JP2003110168A - 磁気検出素子及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 狭トラック化においても適切にフリー磁性層
の磁化制御を行うことができ、再生特性に優れた磁気検
出素子及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 フリー磁性層２６の中央部上にスペキュ
ラー層３１及び非磁性層３２を有し、前記フリー磁性層
２６の両側端部上に強磁性層２８及び第２反強磁性層２
９が設けられている。本発明ではスペキュラー層３１や
非磁性層３２などの総合膜厚ｈ１を薄く形成でき、前記
フリー磁性層２６の両側端部上の各層をイオンミリング
して除去する工程で、前記イオンミリングを低エネルギ
ーで行うことができ、前記フリー磁性層２６の両側端部
表面がダメージを受け難くでき、前記フリー磁性層２６
の両側端部上の強磁性層２８との間で発生する強磁性的
な結合を強めることができ、適切に前記フリー磁性層２
６の磁化制御を行うことが可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は主に、ハードディス
ク装置や磁気センサなどに用いられる磁気検出素子に係
り、特に狭トラック化においても適切にフリー磁性層の
磁化制御を行うことができ、再生特性に優れたスペキュ
ラー層を有す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】近年の高記録密度化に伴い、狭トラック
化に適切に対応するために、フリー磁性層をいわゆるエ
クスチェンジバイアス方式を用いて磁化制御する構造が
主流になりつつある。

【０００３】またＴａの酸化物からなるスペキュラー層
（鏡面反射層）を設けて、例えばアップスピンを持つ伝
導電子の平均自由行程λ＋を従来よりも伸ばし、これに
よって抵抗変化率（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ことがわかっている。

【０００４】上記した、フリー磁性層の磁化制御のため
にエクスチェンジバイアス方式を用い、且つスペキュラ
ー層を有する磁気検出素子は、今後の高記録密度化を実
現する上で望ましい構造であると考えられた。

【０００５】以下、従来の磁気検出素子の構造及びその
製造方法について説明する。図１７、図１８は、従来の
磁気検出素子の製造工程を示す一工程図であり、各図
は、前記磁気検出素子を記録媒体との対向面側から見た
部分断面図である。

【０００６】図１７に示す工程では、基板１上に例えば
ＰｔＭｎ合金からなる反強磁性層２を形成し、さらに磁
性材料製の固定磁性層３、非磁性材料層４及び磁性材料
製のフリー磁性層５を積層形成する。そして前記フリー
磁性層５上にスペキュラー層（鏡面反射層）９を形成す
る。前記スペキュラー層９は、まず前記フリー磁性層５
の上にＴａからなる膜を成膜し、次にこのＴａ膜を酸化
する。酸化は大気暴露で簡単に行うことができる。

【０００７】次に図１７に示す前記スペキュラー層９上
にリフトオフ用のレジスト層１０を形成し、前記レジス
ト層１０に覆われていないトラック幅方向（図示Ｘ方
向）の両側に露出した前記スペキュラー層９をイオンミ
リングですべて除去する。このとき前記スペキュラー層
９下のフリー磁性層５も一部削られる（点線部分が削ら
れる）。

【０００８】次に図１８に示す工程ではレジスト層１０
の両側に露出したフリー磁性層５上に強磁性層１１、Ｉ
ｒＭｎ合金などで形成された第２反強磁性層１２、およ
び電極層１３を連続成膜する。そして図１８に示すレジ
スト層１０を除去する。

【０００９】図１８に示す磁気検出素子では、強磁性層
１１間のトラック幅方向（図示Ｘ歩行）の間隔でトラッ
ク幅Ｔｗを規制でき、前記強磁性層１１は前記第２反強
磁性層１２との間で発生する交換結合磁界によって図示
Ｘ方向に強固に固定される。これにより前記強磁性層１
１下に位置するフリー磁性層５の両側端部Ａは、前記強
磁性層１１との間の強磁性結合によって図示Ｘ方向に強
固に固定され、トラック幅Ｔｗ領域のフリー磁性層１１
の中央部Ｂは外部磁界に対し磁化変動できる程度に弱く
単磁区化されていると考えられた。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら図１７、
図１８に示す製造工程で形成された従来の磁気検出素子
では以下のような問題点が生じた。 （１）まず第１に、図１７に示す工程でのイオンミリン
グ時に、スペキュラー層９のみならず、その下に形成さ
れたフリー磁性層５の一部までも削れてしまい、またイ
オンミリング時に使用されるＡｒなどの不活性ガスが露
出したフリー磁性層５表面から内部に入り込みやすくな
り、以上のようなイオンミリングによるダメージによっ
て前記フリー磁性層５の表面部分５ａの結晶構造が壊れ
たり、あるいは格子欠陥が発生しやすくなる（Ｍｉｘｉ
ｎｇ効果）。これによって前記フリー磁性層５の表面部
分５ａの磁気特性が劣化しやすい。

