JP2004119755A - 磁気検出素子及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】特に狭トラック化においてもサイドリーディングの発生を抑えることが可能であって、安定した再生波形を出力できる磁気検出素子及びその製造方法を提供すること目的としている。
【解決手段】第２反強磁性層３１の上に磁化方向が第１強磁性層３０の磁化方向に対して反平行方向である第２強磁性層３２を積層する。第１強磁性層３０の内側端面３０ａに形成された表面磁荷によって静磁界が発生しても、前記静磁界は第２強磁性層３２に吸い込まれる。従って、第１強磁性層３０から発生する静磁界が、フリー磁性層２８の素子中央部に入いりこみにくくなる。その結果、フリー磁性層２８の素子中央部は安定した単磁区化状態を維持できるようになり、ヒステリシスを小さくし、バルクハウゼンノイズの発生を抑えることができる。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エクスチェンジバイアス方式によってフリー磁性層の磁化制御を行う磁気検出素子に係り、特に狭トラック化においても再生出力を安定化でき、サイドリーディングの発生を抑制することが可能な磁気検出素子及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２９は従来の磁気検出素子（スピンバルブ型薄膜素子）を記録媒体との対向面側から見た部分断面図である。
【０００３】
符号１はＰｔＭｎなどの第１反強磁性層であり、第１反強磁性層１の上にＮｉＦｅ合金などで形成された固定磁性層２、Ｃｕなどで形成された非磁性材料層３、およびＮｉＦｅ合金などで形成されたフリー磁性層４、Ｒｕなどで形成された非磁性中間層５が積層形成されている。
【０００４】
図２９に示すように非磁性中間層５の上にはトラック幅方向（図示Ｘ方向）にトラック幅Ｔｗを開けて強磁性層６，６及び第２反強磁性層７，７が形成され、その上に電極層８，８が形成されている。
【０００５】
図２９に示されたような磁気検出素子は、特許文献１及び特許文献２に記載されている。
【０００６】
図２９に示す実施形態では、第２反強磁性層７，７と強磁性層６，６の界面に交換結合磁界が発生して、強磁性層６，６の磁化が図示Ｘと反平行方向に固定される。そして、強磁性層６，６とフリー磁性層４の素子両側端部間には、非磁性中間層５を介したＲＫＫＹ相互作用が作用して、素子両側端部のフリー磁性層４は図示Ｘ方向に磁化固定される。なお、素子中央部のフリー磁性層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ている。
【０００７】
このようにしてフリー磁性層４の磁化制御を行う方法をエクスチェンジバイアス方式と呼ぶ。特に、図２９に示される磁気検出素子では、素子両側端部において、フリー磁性層４と強磁性層６，６が人工フェリ状態になるので、素子両側端部においてフリー磁性層４の磁化を確実に固定して、単磁区状態を維持することができると考えられていた。
【０００８】
従って、図２９に示される磁気検出素子であれば、ヒステリシスを小さくし、バルクハウゼンノイズを少なくできるものと期待された。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００１−１５５３１３号公報（第１２−１３頁、第１図）
【特許文献２】
特開２００１−３３９１１１号公報（第１０頁、第１図）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
図２９に示される磁気検出素子では、強磁性層６，６に内側端面６ａ，６ａが存在しているため、内側端面６ａ，６ａに形成された表面磁荷によって静磁界が発生する。
【００１１】
この静磁界の方向は図２９の矢印方向である。すなわち、フリー磁性層４の磁化方向と逆向きになり、フリー磁性層４の磁化が乱される。
【００１２】
このため、図２９のように強磁性層６，６を形成しても、ヒステリシスを小さくすることができず、またバルクハウゼンノイズも発生しやすいままであり、さらなる改良が求められていた。
【００１３】
そこで本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、フリー磁性層を安定した単磁区状態に維持することができ、ヒステリシスが小さく、またバルクハウゼンノイズが発生しにくい磁気検出素子及びその製造方法を提供することを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、下から順に、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を有して積層された多層膜と電極層を有する磁気検出素子において、
前記フリー磁性層の上に非磁性中間層が積層され、この非磁性中間層の素子両側端部上に、トラック幅方向に間隔をおいて一対の第１強磁性層が積層されており、前記第１強磁性層上に一対の第２反強磁性層及び一対の第２強磁性層が順に積層され、前記第２強磁性層の磁化方向は、前記第１強磁性層の磁化方向に対して反平行方向であることを特徴とするものである。
【００１５】
本発明では、素子両側端部において、前記フリー磁性層と前記第１強磁性層が非磁性中間層を介して互いに磁化方向が反平行方向になるように磁気的に結合する、いわゆる人工フェリ構造である。
【００１６】
前記第１強磁性層の磁化は第２反強磁性層との交換結合磁界によって固定されており、さらに、素子両側端部における上記人工フェリ構造によって、前記フリー磁性層の素子両側端部の磁化が確実に固定される。
【００１７】
従って、前記フリー磁性層の素子両側端部の磁化が外部磁界によって変動するサイドリーディングを防止することができる。
【００１８】
さらに、前記第１強磁性層の内側端面に形成された表面磁荷によって静磁界が発生しても、前記第２反強磁性層の上に積層された前記第２強磁性層の磁化方向が前記第１強磁性層の磁化方向に対して反平行方向であるため、前記静磁界は前記第２強磁性層に吸い込まれる。
【００１９】
従って、前記第１強磁性層から発生する静磁界が、前記フリー磁性層の素子中央部に入いりこみにくくなる。その結果、前記フリー磁性層は安定した単磁区化状態を維持できるようになり、ヒステリシスを小さくし、バルクハウゼンノイズの発生を抑えることができる。
【００２０】
なお、本発明では、一対の前記第２反強磁性層のトラック幅方向間隔が、一対の前記第１強磁性層間のトラック幅方向間隔よりも広く、前記素子両側端部内で、前記第１強磁性層が前記第２反強磁性層のトラック幅方向における内側端面よりもトラック幅方向の中心方向に延出し、前記電極層が前記第２反強磁性層上から前記延出形成された前記第１強磁性層上にかけて形成されていることが好ましい。
【００２１】
前述のように、前記フリー磁性層の素子両側端部は、前記非磁性中間層を介した第１強磁性層とのＲＫＫＹ相互作用によって磁化が固定されており、前記フリー磁性層内部の交換相互作用により、フリー磁性層の素子中央部も単磁区化される。前記フリー磁性層の素子中央部にかかるバイアス磁界は、素子両側端部との境界付近で強く働き、トラック幅Ｔｗが小さくなるほど、前記フリー磁性層の素子中央部全体にバイアス磁界が強く働きやすくなる。
【００２２】
強いバイアス磁界を受けた前記フリー磁性層の素子中央部は、素子両側端部ほど強く磁化固定されないものの外部磁界に対し感度良く磁化反転しにくくなり、強くバイアス磁界を受けた領域が不感領域となりやすく、この結果、狭トラック化を進めるほど再生出力が低下しやすくなる。
【００２３】
上記した本発明の磁気検出素子では、第２反強磁性層間のトラック幅方向への間隔を第１強磁性層間の間隔で規制されるトラック幅Ｔｗよりも広げることができるので、素子中央部の不感領域を減少させることができ、再生出力の向上を図ることが可能になる。
【００２４】
また、前記素子両側端部内で、前記第１強磁性層が前記第２反強磁性層のトラック幅方向における内側端面よりもトラック幅方向の中心方向に延出している。
【００２５】
第２反強磁性層の内側端面よりもトラック幅方向の中心方向に延出形成された第１強磁性層の部分は、その下に非磁性中間層を介してフリー磁性層が形成された、いわゆる人工フェリ構造となっており、第１強磁性層とフリー磁性層間にＲＫＫＹ相互作用による交換結合が作用する結果、外部磁界に対する感度をより効果的に鈍化させることができ、この部分に外部磁界が及んでも効果的に磁化反転しにくくできるため、実効再生トラック幅の広がりを抑え、サイドリーディングの発生を抑制することが可能になる。
【００２６】
さらに電極層は、第２反強磁性層の内側端面よりもトラック幅方向の中心方向へ延出形成された第１強磁性層上にまでオーバーラップして形成されているため、電極層からのセンス電流は、第２反強磁性層や延出形成された第１強磁性層下にある多層膜全体に分流しにくくなり、最短距離でフリー磁性層及びその下の素子中央部に流れる。
【００２７】
本発明では、前記第２強磁性層は前記第２反強磁性層の上から前記第１強磁性層の上にかけて形成されていることが好ましい。前記第２強磁性層が前記第１強磁性層の上にかけて形成されると、前記第２強磁性層が前記第１強磁性層の膜厚方向の距離が小さくなり、前記第２強磁性層と前記第１強磁性層間の静磁結合が強くなるので、前記第１強磁性層から発生する静磁界がフリー磁性層に入り込むことを効果的に抑制できる。なお、前記第２強磁性層が前記第１強磁性層の上に形成されるとは、前記第２強磁性層と前記第１強磁性層が重なっている状態を差し、前記第２強磁性層と前記第１強磁性層が直接接触することを意味するものではない。
【００２８】
ただし、前記第２強磁性層が前記第２反強磁性層の上にのみ形成されていても、前記第２強磁性層と前記第１強磁性層間に静磁結合を発生させることは可能であり、前記第１強磁性層から発生する静磁界がフリー磁性層に入り込むことを抑制する効果は得られる。
【００２９】
本発明では、例えば、前記第２強磁性層は軟磁性材料によって形成されたものであって、前記第２反強磁性層の上面に直接積層されているものにできる。
【００３０】
この磁気検出素子では、前記第２強磁性層と前記第２反強磁性層の界面に交換結合磁界が発生することによって、前記第２強磁性層の磁化方向が前記第１強磁性層の磁化方向に対して反平行方向になる。すなわち、前記第１強磁性層と前記第２強磁性層の双方が、前記第２反強磁性層との間の交換結合磁界によって磁化を固定され、しかも、それぞれの磁化方向が互いに反平行方向になっている。
【００３１】
前記第２反強磁性層の下面側に前記第１強磁性層が積層され、前記第２反強磁性層の上面側に前記第２強磁性層が積層される構造で、前記第１強磁性層と前記第２強磁性層のそれぞれの磁化方向を互いに反平行方向に固定するためには、前記フリー磁性層の単位面積当たりの磁気モーメントが、前記第１強磁性層の単位面積当たりの磁気モーメントより大きくなっている必要がある。
【００３２】
前記第１強磁性層と前記フリー磁性層を、飽和磁化Ｍｓが同じであるか、ほとんど等しい磁性材料を用いて形成すると、前記フリー磁性層の膜厚が前記第１強磁性層の膜厚より大きければ、前記フリー磁性層の単位面積当たりの磁気モーメントが、前記第１強磁性層の単位面積当たりの磁気モーメントより大きくなる。
【００３３】
あるいは、本発明における磁気検出素子の前記第２強磁性層は、硬磁性材料によって形成されたものであって、前記第２反強磁性層の上に、非磁性層を介して積層されているものであってもよい。
【００３４】
または、本発明における磁気検出素子の前記第２強磁性層は、軟磁性材料によって形成されたものであって、前記第２反強磁性層の上に非磁性層を介して積層され、第３反強磁性層が前記第２強磁性層の上面に直接積層されているものであってもよい。
【００３５】
この磁気検出素子では、前記第２強磁性層と前記第３反強磁性層の界面に交換結合磁界が発生することによって、前記第２強磁性層の磁化方向が前記第１強磁性層の磁化方向に対して反平行方向になる。
【００３６】
本発明では、前記第１反強磁性層、前記第２反強磁性層、及び前記第３反強磁性層が同じ反強磁性材料によって形成されても、前記固定磁性層の磁化が前記フリー磁性層の磁化と交叉し、前記フリー磁性層の磁化と前記第１強磁性層の磁化が反平行方向を向き、前記第１強磁性層の磁化と前記第２強磁性層の磁化が反平行方向を向いている磁気検出素子を確実に形成することができる。
【００３７】
あるいは、前記第３反強磁性層を形成する反強磁性材料のブロッキング温度が、前記第１反強磁性層、前記第２反強磁性層を形成する反強磁性材料のブロッキング温度より低くなるように材料の選択をしてもよい。
【００３８】
なお、第２強磁性層が硬磁性材料からなるものであるときや、第３反強磁性層との間の交換結合磁界によって磁化が固定されるものであるときには、前記フリー磁性層の単位面積当たりの磁気モーメントは、前記第１強磁性層の単位面積当たりの磁気モーメントより大きくてもよいし、前記第１強磁性層の単位面積当たりの磁気モーメントより小さくてもよい。
【００３９】
なお、本発明では、前記第２反強磁性層の内側端面の下縁部から、前記第２反強磁性層の膜厚よりも薄い膜厚の内側先端部が、前記延出形成された前記第１強磁性層上にまで延びて形成されているものであってもよい。ただし、前記内側先端部の膜厚は、反強磁性を発揮しない膜厚であることが好ましい。具体的には、前記内側先端部の膜厚は５０Å以下あるいは３０Å以下であることが好ましい。
【００４０】
また、前記電極層が多層膜の膜厚方向の上下に設けられる形態であってもよい。この形態の磁気検出素子は、ＣＰＰ（ｃｕｒｒｅｎｔ　　ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒ　ｔｏ　ｔｈｅ　　ｐｌａｎｅ）型と呼ばれる。
【００４１】
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、下から順に第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、非磁性中間層、及び第１強磁性層を有する多層膜を、前記フリー磁性層の単位面積当たりの磁気モーメントが、前記第１強磁性層の単位面積当たりの磁気モーメントより大きくなるように積層形成する工程と、
（ｂ）第１の磁場中アニールを施して、前記第１反強磁性層と前記固定磁性層の界面に交換結合磁界を発生させる工程と、
