹面形状とする工程と、
（ｅ）前記レジスト層を除去する工程と、
（ｆ）前記多層膜の上面と電気的に接続される上部電極層を形成する工程。
【００３１】
本発明では、前記下部電極層上に設けられる前記絶縁材料層に設けられた前記溝部Ｇ１内で、磁気検出素子を構成する多層膜をイオンミリングなどで削り出し形成する。前記絶縁材料層が存在するために、前記イオンミリング工程時に、前記多層膜のトラック幅方向の側端面に、前記多層膜を構成する各層の材料の再付着量を低減できる。
また、本発明では、前記（ｄ）の工程において、前記下部電極層の前記多層膜と前記絶縁材料層に挟まれる部位を凹面形状に削り込むとき、前記下部電極層の削り量を従来よりも少なくできるので、前記多層膜のトラック幅方向の側端面への、各層の材料の再付着を低減する効果を奏することができる。
【００３２】
前記多層膜を構成する各層の材料の再付着量を低減することができると、磁気検出素子が磁界検出能を発揮するために重要となる前記フリー磁性層と前記固定磁性層間の電気的絶縁をとることが容易になり、形成される磁気検出素子の品質を向上させることができるようになる。
【００３３】
また、前記（ｄ）の工程において、前記溝部Ｇ１のトラック幅方向中央位置と、前記レジスト層のトラック幅方向中央位置が重なるように前記レジスト層を前記多層膜上に形成することが好ましい。
【００３４】
また、前記（ｄ）の工程と前記（ｅ）の工程の間に、
（ｇ） 前記（ｄ）の工程で、除去されずに残された多層膜のトラック幅方向の側端面に付着した金属層を削る工程を有することが好ましい。前記金属層は、主に前記多層膜を構成する各層の材料の再付着物であり、この金属層を削ることにより、前記フリー磁性層と前記固定磁性層間の電気的絶縁をとることがより容易になる。
【００３５】
さらに、前記（ｄ）の工程と前記（ｅ）の工程の間に、
（ｈ）前記絶縁材料層を逆スパッタして、絶縁材料を前記多層膜のトラック幅方向における側端面に付着させる工程を有することがより好ましい。
【００３６】
また、本発明では、前記（ｄ）の工程と前記（ｅ）の工程の間に、
（ｉ）前記（ｄ）の工程で除去されずに残された多層膜のトラック幅方向の側端面に付着した金属層を削ると同時に、前記絶縁材料層を逆スパッタして、絶縁材料を前記多層膜のトラック幅方向における側端面に付着させる工程を有することもできる。
【００３７】
さらに、本発明では、前記（ｄ）の工程と前記（ｅ）の工程の間に、
（ｊ）前記多層膜のトラック幅方向における側端面に付着した金属層を酸化させる工程を有することにより、前記フリー磁性層と前記固定磁性層間の電気的絶縁をより確実にとることができる。
【００３８】
また、前記（ｄ）の工程と前記（ｅ）の工程の間に、
（ｋ）前記多層膜のトラック幅方向における側端面上に、金属材料の酸化物層を形成する工程を有すると、前記フリー磁性層と前記固定磁性層間の電気的絶縁をさらに確実にとることができるのでより好ましい。
【００３９】
なお、前記（ｊ）の工程、あるいは、前記（ｋ）の工程、又は、前記（ｊ）及び（ｋ）工程において、前記金属層、あるいは、前記金属材料、または前記金属層及び前記金属材料を自然酸化、プラズマ酸化あるいはラジカル酸化のうち１種以上の酸化方法で行うことができる。
【００４０】
本発明では、前記（ｃ）の工程において、前記多層膜を前記固定磁性層に接する反強磁性層を有するものとして形成し、下から、反強磁性層、固定磁性層、非磁性材料層、フリー磁性層の順序で積層してもよいし、前記多層膜を前記多層膜を前記固定磁性層に接する反強磁性層を有するものとして形成し、下から、フリー磁性層、非磁性材料層、固定磁性層及び反強磁性層の順序で積層してもよい。
【００４４】
本発明では、前記（ｄ）の工程と前記（ｅ）の工程の間に、
（ｌ）硬磁性材料からなり、前記多層膜の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側端面に対向して前記フリー磁性層にトラック幅方向の磁界を印加する、一対のハードバイアス層を設ける工程を有することにより、前記フリー磁性層に縦バイアス磁界を与えることができる。
【００４５】
または、前記（ｄ）の工程と前記（ｅ）の工程の間に、
（ｍ）反強磁性材料または強磁性材料からなり、前記多層膜の前記フリー磁性層に重ねられて前記フリー磁性層にトラック幅方向の磁界を印加する、一対のエクスチェンジバイアス層を設ける工程を有することにより、前記フリー磁性層に縦バイアス磁界を与えることができる。
【００４６】
あるいは、前記（ｃ）の工程において、前記多層膜の前記フリー磁性層の前記非磁性材料層と接する面と反対の面側に、硬磁性材料からなり、分離層を介して前記フリー磁性層にトラック幅方向の磁界を印加する、インスタックバイアス層を設けることにより、前記フリー磁性層に縦バイアス磁界を与えることができる。
【００４７】
本発明では、前記（ａ）の工程において、前記下部電極層の下層に下部シールド層を形成し、前記（ｆ）の工程の後で、前記上部電極層の上層に上部シールド層を形成することができる。
【００４８】
あるいは、前記（ａ）の工程において前記下部電極層を、前記（ｆ）の工程において前記上部電極層を、それぞれ磁性材料によって形成することにより、前記下部電極層及び前記上部電極層が、それぞれ、下部シールド層及び上部シールド層の機能を有するようにしてもよい。
【００４９】
【発明の実施の形態】
図１は、参考例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。
【００５０】
図１に示す磁気検出素子は、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。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。
【００５１】
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。
【００５２】
また磁気検出素子は、例えばアルミナ−チタンカーバイト（Ａｌ₂Ｏ₃−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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
図１では、下から順に、第１フリー磁性層２３ａ、非磁性中間層２３ｂ、第２フリー磁性層２３ｃからなるシンセティックフェリフリー型のフリー磁性層２３、非磁性材料層２４、第２固定磁性層２５ａ、非磁性中間層２５ｂ、第１固定磁性層２５ｃからなるシンセティックフェリピンド型の固定磁性層２５、反強磁性層２６、保護層２７が下から順に積層された多層膜Ｔ１が形成されている。
【００５６】
多層膜Ｔ１の下層には、基板（図示せず）上に、アルミナなどの絶縁性材料からなる下地層（図示せず）を介して、下部シールド層２１、下部電極層２２が成膜されており、多層膜Ｔ１の上層には、上部電極層２８、上部シールド層２９が形成されている。
【００５７】
下部電極層２２は多層膜Ｔ１の下面と電気的に接続されており、上部電極層２８は多層膜Ｔ１の上面と電気的に接続されている。
【００５８】
多層膜Ｔ１の両側領域の下部電極層２２上と、多層膜Ｔ１の側端面Ｔ１ｓ，Ｔ１ｓ上には、絶縁酸化膜３１，３１が積層されている。この絶縁酸化膜３１，３１によって、多層膜Ｔ１のトラック幅方向における側端面Ｔ１ｓ，Ｔ１ｓと下部電極層２２、上部電極層２８、ハードバイアス層３３，３３及びバイアス下地層３２，３２が電気的に絶縁されている。
【００５９】
絶縁酸化膜３１，３１上には、バイアス下地層３２，３２を介して、ハードバイアス層３３，３３が積層されている。ハードバイアス層３３，３３上には絶縁層３４，３４が積層されている。この絶縁層３４，３４によって、上部電極層２８と、多層膜Ｔ１の側端面Ｔ１ｓ，Ｔ１ｓ、ハードバイアス層３３，３３及びバイアス下地層３２，３２が絶縁されている。
【００６０】
なお、本形態では、絶縁酸化膜３１，３１の厚さは、フリー磁性層２３にハードバイアス層３３，３３から十分なバイアス磁界がかかるような厚さ、例えば５ｎｍである。
【００６１】
図１に示すように上記したフリー磁性層２３から保護層２７の各層で構成される多層膜Ｔ１は、トラック幅方向（図示Ｘ方向）における側端面Ｔ１ｓ，Ｔ１ｓが、フリー磁性層２３の下面から保護層２７の上面まで連続した傾斜面となっており、例えば多層膜Ｔ１は図１に示すような略台形状で形成される。
【００６２】
図１に示される磁気検出素子は、いわゆるトップ型のスピンバルブ型磁気検出素子である。
【００６３】
図１に示された磁気検出素子は、いわゆるスピンバルブ型磁気検出素子であり、固定磁性層２５の磁化方向が、適正に図示Ｙ方向に平行な方向に固定され、しかもフリー磁性層２３の磁化が適正に図示Ｘ方向に揃えられており、固定磁性層２５とフリー磁性層２３の磁化が交叉している。記録媒体からの洩れ磁界が磁気検出素子の図示Ｙ方向に侵入し、フリー磁性層２３の磁化が感度良く変動し、この磁化方向の変動と、固定磁性層２５の固定磁化方向との関係で電気抵抗が変化し、この電気抵抗値の変化に基づく電圧変化により、記録媒体からの洩れ磁界（記録信号磁界）が検出される。
【００６４】
ただし、電気抵抗値の変化（出力）に直接寄与するのは第２固定磁性層２５ａの磁化方向と第２フリー磁性層２３ｃの磁化方向の相対角であり、これらの相対角が検出電流が通電されている状態かつ記録信号磁界が印加されていない状態で直交していることが好ましい。
【００６５】
この形態では、例えば上部電極層２８から下部電極層２２に向けてセンス電流が流れるため、前記センス電流は、多層膜内の各層を膜面と垂直方向に流れる。前記センス電流が、多層膜内の各層を膜面と垂直方向に流れる磁気検出素子をＣＰＰ型の磁気検出素子という。
【００６６】
なお、トラック幅は約１０ｎｍ以上で１００ｎｍ以下であることが好ましい。より好ましくは６０ｎｍ以下であることが好ましい。トラック幅が、上記数値範囲程度に狭小化されると、さらなる再生出力の向上を図ることができる。
【００６７】
下部シールド層２１、下部電極層２２、フリー磁性層２３、非磁性材料層２４、固定磁性層２５、反強磁性層２６、保護層２７、バイアス下地層３２，３２、ハードバイアス層３３，３３、絶縁層３４，３４、上部電極層２８、上部シールド層２９はスパッタ法や蒸着法などの薄膜形成プロセスによって形成される。
【００６８】
下部シールド層２１及び上部シールド層２９はＮｉＦｅなどの磁性材料を用いて形成される。なお、下部シールド層２１及び上部シールド層２９は磁化容易軸がトラック幅方向（図示Ｘ方向）を向いていることが好ましい。下部シールド層２１及び上部シールド層２９は、電解メッキ法によって形成されてもよい。