【００１１】図１７工程のイオンミリング時にスペキュ
ラー層９のみを削り、フリー磁性層５が削られないよう
にできれば最も好ましいが、実際にそのようにミリング
制御することは難しい。

【００１２】その理由は、フリー磁性層５上に形成され
たスペキュラー層９の膜厚にある。上記したように前記
スペキュラー層９は、まずＴａ膜を成膜した後、このＴ
ａ膜を酸化して形成される。

【００１３】従来では、成膜段階におけるＴａ膜は、そ
の下に形成されたフリー磁性層５を酸化から保護するた
めの酸化防止層としての役割も担うため、成膜段階で前
記Ｔａ膜をあまり薄く形成しすぎると、前記フリー磁性
層５を適切に酸化から防止できない。

【００１４】前記Ｔａ膜は成膜段階で１０Åより厚い膜
厚で形成され、これによりその下に形成されたフリー磁
性層５が大気暴露によって酸化されるのを未然に防いで
いる。

【００１５】ところがＴａ膜を大気に曝し酸化させる
と、その酸化された部分の膜厚が膨張し、前記Ｔａ膜の
酸化によって形成されたスペキュラー層９は、成膜段階
におけるＴa膜の膜厚よりも厚くなる。上記したよう
に、成膜段階で１０Åより厚い膜厚で形成されたＴａ膜
を酸化すると、２０Åよりも厚いスペキュラー層９が形
成されてしまう。

【００１６】従って図１７工程で前記スペキュラー層９
の両側端部を効果的にミリングで除去するには、高エネ
ルギーのイオンミリングを使用する必要がある。高エネ
ルギーのイオンミリングであるからミリングレートは速
く、膜厚の厚いスペキュラー層９をイオンミリングで除
去した瞬間に、ミリングを止めることは不可能に近い。
すなわち高エネルギーになればなるほどミリング止め位
置のマージンを広く取る必要がある。このため前記スペ
キュラー層９の下に形成されたフリー磁性層５も一部削
られてしまい、このとき高エネルギーのイオンミリング
によって余計にフリー磁性層５は大きなダメージを受け
やすく磁気特性の劣化が顕著になる。

【００１７】（２）上記のようにイオンミリングで露出
したフリー磁性層５表面は、前記イオンミリングによる
ダメージによって磁気特性が劣化している。このため前
記フリー磁性層５上に積層される強磁性層１１との間の
磁気的な結合（強磁性的な交換相互作用）は十分ではな
く、このため強磁性層１１の膜厚を厚く形成する必要が
ある。

【００１８】しかし強磁性層１１の膜厚を厚く形成する
と今度は反強磁性層１２間で発生する交換結合磁界が弱
まるため、結局、フリー磁性層５の両側端部Ａを強固に
磁化固定できず、サイドリーディングの問題が発生し、
狭トラック化に適切に対応可能な磁気検出素子を製造で
きなくなる。

【００１９】また強磁性層１１を厚く形成しすぎると、
前記強磁性層１１の内側側面から前記フリー磁性層５の
中央部Ｂに余分な静磁界が及びやすくなり、磁化反転可
能なフリー磁性層５の中央部Ｂの外部磁界に対する感度
が低下しやすい。

【００２０】以上のように、フリー磁性層５上にＴａの
酸化物からなるスペキュラー層９を形成し、前記スペキ
ュラー層９の両側を削って露出したフリー磁性層５上に
強磁性層１１及び第２反強磁性層１２を重ね合わせる磁
気検出素子の構造では、依然としてフリー磁性層５の磁
化制御を適切に行えず、狭トラック化に適切に対応可能
な磁気検出素子を製造することができなかった。