（ｃ）前記多層膜の上面のトラック幅方向の両側に第２反強磁性層及び第２強磁性層を積層する工程と、
（ｄ）前記第１の磁場中アニールの磁界の方向と交叉する方向の磁界中で、第２の磁場中アニールを施して、前記第２反強磁性層と前記第１強磁性層　の界面に交換結合磁界を発生させる工程と、
（ｅ）電極層を形成する工程、
本発明の磁気検出素子の製造方法では、前記（ａ）工程において、前記フリー磁性層の単位面積当たりの磁気モーメントが、前記第１強磁性層の単位面積当たりの磁気モーメントより大きくなるように前記多層膜を積層形成している。
【００４２】
これによって、前記（ｄ）工程の第２の磁場中アニールを施すだけで、前記第１強磁性層の磁化と前記第２強磁性層の磁化が反平行方向を向くように、前記第１強磁性層の磁化と前記第２強磁性層の磁化を固定することができる。
【００４３】
本発明では、例えば、前記（ｃ）工程において、前記第２強磁性層を、軟磁性材料を用いて、前記第２反強磁性層の上面に直に積層形成することができる。
【００４４】
この製造方法では、前記第２強磁性層と前記第２反強磁性層の界面に交換結合磁界が発生することによって、前記第２強磁性層の磁化方向が前記第１強磁性層の磁化方向に対して反平行方向になる。すなわち、前記第１強磁性層と前記第２強磁性層の双方が、前記第２反強磁性層との間の交換結合磁界によって磁化を固定され、しかも、それぞれの磁化方向が互いに反平行方向になっている。
【００４５】
または、前記（ｃ）工程において、前記第２反強磁性層上に非磁性層を積層し、この非磁性層の上に、硬磁性材料を用いて前記第２強磁性層を積層形成してもよい。硬磁性材料からなる前記第２強磁性層は、前記（ｄ）工程の後で、前記第１強磁性層の磁化方向に対して反平行方向の磁界中で着磁される。
【００４６】
あるいは、前記（ｃ）工程において、前記第２反強磁性層上に非磁性層を積層し、この非磁性層の上に軟磁性材料からなる前記第２強磁性層を積層した後、連続して第３反強磁性層を積層してもよい。
【００４７】
この製造方法では、前記第２強磁性層と前記第３反強磁性層の界面に交換結合磁界が発生することによって、前記第２強磁性層の磁化方向が前記第１強磁性層の磁化方向に対して反平行方向になる。
【００４８】
本発明では、第１の磁場中アニールと第２の磁場中アニールの熱処理温度と磁界の強さを調節することで、前記第１反強磁性層、前記第２反強磁性層、及び前記第３反強磁性層を同じ反強磁性材料によって形成しても、前記フリー磁性層の磁化を前記固定磁性層の磁化と交叉させ、前記フリー磁性層の磁化と前記第１強磁性層の磁化を反平行方向にし、前記第１強磁性層の磁化と前記第２強磁性層の磁化を反平行方向にすることができる。
【００４９】
あるいは、前記第３反強磁性層を形成する反強磁性材料のブロッキング温度を、前記第１反強磁性層、前記第２反強磁性層を形成する反強磁性材料のブロッキング温度より低くなるように材料の選択をしてもよい。この場合も、第１の磁場中アニールと第２の磁場中アニールの熱処理温度と磁界の強さを調節することで、前記フリー磁性層の磁化を前記固定磁性層の磁化と交叉させ、前記フリー磁性層の磁化と前記第１強磁性層の磁化を反平行方向にし、前記第１強磁性層の磁化と前記第２強磁性層の磁化を反平行方向にすることができる。
【００５０】
なお、本発明では、前記（ｅ）工程において、
前記多層膜上から前記第２反強磁性層上または前記第３反強磁性層上にかけて電極層を形成し、前記電極層上に、前記第２反強磁性層間のトラック幅方向における間隔よりも間隔の狭いマスク層を形成し、前記マスク層に覆われていない前記電極層を削った後、
（ｆ）さらに前記電極層を削ったことで露出した前記第１強磁性層を削り、これにより前記第１強磁性層を前記フリー磁性層の素子両側端部上に非磁性中間層を介して、且つ前記第１強磁性層を、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よりもトラック幅方向の中心方向に延出して残し、さらに電極層を前記第２反強磁性層上から前記延出形成された前記第１強磁性層上にかけて残す工程を有することが好ましい。
【００５１】
この（ｅ）工程及び（ｆ）工程によって、第１強磁性層のトラック幅方向の間隔で規制されるトラック幅Ｔｗよりも第２反強磁性層のトラック幅方向への間隔を広げて形成でき、しかも第２反強磁性層よりもトラック幅方向の中心方向に延出形成された第１強磁性層上にまで電極層をオーバーラップして形成することができ、さらにフリー磁性層の素子中央部を除いてフリー磁性層の素子両側端部のみに、非磁性中間層を介して第１強磁性層が形成された人工フェリ構造を容易に且つ適切に形成できる。
【００５２】
また、前記（ｅ）工程で、前記電極層を前記多層膜の膜厚方向の上下に設けることによってＣＰＰ（ｃｕｒｒｅｎｔ　　ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒ　ｔｏ　ｔｈｅ　　ｐｌａｎｅ）型の磁気検出素子を形成することができる。
【００５３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明における磁気検出素子（スピンバルブ型薄膜素子）の構造を記録媒体との対向面側から見た部分断面図である。
【００５４】
符号２０は基板である。基板２０上には、ＮｉＦｅ合金、ＮｉＦｅＣｒ合金あるいはＣｒなどで形成されたシードレイヤ２１が形成されている。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。
【００５５】
シードレイヤ２１の上には第１反強磁性層２２が形成されている。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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
第１反強磁性層２２の膜厚は、トラック幅方向の中心付近において８０〜３００Åである。
【００５９】
第１反強磁性層２２の上には、固定磁性層２３が形成されている。固定磁性層２３は人工フェリ構造である。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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
固定磁性層２３の上には、非磁性材料層２７が形成されている。非磁性材料層２７は、固定磁性層２３とフリー磁性層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。
【００６３】
非磁性材料層２７の上にはフリー磁性層２８が形成されている。図１に示す実施形態ではフリー磁性層２８上の全面に非磁性中間層２９が形成されている。フリー磁性層２８は、ＮｉＦｅ合金、ＣｏＦｅ合金、ＣｏＦｅＮｉ合金、あるいはＣｏ等の磁性材料で形成される。図１に示す実施形態ではフリー磁性層２８と非磁性材料層２７との間にＣｏやＣｏＦｅなどからなる拡散防止層（図示しない）が形成されていてもよい。
【００６４】
図１に示す実施形態では、フリー磁性層２８の素子両側端部上に非磁性中間層２９を介して第１強磁性層３０が形成されている。第１強磁性層３０はＮｉＦｅ合金、ＣｏＦｅ合金、ＣｏＦｅＮｉ合金、あるいはＣｏ等フリー磁性層２８と同じ磁性材料で形成されることが好ましい。
【００６５】
なお以下では基板２０から第１強磁性層３０までの積層体を多層膜４０と呼ぶ。
【００６６】
第１強磁性層３０上には第２反強磁性層３１が形成される。第２反強磁性層３１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。
【００６７】
また図１のように第２反強磁性層３１内には、図面上点線が記載され、点線よりも上側に符号３１ｃ、下側に符号３１ｄが記載されているが、これは後述する製造方法によれば第２反強磁性層３１を２層に分けて形成したことを意味する。なお完成した第２反強磁性層３１には符号３１ｃと３１ｄ間に明確な境界線が現われているわけではない。
【００６８】
図１に示す実施形態では、素子両側端部のうち素子中央部に近い領域Ｂ（以下、単に領域Ｂと呼ぶ）の第１強磁性層３０上に形成された第２反強磁性層３１よりも、素子両側端部のうち素子中央部から遠い領域Ａ（以下、単に領域Ａと呼ぶ）の第１強磁性層３０上に形成された第２反強磁性層３１の方が膜厚が厚くなっている。なお以下では、領域Ｂ上に形成された第２反強磁性層３１を第２反強磁性層３１の内側先端部３１ａと呼ぶ。
【００６９】
図１に示すように、領域Ａ上に形成された第２反強磁性層３１の内側端面３１ｂは、第２反強磁性層３１間のトラック幅方向への間隔Ｃが、下方から上方に向う（図示Ｚ方向に向う）にしたがって徐々に広がる傾斜面あるいは湾曲面で形成される。領域Ａ上の第２反強磁性層３１の上面３１ｅには、軟磁性材料からなる第２強磁性層３２が積層されている。第２強磁性層３２は、例えばＣｏＦｅ、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅＮｉ合金、Ｃｏからなる。
【００７０】
第２強磁性層３２上には、例えばＣｒなどで形成された第１ストッパ層３３が形成され、第１ストッパ層３３の上にＴａなどで形成された第１保護層３４が形成される。第１保護層３４の内側端面３４ａは、第２反強磁性層３１の内側端面３１ｂと同じ連続面で形成される。
【００７１】
図１に示す実施形態では第１保護層３４上から第１保護層３４及び第２反強磁性層３１の内側端面３４ａ、３１ｂ上、さらに第２反強磁性層３１の内側先端部３１ａ上にかけてＣｒなどで形成された第２ストッパ層３５が形成され、第２ストッパ層３５上にＴａなどで形成された第２保護層３６が形成される。
【００７２】
図１に示す実施形態では、第２保護層３６の上に電極層３７が形成される。電極層３７はＡｕやＣｒ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｔａ、Ｗなどの非磁性導電材料で形成される。
【００７３】
電極層３７は、領域Ａの第２反強磁性層３１上のみならず、領域Ｂの第１強磁性層３０上に第２反強磁性層３１の内側先端部３１ａ、第２ストッパ層３５及び第２保護層３６を介してオーバーラップ形成される。
【００７４】
電極層３７の内側端面３７ａは、第１強磁性層３０、第２反強磁性層３１の内側先端部３１ａ、第２ストッパ層３５及び第２保護層３６の内側端面からつながる連続面として形成され、図１に示す実施形態では、電極層３７の内側端面３７ａは下方から上方に向けて（図示Ｚ方向に向けて）徐々に電極層３７間のトラック幅方向への間隔が広がる傾斜面あるいは湾曲面で形成される。ただし、電極層３７の内側端面３７ａは基板２０表面に対し垂直方向（図示Ｚ方向）と平行な方向に形成されていてもよい。
【００７５】
電極層３７上にはＴａなどで形成された第３保護層３８が形成され、また第３保護層３８上から電極層３７の内側端面３７ａ上、さらには第１強磁性層３０間の間隔Ｄ内に露出した非磁性中間層２９上にかけて第４保護層３９が形成される。第４保護層３９は、Ａｌ_２Ｏ_３やＳｉＯ_２などの絶縁材料で形成され、例えば上部ギャップ層として機能させることができる。また後述するように第４保護層３９をスペキュラー層として機能させることもできる。
【００７６】
図１に示された磁気検出素子の特徴部分について説明する。
図１に示す磁気検出素子では、フリー磁性層２８の素子両側端部上に非磁性中間層２９を介して第１強磁性層３０が形成され、第１強磁性層３０間のトラック幅方向（図示Ｘ方向）における間隔Ｄよりも広い間隔Ｃを有する第２反強磁性層３１が第１強磁性層３０上に形成されている。
【００７７】
第２反強磁性層３１は、素子両側端部の領域Ａ上では厚い膜厚で形成され、この部分と膜厚方向（図示Ｚ方向）で重なる第１強磁性層３０は第２反強磁性層３１との間で発生する交換結合磁界によってトラック幅方向（図示Ｘ方向）と反平行方向に強固に磁化固定される。またこの磁化固定された第１強磁性層３０と膜厚方向で対向する領域Ａのフリー磁性層２８は、第１強磁性層３０との間で発生するＲＫＫＹ相互作用による交換結合によって第１強磁性層３０とは反対方向（トラック幅方向）に磁化固定される。
【００７８】
一方、第２反強磁性層３１の内側端面３１ｂよりもトラック幅方向（図示Ｘ方向）の中心方向に延出する領域Ｂの第１強磁性層３０及びその第１強磁性層３０と膜厚方向（図示Ｚ方向）で対向する領域Ｂのフリー磁性層２８には、第１強磁性層３０内部及びフリー磁性層２８内部の交換相互作用により媒介されたバイアス磁界の他に、第１強磁性層３０とフリー磁性層２８との間で生じるＲＫＫＹ相互作用による交換結合も作用し、これによって領域Ｂの第１強磁性層３０及びフリー磁性層２８の感度はより鈍化し、この領域Ｂでの感度をゼロにすることもできる。
【００７９】
またフリー磁性層２８の素子中央部には、膜厚方向に非磁性中間層２９を介して第１強磁性層３０は形成されていない。したがってフリー磁性層２８の素子中央部には、磁性層内部の交換相互作用により媒介されたバイアス磁界のみが働き、第１強磁性層３０との間でのＲＫＫＹ相互作用による交換結合は働かないから、フリー磁性層２８の素子中央部は外部磁界に対し感度良く磁化反転できる程度に弱く単磁区化された状態となっている。
【００８０】
さらに、第１強磁性層３０の内側端面３０ａに形成された表面磁荷によって静磁界が発生しても、第２反強磁性層３１の上に積層された第２強磁性層３２の磁化方向が第１強磁性層３０の磁化方向に対して反平行方向であるため、前記静磁界は前記第２強磁性層３２に吸い込まれる。
【００８１】
従って、第１強磁性層３０から発生する静磁界が、フリー磁性層２８の素子中央部に入いりこみにくくなる。その結果、フリー磁性層２８の素子中央部は安定した単磁区化状態を維持できるようになり、ヒステリシスを小さくし、バルクハウゼンノイズの発生を抑えることができる。
【００８２】
さらに図１に示すように電極層３７の内側先端部３７ｂは、第２反強磁性層３１の内側端面３１ｂよりもトラック幅方向（図示Ｘ方向）の中心方向へ延出形成された領域Ｂの第１強磁性層３０上に第２反強磁性層３１の内側先端部３１ａ等を介してオーバーラップ形成されているため、電極層３７からのセンス電流は、素子両側端部の第２反強磁性層３１や第１強磁性層３０の下に位置する多層膜全体に分流せず、電極層３７のオーバーラップ部（内側先端部３７ｂ）から最短距離でフリー磁性層２８やその下の多層膜の素子中央部に流れる。