【００６９】
反強磁性層２６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）合金で形成する。
【００７０】
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。
【００７１】
反強磁性層２６の膜厚は、トラック幅方向の中心付近において８０〜３００Å、例えば２００Åである。
【００７２】
ここで、反強磁性層２６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、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。
【００７３】
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。
【００７４】
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反強磁性層２６を得ることができる。特に、ＰｔＭｎ合金であれば、４８ｋＡ／ｍ以上、例えば６４ｋＡ／ｍを越える交換結合磁界を有し、前記交換結合磁界を失うブロッキング温度が３８０℃と極めて高い優れた反強磁性層２６を得ることができる。
【００７５】
第１固定磁性層２５ｃ及び第２固定磁性層２５ａは、強磁性材料により形成されるもので、例えばＮｉＦｅ合金、Ｃｏ、ＣｏＦｅＮｉ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Ｃｏにより形成されることが好ましい。また、第１固定磁性層２５ｃ及び第２固定磁性層２５ａは同一の材料で形成されることが好ましい。
【００７６】
また、非磁性中間層２５ｂ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。
【００７７】
第１固定磁性層２５ｃ及び第２固定磁性層２５ａは、それぞれ１０〜７０Å程度で形成される。また非磁性中間層の膜厚は３Å〜１０Å程度で形成される。
【００７８】
なお固定磁性層２５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。
【００７９】
非磁性材料層２４は、固定磁性層２５とフリー磁性層２３との磁気的な結合を防止する層であり、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。
非磁性材料層２４は例えば１８〜３０Å程度の膜厚で形成される。
【００８０】
また非磁性材料層２４は、Ａｌ₂Ｏ₃やＳｉＯ₂などの絶縁材料で形成されていてもよいが、ＣＰＰ型の磁気検出素子の場合には、非磁性材料層２４内部にも、膜面と垂直方向にセンス電流が流れるようにしなければならないので、非磁性材料層２４が絶縁物であるときは、非磁性材料層２４の膜厚を５０Åに薄くして形成して絶縁耐圧を低下させる必要がある。また非磁性材料層２４をＡｌ₂Ｏ₃やＴａＯ₂などの鏡面反射効果を有する材質で形成したときは、非磁性材料層２４をスペキュラー膜や実効的な素子面積を低減させる電流制限層として機能させることもできる。
【００８１】
第１フリー磁性層２３ａ及び第２フリー磁性層２３ｃは、強磁性材料により形成されるもので、例えばＮｉＦｅ合金、Ｃｏ、ＣｏＦｅＮｉ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ＮｉＦｅ合金またはＣｏＦｅ合金、ＣｏＦｅＮｉ合金により形成されることが好ましい。
【００８２】
非磁性中間層２３ｂ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。
【００８３】
第１フリー磁性層２３ａ及び第２フリー磁性層２３ｃは、それぞれ１０〜７０Å程度で形成される。また非磁性中間層２３ｂの膜厚は３Å〜１０Å程度で形成される。
【００８４】
なお、第２フリー磁性層２３ｃが２層構造で形成され、非磁性材料層２４と対向する側にＣｏ膜が形成されていることが好ましい。これにより非磁性材料層２４との界面での金属元素等の拡散を防止でき、抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を大きくすることができる。
【００８５】
なおフリー磁性層２３は上記したいずれかの磁性材料を使用した１層構造で形成されていても良い。
【００８６】
また本形態では、第１フリー磁性層２３ａ及び第２フリー磁性層２３ｃの少なくとも一方を、以下の組成を有する磁性材料で形成することが好ましい。
【００８７】
組成式がＣｏＦｅＮｉで示され、Ｆｅの組成比は９原子％以上で１７原子％以下で、Ｎｉの組成比は０．５原子％以上で１０原子％以下で、残りの組成はＣｏ。
【００８８】
これにより第１フリー磁性層２３ａと第２フリー磁性層２３ｃ間で発生するＲＫＫＹ相互作用における交換結合磁界を強くすることができる。具体的には、反平行状態が崩れるときの磁界、すなわちスピンフロップ磁界（Ｈｓｆ）を約２９３（ｋＡ／ｍ）にまで大きくすることができる。
【００８９】
よって、第１フリー磁性層２３ａ及び第２フリー磁性層２３ｃの磁化を適切に反平行状態にできる。
【００９０】
なお第１フリー磁性層２３ａ及び第２フリー磁性層２３ｃの双方を前記ＣｏＦｅＮｉ合金で形成することが好ましい。これにより、より安定して高いスピンフロップ磁界を得ることができ、第１フリー磁性層２３ａと第２フリー磁性層２３ｃとを適切に反平行状態に磁化できる。
【００９１】
また上記した組成範囲内であると、第１フリー磁性層２３ａと第２フリー磁性層２３ｃの磁歪を−３×１０^-6から３×１０^-6の範囲内に収めることができ、また保磁力を７９０（Ａ／ｍ）以下に小さくできる。
【００９２】
さらに、フリー磁性層２３の軟磁気特性の向上、フリー磁性層２３と非磁性材料層２４間でのＮｉの拡散による抵抗変化量（ΔＲ）や抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）の低減の抑制を適切に図ることが可能である。
【００９３】
なお、第２フリー磁性層２３ｃと非磁性材料層２４間にＣｏなどからなる拡散防止層を設け、第１フリー磁性層２３ａ及び第２フリー磁性層２３ｃの少なくとも一方をＣｏＦｅＮｉ合金で形成するとき、前記ＣｏＦｅＮｉ合金のＦｅの組成比を７原子％以上で１５原子％以下、Ｎｉの組成比を５原子％以上で１５原子％以下、残りの組成比をＣｏにすることが好ましい。
【００９４】
また、図１では、磁気的膜厚（Ｍｓ×ｔ；飽和磁化と膜厚の積）が異なる第１固定磁性層２５ｃと第２固定磁性層２５ａが、非磁性中間層２５ｂを介して積層されたものが、一つの固定磁性層２５として機能する。
【００９５】
第１固定磁性層２５ｃは反強磁性層２６と接して形成され、磁場中アニールが施されることにより、第１固定磁性層２５ｃと反強磁性層２６との界面にて交換結合による交換異方性磁界が生じ、第１固定磁性層２５ｃの磁化方向が図示Ｙ方向に固定される。第１固定磁性層２５ｃの磁化方向が図示Ｙ方向に固定されると、非磁性中間層２５ｂを介して対向する第２固定磁性層２５ａの磁化方向が、第１固定磁性層２５ｃの磁化方向と反平行の状態で固定される。
【００９６】
このように、第１固定磁性層２５ｃと第２固定磁性層２５ａの磁化方向が、反平行となるフェリ磁性状態になっていると、第１固定磁性層２５ｃと第２固定磁性層２５ａとが互いに他方の磁化方向を固定しあうので、全体として固定磁性層２５の磁化方向を一定方向に強力に固定することができる。
【００９７】
なお、第１固定磁性層２５ｃの磁気的膜厚（Ｍｓ×ｔ）と第２固定磁性層２５ａの磁気的膜厚（Ｍｓ×ｔ）を足し合わせた合成の磁気的膜厚（Ｍｓ×ｔ）の方向が固定磁性層２５の磁化方向となる。
【００９８】
図１では、第１固定磁性層２５ｃ及び第２固定磁性層２５ａを同じ材料を用いて形成し、さらに、それぞれの膜厚を異ならせることにより、それぞれの磁気的膜厚（Ｍｓ×ｔ）を異ならせている。
【００９９】
また、第１固定磁性層２５ｃ及び第２固定磁性層２５ａの固定磁化による反磁界（双極子磁界）を、第１固定磁性層２５ｃ及び第２固定磁性層２５ａの静磁界結合同士が相互に打ち消し合うことによりキャンセルできる。これにより、固定磁性層２５の固定磁化による反磁界（双極子磁界）からの、フリー磁性層２３の変動磁化への寄与を減少させることができる。
【０１００】
従って、フリー磁性層２３の変動磁化の方向を所望の方向に補正することがより容易になり、アシンメトリーの小さい対称性の優れたスピンバルブ型薄膜磁気素子を得ることが可能になる。
【０１０１】
ここで、アシンメトリーとは、再生出力波形の非対称性の度合いを示すものであり、再生出力波形が与えられた場合、波形が対称であればアシンメトリーが小さくなる。従って、アシンメトリーが０に近づく程再生出力波形が対称性に優れていることになる。
【０１０２】
前記アシンメトリーは、フリー磁性層２３の磁化の方向と固定磁性層２５の固定磁化の方向とが直交しているときに０となる。アシンメトリーが大きくずれるとメディアからの情報の読み取りが正確にできなくなり、エラーの原因となる。このため、前記アシンメトリーが小さいものほど、再生信号処理の信頼性が向上することになり、スピンバルブ薄膜磁気素子として優れたものとなる。
【０１０３】
また、固定磁性層２５の固定磁化による反磁界（双極子磁界）Ｈｄは、フリー磁性層２３の素子高さ方向において、その端部で大きく中央部で小さいという不均一な分布を持ち、フリー磁性層２３内における単磁区化が妨げられる場合があるが、固定磁性層２５を上記の積層構造とすることにより双極子磁界Ｈｄを小さくすることができ、これによってフリー磁性層２３内に磁壁ができて磁化の不均一が発生しバルクハウゼンノイズなどが発生することを防止することができる。
【０１０４】
フリー磁性層２３は、磁気的膜厚（Ｍｓ×ｔ；飽和磁化と膜厚の積）の大きさが異なる第２フリー磁性層２３ｃと第１フリー磁性層２３ａが、非磁性中間層２３ｂを介して積層され、第２フリー磁性層２３ｃと第１フリー磁性層２３ａの磁化方向が反平行となるフェリ磁性状態である。このとき、磁気的膜厚（Ｍｓ×ｔ）が大きい方、例えば、第２フリー磁性層２３ｃの磁化方向が、ハードバイアス層から発生する磁界の方向（図示Ｘ方向）に向き、第１フリー磁性層２３ａの磁化方向が、１８０度反対方向（図示Ｘ方向と反平行方向）に向いた状態になる。
【０１０５】