【００２１】そこで本発明は上記従来の課題を解決する
ためのものであり、エクスチェンジバイアス方式におい
て、フリー磁性層の磁化制御を適切に行うことができ、
狭トラック化に適切に対応可能な、スペキュラー層を備
えた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。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明における磁気検出
素子は、下から第１反強磁性層、固定磁性層、非磁性材
料層、フリー磁性層の順に積層形成され、前記フリー磁
性層の中央部上には下から順にスペキュラー層、非磁性
層が設けられ、前記フリー磁性層のトラック幅方向の両
側端部上には、下から順に強磁性層、第２反強磁性層が
設けられていることを特徴とするものである。

【００２３】本発明では、前記フリー磁性層の中央部上
に設けられたスペキュラー層の膜厚は、３Å以上で１０
Å以下で形成されることが好ましい。

【００２４】また本発明では、前記スペキュラー層は、
Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇ
ｅ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗあるいは希土類元素のうち１種また
は２種以上からなる元素の酸化物または窒化物で形成さ
れることが好ましい。ここで希土類元素とは、Ｓｃ、Ｙ
及びランタノイドに対する総称である。

【００２５】また本発明では、前記非磁性層は、Ｒｕ、
Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｏｓ、Ｒｅ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａ
ｕのうちいずれか１種または２種以上で形成されること
が好ましい。

【００２６】上記した本発明における第１の磁気検出素
子の構造では、フリー磁性層の中央部上に形成された前
記スペキュラー層の上に非磁性層が形成されている。こ
の実施形態では、前記非磁性層が、前記フリー磁性層及
びスペキュラー層を適切に酸化から保護する酸化防止層
としての役割を担っており、このため前記スペキュラー
層を薄く形成しても前記フリー磁性層が大気暴露によっ
て酸化されるといった不具合は発生しない。また前記非
磁性層は酸化され難い金属であるから、スペキュラー層
から前記非磁性層に酸素が拡散して非磁性層が酸化され
スペキュラー層が還元されてスペキュラー効果を失うと
いった問題も発生しない。

【００２７】本発明では、前記フリー磁性層の上に形成
されるスペキュラー層及び非磁性層等の総合膜厚を薄く
形成でき、このため、前記フリー磁性層の両側端部上に
形成されたスペキュラー層及び非磁性層を低エネルギー
のイオンミリングで除去できるので、前記フリー磁性層
の両側端部表面のイオンミリングによるダメージを従来
に比べて低減させることができる。

【００２８】従って本発明では、例えば前記フリー磁性
層の両側端部を強磁性層との間で発生する強磁性的な結
合によって効果的に磁化固定することができるととも
に、フリー磁性層の中央部は外部磁界に対し磁化反転で
きる程度に弱く単磁区化でき、よって狭トラック化にお
いても適切にフリー磁性層の磁化制御が可能なスペキュ
ラー層を有する磁気検出素子の製造を行うことができ
る。

【００２９】また本発明における磁気検出素子は、下か
ら第１反強磁性層、固定磁性層、非磁性材料層、フリー
磁性層の順に積層形成され、前記フリー磁性層の中央部
上にはスペキュラー層が設けられ、前記フリー磁性層の
トラック幅方向の両側端部上には、下から順に強磁性
層、第２反強磁性層が設けられており、前記フリー磁性
層の中央部上に設けられたスペキュラー層の膜厚は、３
Å以上で１５Å以下で形成されることを特徴とするもの
である。

【００３０】本発明では、前記スペキュラー層は、Ｃ
ｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ａｌのうち１種また
は２種以上からなる元素の酸化物または窒化物で形成さ
れることが好ましい。

【００３１】本発明における第２の磁気検出素子の構造
は、第１の磁気検出素子の構造と異なり、フリー磁性層
の中央部上に形成されたスペキュラー層の上に非磁性層
は形成されていない。

【００３２】この第２の磁気検出素子では、スペキュラ
ー層自体が、その下に形成されたフリー磁性層を大気暴
露等による酸化から防止する酸化防止層としての役割を
担っているが、この発明では、Ｃｒの酸化物などで形成
されたスペキュラー層を３Å以上で１５Å以下の非常に
薄い膜厚で形成しても適切に酸化防止層としての役割を
持たせることができる。このように本発明では前記スペ
キュラー層を薄い膜厚で形成でき、よって前記フリー磁
性層の両側端部上に形成されたスペキュラー層を低エネ
ルギーのイオンミリングで除去でき、前記フリー磁性層
の両側端部表面のイオンミリングによるダメージを従来
に比べて低減させることができる。