【００８３】
図１に示す実施形態のその他の特徴的部分について説明する。図１に示す実施形態では、第１強磁性層３０とフリー磁性層２８の素子両側端部とがその間に非磁性中間層２９を挟んだ人工フェリ構造となっている。非磁性中間層２９は、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｃｒ、Ｒｅ、Ｃｕのうち１種または２種以上で形成されることが好ましい。
【００８４】
第２反強磁性層３１の下面側に第１強磁性層３０が積層され、第２反強磁性層３１の上面側に第２強磁性層３２が積層される構造で、第１強磁性層３０と第２強磁性層３２のそれぞれの磁化方向を互いに反平行方向に固定するためには、フリー磁性層２８の単位面積当たりの磁気モーメントが、第１強磁性層３０の単位面積当たりの磁気モーメントより大きくなっている必要がある。
【００８５】
本実施の形態では、フリー磁性層２８と第１強磁性層３０を、同じ磁性材料を用いて形成し、フリー磁性層２８の膜厚ｔ１が第１強磁性層３０の膜厚ｔ２より大きければ、フリー磁性層２８の単位面積当たりの磁気モーメントＭｓ×ｔ１が、第１強磁性層３０の単位面積当たりの磁気モーメントＭｓ×ｔ２より大きくなる。
【００８６】
なお、第２強磁性層３２の膜厚ｔ３は、１０Å〜２００Å、好ましくは２０Å〜９０Åである。第２強磁性層３２の膜厚ｔ３が薄すぎると、第１強磁性層３０と第２強磁性層３２間の静磁結合が弱くなり、フリー磁性層２８の単磁区化状態の安定化を適切に図ることができなくなる。一方、第２強磁性層３２の膜厚ｔ３が厚すぎると第２強磁性層３２から発生する磁界が強くなりすぎて、フリー磁性層２８の中央部の感度を低下させる。また、第２強磁性層３２の交換結合磁界は膜厚に反比例して弱まるので、第２強磁性層３２の膜厚ｔ３が厚くなりすぎると、第２強磁性層３２の磁化固定が不安定になって、かえってフリー磁性層２８の磁区構造を乱す要因になる。
【００８７】
次に、図１に示す実施形態では、第２反強磁性層３１の内側端面３１ｂの下縁部から領域Ａでの第２反強磁性層３１の膜厚よりも薄い膜厚の内側先端部３１ａが、第１強磁性層３０の領域Ｂ上にまで延出形成されている。この第２反強磁性層３１の内側先端部３１ａは形成されていなくてもよいが後述する磁気検出素子の製造方法によれば、内側先端部３１ａが形成されていた方がイオンミリングの影響を内側先端部３１ａ下の層に及ばなくすることができるので好ましい。
【００８８】
また内側先端部３１ａの膜厚は５０Å以下の薄い膜厚で形成されていることが好ましい。内側先端部３１ａが５０Å以上の厚い膜厚であると、内側先端部３１ａが反強磁性を帯びて領域Ｂでの第１強磁性層３０との間で交換結合磁界が発生して、領域Ｂでの第１強磁性層３０及びフリー磁性層２８が強固に磁化固定され、フリー磁性層２８の素子両側端部から磁性層内部の交換相互作用により媒介されるバイアス磁界が、フリー磁性層２８の素子中央部の素子両側端部との境界付近で強まり、フリー磁性層２８の素子中央部で不感領域が形成される結果、再生出力が低下するからである。
【００８９】
なお領域Ａ上に形成された第２反強磁性層３１は８０Å以上で３００Å以下の厚い膜厚で形成されることが好ましい。これによって領域Ａでの第２反強磁性層３１と第１強磁性層３０間で適切な大きさの交換結合磁界が生じ、領域Ａでの第１強磁性層３０とフリー磁性層２８をより効果的に磁化固定することが可能になる。
【００９０】
次に図１に示す実施形態では、複数のストッパ層３３、３５が形成されている。ストッパ層３３、３５は、Ｔａ、Ｃｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｒｈのうち１種または２以上の元素で形成されることが好ましい。
【００９１】
ストッパ層３３、３５のうち、第２ストッパ層３５は、導電性であり、電極層３７よりもエッチングレートが遅いことが必要である。導電性である必要性は、電極層３７の内側先端部３７ｂから第２ストッパ層３５を介して多層膜４０側にセンス電流が流れるからである。次に電極層３７よりもエッチングレートが遅い必要性は、後述する製造方法によれば、多層膜４０の素子中央部上に形成された電極層３７をエッチングで除去する工程があるが、オーバーエッチングしたときでも、エッチングが素子中央部での電極層３７下の層に影響を与えないようにするためである。オーバーエッチングしても露出するのはエッチングレートの遅い第２ストッパ層３５であるから、第２ストッパ層３５はオーバーエッチングによって全て除去される心配がなく、その下の層にエッチングの影響が及ぶのを回避することができる。
【００９２】
また第２ストッパ層３５は、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）によってエッチングされない、あるいはされにくい材質である場合には、電極層３７をオーバーエッチングして、第２ストッパ層３５が露出しても、第２ストッパ層３５はこのエッチングの影響をほとんど受けない。例えば後述する製造方法によれば素子中央部上の電極層３７を反応性イオンエッチングによって除去する工程があるが、第２ストッパ層３５が反応性イオンエッチングでエッチングされない材質であれば、そもそも第２ストッパ層３５は反応性イオンエッチングでエッチングされず、そのような材質を第２ストッパ層３５として使用してもかまわない。
【００９３】
また第２ストッパ層３５上にはＴａからなる第２保護層３６が形成され、このとき第２ストッパ層３５の材質は例えばＣｒ層である。Ｃｒ層は電極層３７の材質であるＡｕと拡散を起しやすい。拡散すると素子抵抗が上昇するから好ましくない。電極層３７が例えばＡｕで形成され、第２ストッパ層３５がＣｒ層で形成されるとき、上記した拡散を防止すべくＴａからなる第２保護層３６をＣｒ層と電極層３７間に介在させた方が好ましい。
【００９４】
次に図１に示す磁気検出素子の素子中央部の膜構成について以下に説明する。図１に示す実施形態では、フリー磁性層２８の素子中央部上に非磁性中間層２９が形成されている。非磁性中間層２９は上記したようにＲｕなどで形成され、この非磁性中間層２９は素子両側端部でフリー磁性層２８と第１強磁性層３０とを人工フェリ構造とするために設けられた層である。
【００９５】
従って第１強磁性層３０が形成されていない素子中央部ではフリー磁性層２８３０上に非磁性中間層２９が設けられていないなくてもよく、かかる場合、フリー磁性層２８の素子中央部上には直接、第４保護層３９が形成される。このとき第４保護層３９をスペキュラー層として機能させることができる。
【００９６】
スペキュラー層の形成により、スペキュラー膜に達した伝導電子（例えばアップスピンを持つ伝導電子）は、そこでスピン状態（エネルギー、量子状態など）を保持したまま鏡面反射する。そして鏡面反射したアップスピンを持つ伝導電子は、移動向きを変えてフリー磁性層２８内を通り抜けることが可能になる。
【００９７】
このためスペキュラー膜を設けることで、アップスピンを持つ伝導電子の平均自由行程λ＋を従来に比べて伸ばすことが可能になり、よってアップスピンを持つ伝導電子の平均自由行程λ＋と、ダウンスピンを持つ伝導電子の平均自由行程λ−との差を大きくすることができ、従って抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）の向上とともに、再生出力の向上を図ることが可能になる。
【００９８】
スペキュラー膜の形成は、例えば第４保護層３９としてＴａ膜を１０〜２０Å程度成膜し、大気中でこのＴａ層を完全に酸化する。他にスペキュラー膜の材質としては、Ｆｅ−Ｏ、Ｎｉ−Ｏ、Ｃｏ−Ｏ、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｏ、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｎｉ−Ｏ、Ａｌ−Ｏ、Ａｌ−Ｑ−Ｏ（ここでＱはＢ、Ｓｉ、Ｎ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉから選択される１種以上）、Ｒ−Ｏ（ここでＲはＣｕ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｗから選択される１種以上）の酸化物、Ａｌ−Ｎ、Ａｌ−Ｑ−Ｎ（ここでＱはＢ、Ｓｉ、Ｏ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉから選択される１種以上）、Ｒ−Ｎ（ここでＲはＴｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗから選択される１種以上）の窒化物、半金属ホイッスラー合金などを提示できる。
【００９９】
また第４保護層３９の形成により、特に素子のハイト方向（図示Ｙ方向）奥側で電極層３７と図示しない上部シールド層とがショートするのを適切に防止でき、また電極層３７等の上面を適切に酸化から防止することが可能になる。
【０１００】
図１に示す磁気検出素子は、電極層３７からのセンス電流が、多層膜４０の各膜面に対しほぼ平行な方向に流れるＣＩＰ（ｃｕｒｒｅｎｔ　　ｉｎ　　ｔｈｅ　ｐｌａｎｅ）型となっているが、図１に示す磁気検出素子の構成を、センス電流が多層膜４０の各層を膜厚方向に流れるＣＰＰ（ｃｕｒｒｅｎｔ　　ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒ　ｔｏ　ｔｈｅ　　ｐｌａｎｅ）型の磁気検出素子にも適用可能である。
【０１０１】
その実施形態は図２であり、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。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。
【０１０２】
図２に示す実施形態では、基板２０が下部電極層であり、例えば磁性材料で形成された下部シールド層である。
【０１０３】
図２に示す実施形態では、図１の電極層３７が形成されていた位置にＡｌ_２Ｏ_３やＳｉＯ_２などの絶縁材料で形成された絶縁層４１が形成される。また図１のように第４保護層３９を形成せず、絶縁層４１上から素子中央部の非磁性中間層２９上にかけて上部電極層４２が形成される。上部電極層４２は例えば磁性材料で形成された上部シールド層である。
【０１０４】
図２に示す実施形態では、第２反強磁性層３１と上部電極層４２間に絶縁層４１が形成されるので、上部電極層４２から多層膜４０に膜厚方向に流れるセンス電流が第２反強磁性層３１に分流するのを抑制でき再生出力の大きい磁気検出素子を製造することができる。
【０１０５】
また図１のように第４保護層３９を設けなかったのは、絶縁性の第４保護層３９が素子中央部の非磁性中間層２９上に形成されると電極層から膜厚方向に素子中央部の多層膜４０に流れるセンス電流の流れが第４保護層３９の存在で流れにくくなりあるいは遮断され再生特性の低下を招くからである。ただし、第４保護層３９が非磁性導電性材料で形成される場合、第４保護層３９が設けられていてもよい。その場合、第４保護層３９は上部ギャップ層の一部として構成される。
【０１０６】
なお図２に示す非磁性材料層２７は、例えばＣｕで形成されているが、スピントンネル効果の原理を用いたトンネル型磁気抵抗効果素子（ＴＭＲ素子）の場合、非磁性材料層２７は、例えばＡｌ_２Ｏ_３等の絶縁材料で形成される。
【０１０７】
図３は本発明における第３実施形態の磁気検出素子を記録媒体との対向面側から見た部分断面図である。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。
【０１０８】
図３に示される磁気検出素子は、第２強磁性層６０が硬磁性材料によって形成されたものであって、第２反強磁性層３１の上に非磁性層６１を介して積層されている点で図１に示された磁気検出素子と異なっている。
【０１０９】
図３の非磁性層６１は、Ｔａ層６１ａの上に下地層６１ｂが積層されたものである。下地層６１ｂは、ＣｒやＷ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。このとき下地層６１ｂの結晶配向は（１００）面が優先配向するのが好ましい。
【０１１０】
しかし、下地層６１ｂが反強磁性層３１の上に直接積層されると、下地層６１ｂの結晶配向は（１１０）面が優先配向し、下地層６１ｂ上に積層される第２強磁性層６０の保磁力Ｈｃ及び角型比Ｓが減少する。
【０１１１】
そこで、図３では下地層６１ｂをＴａ層６１ａの上に形成することによって、下地層６１ｂの優先配向する面を（１００）面または無配向に近くしている。
【０１１２】
図３における磁気検出素子では、第２強磁性層６０を硬磁性材料であるＣｏＰｔ合金やＣｏＰｔＣｒ合金などで形成している。これら合金の結晶構造は、稠密六方構造（ｈｃｐ）単相あるいは面心立方構造（ｆｃｃ）と稠密六方構造（ｈｃｐ）の混相となっている。
【０１１３】
ここで、下地層６１ｂの優先配向する面を（１００）面にすると、第２強磁性層６０を形成している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系合金と下地層６１ｂの境界面内に優先配向される。ｈｃｐ構造はｃ軸方向に大きな磁気異方性を生じるため膜面内方向の保磁力Ｈｃが大きくなる。さらにｈｃｐのｃ軸はＣｏＰｔ系合金と下地層６１ｂ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／飽和磁束密度で求められる角形比Ｓは大きくなる。
【０１１４】
図３の磁気検出素子でも、第１強磁性層３０の内側端面３０ａに形成された表面磁荷によって静磁界が発生しても、第２反強磁性層３１の上に積層された第２強磁性層６０の磁化方向が第１強磁性層３０の磁化方向に対して反平行方向であるため、前記静磁界は第２強磁性層６０に吸い込まれる。
【０１１５】
従って、第１強磁性層３０から発生する静磁界が、フリー磁性層２８の素子中央部に入いりこみにくくなる。その結果、フリー磁性層２８の素子中央部は安定した単磁区化状態を維持できるようになり、ヒステリシスを小さくし、バルクハウゼンノイズの発生を抑えることができる。
【０１１６】
図４は本発明における第４実施形態の磁気検出素子を記録媒体との対向面側から見た部分断面図である。なお図３と同じ符号が付けられている層は図３と同じ層を示している。
【０１１７】