第２フリー磁性層２３ｃと第１フリー磁性層２３ａの磁化方向が１８０度異なる反平行のフェリ磁性状態になると、フリー磁性層の膜厚を薄くすることと同等の効果が得られ、単位面積あたりの実効的な磁気モーメントが小さくなり、フリー磁性層２３の磁化が変動しやすくなって、磁気検出素子の磁界検出感度が向上する。
【０１０６】
第２フリー磁性層２３ｃの磁気的膜厚（Ｍｓ×ｔ）と第１フリー磁性層２３ａの磁気的膜厚（Ｍｓ×ｔ）を足し合わせた合成の磁気的膜厚（Ｍｓ×ｔ）の方向がフリー磁性層２３の磁化方向となる。
【０１０７】
ただし、固定磁性層２５の磁化方向との関係で出力に寄与するのは第２フリー磁性層２３ｃの磁化方向のみである。
【０１０８】
保護層２７は、Ｔａ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｍｏ，Ｗのうち少なくとも１種以上で形成される。保護層２７の膜厚は３０Å程度である。
【０１０９】
ハードバイアス層３３，３３は、Ｃｏ−Ｐｔ（コバルト−白金）合金やＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ（コバルト−クロム−白金）合金などの硬磁性材料で形成される。これら合金の結晶構造は一般的にはバルクにおいて、面心立方構造（ｆｃｃ）と稠密六方構造（ｈｃｐ）の混相となる組成付近の膜組成に設定されている。
【０１１０】
バイアス下地層３２，３２は、Ｃｒ，Ｔｉ，Ｗ，Ｍｏ，Ｖ，Ｍｎ，Ｎｂ，Ｔａのいずれか１種または２種以上の元素で形成されることが好ましい。例えば、ＣｒやＷ₅₀Ｍｏ₅₀によって形成される。バイアス下地層３２，３２を結晶構造がｂｃｃ（体心立方格子）構造であるＣｒなどを用いて形成すると、ハードバイアス層３３，３３の保磁力及び角形比が大きくなりバイアス磁界を大きくできる。
【０１１１】
ここで上記の金属で形成されたバイアス下地層３２，３２とハードバイアス層３３，３３を構成するＣｏＰｔ系合金のｈｃｐ構造の格子定数は近い値となるために、ＣｏＰｔ系合金はｆｃｃ構造を形成しづらくｈｃｐ構造で形成されやすくなる。このときｈｃｐ構造のｃ軸はＣｏＰｔ系合金とバイアス下地層３２，３２の境界面内に優先配向される。ｈｃｐ構造はｆｃｃ構造に比べてｃ軸方向に大きな磁気異方性を生じるため、ハードバイアス層３３，３３に磁界を与えたときの保磁力Ｈｃは大きくなる。さらにｈｃｐのｃ軸はＣｏＰｔ系合金とバイアス下地層３２，３２との境界面内で優先配向となっているため、残留磁化が増大し、残留磁化／飽和磁化で求められる角形比Ｓは大きくなる。その結果、ハードバイアス層３３，３３の特性を向上させることができ、ハードバイアス層３３，３３から発生するバイアス磁界を増大させることができる。
【０１１２】
なお、下部電極層２２及び上部電極層２８はＷ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｒｕ，Ａｕなどを材料として用いて形成することができる。
【０１１３】
なお、上部電極層２８としてＴａを用いる場合には、上部電極層２８の下層に、Ｃｒの中間層を設けることによってＣｒの上層に積層されるＴａの結晶構造を低抵抗の体心立方構造にしやすくなる。
【０１１４】
また、上部電極層２８としてＣｒを用いる場合には、上部電極層２８の下層にＴａの中間層を設けることにより、Ｃｒがエピタキシャルに成長して、抵抗値を低減できる。
【０１１５】
図１に示された磁気検出素子は、下部電極層２２上に、多層膜Ｔ１のトラック幅方向の側端面Ｔ１ｓ，Ｔ１ｓに対向して一対の絶縁材料層３０，３０が積層されている。
【０１１６】
絶縁材料層３０，３０は、酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）、Ａｌ−Ｓｉ−Ｏなどの絶縁性材料によって形成される。
【０１１７】
この絶縁材料層３０，３０が下部電極層２２上に設けられることにより、下部電極層２２表面の露出面積が小さくなる。また、絶縁材料層３０，３０のミリングレートは、下部電極層２２のミリングレートよりも著しく小さい。従って、多層膜Ｔ１をイオンミリングなどで削り出し形成するときに、多層膜Ｔ１のトラック幅方向の側端面Ｔ１ｓ，Ｔ１ｓに、多層膜Ｔ１を構成する各層（フリー磁性層２３、非磁性材料層２４、固定磁性層２５、反強磁性層２６、保護層２７）の材料の再付着を低減することができる。
【０１１８】
導電性を有するこれらの材料の再付着量を低減することができると、磁気検出素子が磁界検出能を発揮するために重要となるフリー磁性層２３と固定磁性層２５間の電気的絶縁をとることが容易になり、形成される磁気検出素子の品質を向上させることができるようになる。
【０１１９】
多層膜Ｔ１の側端面Ｔ１ｓ，Ｔ１ｓ上の導電性材料の再付着量が少ないので、例えば、再付着した導電性材料をラジカル酸化するだけで、フリー磁性層２３と固定磁性層２５間の電気的絶縁をとることも可能になる。
【０１２０】
従って、再付着した導電性材料を除去するための多層膜Ｔ１の側端面Ｔ１ｓ，Ｔ１ｓ垂直方向に近い方向からのミリング（サイドミリング）をしなくてもすむようになるので、多層膜Ｔ１の側端面Ｔ１ｓ，Ｔ１ｓの面粗れを防止でき、磁気検出素子の磁界検出特性の低下を防ぐことができる。
【０１２１】
また、図１では、多層膜Ｔ１の側端面Ｔ１ｓ，Ｔ１ｓ全面に絶縁酸化膜３１，３１が形成されていることによって、固定磁性層２５からフリー磁性層２３間の電気的絶縁を確実にしている。
【０１２２】
絶縁酸化膜３１，３１は、例えば、多層膜Ｔ１を構成する各層の材料が再付着したものが酸化されて形成された層、下部電極層２２の材料が酸化されて形成された層、絶縁材料層３０と同じ材料からなる層、アルミニウム（Ａｌ）などの金属材料が酸化されて形成された層のいずれか１層または２層以上を有するものである。なお、前記金属材料が酸化されて形成された層は絶縁性を有することが必要である。
【０１２３】
前記金属材料が酸化されて形成された層が形成されていると、多層膜Ｔ１の側端面Ｔ１ｓ，Ｔ１ｓと、下部電極層２２、上部電極層２８、ハードバイアス層３３，３３及びバイアス下地層３２，３２との電気的絶縁がより確実になるので好ましい。また、前記金属材料のかわりにシリコン（Ｓｉ）などの半導体材料を酸化した層を前記金属材料が酸化されて形成された層の代わりに形成してもよい。、
ただし、実際の絶縁酸化膜３１，３１において、これらの各層が明確に分離した状態にあるとは限らない。
【０１２４】
なお、図１では、絶縁酸化膜３１，３１は、多層膜Ｔ１の側端面Ｔ１ｓ，Ｔ１ｓ全面、絶縁材料層３０，３０の上面及び側面、並びに多層膜Ｔ１と絶縁材料層３０，３０との間に露出した下部電極層２２の表面に成膜されている。
【０１２５】
ただし、絶縁酸化膜３１，３１は、少なくとも固定磁性層２５からフリー磁性層２３までの各層のトラック幅方向における側端面に設けられているだけでもよい。
【０１２６】
下部電極層よりも著しく小さいミリングレートを有する絶縁材料層３０，３０が形成されると、多層膜Ｔ１をイオンミリングなどで削り出し形成するときに、イオンミリングのミリング速度の調節が容易になる。その結果、イオンミリングの工程において、多層膜Ｔ１と絶縁材料層３０，３０との間に露出した下部電極層２２の表面２２ａ，２２ａが削られないようにでき、下部電極層２２の上面を平坦面とすることができる。
【０１２７】
従って、下部電極層２２が削られない分だけ多層膜Ｔ１のトラック幅方向の側端面Ｔ１ｓ，Ｔ１ｓへの、導電性材料の再付着を低減することができる。
【０１２８】
なお、図１の磁気検出素子は、多層膜Ｔ１のトラック幅方向の側端面Ｔ１ｓ，Ｔ１ｓから間隔を開けて一対の絶縁材料層３０，３０が積層されており、図１に示されるように、側端面Ｔ１ｓ，Ｔ１ｓと絶縁材料層３０の間に、溝部Ｇ，Ｇが生じる。
【０１２９】
図１では、ハードバイアス層３３，３３が溝部Ｇ，Ｇに入り込んだ状態で、多層膜Ｔ１の側端面Ｔ１ｓ，Ｔ１ｓと対向している。従って、図１のようなフリー磁性層２３が多層膜Ｔ１の最下層にあるトップスピン型磁気検出素子の場合でも、ハードバイアス層３３，３３とフリー磁性層２３とを確実に対向させることができ、フリー磁性層２３に十分な縦バイアス磁界を与えることができる。
【０１３０】
なお、ハードバイアス層３３，３３は、フリー磁性層２３を構成する第２フリー磁性層２３ｃと第１フリー磁性層２３ａのうち、一方の磁化方向を揃えるだけでよい。例えば、第２フリー磁性層２３ｃの磁化方向が一定方向に揃えられると、第１フリー磁性層２３ａは磁化方向が反平行となるフェリ磁性状態となり、フリー磁性層２３全体の磁化方向が一定方向に揃えられる。
【０１３１】
なお、多層膜Ｔ１の側端面Ｔ１ｓ，Ｔ１ｓと、絶縁材料層３０，３０の多層膜Ｔ１と対向する側の側面３０ａ，３０ａとの間隔Ｗ１ＲとＷ１Ｌが、多層膜Ｔ１の図示Ｘ方向の両側で等しいと、フリー磁性層２３がハードバイアス層３３，３３から受け取る縦バイアス磁界の大きさが、図示Ｘ方向の右側端部と左側端部で等しくなるので好ましい。
【０１３２】
また、前記金属材料が酸化されて形成された層の厚さを適宜調節して、多層膜Ｔ１の側端面Ｔ１ｓ，Ｔ１ｓとハードバイアス層３３，３３の側面３３ａ，３３ａとの距離を調節することにより、フリー磁性層２３がハードバイアス層３３，３３から受け取る縦バイアス磁界の大きさを調節することができる。
【０１３３】
特に、間隔Ｗ１ＲとＷ１Ｌが、多層膜Ｔ１の図示Ｘ方向の両側で多少異なった場合でも、前記金属材料が酸化されて形成された層の厚さを、多層膜Ｔ１の図示右側の側端面Ｔ１ｓ上と図示左側の側端面Ｔ１ｓ上とで異ならせることによって、フリー磁性層２３がハードバイアス層３３，３３から受け取る縦バイアス磁界の大きさを図示Ｘ方向の右側端部と左側端部で等しくなるようにできる。
【０１３４】
なお、絶縁酸化膜３１を、多層膜Ｔ１内を流れる伝導電子のスピン状態（エネルギー、量子状態など）を保持したまま鏡面反射するスペキュラー膜（鏡面反射膜）とすることが好ましい。
【０１３５】
ここで前記スペキュラー膜（鏡面反射膜）を用いることによる鏡面反射効果について図６を参照しながら説明する。図６は磁気検出素子の構造の一部を模式図的に示したものである。
【０１３６】
アップスピン電子（図では上向き矢印で示している）は、固定磁性層の磁化とフリー磁性層の磁化が平行となる状態では、固定磁性層、非磁性材料層を通りぬけて、前記フリー磁性層の内部を移動できる。
【０１３７】
ここでトラック幅Ｔｗの狭小化が進み特に素子面積が６０ｎｍ角以下になると、前記アップスピン電子の一部は、前記フリー磁性層の内部を通過する前に、多層膜の側端面に衝突しやすくなるが、前記多層膜の側端面にスペキュラー膜を設けると、前記多層膜の側端面に到達した前記アップスピン電子は、そこでスピン状態（エネルギー、量子状態など）を保持したまま鏡面反射する。そして鏡面反射したアップスピン電子の伝導電子は、移動向きを変えて前記フリー磁性層内を通り抜けることが可能になる。
【０１３８】
このため、素子面積の狭小化においても前記アップスピン電子を持つ伝導電子の平均自由行程λ⁺を従来に比べて伸ばすことが可能になり、よって前記アップスピン電子を持つ伝導電子の平均自由行程λ⁺と、ダウンスピン電子を持つ伝導電子の平均自由行程λ^-との差を大きくすることができ、従って再生出力の向上とともに、抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）の向上を図ることが可能になる。
【０１３９】
なお、スペキュラー膜の形成により伝導電子が鏡面反射する理由は、フリー磁性層、非磁性材料層、固定磁性層の側壁とスペキュラー膜との界面付近にポテンシャル障壁が形成されるためであると考えられる。
【０１４０】
特に、磁気検出素子のトラック幅寸法が小さくなると、前記アップスピン電子を持つ伝導電子が多層膜の側端面に到達する回数が増え、スペキュラー膜の持つ鏡面反射効果を有効に機能させることができ、抵抗変化率の向上を図ることができる。
【０１４１】
前述のように、絶縁酸化膜３１は、例えば、多層膜Ｔ１を構成する各層の材料が再付着したものが酸化されて形成された層、下部電極層２２の材料が酸化されて形成された層、絶縁材料層３０，３０と同じ材料からなる層、金属材料が酸化されて形成された層のいずれか１層または２層以上を有するものである。これらの層を適切な酸化膜とすることで、絶縁酸化膜３１をスペキュラー膜として機能させることができる。
【０１４２】
特に、前記金属材料が酸化されて形成された層を以下の材料からなる層として形成すると、絶縁酸化膜３１を確実にスペキュラー膜として機能させることができる。
【０１４３】
Ｆｅ−Ｏ、Ｎｉ−Ｏ、Ｃｏ−Ｏ、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｏ、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｎｉ−Ｏ、Ａｌ−Ｏ、Ａｌ−Ｑ−Ｏ（ここでＱはＢ、Ｓｉ、Ｎ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉから選択される１種以上）、Ｒ−Ｏ（ここでＲはＣｕ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗから選択される１種以上）のいずれか１種あるいは２種以上の酸化物。
【０１４４】
なお例えばＦｅ−Ｏの中でもα−Ｆｅ₂Ｏ₃、Ｎｉ−Ｏの中でもＮｉＯ、Ａｌ−Ｑ−Ｏの中でもＡｌＱＯ、Ｒ−Ｏの中でもＲＯとなる組成式を満たすことが好ましい。
【０１４５】
これら酸化物の形成は、構成元素のターゲットを用いてスパッタ成膜するか、酸素以外の構成元素のターゲットを用意し、多層膜の側端面に酸素以外の構成元素の膜をスパッタ成膜した後、自然酸化、プラズマ酸化、あるいはラジカル酸化などによって、前記酸素以外の構成元素からなる膜を酸化させることによる。なお前記酸素以外の構成元素の膜すべてを酸化させないと適切に鏡面反射効果を有するスペキュラー膜を形成することはできない。
【０１４６】
また上記の酸化方法によって形成されたスペキュラー膜は、化学量論的な組成を有していた方が良いが有していなくても鏡面反射効果を発揮させることができる。
【０１４７】
上記のように化学量論的な組成を有さなくても十分な絶縁性を有するスペキュラー膜では、フリー磁性層２３との界面付近に適切にポテンシャル障壁が形成され、鏡面反射効果を発揮することが可能になる。
【０１４８】
例えばスペキュラー膜をＡｌ−Ｏで形成するとき、Ａｌ₂Ｏ₃で形成されたターゲットでスペキュラー膜をスパッタ成膜すると、化学量論的な組成を有するスペキュラー膜を形成することができないが、極端に酸素が少なくなければ前記スペキュラー膜とフリー磁性層２３との界面付近に適切なポテンシャル障壁を形成でき、鏡面反射効果を有効に発揮させることができるのである。
【０１４９】
あるいは前記金属材料が酸化されて形成された層を、Ａｌ−Ｎ、Ａｌ−Ｑ−Ｎ（ここでＱはＢ、Ｓｉ、Ｏ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉから選択される１種以上）、Ｒ−Ｎ（ここでＲはＴｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗから選択される１種以上）の窒化物で形成してもよい。
【０１５０】
なおＡｌ−Ｎの中でもＡｌＮ、Ａｌ−Ｑ−Ｎの中でもＡｌＱＮ、Ｒ−Ｎの中でもＲＮとなる組成式を満たすことが好ましい。
【０１５１】
これら窒化物の形成は、構成元素のターゲットを用いてスパッタ成膜するか、例えば窒素以外の構成元素のターゲットを用意し、多層膜の側端面に窒素以外の構成元素の膜をスパッタ成膜した後、前記窒素以外の構成元素からなる膜を窒化させることによる。
【０１５２】
または、前記金属材料が酸化されて形成された層の代わりに、半金属ホイッスラー合金からなる層を形成してもよい。前記半金属ホイッスラー金属には、ＮｉＭｎＳｂ、ＰｔＭｎＳｂなどを選択できる。
【０１５３】
なお、下部電極層２２及び上部電極層２８が磁性材料によって形成され、下部電極層２２及び上部電極層２８がそれぞれ、下部シールド層２１及び上部シールド層２９の機能を有してもよい。
【０１５４】
なお、図１では、多層膜Ｔ１のトラック幅方向の側端面Ｔ１ｓ，Ｔ１ｓと絶縁材料層３０，３０の間に間隔があるが、側端面Ｔ１ｓ，Ｔ１ｓと絶縁材料層３０，３０が接触してもよい。
【０１５５】
図２は、本発明における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。
【０１５６】
図２に示される磁気検出素子は、多層膜Ｔ１と絶縁材料層３０，３０との間に露出した下部電極層２２の表面２２ａ，２２ａが削られて凹部となっている点で、図１に示された磁気検出素子と異なっている。
【０１５７】
図２に示されるように、下部電極層２２の多層膜Ｔ１と絶縁材料層３０，３０に挟まれる部位が凹面形状に削り込まれる場合でも、絶縁材料層３０，３０が下部電極層２２上に設けられることにより、下部電極層２２表面の露出面積が小さくなること、絶縁材料層３０，３０のミリングレートは、下部電極層のミリングレートよりも著しく小さいことは図１と同じである。
【０１５８】
従って、多層膜Ｔ１をイオンミリングなどで削り出し形成するときに、多層膜Ｔ１のトラック幅方向の側端面Ｔ１ｓ，Ｔ１ｓに、多層膜Ｔ１を構成する各層（フリー磁性層２３、非磁性材料層２４、固定磁性層２５、反強磁性層２６、保護層２７）の材料の再付着を低減することができる。
【０１５９】
導電性を有するこれらの材料の再付着量を低減することができると、磁気検出素子が磁界検出能を発揮するために重要となるフリー磁性層２３と固定磁性層２５間の電気的絶縁をとることが容易になり、形成される磁気検出素子の品質を向上させることができるようになる。
【０１６０】
多層膜Ｔ１の側端面Ｔ１ｓ，Ｔ１ｓ上の導電性材料の再付着量が少ない本発明では、例えば、再付着した導電性材料をラジカル酸化するだけで、フリー磁性層２３と固定磁性層２５間の電気的絶縁をとることも可能になる。
【０１６１】
従って、再付着した導電性材料を除去するための多層膜Ｔ１の側端面Ｔ１ｓ，Ｔ１ｓ垂直方向に近い方向からのミリング（サイドミリング）をしなくてもすむようになるので、多層膜Ｔ１の側端面Ｔ１ｓ，Ｔ１ｓの面粗れを防止でき、磁気検出素子の磁界検出特性の低下を防ぐことができる。
【０１６２】
図３は、参考例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。
【０１６３】
図３では、多層膜Ｔ２が下から順に、下地層４０、シード層４１、反強磁性層２６、第１固定磁性層２５ｃ、非磁性中間層２５ｂ、第２固定磁性層２５ａからなるシンセティックフェリピンド型の固定磁性層２５、非磁性材料層２４、第２フリー磁性層２３ｃ、非磁性中間層２３ｂ、第１フリー磁性層２３ａからなるシンセティックフェリフリー型のフリー磁性層２３、保護層２７が積層されて形成されている点で図１に示される磁気検出素子と異なっている。
【０１６４】
図３の磁気検出素子は、いわゆるボトムスピンバルブ型の磁気検出素子である。
【０１６５】
下地層４０は、Ｔａ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｍｏ，Ｗのうち少なくとも１種以上で形成されることが好ましい。下地層４０は５０Å以下程度の膜厚で形成される。なおこの下地層４０は形成されていなくても良い。
【０１６６】
シード層４１は、ＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＣｒやＣｒなどを用いて形成する。
なお、図３に示される磁気検出素子は各層の膜面と垂直方向にセンス電流が流れるＣＰＰ型であるため、シード層４１にも適切にセンス電流が流れる必要性がある。よってシード層４１は比抵抗の高い材質でないことが好ましい。従って、ＣＰＰ型ではシード層４１はＮｉＦｅ合金、Ｃｒなどの比抵抗の低い材質で形成されることが好ましい。なおシード層４１は形成されなくても良い。
【０１６７】
図３の磁気検出素子でも、この絶縁材料層３０，３０が下部電極層２２上に設けられることにより、下部電極層２２表面の露出面積が小さくなること、絶縁材料層３０，３０のミリングレートが、下部電極層のミリングレートよりも著しく小さいことは図１と同じである。
【０１６８】
従って、多層膜Ｔ２をイオンミリングなどで削り出し形成するときに、多層膜Ｔ２のトラック幅方向の側端面Ｔ２ｓ，Ｔ２ｓに、多層膜Ｔ２を構成する各層（フリー磁性層２３、非磁性材料層２４、固定磁性層２５、反強磁性層２６、保護層２７）の材料の再付着を低減することができる。
【０１６９】
導電性を有するこれらの材料の再付着量を低減することができると、磁気検出素子が磁界検出能を発揮するために重要となるフリー磁性層２３と固定磁性層２５間の電気的絶縁をとることが容易になり、形成される磁気検出素子の品質を向上させることができるようになる。
【０１７０】
多層膜Ｔ２の側端面Ｔ２ｓ，Ｔ２ｓ上の導電性材料の再付着量が少ないので、例えば、再付着した導電性材料をラジカル酸化するだけで、フリー磁性層２３と固定磁性層２５間の電気的絶縁をとることも可能になる。
【０１７１】