図４に示される磁気検出素子では、第２強磁性層６２は、軟磁性材料によって形成されたものであって、第２反強磁性層３１の上に非磁性層６１を介して積層されている。また、第３反強磁性層６３が第２強磁性層６２の上面に直接積層されているものである。
【０１１８】
この磁気検出素子では、第２強磁性層６２と第３反強磁性層６３の界面に交換結合磁界が発生することによって、第２強磁性層６２の磁化方向が第１強磁性層３０の磁化方向に対して反平行方向になっている。
【０１１９】
図４において、第３反強磁性層６３は、第１反強磁性層２２及び第２反強磁性層３１と同じ反強磁性材料によって形成されている。ただし、第３反強磁性層６３を、第１反強磁性層２２及び第２反強磁性層３１を形成する反強磁性材料のブロッキング温度より低いブロッキング温度を有する反強磁性材料によって形成してもよい。第１反強磁性層２２及び第２反強磁性層３１を形成する反強磁性材料のブロッキング温度より低いブロッキング温度を有する反強磁性材料の具体例として、ＩｒＭｎ、ＦｅＭｎをあげることができる。
【０１２０】
図４の磁気検出素子でも、第１強磁性層３０の内側端面３０ａに形成された表面磁荷によって静磁界が発生しても、第２反強磁性層３１の上に積層された第２強磁性層６２の磁化方向が第１強磁性層３０の磁化方向に対して反平行方向であるため、前記静磁界は第２強磁性層６２に吸い込まれる。
【０１２１】
従って、第１強磁性層３０から発生する静磁界が、フリー磁性層２８の素子中央部に入いりこみにくくなる。その結果、フリー磁性層２８の素子中央部は安定した単磁区化状態を維持できるようになり、ヒステリシスを小さくし、バルクハウゼンノイズの発生を抑えることができる。
【０１２２】
また、図３及び図４に示された磁気検出素子では、第２強磁性層６０及び第２強磁性層６２が、第２反強磁性層３１の上から、第２反強磁性層３１の内側端面３１ｂよりもトラック幅方向の中心方向へ延出形成された領域Ｂの第１強磁性層３０上にかけて形成されている。
【０１２３】
その結果、第１強磁性層３０の内側端面３０ａと第２強磁性層６０の内側端面６０ａが連続面上に形成され、互いの距離が短くなる。または、第１強磁性層３０の内側端面３０ａと第２強磁性層６２の内側端面６２ａが連続面上に形成され、互いの距離が短くなる。
【０１２４】
従って、第１強磁性層３０と第２強磁性層６０間の静磁結合及び第１強磁性層３０と第２強磁性層６２間の静磁結合が強くなり、前記静磁界がフリー磁性層２８の素子中央部にいっそう入いりこみにくくなる。その結果、フリー磁性層２８の素子中央部の単磁区化状態をより確実に維持できるようになり、よりいっそうヒステリシスを小さくし、バルクハウゼンノイズの発生を抑えることができる。
【０１２５】
ただし、第２強磁性層６０の内側端面６０ａ及び第２強磁性層６２の内側端面６２ａは、必ずしも第１強磁性層３０の内側端面３０ａからつながる連続面上になくてもよく、第２強磁性層６０の内側端面６０ａ及び第２強磁性層６２の内側端面６２ａが、第１強磁性層３０の内側端面３０ａからつながる連続面よりも、素子中央部から離れる側に位置してもよい。第２強磁性層６０及び第２強磁性層６２が第２反強磁性層３１の反強磁性を有する領域（Ａ）の上にだけ形成されてもよい。
【０１２６】
なお、硬磁性材料からなる第２強磁性層６０や、第３反強磁性層６３との間の交換結合磁界によって磁化が固定される第２強磁性層６２を形成する磁気検出素子であれば、フリー磁性層２８の単位面積当たりの磁気モーメントが、第１強磁性層３０の単位面積当たりの磁気モーメントより大きくても、小さくても、第１強磁性層３０の磁化と第２強磁性層６０の磁化を反平行方向にすること、及び第１強磁性層３０の磁化と第２強磁性層６２の磁化を反平行方向にすることができる。
【０１２７】
なお、図３ないし図４に示す磁気検出素子は、電極層３７からのセンス電流が、多層膜４０の各膜面に対しほぼ平行な方向に流れるＣＩＰ（ｃｕｒｒｅｎｔ　　ｉｎ　　ｔｈｅｐｌａｎｅ）型となっているが、図２に示される磁気検出素子と同様に、多層膜４０の上下に電極層を設け、センス電流が多層膜４０の各層を膜厚方向に流れるＣＰＰ（ｃｕｒｒｅｎｔ　　ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒ　ｔｏ　ｔｈｅ　　ｐｌａｎｅ）型の磁気検出素子とすることも可能である。
【０１２８】
図５ないし図１３は図１に示す磁気検出素子の製造方法を示す一工程図である。図５ないし図１３に示す各工程は記録媒体との対向面側から見た部分断面図である。
【０１２９】
図５に示す工程では、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、フリー磁性層２８、非磁性中間層２９、第１強磁性層３０、第２反強磁性層３１ｄ、及び非磁性層５０を連続成膜する。成膜にはスパッタ法や蒸着法が使用される。スパッタ法には、ｄｃマグネトロンスパッタ法、ＲＦスパッタ法、イオンビームスパッタ法、ロングスロースパッタ法、コリメーションスパッタ法などを使用できる。図５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との人工フェリ構造である。フリー磁性層２８は、ＮｉＦｅ合金などの磁性材料で形成されるが、フリー磁性層２８と非磁性材料層２７との間にＣｏＦｅ合金などで形成された拡散防止層が形成されていてもよい。また非磁性中間層２９とフリー磁性層２８の間にＣｏＦｅが挿入されてもよい。これによりフリー磁性層２８と第１強磁性層３０間に働くＲＫＫＹ相互作用による交換結合を強くできる。
【０１３０】
図５に示す工程では第１反強磁性層２２及び第２反強磁性層３１ｄ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。
【０１３１】
またＰｔＭｎ合金及び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、ＰｔＭｎ合金及び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。
【０１３２】
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、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、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。
【０１３３】
また図５工程では第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。
【０１３４】
また本発明では第２反強磁性層３１ｄ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。
【０１３５】
上記のように第２反強磁性層３１ｄを５０Å以下の薄い膜厚で形成することにより、第２反強磁性層３１ｄは非反強磁性の性質を帯びる。このため下記の第１の磁場中アニールを施しても、第２反強磁性層３１ｄは規則化変態しにくく、第２反強磁性層３１ｄと第１強磁性層３０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強磁性層３０及びフリー磁性層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。
【０１３６】
また第２反強磁性層３１ｄ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２反強磁性層３１ｄ上に重ねて第２反強磁性層３１ｃを形成しても、第２反強磁性層３１ｄと第２反強磁性層３１ｃとを合わせた第２反強磁性層３１の下面付近が反強磁性の性質を帯び難く、第２反強磁性層３１と第１強磁性層３０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。
【０１３７】
図５に示す工程では、フリー磁性層２８上に非磁性中間層２９を介して第１強磁性層３０が形成されており、この３層で人工フェリ構造が構成されている。
【０１３８】
なお、フリー磁性層２８と第１強磁性層３０を同じ組成の軟磁性材料によって形成し、フリー磁性層２８の膜厚ｔ１を第１強磁性層３０の膜厚ｔ２より大きくする。
【０１３９】
図５に示す工程では、非磁性中間層２９を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することが好ましい。また非磁性中間層２９を例えば６Å〜１１Åの膜厚で形成する。この程度の薄い膜厚であると、フリー磁性層２８と第１強磁性層３０間でＲＫＫＹ相互作用による交換結合が発生し、フリー磁性層２８と第１強磁性層３０の磁化は反平行状態になる。
【０１４０】
また図５の工程のように第２反強磁性層３１ｄ上に非磁性層５０を形成することで、図５に示す積層体が大気暴露されても第２反強磁性層３１ｄが酸化されるのを適切に防止できる。
【０１４１】
ここで非磁性層５０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５０を構成する元素が第２反強磁性層３１ｄ内部に侵入しても第２反強磁性層３１ｄとしての性質を劣化させない材質である必要がある。
【０１４２】
本発明では非磁性層５０を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。
【０１４３】
Ｒｕなどの貴金属からなる非磁性層５０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５０の膜厚を薄くしても第２反強磁性層３１ｄが大気暴露によって酸化されるのを適切に防止できる。
【０１４４】
本発明では非磁性層５０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５０によっても第２反強磁性層３１ｄが大気暴露によって酸化されるのを適切に防止することが可能である。
【０１４５】
本発明では上記のように非磁性層５０をＲｕなどの貴金属で形成し、しかも非磁性層５０を３Å〜１０Å程度の薄い膜厚で形成したことで、非磁性層５０をイオンミリングで削り込む段階において、イオンミリングを低エネルギーで行うことができミリング制御を従来に比べて向上させることができる。
【０１４６】
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。
【０１４７】
図５に示すように基板２０上に非磁性層５０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。
【０１４８】
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２反強磁性層３１ｄと第１強磁性層３０との間には交換結合磁界は発生しないかあるいは発生してもその値は小さい。第２反強磁性層３１ｄ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。
【０１４９】
また上記した第１の磁場中アニールによって、非磁性層５０を構成するＲｕなどの貴金属元素が、第２反強磁性層３１ｄ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２反強磁性層３１ｄの表面近くの構成元素は、第１強磁性層３０を構成する元素と貴金属元素とから構成される。また第２反強磁性層３１ｄ内部に拡散した貴金属元素は、第２反強磁性層３１ｄの下面側よりも第２反強磁性層３１ｄの表面側の方が多く、拡散した貴金属元素の組成比は、第２反強磁性層３１ｄ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分析装置や透過電子顕微鏡ＴＥＭによるナノビームＥＤＸ分析などで確認することが可能である。
【０１５０】
次に非磁性層５０を、イオンミリングで削る。ここで非磁性層５０を削る理由は、できる限り非磁性層５０の膜厚を薄くしておかないと、次工程で第２反強磁性層３１ｄの上にさらに積み重ねて付け足される第２反強磁性層３１ｃとの間で反強磁性的な相互作用を生じさせることができないからである。
【０１５１】
図５工程では、このイオンミリング工程で、非磁性層５０をすべて削りとってしまってもよいが、３Å以下であれば非磁性層５０を残してもよい。この程度にまで非磁性層５０の膜厚を薄くすることで、次工程で、付け足されて膜厚が厚くされた第２反強磁性層３１を反強磁性体として機能させることができる。
【０１５２】
図５に示すイオンミリング工程では、低エネルギーのイオンミリングを使用できる。その理由は、非磁性層５０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。またＲｕなどで形成された非磁性層５０は３Å〜１０Å程度の薄い膜厚であっても、その下に形成された第２反強磁性層３１ｄが酸化されるのを十分に防止でき、低エネルギーのイオンミリングによって非磁性層５０の削り量をミリング制御しやすい。
【０１５３】
次に図６工程を施す。図６に示す工程では、膜厚の薄い第２反強磁性層３１ｄ上（あるいは一部、非磁性層５０が残されている場合には非磁性層５０上）に第２反強磁性層３１ｃを積み重ねて付け足す。そしてこの２つの第２反強磁性層３１ｄ、３１ｃで膜厚の厚い第２反強磁性層３１を構成する。このとき第２反強磁性層３１を８０Å以上で３００Å以下の膜厚となるようにする。
【０１５４】
次に第２反強磁性層３１の上に第２強磁性層３２を形成する。第２強磁性層３２は、ＣｏＦｅ、ＮｉＦｅなどの軟磁性材料を用いて形成する。
【０１５５】
第２強磁性層３２の膜厚ｔ３は、１０Å〜２００Å、好ましくは２０Å〜９０Åである。
【０１５６】
次に第２反強磁性層３１の上に第１ストッパ層３３を形成する。第１ストッパ層３３を、Ｃｒ、Ｔａ、Ｖ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｒｈのうち１種または２種以上の元素で形成することが好ましい。第１ストッパ層３３を３０Å〜１００Åの膜厚で形成することが好ましい。
【０１５７】
また第１ストッパ層３３上に第１保護層３４を形成することが好ましい。第１ストッパ層３３及びその下の層を大気暴露による酸化から適切に保護するためである。また第１保護層３４は第２反強磁性層３１をエッチングする際のマスク層の一部としても機能する。第１保護層３４を例えばＴａで形成する。