従って、再付着した導電性材料を除去するための多層膜Ｔ２の側端面Ｔ２ｓ，Ｔ２ｓ垂直方向に近い方向からのミリング（サイドミリング）をしなくてもすむようになるので、多層膜Ｔ２の側端面Ｔ２ｓ，Ｔ２ｓの面粗れを防止でき、磁気検出素子の磁界検出特性の低下を防ぐことができる。
【０１７２】
導電性材料の再付着は、多層膜Ｔ２の上部に向かうにつれて多くなる。図３に示されるボトムスピンバルブ型の磁気検出素子は、フリー磁性層２３と固定磁性層２５が、多層膜Ｔ２の上部に位置し、導電性材料の再付着によって電気的短絡が生じやすいので、本形態の有効性が高い。
【０１７３】
図４は、参考例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。
【０１７４】
図４の磁気検出素子は、多層膜Ｔ２の両側領域の絶縁酸化膜３１上がアルミナや酸化ケイ素からなる絶縁層４２によって埋められており、絶縁層４２と多層膜Ｔ２の上面のフリー磁性層２３に重なる位置に縦バイアス層としてエクスチェンジバイアス層４３，４３が形成されている点で図３の磁気検出素子と異なっている。なお、上部電極層２８は、エクスチェンジバイアス層４３，４３間に形成されている。
【０１７５】
エクスチェンジバイアス層４３，４３は、反強磁性層２６と同じく、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できる。
【０１７６】
第１フリー磁性層２３ａは、エクスチェンジバイアス層４３，４３との交換異方性磁界によって、磁化方向がトラック幅方向（図示Ｘ方向）に揃えられ、第２フリー磁性層２３ｃは、第１フリー磁性層２３ａとのＲＫＫＹ相互作用によって、図示Ｘ方向と反平行方向の磁化方向となる。
【０１７７】
エクスチェンジバイアス層４３，４３によって、フリー磁性層２３を単磁区化すると、エクスチェンジバイアス層４３，４３間距離で規定される光学的トラック幅と、フリー磁性層２３の磁化が変動する領域のトラック幅方向寸法で規定される磁気的トラック幅が一致する。
【０１７８】
すなわち、ハードバイアス層によってバイアス磁界を与える構成と異なり、光学的トラック幅の領域内にいわゆる不感領域が形成されないという利点を有する。
【０１７９】
図４の磁気検出素子でも、多層膜Ｔ２をイオンミリングなどで削り出し形成するときに、多層膜Ｔ２のトラック幅方向の側端面Ｔ２ｓ，Ｔ２ｓに、多層膜Ｔ２を構成する各層の材料の再付着を低減することができる。従って、フリー磁性層２３と固定磁性層２５間の電気的絶縁をとることが容易になり、形成される磁気検出素子の品質を向上させることができるようになる。
【０１８０】
多層膜Ｔ２の側端面Ｔ２ｓ，Ｔ２ｓ上の導電性材料の再付着量が少ないので、例えば、再付着した導電性材料をラジカル酸化するだけで、フリー磁性層２３と固定磁性層２５間の電気的絶縁をとることも可能になる。
【０１８１】
従って、再付着した導電性材料を除去するための多層膜Ｔ２の側端面Ｔ２ｓ，Ｔ２ｓ垂直方向に近い方向からのミリング（サイドミリング）をしなくてもすむようになるので、多層膜Ｔ２の側端面Ｔ２ｓ，Ｔ２ｓの面粗れを防止でき、磁気検出素子の磁界検出特性の低下を防ぐことができる。
【０１８２】
なお、エクスチェンジバイアス層４３，４３とフリー磁性層２６の間に、強磁性材料からなる強磁性層や非磁性材料からなる層を形成してもよい。または、エクスチェンジバイアス層４３，４３を強磁性材料によって形成してもよい。
【０１８３】
図５は、参考例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。
【０１８４】
図５の磁気検出素子は、フリー磁性層２３の上に非磁性材料からなる分離層４４が積層され、分離層４４上に、縦バイアス層として、硬磁性材料からなるインスタックバイアス層４５が積層されている多層膜Ｔ３を有し、多層膜Ｔ３の側端面Ｔ３ｓ，Ｔ３ｓに対向するハードバイアス層が形成されていない点で図３に示された磁気検出素子と異なっている。
【０１８５】
分離層４４より下層の、下地層４０、シード層４１、反強磁性層２６、第１固定磁性層２５ｃ、非磁性中間層２５ｂ、第２固定磁性層２５ａからなるシンセティックフェリピンド型の固定磁性層２５、非磁性材料層２４、第２フリー磁性層２３ｃ、非磁性中間層２３ｂ、第１フリー磁性層２３ａからなるシンセティックフェリフリー型のフリー磁性層２３の構成は、図３に示された磁気検出素子と同じである。
【０１８６】
図５に示される磁気検出素子では、インスタックバイアス層４５の端部とフリー磁性層２３の端部間に静磁的な結合が発生し、フリー磁性層２３の磁化方向が一方向にそろえられる。図５では、フリー磁性層２３のうちインスタックバイアス層４５に近い側の第１フリー磁性層２３ａとインスタックバイアス層４５間に静磁的な結合が発生し、第１フリー磁性層２３ａの磁化が図示Ｘ方向に単磁区化され、第２フリー磁性層２３ｃの磁化が図示Ｘ方向と１８０°異なる方向を向く。
【０１８７】
第２フリー磁性層２３ｃの磁気的膜厚（Ｍｓ×ｔ）と第１フリー磁性層２３ａの磁気的膜厚（Ｍｓ×ｔ）を足し合わせた合成の磁気的膜厚（Ｍｓ×ｔ）の方向がフリー磁性層２３の磁化方向となる。
【０１８８】
図１から図３に示された磁気検出素子では、多層膜のトラック幅方向の側端面にハードバイアス層を対向させることでフリー磁性層２３内に反磁界が生じるバックリング現象や、フリー磁性層２３の磁化が側端面付近で強固に固定され磁化反転が悪化する不感領域の発生が問題になることがある。
【０１８９】
しかし、図５のようにフリー磁性層２３の非磁性材料層２４が形成された面と反対側の面に分離層４４を介してインスタックバイアス層４５を設けることで、バックリング現象や不感領域の発生問題を解消できる。
【０１９０】
従って、フリー磁性層２３の単磁区化を適切に促進でき、またフリー磁性層の外部磁界に対する磁化反転を良好にでき、再生感度が良く再生波形の安定性に優れた磁気検出素子を製造することが可能である。
【０１９１】
また図５に示す磁気検出素子では、フリー磁性層２３のトラック幅方向における両側端面と連続面として分離層４４及びインスタックバイアス層４５の両側端面が形成される。これによってインスタックバイアス層４５とフリー磁性層２３間の静磁的な結合を良好にでき、フリー磁性層２３の単磁区化を促進させることが可能である。
【０１９２】
なおインスタックバイアス層４５の膜厚は５０〜３００Åであることが好ましい。
【０１９３】
図５の磁気検出素子でも、多層膜Ｔ３をイオンミリングなどで削り出し形成するときに、多層膜Ｔ３のトラック幅方向の側端面Ｔ３ｓ，Ｔ３ｓに、多層膜Ｔ３を構成する各層の材料の再付着を低減することができる。従って、フリー磁性層２３と固定磁性層２５間の電気的絶縁をとることが容易になり、形成される磁気検出素子の品質を向上させることができるようになる。
【０１９４】
多層膜Ｔ３の側端面Ｔ３ｓ，Ｔ３ｓ上の導電性材料の再付着量が少ないので、例えば、再付着した導電性材料をラジカル酸化するだけで、フリー磁性層２３と固定磁性層２５間の電気的絶縁をとることも可能になる。
【０１９５】
従って、再付着した導電性材料を除去するための多層膜Ｔ３の側端面Ｔ３ｓ，Ｔ３ｓに対する垂直方向に近い方向からのミリング（サイドミリング）をしなくてもすむようになるので、多層膜Ｔ３の側端面Ｔ３ｓ，Ｔ３ｓの面粗れを防止でき、磁気検出素子の磁界検出特性の低下を防ぐことができる。
【０１９６】
図１に示された磁気検出素子の製造方法を説明する。
まず、図７に示されるように、図示しない基板上に、アルミナなどの下地層（図示せず）を介して、下部シールド層２１、下部電極層２２、及び絶縁材料層３０を成膜する。各層の材料は、図１に示された磁気検出素子と同じなので説明を省略する。
【０１９７】
各層の形成は例えばスパッタ成膜である。スパッタ成膜では、例えばＤＣマグネトロンスパッタ法、ＲＦマグネトロンスパッタ法、イオンビームスパッタ法、ロングスロースパッタ法、コリメーションスパッタ法のいずれか、またはそれらを組み合せたスパッタ法などを使用できる。なお、以下に示す工程においてスパッタ成膜を行うときにも、これらのスパッタ法を使うことができる。
【０１９８】
なお、下部電極層２２が成膜されず、下部シールド層２１上に絶縁材料層３０を直接成膜してもよい。この場合、下部シールド層２１が下部電極層としても働く。
【０１９９】
次に、絶縁材料層３０上に、レジスト層Ｒ１，Ｒ１を形成する。レジスト層Ｒ１，Ｒ１のトラック幅方向（図示Ｘ方向）における間隔をＷ２とする。Ｗ２は、図１に示される多層膜Ｔ１の底面の幅寸法Ｗ３と同じか、幅寸法Ｗ３よりも大きくする。
【０２００】
次に、レジスト層Ｒ１，Ｒ１に覆われていない絶縁材料層３０の領域を、イオンミリングなどで削って除去して溝部Ｇ１を形成し、この溝部Ｇ１内に下部電極層２２の表面を露出させる。このとき、絶縁材料層３０，３０の側面３０ａ，３０ａの下部電極層２２ａに対する傾斜角度は、８０°〜９０°である。
【０２０１】
なお、前記イオンミリングによって、絶縁材料層３０のみを削り、下部電極層２２を削らないことが好ましいが、下部電極層２２が多少削られてもかまわない。
【０２０２】
次に、図９に示すように、絶縁材料層３０，３０の側面３０ａ，３０ａに挟まれた溝部Ｇ１内の下部電極層２２の表面上、及び絶縁材料層３０，３０上に、第１フリー磁性層２３ａ、非磁性中間層２３ｂ、第２フリー磁性層２３ｃからなるシンセティックフェリフリー型のフリー磁性層２３、非磁性材料層２４、第２固定磁性層２５ａ、非磁性中間層２５ｂ、第１固定磁性層２５ｃからなるシンセティックフェリピンド型の固定磁性層２５、反強磁性層２６、保護層２７を下から順に積層する。第１フリー磁性層２３ａから保護層２７までが多層膜Ｔ１である。
【０２０３】
各層の材料は、図１に示された磁気検出素子と同じなので説明を省略する。
さらに、絶縁材料層３０，３０の側面３０ａ，３０ａに挟まれた領域（溝部Ｇ１）に重なる保護層２７の上にリフトオフ用のレジスト層Ｒ２を形成する。
【０２０４】
レジスト層Ｒ２のトラック幅方向（図示Ｘ方向）における幅寸法Ｗ４は、フリー磁性層２３の上面の幅寸法で決定されるトラック幅と同程度で形成する。
【０２０５】
なお、レジスト層Ｒ２のトラック幅方向の中央位置Ｃ３と、絶縁材料層３０，３０の側面３０ａ，３０ａに挟まれた領域（溝部Ｇ１）のトラック幅方向の中央位置Ｃ２が、図９に示されるように重なっていることが好ましい。
【０２０６】
図８及び図９では、下部電極層２２の絶縁材料層３０，３０の側面３０ａ，３０ａに挟まれた領域（露出面）２２ａ１のトラック幅方向（図示Ｘ方向）における幅寸法をＷ５としている。