【０１５８】
次に第２の磁場中アニールを施す。このときの磁場方向は、トラック幅方向（図示Ｘ方向）である。なおこの第２の磁場中アニールは、第２の印加磁界を、第１反強磁性層２２の交換異方性磁界よりも小さく、またフリー磁性層２８及び第１強磁性層３０のスピンフロップ磁界よりも小さく、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。これによって、第１反強磁性層２２と第２反強磁性層３１を共に、上記したＰｔＭｎ合金やＰｔＭｎＸ合金等で形成しても、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３１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２４（ｋＡ／ｍ）である。
【０１５９】
上記の第２の磁場中アニールによって、第２反強磁性層３１は適切に規則化変態し、第２反強磁性層３１と第１強磁性層３０間に適切な大きさの交換結合磁界が発生する。
【０１６０】
フリー磁性層２８と第１強磁性層３０は同じ組成の軟磁性材料によって形成されており、しかもフリー磁性層２８の膜厚ｔ１が第１強磁性層３０の膜厚ｔ２より大きくなっている。従って、フリー磁性層２８の単位面積当たりの磁気モーメントが、第１強磁性層３０の単位面積当たりの磁気モーメントより大きくなっている。
【０１６１】
これによってフリー磁性層２８の磁化は、第２の磁場中アニールの印加磁場方向であるトラック幅方向（図示Ｘ方向）に固定される。一方、第１強磁性層３０の磁化はフリー磁性層２８との間で生じるＲＫＫＹ相互作用による交換結合によってフリー磁性層２８とは反平行（トラック幅方向と反平行方向：図示Ｘ方向と反平行方向）に磁化され固定される。
【０１６２】
同時に、第２反強磁性層３１と第２強磁性層３２の間にも適切な大きさの交換結合磁界が発生し、第２強磁性層３２の磁化がトラック幅方向に固定される。
【０１６３】
このように、本実施の形態では、第２の磁場中アニールを行うだけで、第１強磁性層３０と第２強磁性層３２の磁化を、互いに反平行になるように固定できる。
【０１６４】
次に図７に示す工程では、第１保護層３４上にトラック幅方向（図示Ｘ方向）に所定の間隔Ｔ３を開けたマスク層５１を形成する。間隔Ｔ３は、少なくともトラック幅Ｔｗよりも広い間隔で形成する。またこの工程ではマスク層５１を反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）で削られない、あるいは削られ難い材質で形成する。マスク層５１をレジストで形成してもよいが、金属層で形成するとマスク層５１が残されてもこのマスク層５１を電極の一部として機能させることができる。図７工程ではマスク層５１を金属層で形成しており、例えばマスク層５１をＣｒ層で形成している。なお次工程で、このマスク層５１に覆われていない第１保護層３４、第１ストッパ層３３、および第２反強磁性層３１をエッチングしていくが、このエッチング工程が終るまで少なくともマスク層５１の下の第１保護層３４は残されている必要がある。このためマスク層５１を形成する際のマスク層５１の材質や膜厚を工夫する必要がある。例えばマスク層５１がＣｒ層で形成されているとき、第１ストッパ層３３もＣｒで形成されているときは、マスク層５１の膜厚を第１ストッパ層３３の膜厚よりも厚くしておかないと、第１ストッパ層３３が削り取られた際に既にマスク層５１が第１保護層３４上に残されていないという事態が生じてしまう。またマスク層５１及び第１保護層３４は第２反強磁性層３１に比べてエッチングレートが遅い、あるいは第２反強磁性層３１をエッチングする際に使用されるエッチングガスに対してエッチングされない材質で形成されることが好ましい。
【０１６５】
なおマスク層５１を金属層で形成する場合、マスク層５１を５０Å〜３００Å程度の膜厚で形成することが好ましい。
【０１６６】
マスク層５１は、例えば第１保護層３４の間隔Ｔ３上にリフトオフ用のレジスト層（図示しない）を形成し、レジスト層に覆われていない第１保護層３４の両側端部上にＣｒなどで形成されたマスク層をスパッタ成膜し、その後、レジスト層を除去して形成される。
【０１６７】
図８工程では、マスク層５１に覆われていない第１保護層３４をエッチングで削り取っていく。このエッチングには反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を使用することが好ましい。エッチングガスとして、ＣＦ_４やＣ_３Ｆ_８あるいはＡｒとＣＦ_４の混合ガス、またはＣ_３Ｆ_８とＡｒとの混合ガスを使用する。
【０１６８】
図８に示す点線部分の第１保護層３４を削り取ると、その下には第１ストッパ層３３の表面が現れる。第１保護層３４下は第１ストッパ層３３であるので、第１保護層３４をオーバーエッチングしても露出した第１ストッパ層３３がすべて除去されることがない。マスク層５１間に現われる第１保護層３４をオーバーエッチングすることで、第１保護層３４の内側端面３４ａを適切な傾斜面あるいは湾曲面として形成でき、露出した第１ストッパ層３３上に第１保護層３４が残らないようにすることができる。
【０１６９】
次に図９に示す工程では、マスク層５１間に現れた第１ストッパ層３３をイオンミリングで削り（点線部分が削られた第１ストッパ層３３）、さらにその下に形成された第２反強磁性層３１を途中までイオンミリングで削り込む（点線部分が削られた第２反強磁性層）。なおこの工程でマスク層５１も削られる。また図９に示すように素子の中央に膜厚ｈ１の第２反強磁性層３１ａ（上記では符号３１ａを「内側先端部」と称していたが、ここでは便宜上、第２反強磁性層３１ａと称す）が残されるが、この膜厚ｈ１は５０Å以下、好ましくは４０Å以下であることが好ましい。第２反強磁性層３１ａの膜厚ｈ１を５０Å以下の薄い膜厚にすることでその下に形成されている第１強磁性層３０との間で発生していた交換結合磁界が弱まりあるいは消滅する。なお第２の磁場中アニールを図６工程後に行わず、図９工程後に行う場合は、この部分の第２反強磁性層３１ａは薄いために規則化変態しにくく反強磁性特性が発生しないか発生しても弱くすることができる。なお第２反強磁性層３１の削り込み量はイオンミリング装置に内蔵されたＳＩＭＳ分析装置によりモニタしながら制御することが可能である。また素子の中央の第２反強磁性層３１ａは全て削られ、この部分から第１強磁性層３０の表面が現れてもよい。ただし素子の中央の第２反強磁性層３１ａを全て削り取った瞬間にエッチングを止めることは難しく、かかる場合、このエッチングの影響が第１強磁性層３０にも及ぶので、図９のように５０Å以下の薄い膜厚で素子の中央に第２反強磁性層３１ａを残すことが好ましい。
【０１７０】
またマスク層５１間に現れた第１保護層３４、第１ストッパ層３３及び第２反強磁性層３１をエッチングで削り込むことで、第１保護層３４の内側端面３４ａと第２反強磁性層３１の内側端面３１ｂを連続した傾斜面あるいは湾曲面として形成することができる。なお図９に示すように上記イオンミリング工程で、マスク層５１はすべて除去されてもよいが（点線で示されている）、若干、マスク層５１が残されていてもよい。
【０１７１】
図９工程後、図９に示す製造途中の磁気検出素子の素子ハイト長さ（図示Ｙ方向への長さ寸法）を規定するため、磁気検出素子を所定形状にパターニングして素子ハイト奥側を除去し、その除去された部分にＡｌ_２Ｏ_３などで形成された絶縁層（これをバックフィルギャップ層とも呼ぶ）を形成する。
【０１７２】
次に図１０に示す工程では、第１保護層３４上から第１保護層３４及び第２反強磁性層３１の内側端面３４ａ、３１ｂ上、さらには素子の中央に残された第２反強磁性層３１ａ上にかけて第２ストッパ層３５を形成し、さらにその上に第２保護層３６を形成する。さらに図１０に示す工程では第２保護層３６上に電極層３７を形成し、電極層３７上に第３保護層３８を形成する。第２ストッパ層３５は第１ストッパ層３３として使用可能な材質で形成される。また第２保護層３６及び第３保護層３８は第１保護層３４として使用可能な材質で形成される。
【０１７３】
また電極層３７は、Ａｕ、Ｐｄ、Ｃｒ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｔａ、Ｗなどの非磁性導電材料で形成される。
【０１７４】
第２ストッパ層３５として必要な性質はまず導電性であることである。第２ストッパ層３５は、図１のように電極層３７の内側先端部３７ｂ下に一部残され、センス電流は電極層３７の内側先端部３７ｂから多層膜４０側にかけて流れるため、第２ストッパ層３５が電気的に絶縁性であるとセンス電流の流れを阻害することになるからである。
【０１７５】
次に第２ストッパ層３５は電極層３７よりもエッチングレートが遅い材質であることが好ましい。あるいは電極層３７のエッチング時に使用されるエッチングガスによってエッチングされない材質であることが好ましい。電極層３７は例えばＡｕなどで形成され、この電極層３７をエッチングする際にＡｒガスやＡｒとＣ_３Ｆ_８の混合ガスなどを使用するが、このとき第２ストッパ層３５をＣｒなどで形成することで、ＡｒガスやＡｒとＣ_３Ｆ_８の混合ガスに対するエッチングレートを電極層３７よりも遅らせることが可能になる。
【０１７６】
また第２ストッパ層３５がＣｒで形成され、電極層３７がＡｕで形成されているとき、第２ストッパ層３５と電極層３７とが元素拡散しやすくなるので、それを防ぐため第２ストッパ層３５と電極層３７間にＴａなどで形成された第２保護層３６を設けることが好ましい。上記のような元素拡散が生じない場合には第２保護層３６を設けなくてもよい。
【０１７７】
また第３保護層３８は電極層３７を大気暴露による酸化から保護するための酸化防止層である。
【０１７８】
また上記したように、図１０工程前に磁気検出素子は素子ハイト長さが所定寸法に規制されているので、電極層３７のハイト側端面は、その下に形成された基板２０から第２反強磁性層３１までの多層膜のハイト側端面よりもさらにハイト方向（図示Ｙ方向）に長く延ばして形成することができる。これにより素子抵抗を低下させて、再生出力の大きい磁気検出素子を製造することが可能である。
【０１７９】
次に図１１に示す工程では、第３保護層３８上にトラック幅方向（図示Ｘ方向）に所定の間隔Ｔ４が開けられたマスク層５２を形成する。このマスク層５２間に開けられた間隔Ｔ４のトラック幅方向への中心が素子のトラック幅方向への中心と一致するように、マスク層５２をアライメント形成する。またこの工程ではマスク層５２を反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）で削られない、あるいは削られ難い材質で形成する。マスク層５２をレジストで形成してもよいが、金属層で形成してもよい。図１１工程ではマスク層５２を金属層で形成しており、例えばマスク層５２をＣｒ層で形成している。なお次工程で、このマスク層５２に覆われていない電極層３７、素子の中央に残された第２反強磁性層３１ａ、第１強磁性層３０等をエッチングしていくが、このエッチング工程が終るまで少なくともマスク層５２あるいはその下の第３保護層３８は残されている必要がある。このためマスク層５２を形成する際のマスク層５２の材質や膜厚を工夫する必要がある。またマスク層５２は電極層３７に比べてエッチングレートが遅い、あるいはエッチングされない材質で形成されることが好ましい。
【０１８０】
なおマスク層５２を金属層で形成する場合、マスク層５２を１００Å〜５００Å程度の膜厚で形成することが好ましい。
【０１８１】
マスク層５２は、例えば第３保護層３８の間隔Ｔ４上にリフトオフ用のレジスト層（図示しない）を形成し、レジスト層に覆われていない第３保護層３８の両側端部上にＣｒなどで形成されたマスク層をスパッタ成膜し、その後、レジスト層を除去して形成される。
【０１８２】
またマスク層５２のトラック幅方向（図示Ｘ方向）に開けられた間隔Ｔ４は、第２反強磁性層３１の内側端面３１ｂの下面間のトラック幅方向における間隔Ｃよりも狭くすることが好ましいが、電極層３７の両側端面が傾斜面あるいは湾曲面で形成されるようにエッチングされる場合には、この限りでない。
【０１８３】
次に図１２に示す工程では、マスク層５２に覆われていない第３保護層３８及び電極層３７（図１２では点線で示されている）をエッチングで削り取っていく。このエッチングには反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を使用することが好ましい。エッチングガスとして、ＣＦ_４やＣ_３Ｆ_８あるいはＡｒとＣＦ_４の混合ガス、またはＣ_３Ｆ_８とＡｒとの混合ガスを使用する。
【０１８４】
図１２に示す点線部分の第３保護層３８、電極層３７及び第２保護層３６を削り取ると、その下には第２ストッパ層３５の表面が現れる。電極層３７をすべて削り取ってもその下に現われる層は第２ストッパ層３５であるから、オーバーエッチングしても第２ストッパ層３５がすべて削り取られる心配はない。そしてオーバーエッチングすることで、電極層３７の内側端面３７ａを下方から上方に向けて（図示ｚ方向）徐々に電極層３７間の間隔が広がる適切な傾斜面あるいは湾曲面として形成でき、また上記エッチングで現われた第２ストッパ層３５上に電極層３７の一部が残らないようにすることができる。
【０１８５】
次に図１３に示す工程では、マスク層５２間に現れた第２ストッパ層３５をイオンミリングで削り（点線部分が削られた第２ストッパ層３５）、さらにその下に残された第２反強磁性層３１ａを削り、またこの図１３工程では、その下に現われた第１強磁性層３０をすべて除去してイオンミリングを止めている。このイオンミリング時の削り込み量はＳＩＭＳ分析計によって制御することが可能である。特にこのイオンミリングは低エネルギーのイオンミリングを使用できる。削り込む層の膜厚が薄いからである。このためミリング制御を向上させることができ、第１強磁性層３０をすべて除去した瞬間にミリングを止めることも精度良く行うことができる。
【０１８６】
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。
【０１８７】
図１３工程ではイオンミリングで削り取られた第１強磁性層３０下の非磁性中間層２９をそのまま残しているが、一部削られてもよいし、全て削り取られフリー磁性層２８の表面が露出してもよい。また図１３工程ではイオンミリングでマスク層５２間に露出した第１強磁性層３０がすべて除去されるが、一部残されていてもよい。