【０２０７】
中央位置Ｃ２と中央位置Ｃ３が重なっていると、図１に示されるように、多層膜Ｔ１の側端面Ｔ１ｓ，Ｔ１ｓと、絶縁材料層３０，３０の多層膜Ｔ１と対向する側の側面３０ａ，３０ａとの間隔Ｗ１ＲとＷ１Ｌが等しい磁気検出素子を形成することができる。すると、フリー磁性層２３がハードバイアス層３３，３３から受け取る縦バイアス磁界の大きさが、図示Ｘ方向の右側端部と左側端部で等しくなるので好ましい。
【０２０８】
中央位置Ｃ２と中央位置Ｃ３を重ねるためには、図７に示されるレジスト層Ｒ１，Ｒ１で挟まれる領域の中央位置Ｃ１と中央位置Ｃ３が重なりあうようにすればよい。
【０２０９】
レジスト層Ｒ２の形成後、多層膜Ｔ１の表面に対する法線方向（前記基板の表面に対する法線方向）から角度θ１だけ傾いた入射角度のイオンミリングによって、レジスト層Ｒ２に覆われていない、保護層２７からフリー磁性層２３までの各層で構成される多層膜Ｔ１の両側領域を除去する（点線部分）。
【０２１０】
角度θ１は、例えば５°〜２０°である。
多層膜Ｔ１を構成する各層の材料は金属材料であり、絶縁材料層３０，３０の材料は、アルミナや酸化ケイ素などの絶縁材料であるので、多層膜Ｔ１のミリングレートより絶縁材料層３０，３０のミリングレートの方が遅い。
【０２１１】
従って、レジスト層Ｒ２に覆われていない多層膜Ｔ１の両側領域は完全に除去され、下部電極層２２上に、多層膜Ｔ１のトラック幅方向の側端面Ｔ１ｓ，Ｔ１ｓに対向して一対の絶縁材料層３０，３０が積層された状態になる。
【０２１２】
第１フリー磁性層２３ａが完全に削られたところで前記イオンミリングを終了するという微妙な調節ができるのは、下部電極層２２上に、ミリングレートの遅い絶縁材料層３０，３０が積層されているためである。
【０２１３】
図９及び図１０に示されるミリング工程で、レジスト層Ｒ２に覆われることにより除去されずに残された多層膜Ｔ１のトラック幅方向の側端面Ｔ１ｓ，Ｔ１ｓに金属層Ｆ，Ｆが付着する。この金属層Ｆ，Ｆは多層膜Ｔ１の材料が前記ミリング工程時に再付着したものである。なお、下部電極層２２が削られなければ、金属層Ｆ，Ｆには下部電極層２２の材料が含まれることはない。
【０２１４】
金属層Ｆ，Ｆの厚さは多層膜Ｔ１の上層に行く程厚くなる。本形態では、多層膜Ｔ１の最上部での金属層Ｆ，Ｆの厚さは２ｎｍ〜１０ｎｍである。
【０２１５】
下部電極層２２上を覆う絶縁材料層３０，３０が積層されているために、前記ミリング工程時に下部電極層２２が削られて、多層膜Ｔ１の側端面Ｔ１ｓ，Ｔ１ｓに再付着する程度を低減できる。図１０に示されるように、下部電極層２２の材料の側端面Ｔ１ｓ，Ｔ１ｓへの再付着を全くなくすことが可能である。
【０２１６】
従って、多層膜Ｔ１の側端面Ｔ１ｓ，Ｔ１ｓに付着する金属層Ｆ，Ｆの厚さを低減できる。
【０２１７】
次に、図１１に示すように、多層膜Ｔ１の表面に対する法線方向（前記基板の表面に対する法線方向）から角度θ２だけ傾いた入射角度のイオンミリングを行う。
【０２１８】
角度θ２は前述の角度θ１より大きく、例えば３０°〜７０°である。
角度θ２のイオンミリングを行うと、図１１に示されるように、多層膜Ｔ１の側端面Ｔ１ｓ，Ｔ１ｓをサイドミリングして、再付着物である金属層Ｆ，Ｆを削って薄くする工程と絶縁材料層３０，３０を逆スパッタして、絶縁材料を多層膜Ｔ１の側端面Ｔ１ｓ，Ｔ１ｓに付着させる工程が同時に行われる。
【０２１９】
なお、金属層Ｆ，Ｆが完全に除去されるまでイオンミリングを行うと、多層膜Ｔ１の側端面Ｔ１ｓ，Ｔ１ｓにミリング粒子が打ち込まれて磁気検出素子の磁界検出特性が低下する。従って、図１１に示される工程では、金属層Ｆ，Ｆをわずかに残すように削り、多層膜Ｔ１の側端面Ｔ１ｓ，Ｔ１ｓが損傷しないようにすることが好ましい。
【０２２０】
次に、多層膜Ｔ１の側端面Ｔ１ｓ，Ｔ１ｓに残った金属層Ｆ，Ｆを酸化させる。酸化には自然酸化、プラズマ酸化、ラジカル酸化のうちいずれか１種以上の酸化方法を用いることが好ましい。またこれ以外の酸化方法であっても良い。
【０２２１】
金属層Ｆ，Ｆを酸化させることにより、多層膜Ｔ１を構成する各層の電気的絶縁、特にフリー磁性層２３と固定磁性層２５間の電気的絶縁をとることができる。
【０２２２】
金属層Ｆ，Ｆの厚さが薄いため、金属層Ｆ，Ｆの完全な酸化を短い時間で確実に行うことができる。
【０２２３】
なお、再付着物である金属層Ｆ，Ｆの厚さがもともと薄いので、金属層Ｆ，Ｆを削って薄くする工程を省略して、多層膜Ｔ１を削り出し形成した後、すぐに金属層Ｆ，Ｆを酸化させる工程に移行しても、金属層Ｆ，Ｆを確実に酸化させることが可能である。
【０２２４】
金属層Ｆ，Ｆを酸化させた後、図１２に示すように、側端面Ｔ１ｓ，Ｔ１ｓ上の酸化された金属層Ｆ，Ｆ及び絶縁材料層３０，３０が逆スパッタされて形成された層Ａ，Ａ上、溝部Ｇ，Ｇ上、及び絶縁材料層３０，３０の側面及び上面に、金属材料をスパッタ粒子の入射方向が等方的であるスパッタ成膜法によって成膜する。さらにこの金属材料を酸化させて酸化物層Ｏ，Ｏを形成する。
【０２２５】
まず、金属材料を成膜してからこの金属材料を酸化する方法をとると、酸化金属からなるターゲットを用いて直接金属酸化膜を成膜する方法に比べて、形成される酸化物層Ｏ，Ｏにピンホールが発生する確率を低減することができる。
【０２２６】
図１２では、多層膜Ｔ１を構成する各層の材料が再付着したものが酸化されて形成された層である酸化された金属層Ｆ，Ｆ、絶縁材料層３０，３０が逆スパッタされて形成された層Ａ，Ａ、金属材料が酸化されて形成された酸化物層Ｏ，Ｏが絶縁酸化膜３１を構成している。
【０２２７】
ただし、実際の絶縁酸化膜３１，３１において、これらの各層が明確に分離した状態にあるとは限らない。
【０２２８】
絶縁酸化膜３１によって、多層膜Ｔ１の側端面Ｔ１ｓ，Ｔ１ｓと下部電極層２２、上部電極層２８、ハードバイアス層３３，３３及びバイアス下地層３２，３２との電気的絶縁をとる。
【０２２９】
特に、酸化物層Ｏ，Ｏを形成することにより、絶縁酸化膜３１の絶縁耐圧が向上する。
【０２３０】
また、多層膜Ｔ１の両側にハードバイアス層３３，３３を形成する場合、酸化物層Ｏ，Ｏの厚さを適宜調節して、多層膜Ｔ１の側端面Ｔ１ｓ，Ｔ１ｓとハードバイアス層３３，３３の側面３３ａ，３３ａとの距離を調節することにより、フリー磁性層２３がハードバイアス層３３，３３から受け取る縦バイアス磁界の大きさを調節することができる。
【０２３１】
特に、前記間隔Ｗ１ＲとＷ１Ｌが、多層膜Ｔ１の図示Ｘ方向の両側で多少異なった場合でも、酸化物層Ｏ，Ｏの厚さを、多層膜Ｔ１の図示右側の側端面Ｔ１ｓ上と図示左側の側端面Ｔ１ｓ上とで異ならせることによって、フリー磁性層２３がハードバイアス層３３，３３から受け取る縦バイアス磁界の大きさを、図示Ｘ方向の右側端部と左側端部で等しくなるようにできる。
【０２３２】
なお、絶縁酸化膜３１を、多層膜Ｔ１内を流れる伝導電子のスピン状態（エネルギー、量子状態など）を保持したまま鏡面反射するスペキュラー膜（鏡面反射膜）とすることが好ましい。
【０２３３】
前述のように、絶縁酸化膜３１は、酸化された金属層Ｆ，Ｆ、絶縁材料層３０，３０が逆スパッタされて形成された層Ａ，Ａ、金属材料が酸化されて形成された酸化物層Ｏ，Ｏからなるものである。これらの層を適切な酸化膜とすることで、絶縁酸化膜３１をスペキュラー膜として機能させることができる。
【０２３４】
特に、酸化物層Ｏ，Ｏを以下の材料からなる層として形成すると、絶縁酸化膜３１を確実にスペキュラー膜として機能させることができる。
【０２３５】
Ｆｅ−Ｏ、Ｎｉ−Ｏ、Ｃｏ−Ｏ、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｏ、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｎｉ−Ｏ、Ａｌ−Ｏ、Ａｌ−Ｑ−Ｏ（ここでＱはＢ、Ｓｉ、Ｎ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉから選択される１種以上）、Ｒ−Ｏ（ここでＲはＣｕ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗから選択される１種以上）のいずれか１種或いは２種以上の酸化物。
【０２３６】
なお例えばＦｅ−Ｏの中でもα−Ｆｅ₂Ｏ₃、Ｎｉ−Ｏの中でもＮｉＯ、Ａｌ−Ｑ−Ｏの中でもＡｌＱＯ、Ｒ−Ｏの中でもＲＯとなる組成式を満たすことが好ましい。
【０２３７】
上記した酸化物層（スペキュラー膜）Ｏ，Ｏを形成する際、酸化物ターゲットを用いて直接酸化膜を堆積させてもよいが、まず上記各化合物の酸素を除いた元素からなるターゲットを用意し、このターゲットを用いて多層膜の側端面にかけて、各化合物の酸素を除いた元素からなる膜を成膜する。具体的に言えば、例えば酸化物層Ｏ，ＯをＴａＯで形成する場合、まずＴａ膜を多層膜の側端面にかけて成膜する。次に、前記Ｔａ膜を酸化する。酸化には自然酸化、プラズマ酸化、ラジカル酸化のうちいずれか１種以上の酸化方法を用いることが好ましい。またこれ以外の酸化方法であっても良い。
【０２３８】
なお上記した酸化工程で酸素を除いた元素から成る膜をすべて酸化し、これによって形成された酸化物層（スペキュラー膜）は化学量論的な組成に近く、隣接する多層膜との間に、十分なポテンシャル障壁を形成することが可能となる。この結果、十分な鏡面反射効果を得ることが可能になる。
【０２３９】
また上記した酸化物以外に酸化物層（スペキュラー膜）Ｏ，Ｏを、Ａｌ−Ｎ、Ａｌ−Ｑ−Ｎ（ここでＱはＢ、Ｓｉ、Ｏ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉから選択される１種以上）、Ｒ−Ｎ（ここでＲはＴｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗから選択される１種以上）の窒化物で形成してもよい。
【０２４０】
なおＡｌ−Ｎの中でもＡｌＮ、Ａｌ−Ｑ−Ｎの中でもＡｌＱＮ、Ｒ−Ｎの中でもＲＮとなる組成式を満たすことが好ましい。
【０２４１】
かかる場合、上記の窒化物の窒素を除いた元素から成る膜を、スパッタ成膜した後、前記膜を窒化させることで窒化物から成るスペキュラー膜を形成することができる。
【０２４２】
あるいは、スペキュラー膜を半金属ホイッスラー合金で形成してもよい。前記は金属ホイッスラー合金には、ＮｉＭｎＳｂ、ＰｔＭｎＳｂなどを選択できる。これら半金属ホイッスラー合金を、スパッタ成膜することが好ましい。
【０２４３】