【０１８８】
図１３工程を終了すると、素子中央部ではフリー磁性層２８上に第１強磁性層３０が形成されていない形態となり、また素子両側端部であって素子中央部に近い領域Ｂではフリー磁性層２８上に非磁性中間層２９を介して第１強磁性層３０が積層された人工フェリ構造となるが、第１強磁性層３０上には第２反強磁性層３１は設けられておらず（図１３では第１強磁性層３０上に膜厚の非常に薄い第２反強磁性層３１の内側先端部３１ａが残される）、さらに素子両側端部であって素子中央部から遠い領域Ａではフリー磁性層２８上に非磁性中間層２９を介して第１強磁性層３０が積層された人工フェリ構造となり、且つ第１強磁性層３０上に膜厚の厚い第２反強磁性層３１が積層された形態となる。
【０１８９】
トラック幅Ｔｗは第１強磁性層３０の下面間のトラック幅方向への間隔Ｄで決定される。
【０１９０】
図１３工程のイオンミリングによって、第１強磁性層３０の内側端面３０ａが形成され、表面磁荷が発生する。しかし、図６工程の第２の磁場中アニールによって、第１強磁性層３０と第２強磁性層３２の磁化を互いに反平行になるように固定していたので、第１強磁性層３０の内側端面３０ａと第２強磁性層３２の内側端面３２ａ間に静磁結合を生じさせることができる。従って、フリー磁性層２８の素子中央部に入りこむ、第１強磁性層３０から発生する静磁界を減少させることができる。
【０１９１】
図１３工程後、図１に示す第４保護層３９を第３保護層３８上から電極層３７の内側端面３７ａ、さらには露出した非磁性中間層２９上にかけて形成する。例えば露出した非磁性中間層２９も全て除去し、フリー磁性層２８表面を露出させたときは、第４保護層３９をスペキュラー層として機能させることができる。例えば第４保護層３９を１０〜２０Å程度の膜厚のＴａで形成し、このＴａ層を全て酸化させることで、第４保護層３９をスペキュラー層として機能させることができる。第４保護層３９を形成することで電極層３７と、後工程で形成される上部シールド層間の電気的な絶縁性を高めることができる。
【０１９２】
図３に示された磁気検出素子の製造方法を説明する。
図３に示された磁気検出素子の製造方法においても、図６から図９工程とほぼ同じ工程を用いる。異なる点は、図６工程において第２強磁性層３２が形成されず、第２反強磁性層３１上にＴａ層６１ａが直接積層されることである。本実施の形態において、Ｔａ層６１ａは図６から図９に示された第１保護層３４と同じ働きをする。なお、第２反強磁性層３１上にＴａ層６１ａの間に第１ストッパ層３３と同じＣｒからなる層を形成してもよい。
【０１９３】
また、図９工程で第２反強磁性層３１の素子中央部を削った後、図９に示す製造途中の磁気検出素子の素子ハイト長さ（図示Ｙ方向への長さ寸法）を規定するため、磁気検出素子を所定形状にパターニングして素子ハイト奥側を除去し、その除去された部分にＡｌ_２Ｏ_３などで形成された絶縁層（これをバックフィルギャップ層とも呼ぶ）を形成する。
【０１９４】
さらに、図１４に示す工程で、Ｔａ層６１ａ上からＴａ層６１ａ及び第２反強磁性層３１の内側端面６１ａ１、３１ｂ上、さらには素子の中央に残された第２反強磁性層３１ａ上にかけて下地層６１ｂ、硬磁性材料からなる第２強磁性層６０、第２ストッパ層３５、第２保護層３６を形成する。さらに、第２保護層３６上に電極層３７を形成し、電極層３７上に第３保護層３８を形成する。
【０１９５】
第２強磁性層６０はＣｏＰｔ、ＣｏＣｒＰｔなどによって形成される。なお、図１０工程と同様に第２ストッパ層３５と電極層３７の間に元素拡散が生じない場合には第２保護層３６を設けなくてもよい。
【０１９６】
また図１４工程でも、電極層３７のハイト側端面は、その下に形成された基板２０から第２反強磁性層３１までの多層膜のハイト側端面よりもさらにハイト方向（図示Ｙ方向）に長く延ばして形成することができる。これにより素子抵抗を低下させて、再生出力の大きい磁気検出素子を製造することが可能である。
【０１９７】
次に図１４に示す工程では、第３保護層３８上にトラック幅方向（図示Ｘ方向）に所定の間隔Ｔ４が開けられたマスク層５２を形成する。このマスク層５２間に開けられた間隔Ｔ４のトラック幅方向への中心が素子のトラック幅方向への中心と一致するように、マスク層５２をアライメント形成する。マスク層５２は、図１１工程と同様にＣｒ層で形成している。なおマスク層５２を１００Å〜５００Å程度の膜厚で形成することが好ましい。
【０１９８】
またマスク層５２のトラック幅方向（図示Ｘ方向）に開けられた間隔Ｔ４は、第２反強磁性層３１の内側端面３１ｂの下面間のトラック幅方向における間隔Ｃよりも狭くすることが好ましいが、電極層３７の両側端面が傾斜面あるいは湾曲面で形成されるようにエッチングされる場合には、この限りでない。
【０１９９】
次に図１５に示す工程では、マスク層５２に覆われていない第３保護層３８及び電極層３７（図１５では点線で示されている）をエッチングで削り取っていく。このエッチングには反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を使用することが好ましい。エッチングガスとして、ＣＦ_４やＣ_３Ｆ_８あるいはＡｒとＣＦ_４の混合ガス、またはＣ_３Ｆ_８とＡｒとの混合ガスを使用する。
【０２００】
図１５に示す点線部分の第３保護層３８、電極層３７及び第２保護層３６を削り取ると、その下には第２ストッパ層３５の表面が現れるので、オーバーエッチングしても第２ストッパ層３５がすべて削り取られる心配はない。そしてオーバーエッチングすることで、電極層３７の内側端面３７ａを下方から上方に向けて（図示ｚ方向）徐々に電極層３７間の間隔が広がる適切な傾斜面あるいは湾曲面として形成でき、また上記エッチングで現われた第２ストッパ層３５上に電極層３７の一部が残らないようにすることができる。
【０２０１】
次に、マスク層５２間に現れた第２ストッパ層３５、第２強磁性層６０、下地層６１ｂをイオンミリングで削り、さらにその下に残された第２反強磁性層３１ａを削り、さらにその下に現われた第１強磁性層３０をすべて除去してイオンミリングを止める。このイオンミリング時の削り込み量はＳＩＭＳ分析計によって制御することが可能である。特にこのイオンミリングは低エネルギーのイオンミリングを使用できる。削り込む層の膜厚が薄いからである。このためミリング制御を向上させることができ、第１強磁性層３０をすべて除去した瞬間にミリングを止めることも精度良く行うことができる。
【０２０２】
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。
【０２０３】
なお、イオンミリングで削り取られた第１強磁性層３０下の非磁性中間層２９をそのまま残しているが、一部削られてもよいし、全て削り取られフリー磁性層２８の表面が露出してもよい。また、イオンミリングでマスク層５２間に露出した第１強磁性層３０がすべて除去されるが、一部残されていてもよい。なお、このイオンミリング工程によってマスク５２はすべて除去される。
【０２０４】
このイオンミリング工程を終了すると、素子中央部ではフリー磁性層２８上に第１強磁性層３０が形成されていない形態となり、また素子両側端部であって素子中央部に近い領域Ｂではフリー磁性層２８上に非磁性中間層２９を介して第１強磁性層３０が積層された人工フェリ構造となるが、第１強磁性層３０上には反強磁性を有する膜厚の第２反強磁性層３１は設けられておらず、さらに素子両側端部であって素子中央部から遠い領域Ａではフリー磁性層２８上に非磁性中間層２９を介して第１強磁性層３０が積層された人工フェリ構造となり、且つ第１強磁性層３０上に膜厚の厚い第２反強磁性層３１が積層された形態となる。
【０２０５】
なおこのイオンミリング工程によって、第１強磁性層３０の内側端面３０ａと第２強磁性層６０の内側端面６０ａが連続面上に形成される。すなわち第２強磁性層６０が、第２反強磁性層３１の上から、第２反強磁性層３１の内側端面３１ｂよりもトラック幅方向の中心方向へ延出形成された領域Ｂの第１強磁性層３０上にかけて形成され、第２強磁性層６０の内側端面６０ａと第１強磁性層３０の内側端面３０ａの距離が短くなる。
【０２０６】
従って、第１強磁性層３０と第２強磁性層６０間の静磁結合が強くなり、前記静磁界がフリー磁性層２８の素子中央部にいっそう入いりこみにくくなる。その結果、フリー磁性層２８の素子中央部の単磁区化状態をより確実に維持できるようになり、よりいっそうヒステリシスを小さくし、バルクハウゼンノイズの発生を抑えることができる。
【０２０７】
さらに、図３に示す第４保護層３９を第３保護層３８上から電極層３７の内側端面３７ａ、さらには露出した非磁性中間層２９上にかけて形成する。例えば露出した非磁性中間層２９も全て除去し、フリー磁性層２８表面を露出させたときは、第４保護層３９をスペキュラー層として機能させることができる。例えば第４保護層３９を１０〜２０Å程度の膜厚のＴａで形成し、このＴａ層を全て酸化させることで、第４保護層３９をスペキュラー層として機能させることができる。第４保護層３９を形成することで電極層３７と、後工程で形成される上部シールド層間の電気的な絶縁性を高めることができる。
【０２０８】
最後に、磁気検出素子をトラック幅方向の磁界中におき、常温で第２強磁性層６０をトラック幅方向に着磁すると図３に示された磁気検出素子を得ることができる。第２強磁性層６０を常温で着磁する工程は、第２反強磁性層３１と第１強磁性層３０の間の交換結合磁界に影響を及ぼさない。従って、フリー磁性層２８の単位面積当たりの磁気モーメントが、第１強磁性層３０の単位面積当たりの磁気モーメントより大きくても、小さくてもよく、第１強磁性層３０の磁化と第２強磁性層６０の磁化を反平行方向にするように、前記着磁を施せばよい。
【０２０９】
なお、図６と同様の工程において、第２反強磁性層３１の上に非磁性層６１、第２強磁性層６０をベタ膜成膜し、図９と同様の工程において第２強磁性層６０と第２反強磁性層３１の素子中央部をけずった後、電極層３７を形成する製法を用いると、硬磁性材料からなる第２強磁性層６０が第２反強磁性層３１の反強磁性を発揮する膜厚を有する領域Ａにのみ積層される磁気検出素子を得ることができる。
【０２１０】
図４に示された磁気検出素子の製造方法を説明する。
図４に示された磁気検出素子の製造方法も、第２反強磁性層３１の素子中央部を削り、バックフィルギャップ層を形成するまでの工程は、図３に示される磁気検出素子の製造方法と同じである。
【０２１１】
次に図１６に示す工程で、Ｔａ層６１ａ上からＴａ層６１ａ及び第２反強磁性層３１の内側端面６１ａ１、３１ｂ上、さらには素子の中央に残された第２反強磁性層３１ａ上にかけて下地層６１ｂ、軟磁性材料からなる第２強磁性層６２、第３反強磁性層６３、第２ストッパ層３５、第２保護層３６を形成する。さらに、第２保護層３６上に電極層３７を形成し、電極層３７上に第３保護層３８を形成する。
【０２１２】
第２強磁性層６２はＣｏＦｅ、ＮｉＦｅなどによって形成される。第３反強磁性層６３を形成するための反強磁性材料は、第１反強磁性層２２及び第２反強磁性層３１を形成する反強磁性材料と同じである。なお、図１０工程と同様に第２ストッパ層３５と電極層３７の間に元素拡散が生じない場合には第２保護層３６を設けなくてもよい。
【０２１３】
また図１６工程でも、電極層３７のハイト側端面は、その下に形成された基板２０から第２反強磁性層３１までの多層膜のハイト側端面よりもさらにハイト方向（図示Ｙ方向）に長く延ばして形成することができる。これにより素子抵抗を低下させて、再生出力の大きい磁気検出素子を製造することが可能である。
【０２１４】
次に、第３保護層３８上にトラック幅方向（図示Ｘ方向）に所定の間隔Ｔ４が開けられたマスク層５２を形成する。このマスク層５２間に開けられた間隔Ｔ４のトラック幅方向への中心が素子のトラック幅方向への中心と一致するように、マスク層５２をアライメント形成する。マスク層５２は、図１１工程と同様にＣｒ層で形成している。なおマスク層５２を１００Å〜５００Å程度の膜厚で形成することが好ましい。
【０２１５】
次に第３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３の磁場中アニールは、第３の印加磁界を、第１反強磁性層２２の交換異方性磁界及び第２反強磁性層３１の交換異方性磁界よりも小さく、熱処理温度を、第１反強磁性層２２及び第２反強磁性層３１のブロッキング温度よりも低くする。これによって、第１反強磁性層２２と第２反強磁性層３１を共に、上記したＰｔＭｎ合金やＰｔＭｎＸ合金等で形成しても、第１反強磁性層２２及び第２反強磁性層３１の交換異方性磁界の方向を変化させることなく第３反強磁性層６３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３の熱処理温度は例えば２５０℃であり、磁界の大きさは２４（ｋＡ／ｍ）である。
【０２１６】
第３の磁場中アニールによって、第３反強磁性層６３は適切に規則化変態し、第３反強磁性層６３と第２強磁性層６２間に適切な大きさの交換結合磁界が発生する。
【０２１７】
上記のように、第３の磁場中アニールを施す製造方法であれば、フリー磁性層２８の単位面積当たりの磁気モーメントの大きさと、第１強磁性層３０の単位面積当たりの磁気モーメントの大きさの関係は任意でよい。
【０２１８】
なお、フリー磁性層２８の単位面積当たりの磁気モーメントが、第１強磁性層３０の単位面積当たりの磁気モーメントより大きくなっているのであれば、図６工程における前記第２の磁場中アニールを省略し、第１強磁性層３０と第２反強磁性層３１の間に交換結合磁界を発生させないまま、第２強磁性層６２及び第３反強磁性層６３の積層を行い、前記第２の磁場中アニール条件と同じ条件の磁場中アニールを一回行うだけにしてもよい。
【０２１９】
例えば、フリー磁性層２８と第１強磁性層３０を同じ組成の軟磁性材料によって形成し、しかもフリー磁性層２８の膜厚ｔ１を第１強磁性層３０の膜厚ｔ２より大きくする。
【０２２０】
そして、磁場方向をトラック幅方向（図示Ｘ方向）にし、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、またフリー磁性層２８及び第１強磁性層３０のスピンフロップ磁界よりも小さく、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した条件下でアニールする。この熱処理温度は例えば２５０℃であり、磁界の大きさは２４（ｋＡ／ｍ）である。