なお上記した酸化物層（スペキュラー膜）Ｏ，Ｏの成膜の際におけるスパッタ条件は、例えば磁気検出素子を形成する基板の温度を２０℃〜１００℃とし、前記基板とターゲット間の距離を１００〜３００ｍｍとし、Ａｒガス圧を１０^-5〜１０^-3Ｔｏｒｒ（１．３×１０^-3〜０．１３Ｐａ）とする。
【０２４４】
次に絶縁酸化膜３１上にバイアス下地層３２及びハードバイアス層３３，３３をスパッタ成膜する。ハードバイアス層３３，３３は少なくともフリー磁性層２３のトラック幅方向における側端面に対向するように形成される。
【０２４５】
バイアス下地層３２は、結晶構造が体心立方構造（ｂｃｃ構造）の金属膜で形成されることが好ましい。なおこのときバイアス下地層３２の結晶配向は（１００）面が優先配向するのが好ましい。
【０２４６】
バイアス下地層３２、ハードバイアス層３３，３３のスパッタ時におけるスパッタ粒子の入射角度は、例えば、多層膜Ｔ１上面に対する法線方向から５°〜６０°である。
【０２４７】
ハードバイアス層３３，３３からフリー磁性層２３に縦バイアス磁界が供給されて、フリー磁性層２３の磁化は適切にトラック幅方向（図示Ｘ方向）に単磁区化される。
【０２４８】
次にハードバイアス層上に絶縁層３４をスパッタ成膜する。絶縁層３４の膜厚は５０〜２００Å程度であることが好ましい。これにより上部電極層２８から流れるセンス電流がハードバイアス層３３，３３に分流するのを抑制することが可能である。
【０２４９】
また絶縁層３４のスパッタ時におけるスパッタ粒子の入射角度は、例えば、多層膜Ｔ１上面に対する法線方向から０°〜４５°である。
【０２５０】
バイアス下地層３２、ハードバイアス層３３，３３、及び絶縁層３４の材料は、図１に示された磁気検出素子と同じ磁気検出素子なので説明を省略する。
【０２５１】
なお、バイアス下地層３２、ハードバイアス層３３，３３、及び絶縁層３４の材料の層が、レジスト層Ｒ２の上面や側端面に付着する。
【０２５２】
そしてレジスト層Ｒ２を除去する。図１３に示すように、レジスト層Ｒ２の上面や側面には、絶縁材料（絶縁層３４の材料）などの層が付着しているからレジスト層Ｒ２を溶剤に浸して除去することは難しい。
【０２５３】
このため、スクラブ洗浄によって、レジスト層Ｒ２の上面などに付着した絶縁材料たどの層を一部除去してレジスト層Ｒ２の一部の表面を露出させた後、レジスト層Ｒ２を溶剤に浸しレジスト層Ｒ２を溶かして除去する。
【０２５４】
なおスクラブ洗浄には、例えばドライアイスの粒子を、レジスト層Ｒ２の表面に付着した絶縁材料などの層に衝突させて、絶縁材料などの層の一部を除去する方法などがある。
【０２５５】
レジスト層Ｒ２の除去後、多層膜Ｔ１の上面と電気的に接続される上部電極層２８及び上部磁極層２９を積層すると図１に示される磁気検出素子を形成できる。
【０２５６】
図１０では、第１フリー磁性層２３ａが完全に削られたところで前記イオンミリングを終了し、下部電極層２２を削らないようにしている。従って、下部電極層２２の上面は平坦面となっている。
【０２５７】
ただし、図１４に示されるように、下部電極層２２の上面が多少削り取られてもよい。下部電極層２２の上面が多少削り取られると、図２に示された磁気検出素子が形成される。
【０２５８】
下部電極層２２の多層膜Ｔ１と絶縁材料層３０，３０に挟まれる部位が凹面形状に削り込まれる場合でも、この絶縁材料層３０，３０が下部電極層２２上に設けられることにより、下部電極層２２表面の露出面積が小さくなること、絶縁材料層３０，３０のミリングレートは、下部電極層のミリングレートよりも著しく小さいことは図１と同じである。
【０２５９】
従って、多層膜Ｔ１をイオンミリングなどで削り出し形成するときに、多層膜Ｔ１のトラック幅方向の側端面Ｔ１ｓ，Ｔ１ｓに、多層膜Ｔ１を構成する各層（フリー磁性層２３、非磁性材料層２４、固定磁性層２５、反強磁性層２６、保護層２７）の材料の再付着を低減することができる。
【０２６０】
導電性を有するこれらの材料の再付着量を低減することができると、磁気検出素子が磁界検出能を発揮するために重要となるフリー磁性層２３と固定磁性層２５間の電気的絶縁をとることが容易になり、形成される磁気検出素子の品質を向上させることができるようになる。
【０２６１】
多層膜Ｔ１の側端面Ｔ１ｓ，Ｔ１ｓ上の導電性材料の再付着量が少ない本発明では、例えば、再付着した導電性材料をラジカル酸化するだけで、フリー磁性層２３と固定磁性層２５間の電気的絶縁をとることも可能になる。
【０２６２】
図１５は、図２に示された磁気検出素子の絶縁酸化膜３１の拡大部分断面図である。
【０２６３】
図２に示された磁気検出素子の絶縁酸化膜３１は、酸化された金属層Ｆ、下部電極層２２の材料が酸化されて形成された層Ｍ、絶縁材料層３０，３０が逆スパッタされて形成された層Ａ、金属材料が酸化されて形成された酸化物層Ｏから構成されている。
【０２６４】
ただし、実際の絶縁酸化膜３１，３１において、これらの各層が明確に分離した状態にあるとは限らない
なお、図３に示されるトップスピン型の磁気検出素子を形成するときには、図９における多層膜の積層工程において、下から順に、下地層４０、シード層４１、反強磁性層２６、固定磁性層２５、非磁性材料層２４、フリー磁性層２３、保護層２７を積層すればよい。
【０２６５】
また、図４に示される磁気検出素子を形成するときには、図１２に示される工程の後、多層膜Ｔ１の両側領域を全て絶縁層４２で埋める。そして、フリー磁性層２３に重なる位置に、反強磁性材料からなるエクスチェンジバイアス層４３，４３を形成すればよい。
【０２６６】
なお、図４に示される磁気検出素子では、反強磁性層２６と第１固定磁性層２５ｃ間に発生する交換異方性磁界の向きと、第１フリー磁性層２３ａとエクスチェンジバイアス層４３，４３間に発生する交換異方性磁界の向きを交叉させる必要がある。
【０２６７】
交換異方性磁界の向きを交叉させる方法として、エクスチェンジバイアス層４３，４３の積層後、トラック幅方向と直交する方向の第１の磁界を印加しつつ、第１の熱処理温度で熱処理し、反強磁性層２６およびエクスチェンジバイアス層４３，４３に交換結合磁界を発生させて、固定磁性層２５およびフリー磁性層２３の磁化を前記直交する方向に固定すると共に、反強磁性層２６の交換結合磁界をエクスチェンジバイアス層４３，４３の交換結合磁界よりも大とし、次に、トラック幅方向に前記工程でのエクスチェンジバイアス層４３，４３の交換結合磁界よりも大きく、且つ反強磁性層２６の交換結合磁界よりも小さい第２の磁界を印加しつつ、前記第１の熱処理温度よりも高い第２の熱処理温度で熱処理し、フリー磁性層２３に固定磁性層２５の磁化方向と交叉する方向の縦バイアス磁界を付与するという方法がある。
【０２６８】
なお、エクスチェンジバイアス層４３，４３とフリー磁性層２６の間に、強磁性材料からなる強磁性層や非磁性材料からなる層を形成してもよい。または、エクスチェンジバイアス層４３，４３を強磁性材料によって形成してもよい。
【０２６９】
また、図５に示される磁気検出素子を形成するときには、図９に示される多層膜の積層工程において、フリー磁性層２３の非磁性材料層２４が形成された面と反対側の面に、非磁性材料からなる分離層４４を介して、強磁性材料からなるインスタックバイアス層４５を積層すればよい。
【０２７０】
図１６及び図１７は、本発明の磁気検出素子を備えた磁気ヘッドを示した図である。なお図１６はスライダを記録媒体との対向面側から見た斜視図、図１７は図１６に示すＤ−Ｄ線から切断し矢印方向から見た縦断面図である。
【０２７１】
図１６及び図１７に示すように、前記磁気検出素子を具備してなるＧＭＲヘッドｈ１は、インダクティブヘッドｈ２と共にスライダのトレーリング側端部５０ａに設けられて磁気ヘッドを構成し、ハードディスク等の磁気記録媒体の記録磁界を検出及び記録することが可能になっている。
【０２７２】
図１６に示すように、スライダ５０の記録媒体との対向面（ＡＢＳ面）５２には、レール５２ａ、５２ａ，５２ａが形成され、各レール同士間は、エアーグルーブ５２ｂ、５２ｂを構成している。
【０２７３】
図１７に示すように、ＧＭＲヘッドｈ１は、スライダ５０の端面５０ａ上に形成された磁性合金からなる下部シールド層５３と、下部シールド層５３に積層された下部電極層５４と、記録媒体との対向面５２から露出する本発明の磁気検出素子５５と、上部電極層５６と、上部シールド層５７とから構成されている。
【０２７４】
上部シールド層５７は、インダクティブヘッドｈ２の下部コア層と兼用とされている。
【０２７５】
インダクティブヘッドｈ２は、下部コア層（上部シールド層）５７と、下部コア層５７に積層されたギャップ層５８と、コイル５９と、記録媒体との対向面でギャップ層５８上に接合され、かつ基端部６０ａにて下部コア層５７に接合される上部コア層６０とから構成されている。
【０２７６】
また、上部コア層６０上には、アルミナなどからなる保護層６１が積層されている。
【０２７７】
なお、図１６及び図１７において、図示Ｘ方向がトラック幅方向、図示Ｙ方向が記録媒体からの洩れ磁界方向（ハイト方向）、図示Ｚ方向が記録媒体の移動方向である。
【０２７８】
また本発明では、多層膜をトンネル型磁気抵抗効果型素子と呼ばれる磁気検出素子とすることもできる。トンネル型磁気抵抗効果型素子では、非磁性材料層２４がＡｌ₂Ｏ₃やＳｉＯ₂などの絶縁材料で形成される。
【０２７９】
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。
【０２８０】
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。
【０２８１】
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。
【０２８２】
【発明の効果】
以上詳細に説明した本発明では、前記多層膜の側端面に対向して一対の絶縁材料層が積層されている。この絶縁材料層が前記下部電極層上に設けられることにより、前記多層膜をイオンミリングなどで削り出し形成するときに、前記多層膜のトラック幅方向の側端面に、前記多層膜を構成する各層の材料の再付着量を低減することができる。
【０２８３】
導電性を有する前記多層膜を構成する各層の材料の再付着量を低減することができると、磁気検出素子が磁界検出能を発揮するために重要となる前記フリー磁性層と前記固定磁性層間の電気的絶縁をとることが容易になり、形成される磁気検出素子の品質を向上させることができるようになる。
【０２８４】