【０２２１】
これによって、第１反強磁性層２２、第２反強磁性層３１、及び第３反強磁性層６３を共に、上記したＰｔＭｎ合金やＰｔＭｎＸ合金等で形成しても、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３１と第１強磁性層３０間の交換異方性磁界をトラック幅方向（図示Ｘ方向）と反平行方向に、第３反強磁性層６３と第２強磁性層６２の交換異方性磁界をトラック幅方向に向けることができる。
【０２２２】
これによってフリー磁性層２８の磁化は、トラック幅方向（図示Ｘ方向）に固定される。一方、第１強磁性層３０の磁化はフリー磁性層２８との間で生じるＲＫＫＹ相互作用による交換結合によってフリー磁性層２８とは反平行（トラック幅方向と反平行方向：図示Ｘ方向と反平行方向）に磁化され固定される。
【０２２３】
同時に、第３反強磁性層６３と第２強磁性層６２の間にも適切な大きさの交換結合磁界が発生し、第２強磁性層６２の磁化がトラック幅方向に固定される。
【０２２４】
このように、一回の磁場中アニールで、第１強磁性層３０と第２強磁性層６２の磁化を、互いに反平行になるように固定することもできる
次に図１７に示す工程では、マスク層５２に覆われていない第３保護層３８及び電極層３７（図１７では点線で示されている）をエッチングで削り取っていく。このエッチングには反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を使用することが好ましい。エッチングガスとして、ＣＦ_４やＣ_３Ｆ_８あるいはＡｒとＣＦ_４の混合ガス、またはＣ_３Ｆ_８とＡｒとの混合ガスを使用する。
【０２２５】
図１７に示す点線部分の第３保護層３８、電極層３７及び第２保護層３６を削り取ると、その下には第２ストッパ層３５の表面が現れる。
【０２２６】
次に、マスク層５２間に現れた第２ストッパ層３５、第３反強磁性層６３、第２強磁性層６２、下地層６１ｂをイオンミリングで削り、さらにその下に残された第２反強磁性層３１ａを削り、さらにその下に現われた第１強磁性層３０をすべて除去してイオンミリングを止める。このイオンミリング時の削り込み量はＳＩＭＳ分析計によって制御することが可能である。特にこのイオンミリングは前記低エネルギーのイオンミリングを使用できる。
【０２２７】
なお、イオンミリングで削り取られた第１強磁性層３０下の非磁性中間層２９をそのまま残しているが、一部削られてもよいし、全て削り取られフリー磁性層２８の表面が露出してもよい。また、イオンミリングでマスク層５２間に露出した第１強磁性層３０がすべて除去されるが、一部残されていてもよい。なお、このイオンミリング工程によってマスク５２はすべて除去される。
【０２２８】
このイオンミリング工程を終了すると、素子中央部ではフリー磁性層２８上に第１強磁性層３０が形成されていない形態となり、また素子両側端部であって素子中央部に近い領域Ｂではフリー磁性層２８上に非磁性中間層２９を介して第１強磁性層３０が積層された人工フェリ構造となるが、第１強磁性層３０上には反強磁性を有する膜厚の第２反強磁性層３１は設けられておらず、さらに素子両側端部であって素子中央部から遠い領域Ａではフリー磁性層２８上に非磁性中間層２９を介して第１強磁性層３０が積層された人工フェリ構造となり、且つ第１強磁性層３０上に膜厚の厚い第２反強磁性層３１が積層された形態となる。
【０２２９】
なおこのイオンミリング工程によって、第１強磁性層３０の内側端面３０ａと第２強磁性層６２の内側端面６２ａが連続面上に形成される。すなわち第２強磁性層６２が、第２反強磁性層３１の上から、第２反強磁性層３１の内側端面３１ｂよりもトラック幅方向の中心方向へ延出形成された領域Ｂの第１強磁性層３０上にかけて形成され、第２強磁性層６２の内側端面６２ａと第１強磁性層３０の内側端面３０ａの距離が短くなる。
【０２３０】
従って、第１強磁性層３０と第２強磁性層６２間の静磁結合が強くなり、前記静磁界がフリー磁性層２８の素子中央部にいっそう入いりこみにくくなる。その結果、フリー磁性層２８の素子中央部の単磁区化状態をより確実に維持できるようになり、よりいっそうヒステリシスを小さくし、バルクハウゼンノイズの発生を抑えることができる。
【０２３１】
さらに、図４に示す第４保護層３９を第３保護層３８上から電極層３７の内側端面３７ａ、さらには露出した非磁性中間層２９上にかけて形成することにより図４に示された磁気検出素子を形成できる。なお、前述したように第４保護層３９をスペキュラー層として機能させることができる。
【０２３２】
なお、図６と同様の工程において、第２反強磁性層３１の上に、非磁性層６１、第２強磁性層６２及び第３反強磁性層６３をベタ膜成膜し、図９と同様の工程において第３反強磁性層６３、第２強磁性層６２、第２反強磁性層３１の素子中央部をけずった後、電極層３７を形成する製法を用いると、軟磁性材料からなる第２強磁性層６２が第２反強磁性層３１の反強磁性を発揮する膜厚を有する領域Ａにのみ積層される磁気検出素子を得ることができる。
【０２３３】
また図１及び図３に示す実施形態において、共に図９工程で、素子の中央に膜厚の薄い第２反強磁性層３１ａを残したが、第２反強磁性層３１ａを残すことで、その下の第１強磁性層３０を図９工程時のイオンミリングから保護でき、また薄い膜厚で残された第２反強磁性層３１ａは、最終的に、第２反強磁性層３１の内側端面３１ｂよりもトラック幅方向の中心方向に延出形成された領域Ｂの第１強磁性層３０上に、内側先端部３１ａとして残される。
【０２３４】
なお図２に示すＣＰＰ型の磁気検出素子を製造する場合には、図５ないし図１６と同様の工程を用い、電極層を形成するときに、この電極層に代えてＡｌ_２Ｏ_３やＳｉＯ_２などで形成された絶縁層を形成すればよい。なおＣＰＰ型の磁気検出素子を製造するには基板２０を下部電極層とし、さらに各工程が終了した後、第４保護層３９を成膜せず、その代わりに上部電極層を形成する。
【０２３５】
また本発明における磁気検出素子はハードディスク装置に内蔵される磁気ヘッドに装備されるほか磁気センサなどにも使用可能である。
【０２３６】
【実施例】
図１及び図３に示す形態の磁気検出素子を形成し、各磁気検出素子のヒステリシス、バルクハウゼンノイズ、再生出力、アシンメトリーについて調べた。
【０２３７】
比較例の磁気検出素子の膜構成を、シリコン基板／アルミナ（１０００Å）／シードレイヤ２１（（Ｎｉ_０．８Ｆｅ_０．２）_６０Ｃｒ_４０（６０Å））／第１反強磁性層２２（Ｐｔ_５０Ｍｎ_５０（１２０Å））／固定磁性層２３（Ｃｏ_９０Ｆｅ_１０（１６Å）／Ｒｕ（９Å）／Ｃｏ_９０Ｆｅ_１０（２２Å））／非磁性材料層２７（Ｃｕ（２１Å））／フリー磁性層２８（Ｃｏ_９０Ｆｅ_１０（１０Å）／Ｎｉ_８０Ｆｅ_２０（３０Å）／Ｃｏ_９０Ｆｅ_１０（６Å））／非磁性中間層２９（Ｒｕ（９Å））／第１強磁性層３０（Ｃｏ_９０Ｆｅ_１０（１８Å））／第２反強磁性層（Ｐｔ_５０Ｍｎ_５０（２００Å））／Ｔａとした。
【０２３８】
また、図１に示す形態の磁気検出素子の膜構成を、シリコン基板／アルミナ（１０００Å）／シードレイヤ２１（（Ｎｉ_０．８Ｆｅ_０．２）_６０Ｃｒ_４０（６０Å））／第１反強磁性層２２（Ｐｔ_５０Ｍｎ_５０（１２０Å））／固定磁性層２３（Ｃｏ_９０Ｆｅ_１０（１６Å）／Ｒｕ（９Å）／Ｃｏ_９０Ｆｅ_１０（２２Å））／非磁性材料層２７（Ｃｕ（２１Å））／フリー磁性層２８（Ｃｏ_９０Ｆｅ_１０（１０Å）／Ｎｉ_８０Ｆｅ_２０（３０Å）／Ｃｏ_９０Ｆｅ_１０（６Å））／非磁性中間層２９（Ｒｕ（９Å））／第１強磁性層３０（Ｃｏ_９０Ｆｅ_１０（１８Å））／第２反強磁性層（Ｐｔ_５０Ｍｎ_５０（２００Å））／第２強磁性層３２（Ｃｏ_９０Ｆｅ_１０（ＸÅ））／Ｔａ
【０２３９】
また、図３に示す形態の磁気検出素子の膜構成を、シリコン基板／アルミナ（１０００Å）／シードレイヤ２１（（Ｎｉ_０．８Ｆｅ_０．２）_６０Ｃｒ_４０（６０Å））／第１反強磁性層２２（Ｐｔ_５０Ｍｎ_５０（１２０Å））／固定磁性層２３（Ｃｏ_９０Ｆｅ_１０（１６Å）／Ｒｕ（９Å）／Ｃｏ_９０Ｆｅ_１０（２２Å））／非磁性材料層２７（Ｃｕ（２１Å））／フリー磁性層２８（Ｃｏ_９０Ｆｅ_１０（１０Å）／Ｎｉ_８０Ｆｅ_２０（３０Å）／Ｃｏ_９０Ｆｅ_１０（６Å））／非磁性中間層２９（Ｒｕ（９Å））／第１強磁性層３０（Ｃｏ_９０Ｆｅ_１０（１８Å））／第２反強磁性層（Ｐｔ_５０Ｍｎ_５０（２００Å））／Ｔａ層６１ａ（Ｔａ１０Å）／下地層６１ｂ（Ｃｒ３０Å）／第２強磁性層６０（ＣｏＰｔ（ＸÅ））／Ｔａ
【０２４０】
まず、比較例の磁気検出素子のＲ−Ｈ曲線を図１８に示す。比較例の磁気検出素子は、従来の技術欄で示された磁気検出素子の構造を有するものである。すなわち、第２反強磁性層の下でフリー磁性層の素子両端部と第１強磁性層が非磁性中間層を介した人工フェリ構造になっているが、第２反強磁性層の上に第２強磁性層が積層されてはいない構造である。なお、Ｒ−Ｈ曲線とは横軸に印加磁界Ｈ、縦軸に磁気検出素子の出力電圧Ｖをとったグラフである。磁気検出素子の出力電圧Ｖは、磁気検出素子の抵抗値の変化に応じて変化する。
【０２４１】
磁気検出素子にハイト方向（Ｙ方向）の印加磁界Ｈを−８（ｋＡ／ｍ）から８（ｋＡ／ｍ）の間で変化させたときの、磁気検出素子の抵抗値を測定した。
【０２４２】
図１８を見ると印加磁界Ｈが−１（ｋＡ／ｍ）から１（ｋＡ／ｍ）の間であるとき、ヒステリシスループＬが生じている。また、印加磁界Ｈが−３（ｋＡ／ｍ）付近でバルクハウゼンノイズＮが発生している。
【０２４３】
次に、本発明の実施の形態である図１に示された磁気検出素子のＲ−Ｈ曲線を図１９に示す。なお、ＣｏＦｅからなる第２強磁性層３２の膜厚は５０Åである。また、図３に示された磁気検出素子のＲ−Ｈ曲線を図２０に示す。なお、ＣｏＰｔからなる第２強磁性層６０の膜厚は５０Åである。
【０２４４】
図１９及び図２０のいずれにも、目立つほどのヒステリシスループもバルクハウゼンノイズも発生してない。
【０２４５】
このように、本発明では、第２反強磁性層の上に第２強磁性層を積層することによって、第１強磁性層と第２強磁性層の間の静磁結合を発生させることができ、第１強磁性層の内側端面から発生する静磁界がフリー磁性層の素子中央部に入いりこむことを低減できることが実証された。つまり、本発明では、フリー磁性層の素子中央部の単磁区化状態を確実に維持できるので、ヒステリシスを小さくし、バルクハウゼンノイズの発生を抑えることができるのである。
【０２４６】
次に、図１に示された磁気検出素子の第２強磁性層３２の膜厚Ｘを変化させたときのヒステリシス、バルクハウゼンノイズ、再生出力、アシンメトリーについて調べた。
【０２４７】
なお、ヒステリシスは、例えば図１８に現れたようなヒステリシスループの面積を、ＲＨカーブとヒステリシスループの中央線を結んだ線と、グラフの横軸に平行でＲＨカーブの下端部を通る直線と、グラフの縦軸に平行でＲＨカーブの上端部を通る直線に囲まれる領域の面積で割って規格化した値のパーセンテージで示される。
【０２４８】
また、バルクハウゼンノイズの大きさは、印加磁界Ｈを−８（ｋＡ／ｍ）から８（ｋＡ／ｍ）の間で変化させたときの電圧変化をΔＶとし、バルクハウゼンノイズによる電圧変化をＪとしたとき、（Ｊ／ΔＶ）×１００（％）で示される。
【０２４９】
アシンメトリーとは磁気検出素子の出力（再生波形）の対称性の指標であって、印加磁界Ｈを０（ｋＡ／ｍ）から８（ｋＡ／ｍ）の間で変化させたときの電圧変化量をＶ_＋、印加磁界Ｈを０（ｋＡ／ｍ）から−８（ｋＡ／ｍ）の間で変化させたときの電圧変化量をＶ₋としたときに、（Ｖ_＋−Ｖ₋／Ｖ_＋＋Ｖ₋）×１００（％）で示される。アシンメトリーが０％に近くなる程、磁気検出素子の出力は対称性が良好であるといえる。
【０２５０】
ヒステリシスの結果を図２１に、バルクハウゼンノイズの結果を図２２に、再生出力の結果を図２３に、アシンメトリーの結果を図２４に示す。
【０２５１】
図２１の結果から、第２反強磁性層３１上に軟磁性材料ＣｏＦｅからなる第２強磁性層３２が形成されるとき、第２強磁性層３２の膜厚を厚くするにつれてヒステリシスが減少していき、膜厚７５Å付近で最小値をとる。
【０２５２】
また、図２２の結果から、第２強磁性層３２の膜厚を厚くするにつれてバルクハウゼンノイズも減少し、ヒステリシスと同様に、膜厚７５Å付近で最小値をとる。
【０２５３】
すなわち、第２強磁性層３２の膜厚が厚くなると、第１強磁性層３０と第２強磁性層３２の間の静磁結合が強くなっていき、第１強磁性層の内側端面から発生する静磁界のうちフリー磁性層の素子中央部に入いりこむ静磁界を低減できると考えられる。
【０２５４】
なお、第２強磁性層３２の膜厚が７５Åを越えると、ヒステリシスは若干上昇する。これは、第２強磁性層３２の膜厚が厚くなると第２反強磁性層３１と第２強磁性層３２間の交換異方性磁界が小さくなるために、第２強磁性層３２の磁化の固定力が弱くなって、印加磁界によって第２強磁性層３２の磁化が変動することが原因であると考えられる。
【０２５５】
なお、図２３の結果は、第２強磁性層３２の膜厚を厚くすると、磁気検出素子の出力（最大電圧と最小電圧の差）が低下することを示している。これは、第２強磁性層３２は、フリー磁性層２８の磁区の乱れを抑えて単磁区化を安定させる機能を有するが、同時に、フリー磁性層２８の磁化変動を抑制する働きも有していることを示している。しかし、実用上は磁気検出素子の出力が１０００μＶ以上あれば充分であり、図２１から図２３の結果を合わせると、ヒステリシスとバルクハウゼンノイズが最小になるように第２強磁性層３２の膜厚を設定しても、実用的な出力を有する磁気検出素子を得られることがわかる。
【０２５６】
また、第２強磁性層３２の膜厚を厚くするとヒステリシスとバルクハウゼンノイズが低下するが、これによって、アシンメトリーも低減することが図２４をみるとわかる。
【０２５７】
本実施例の結果からは、第２強磁性層３２の膜厚を２０Å〜９０Åにすると、１０００μｍ以上の出力を確保しつつ、ヒステリシス及びバルクハウゼンノイズを半分以下にできる。
【０２５８】
ただし、磁気検出素子の出力、ヒステリシス及びバルクハウゼンノイズの値は、第２強磁性層３２の膜厚だけに依存するのでなく、素子両側端部における第２反強磁性層３１の膜厚ｔ４、第１強磁性層３０の内側端面３０ａと第２強磁性層３２の内側端面３２ａの水平距離Ｌ１、第１強磁性層３０の単位面積当たりの磁気モーメントＭｓｔ、第２強磁性層３２の飽和磁化Ｍｓにも依存する。