また、本発明では、前記多層膜の少なくとも前記固定磁性層から前記フリー磁性層までの各層のトラック幅方向における側端面に、絶縁酸化膜を設けることにより、前記固定磁性層から前記フリー磁性層間の電気的絶縁を確実にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】参考例の形態の磁気検出素子の断面図、
【図２】本発明の実施の形態の磁気検出素子の断面図、
【図３】参考例の形態の磁気検出素子の断面図、
【図４】参考例の形態の磁気検出素子の断面図、
【図５】参考例の形態の磁気検出素子の断面図、
【図６】スペキュラー膜による鏡面反射効果を説明するための様式説明図、
【図７】磁気検出素子の製造方法の実施の形態を示す一工程図、
【図８】磁気検出素子の製造方法の実施の形態を示す一工程図、
【図９】磁気検出素子の製造方法の実施の形態を示す一工程図、
【図１０】磁気検出素子の製造方法の実施の形態を示す一工程図、
【図１１】磁気検出素子の製造方法の実施の形態を示す一工程図、
【図１２】磁気検出素子の製造方法の実施の形態を示す一工程図、
【図１３】磁気検出素子の製造方法の実施の形態を示す一工程図、
【図１４】本発明の磁気検出素子の製造方法の実施の形態を示す一工程図、
【図１５】図２に示された磁気検出素子の絶縁酸化膜の部分拡大図、
【図１６】本発明の磁気検出素子が取りつけられた磁気ヘッドの斜視図、
【図１７】図１６に示された磁気ヘッドの断面図、
【図１８】従来の磁気検出素子の製造方法を示す一工程図、
【図１９】従来の磁気検出素子の製造方法を示す一工程図、
【図２０】従来の磁気検出素子の製造方法を示す一工程図、
【符号の説明】
２１ 下部シールド層
２２ 下部電極層
２３ フリー磁性層
２３ａ 第１フリー磁性層
２３ｂ 非磁性中間層
２３ｃ 第２フリー磁性層
２４ 非磁性中間層
２５ 固定磁性層
２５ａ 第２固定磁性層
２５ｂ 非磁性中間層
２５ｃ 第１固定磁性層
２６ 反強磁性層
２７ 保護層
２８ 上部電極層
２９ 上部シールド層
３０ 絶縁材料層
３０ａ 側面
３１ 絶縁酸化膜
３２ バイアス下地層
３３ ハードバイアス層
３４、４２ 絶縁層
４０ 下地層
４１ シード層
４３ エクスチェンジバイアス層
４４ 分離層
４５ インスタックバイアス層
Ｒ１、Ｒ２ レジスト層
Ｆ 金属層
Ｏ 酸化物層
Ａ 絶縁材料層３０が逆スパッタされて形成された層
Ｇ、Ｇ１ 溝部
Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３ 多層膜
Ｔ１ｓ、Ｔ２ｓ、Ｔ３ｓ 側端面
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３ 中央位置

Claims (29)

1. 固定磁性層、非磁性材料層及びフリー磁性層を有する多層膜、並びに前記多層膜の上面に電気的に接続された上部電極層及び前記多層膜の下面に電気的に接続された下部電極層を有し、前記多層膜の各層の膜面と垂直方向に電流を供給する磁気検出素子において、
   前記下部電極層上に、前記多層膜のトラック幅方向の側端面に対向して絶縁材料層が積層されており、
   前記多層膜の側端面と、前記絶縁材料層との間には溝部Ｇが形成され、前記溝部Ｇ内にて露出した前記下部電極層の表面が凹面形状で形成されていることを特徴とする磁気検出素子。
2. 前記多層膜の、少なくとも前記固定磁性層から前記フリー磁性層までの各層のトラック幅方向における側端面には、絶縁酸化膜が設けられている請求項１に記載の磁気検出素子。
3. 前記絶縁酸化膜は、前記多層膜を構成する各層の材料が酸化されて形成された層を有する請求項２に記載の磁気検出素子。
4. 前記絶縁酸化膜は、前記絶縁材料層と同じ材料からなる層を有する請求項２または３に記載の磁気検出素子。
5. 前記絶縁酸化膜は、金属材料が酸化されて形成された層を有する請求項２ないし４のいずれかに記載の磁気検出素子。
6. 前記多層膜は、前記固定磁性層に接する反強磁性層を有し、下から、フリー磁性層、非磁性材料層、固定磁性層及び反強磁性層の順序で積層されている請求項１ないし５のいずれかに記載の磁気検出素子。
7. 前記多層膜は、前記固定磁性層に接する反強磁性層を有し、下から、反強磁性層、固定磁性層、非磁性材料層、フリー磁性層の順序で積層されている請求項１ないし５のいずれかに記載の磁気検出素子。
8. 前記多層膜の前記フリー磁性層に重ねられて反強磁性材料または強磁性材料からなる一対のエクスチェンジバイアス層が設けられている請求項７記載の磁気検出素子。
9. 前記多層膜の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側端面に対向して、硬磁性材料からなる一対のハードバイアス層が設けられている請求項１ないし７のいずれかに記載の磁気検出素子。
10. 前記ハードバイアス層は、前記溝部Ｇ内にまで入り込んで形成される請求項９記載の磁気検出素子。
11. 前記多層膜の前記フリー磁性層の前記非磁性材料層と接する面と反対の面側に、分離層を介して硬磁性材料からなるインスタックバイアス層が設けられている請求項１ないし７のいずれかに記載の磁気検出素子。
12. 前記下部電極層の下層に下部シールド層が形成され、前記上部電極層の上層に上部シールド層が形成されている請求項１ないし１１のいずれかに記載の磁気検出素子。
13. 前記下部電極層及び前記上部電極層が磁性材料によって形成されている請求項１ないし１１のいずれかに記載の磁気検出素子。
14. 以下の工程を有することを特徴とする磁気検出素子の製造方法。
    （ａ）基板上に下部電極層を形成し、さらに前記下部電極層上に絶縁材料層を積層する工程と、
    （ｂ）前記絶縁材料層の一部分を除去して溝部Ｇ１を形成し、この溝部Ｇ１内に前記下部電極層の表面を露出させる工程と、
    （ｃ）前記溝部Ｇ１内であって、前記下部電極層の表面上に、固定磁性層、非磁性材料層、フリー磁性層を有する多層膜を形成する工程と、
    （ｄ）前記多層膜上にレジスト層を形成し、前記レジスト層に覆われていない前記多層膜を除去し、このとき、残された前記多層膜と、前記絶縁材料層との間に溝部Ｇを形成するとともに、この溝部Ｇ内にて露出した前記下部電極層の表面を削って凹面形状とする工程と、
    （ｅ）前記レジスト層を除去する工程と、
    （ｆ）前記多層膜の上面と電気的に接続される上部電極層を形成する工程。
15. 前記（ｄ）の工程において、前記溝部Ｇ１のトラック幅方向中央位置と、前記レジスト層のトラック幅方向中央位置が重なるように前記レジスト層を前記多層膜上に形成する請求項１４に記載の磁気検出素子の製造方法。
16. 前記（ｃ）の工程において、前記多層膜を前記固定磁性層に接する反強磁性層を有するものとして形成し、下から、フリー磁性層、非磁性材料層、固定磁性層及び反強磁性層の順序で積層する請求項１４または１５に記載の磁気検出素子の製造方法。
17. 前記（ｃ）の工程において、前記多層膜を前記固定磁性層に接する反強磁性層を有するものとして形成し、下から、反強磁性層、固定磁性層、非磁性材料層、フリー磁性層の順序で積層する請求項１４または１５に記載の磁気検出素子の製造方法。
18. 前記（ｄ）の工程と前記（ｅ）の工程の間に、
    （ｍ） 反強磁性材料または強磁性材料からなり、前記多層膜の前記フリー磁性層に重ねられて前記フリー磁性層にトラック幅方向の磁界を印加する、一対のエクスチェンジバイアス層を設ける工程を有する請求項１７記載の磁気検出素子の製造方法。
19. 前記（ｄ）の工程と前記（ｅ）の工程の間に、
    （ｇ） 前記（ｄ）の工程で、除去されずに残された多層膜のトラック幅方向の側端面に付着した金属層を削る工程を有する請求項１４ないし１７のいずれかに記載の磁気検出素子の製造方法。
20. 前記（ｄ）の工程と前記（ｅ）の工程の間に、
    （ｈ） 前記絶縁材料層を逆スパッタして、絶縁材料を前記多層膜のトラック幅方向における側端面に付着させる工程を有する請求項１４ないし１７のいずれかに記載の磁気検出素子の製造方法。
21. 前記（ｄ）の工程と前記（ｅ）の工程の間に、
    （ｉ） 前記（ｄ）の工程で除去されずに残された多層膜のトラック幅方向の側端面に付着した金属層を削ると同時に、前記絶縁材料層を逆スパッタして、絶縁材料を前記多層膜のトラック幅方向における側端面に付着させる工程を有する請求項１４ないし１７のいずれかに記載の磁気検出素子の製造方法。
22. 前記（ｄ）の工程と前記（ｅ）の工程の間に、
    （ｊ） 前記多層膜のトラック幅方向における側端面に付着した金属層を酸化させる工程を有する請求項１４ないし１７のいずれかに記載の磁気検出素子の製造方法。
23. 前記（ｊ）の工程において、前記金属層を自然酸化、プラズマ酸化あるいはラジカル酸化のうち１種以上の酸化方法で酸化させる請求項２２記載の磁気検出素子の製造方法。
24. 前記（ｄ）の工程と前記（ｅ）の工程の間に
    （ｋ）前記多層膜のトラック幅方向における側端面上に、金属材料の酸化物層を形成する工程を有する請求項１４ないし１７のいずれかに記載の磁気検出素子の製造方法。
25. 前記（ｋ）の工程において、前記金属材料を自然酸化、プラズマ酸化あるいはラジカル酸化のうち１種以上の酸化方法で酸化させる請求項２４記載の磁気検出素子の製造方法。
26. 前記（ｄ）の工程と前記（ｅ）の工程の間に、
    （ｌ） 硬磁性材料からなり、前記多層膜の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側端面に対向して前記フリー磁性層にトラック幅方向の磁界を印加する、一対のハードバイアス層を設ける工程を有する請求項１４ないし１７のいずれかに記載の磁気検出素子の製造方法。
27. 前記（ｃ）の工程において、前記多層膜の前記フリー磁性層の前記非磁性材料層と接する面と反対の面側に、硬磁性材料からなり、分離層を介して前記フリー磁性層にトラック幅方向の磁界を印加する、インスタックバイアス層を設ける請求項１４ないし１７，１９ないし２５のいずれかに記載の磁気検出素子の製造方法。
28. 前記（ａ）の工程において、前記下部電極層の下層に下部シールド層を形成し、前記（ｆ）の工程の後で、前記上部電極層の上層に上部シールド層を形成する請求項１４ないし２７のいずれかに記載の磁気検出素子の製造方法。
29. 前記（ａ）の工程において前記下部電極層を、前記（ｆ）の工程において前記上部電極層を、それぞれ磁性材料によって形成する請求項１４ないし２７のいずれかに記載の磁気検出素子の製造方法。

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