【０２５９】
ここに示した実施例は、本発明の磁気検出素子の構造を有する磁気検出素子であれば、磁気検出素子の出力を実用的な水準に維持しつつ、ヒステリシス及びバルクハウゼンノイズを低減できることを実証するためのものである。従って、本発明の特許請求の範囲を限定するものではない。
【０２６０】
なお、図２１ないし図２４に示されるデータの採取に用いた磁気検出素子の素子両側端部における第２反強磁性層３１の膜厚ｔ４は２００Å、第１強磁性層３０の内側端面３０ａと第２強磁性層３２の内側端面３２ａの水平距離Ｌ１は０．１０μｍ、第１強磁性層３０の単位面積当たりの磁気モーメントＭｓｔは３（Ｔ・ｎｍ）、第２強磁性層３２の飽和磁化は１．８（Ｔ）、光学的トラック幅Ｔｗは０．１２μｍである。
【０２６１】
図２５ないし図２６は、それぞれ図３に示された磁気検出素子の第２強磁性層６０の膜厚Ｘを変化させたときのヒステリシス、バルクハウゼンノイズ、再生出力、アシンメトリーについて調べた結果である。
【０２６２】
図２５の結果から、第２反強磁性層３１上に硬磁性材料ＣｏＰｔからなる第２強磁性層６０が形成されるとき、第２強磁性層６０の膜厚を厚くするにつれてヒステリシスが減少していき、膜厚５０Å付近で最小値をとる。
【０２６３】
また、図２６の結果から、第２強磁性層６０の膜厚を厚くするにつれてバルクハウゼンノイズも減少し、ヒステリシスと同様に、膜厚５０Å付近で最小値をとる。
【０２６４】
すなわち、硬磁性材料からなる第２強磁性層６０の場合でも、第２強磁性層６０の膜厚が厚くなると、第１強磁性層３０と第２強磁性層６０の間の静磁結合が強くなっていき、第１強磁性層３０の内側端面３０ａから発生する静磁界のうちフリー磁性層２８の素子中央部に入いりこむ静磁界を低減できるものと考えられる。
【０２６５】
なお、図２７の結果は、第２強磁性層６０の膜厚を厚くすると、磁気検出素子の出力（最大電圧と最小電圧の差）が低下することを示している。これは、第２強磁性層６０は、フリー磁性層２８の磁区の乱れを抑えて単磁区化を安定させる機能を有するが、同時に、フリー磁性層２８の磁化変動を抑制する働きも有していることを示している。しかし、実用上は磁気検出素子の出力が１０００μＶ以上あれば充分であり、図２５から図２６の結果を合わせると、ヒステリシスとバルクハウゼンノイズが最小になるように第２強磁性層６０の膜厚を設定しても、実用的な出力を有する磁気検出素子を得られることがわかる。
【０２６６】
また、第２強磁性層６０の膜厚を厚くするとヒステリシスとバルクハウゼンノイズが低下するが、これによって、アシンメトリーも低減することが図２８をみるとわかる。
【０２６７】
本実施例の結果からは、第２強磁性層６０の膜厚を３０Å〜６０Åにすると、１０００μｍ以上の出力を確保しつつ、ヒステリシス及びバルクハウゼンノイズを半分以下にできることがわかる。
【０２６８】
ただし、磁気検出素子の出力、ヒステリシス及びバルクハウゼンノイズの値は、第２強磁性層６０の膜厚だけ依存するのでなく、第１強磁性層３０の内側端面３０ａと第２強磁性層６０の内側端面６０ａの垂直距離ｔ６、第１強磁性層３０の単位面積当たりの磁気モーメントＭｓｔ、第２強磁性層６０の残留磁化Ｍｒにも依存する。
【０２６９】
ここに示した実施例は、本発明の磁気検出素子の構造を有する磁気検出素子であれば、磁気検出素子の出力を実用的な水準に維持しつつ、ヒステリシス及びバルクハウゼンノイズを低減できることを実証するためのものである。従って、本発明の特許請求の範囲を限定するものではない。
【０２７０】
なお、図２５ないし図２８に示されるデータの採取に用いた磁気検出素子の第１強磁性層３０の内側端面３０ａと第２強磁性層６０の内側端面６０ａの垂直距離ｔ６は６０Å、第１強磁性層３０の単位面積当たりの磁気モーメントＭｓｔは３（Ｔ・ｎｍ）、第２強磁性層６０の残留磁化Ｍｒは１（Ｔ）、光学的トラック幅は０．１２μｍである。
【０２７１】
【発明の効果】
以上詳細に説明した本発明によれば、素子両側端部において、前記フリー磁性層と前記第１強磁性層が非磁性中間層を介して互いに磁化方向が反平行方向になるように磁気的に結合する、いわゆる人工フェリ構造であり、前記フリー磁性層の素子両側端部の磁化が確実に固定される。従って、前記フリー磁性層の素子両側端部の磁化が外部磁界によって変動するサイドリーディングを防止することができる。
【０２７２】
さらに、前記第１強磁性層の内側端面に形成された表面磁荷によって静磁界が発生しても、前記第２反強磁性層の上に積層された前記第２強磁性層の磁化方向が前記第１強磁性層の磁化方向に対して反平行方向であるため、前記静磁界は前記第２強磁性層に吸い込まれる。
【０２７３】
従って、前記第１強磁性層から発生する静磁界が、前記フリー磁性層の素子中央部に入いりこみにくくなる。その結果、前記フリー磁性層は安定した単磁区化状態を維持できるようになり、ヒステリシスを小さくし、バルクハウゼンノイズの発生を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態である磁気検出素子の構造を記録媒体との対向面側から見た部分断面図、
【図２】本発明の第２の実施の形態である磁気検出素子の構造を記録媒体との対向面側から見た部分断面図、
【図３】本発明の第３の実施の形態である磁気検出素子の構造を記録媒体との対向面側から見た部分断面図、
【図４】本発明の第４の実施の形態である磁気検出素子の構造を記録媒体との対向面側から見た部分断面図、
【図５】図１の形態の磁気検出素子の製造工程を示す一工程図
【図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７の次に行なわれる一工程図、
【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１２の次に行なわれる一工程図、
【図１４】図３の形態の磁気検出素子の製造工程を示す一工程図
【図１５】図１４の次に行なわれる一工程図、
【図１６】図４の形態の磁気検出素子の製造工程を示す一工程図
【図１７】図１５の次に行なわれる一工程図、
【図１８】従来の磁気検出素子のＲ−Ｈ曲線、
【図１９】図１の形態の磁気検出素子のＲ−Ｈ曲線、
【図２０】図３の形態の磁気検出素子のＲ−Ｈ曲線、
【図２１】図１の形態の磁気検出素子の第２強磁性層３２の膜厚とヒステリシスの関係を示すグラフ、
【図２２】図１の形態の磁気検出素子の第２強磁性層３２の膜厚とバルクハウゼンノイズの関係を示すグラフ、
【図２３】図１の形態の磁気検出素子の第２強磁性層３２の膜厚と出力の関係を示すグラフ、
【図２４】図１の形態の磁気検出素子の第２強磁性層３２の膜厚とアシンメトリーの関係を示すグラフ、
【図２５】図３の形態の磁気検出素子の第２強磁性層６０の膜厚とヒステリシスの関係を示すグラフ、
【図２６】図３の形態の磁気検出素子の第２強磁性層６０の膜厚とバルクハウゼンノイズの関係を示すグラフ、
【図２７】図３の形態の磁気検出素子の第２強磁性層６０の膜厚と出力の関係を示すグラフ、
【図２８】図３の形態の磁気検出素子の第２強磁性層６０の膜厚とアシンメトリーの関係を示すグラフ、
【図２９】従来における磁気検出素子の構造を記録媒体との対向面側から見た部分断面図、
【符号の説明】
２０　基板
２１　シードレイヤ
２２　第１反強磁性層
２３　固定磁性層
２７　非磁性材料層
２８　フリー磁性層
２９　非磁性中間層
３０　第１強磁性層
３１　第２反強磁性層
３２、６０、６２　第２強磁性層
３３　第１ストッパ層
３４　第１保護層
３５、４４　第２ストッパ層
３６、４５　第２保護層
３７　電極層
３８　第３保護層
３９　第４保護層
４０　多層膜
４１、４７、４８　絶縁層
４２　上部電極層
５０　非磁性層
５１、５２　マスク層
６１　非磁性層
６３　第３反強磁性層

Claims (22)

1. 下から順に、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を有して積層された多層膜と電極層を有する磁気検出素子において、
   前記フリー磁性層の上に非磁性中間層が積層され、この非磁性中間層の素子両側端部上に、トラック幅方向に間隔をおいて一対の第１強磁性層が積層されており、前記第１強磁性層上に一対の第２反強磁性層及び一対の第２強磁性層が順に積層され、前記第２強磁性層の磁化方向は、前記第１強磁性層の磁化方向に対して反平行方向であることを特徴とする磁気検出素子。
2. 一対の前記第２反強磁性層のトラック幅方向間隔は、一対の前記第１強磁性層間のトラック幅方向間隔よりも広く、前記素子両側端部内で、前記第１強磁性層が前記第２反強磁性層のトラック幅方向における内側端面よりもトラック幅方向の中心方向に延出し、前記電極層が前記第２反強磁性層上から前記延出形成された前記第１強磁性層上にかけて形成されている請求項１記載の磁気検出素子。
3. 前記第２強磁性層は前記第２反強磁性層の上から前記延出形成された前記第１強磁性層の上にかけて形成されている請求項２記載の磁気検出素子。
4. 前記第２強磁性層は前記第２反強磁性層の上にのみ形成されている請求項２記載の磁気検出素子。
5. 前記第２強磁性層は軟磁性材料によって形成されたものであって、前記第２反強磁性層の上面に直接積層されている請求項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単位面積当たりの磁気モーメントが、前記第１強磁性層の単位面積当たりの磁気モーメントより大きい請求項５に記載の磁気検出素子。
7. 前記第２強磁性層は硬磁性材料によって形成されたものであって、前記第２反強磁性層の上に、非磁性層を介して積層されている請求項１ないし４のいずれかに記載の磁気検出素子。
8. 前記第２強磁性層は軟磁性材料によって形成されたものであって、前記第２反強磁性層の上に非磁性層を介して積層され、第３反強磁性層が前記第２強磁性層の上面に直接積層されている請求項１ないし４のいずれかに記載の磁気検出素子。
9. 前記第１反強磁性層、前記第２反強磁性層、及び前記第３反強磁性層が同じ反強磁性材料によって形成されている請求項８記載の磁気検出素子。
10. 前記第３反強磁性層を形成する反強磁性材料のブロッキング温度は、前記第１反強磁性層、前記第２反強磁性層を形成する反強磁性材料のブロッキング温度より低い請求項８記載の磁気検出素子。
11. 前記フリー磁性層の単位面積当たりの磁気モーメントが、前記第１強磁性層の単位面積当たりの磁気モーメントより大きい請求項７ないし１０のいずれかに記載の磁気検出素子。
12. 前記フリー磁性層の単位面積当たりの磁気モーメントが、前記第１強磁性層の単位面積当たりの磁気モーメントより小さい請求項７ないし１０のいずれかに記載の磁気検出素子。
13. 前記第２反強磁性層の内側端面の下縁部から、前記第２反強磁性層の膜厚よりも薄い膜厚の内側先端部が、前記延出形成された前記第１強磁性層上にまで延びて形成されている請求項１ないし１２のいずれかに記載の磁気検出素子。
14. 前記電極層が前記多層膜の膜厚方向の上下に設けられる請求項１ないし１３のいずれかに記載の磁気検出素子。
15. 以下の工程を有することを特徴とする磁気検出素子の製造方法。
    （ａ）基板上に、下から順に第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、非磁性中間層、及び第１強磁性層を有する多層膜を、前記フリー磁性層の単位面積当たりの磁気モーメントが、前記第１強磁性層の単位面積当たりの磁気モーメントより大きくなるように積層形成する工程と、
    （ｂ）第１の磁場中アニールを施して、前記第１反強磁性層と前記固定磁性層の界面に交換結合磁界を発生させる工程と、
    （ｃ）前記多層膜の上面のトラック幅方向の両側に第２反強磁性層及び第２強磁性層を積層する工程と、
    （ｄ）前記第１の磁場中アニールの磁界の方向と交叉する方向の磁界中で、第２の磁場中アニールを施して、前記第２反強磁性層と前記第１強磁性層の界面に交換結合磁界を発生させる工程と、
    （ｅ）電極層を形成する工程、
16. 前記（ｃ）工程において、前記第２強磁性層を、軟磁性材料を用いて、前記第２反強磁性層の上面に直に積層形成する請求項１５に記載の磁気検出素子の製造方法。
17. 前記（ｃ）工程において、前記第２反強磁性層上に非磁性層を積層し、この非磁性層の上に、硬磁性材料を用いて前記第２強磁性層を積層形成する請求項１５に記載の磁気検出素子の製造方法。
18. 前記（ｃ）工程において、前記第２反強磁性層上に非磁性層を積層し、この非磁性層の上に軟磁性材料からなる前記第２強磁性層を積層した後、連続して第３反強磁性層を積層する請求項１５に記載の磁気検出素子の製造方法。
19. 前記第１反強磁性層、前記第２反強磁性層、及び前記第３反強磁性層が同じ反強磁性材料によって形成されている請求項１８に記載の磁気検出素子の製造方法。
20. 前記第３反強磁性層を形成する反強磁性材料のブロッキング温度は、前記第１反強磁性層、前記第２反強磁性層を形成する反強磁性材料のブロッキング温度より低い請求項１８に記載の磁気検出素子の製造方法。
21. 前記（ｅ）工程において、
    前記多層膜上から前記第２反強磁性層上または前記第３反強磁性層上にかけて電極層を形成し、前記電極層上に、前記第２反強磁性層間のトラック幅方向における間隔よりも間隔の狭いマスク層を形成し、前記マスク層に覆われていない前記電極層を削った後、
    （ｆ）さらに前記電極層を削ったことで露出した前記第１強磁性層を削り、これにより前記第１強磁性層を前記フリー磁性層の素子両側端部上に非磁性中間層を介して、且つ前記第１強磁性層を、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よりもトラック幅方向の中心方向に延出して残し、さらに電極層を前記第２反強磁性層上から前記延出形成された前記第１強磁性層上にかけて残す工程を有する請求項１５ないし２０のいずれかに記載の磁気検出素子の製造方法。
22. 前記（ｅ）工程で、電極層を前記多層膜の膜厚方向の上下に設ける請求項１５ないし２０のいずれかに記載の磁気検出素子の製造方法。

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