【００３３】従って本発明では、例えば前記フリー磁性
層の両側端部を強磁性層との間で発生する強磁性的な結
合によって効果的に磁化固定することができるととも
に、フリー磁性層の中央部は外部磁界に対し磁化反転で
きる程度に弱く単磁区化でき、よって狭トラック化にお
いても適切にフリー磁性層の磁化制御が可能なスペキュ
ラー層を有する磁気検出素子の製造をすることができ
る。

【００３４】さらに本発明における磁気検出素子は、下
から第１反強磁性層、固定磁性層、非磁性材料層、フリ
ー磁性層の順に積層形成され、前記フリー磁性層の中央
部上にはスペキュラー層が設けられ、前記フリー磁性層
のトラック幅方向の両側端部上には、下から順に強磁性
層、第２反強磁性層が設けられており、前記スペキュラ
ー層は、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ａｌのう
ち１種または２種以上からなる元素の酸化物または窒化
物で形成されることを特徴とするものである。

【００３５】本発明では、前記フリー磁性層の中央部上
に設けられたスペキュラー層の膜厚は、３Å以上で１５
Å以下であることが好ましい。

【００３６】上記した第３の磁気検出素子の構造は、第
１の磁気検出素子の構造と異なり、フリー磁性層の中央
部上に形成されたスペキュラー層の上に非磁性層は形成
されていない。

【００３７】この第３の磁気検出素子では、スペキュラ
ー層自体が、その下に形成されたフリー磁性層を大気暴
露等による酸化から保護する酸化防止層としての役割を
担っているが、この発明では、前記スペキュラー層をＣ
ｒ等の酸化物あるいは窒化物などで形成している。Ｃｒ
等は、大気暴露によっても酸化の進行度が遅く、前記Ｃ
ｒ膜を非常に薄い膜厚で形成しても、その下に形成され
たフリー磁性層を大気暴露による酸化から適切に保護す
ることができる。

【００３８】このようにＣｒ等の酸化物あるいは窒化物
でスペキュラー層を形成することで、前記スペキュラー
層を従来に比べて薄く形成しても酸化防止層としての役
割を持たせることができ、よって前記フリー磁性層の両
側端部上に形成された薄い膜厚のスペキュラー層を低エ
ネルギーのイオンミリングで除去でき、前記フリー磁性
層の両側端部表面のイオンミリングによるダメージを従
来に比べて低減させることができる。

【００３９】従って本発明では、例えば前記フリー磁性
層の両側端部を強磁性層との間で発生する強磁性的な結
合によって効果的に磁化固定することができるととも
に、フリー磁性層の中央部は外部磁界に対し磁化反転で
きる程度に弱く単磁区化でき、よって狭トラック化にお
いても適切にフリー磁性層の磁化制御が可能なスペキュ
ラー層を有する磁気検出素子の製造をすることができ
る。

【００４０】また本発明では、前記フリー磁性層の中央
部上に形成された各層の総合膜厚は、２０Å以下である
ことが好ましい。これにより、前記フリー磁性層の両側
端部上に形成された前記各層をイオンミリングで除去す
る工程で、低エネルギーのイオンミリングを用いて、前
記各層を適切に除去でき、前記フリー磁性層の両側端部
表面を効果的にイオンミリングによるダメージから保護
することができる。

【００４１】また本発明では、前記スペキュラー層とフ
リー磁性層の中央部間にバックド層が形成されていても
よい。またかかる場合、前記バックド層は、前記フリー
磁性層の両側端部上にも形成され、前記両側端部上のバ
ックド層上に前記強磁性層が形成されていてもよい。

【００４２】また本発明では、前記スペキュラー層は、
前記フリー磁性層の両側端部上にも形成され、前記両側
端部上の前記スペキュラー層上に前記強磁性層が形成さ
れていてもよい。

【００４３】なお本発明では、前記両側端部上に形成さ
れたスペキュラー層またはバックド層の膜厚は０．２Å
以上で３Å以下であることが好ましい。

【００４４】上記の発明では、前記バックド層あるいは
スペキュラー層が、前記フリー磁性層の両側端部上にも
残されるので、前記フリー磁性層の両側端部表面がイオ
ンミリングによるダメージを受けることがなく、前記フ
リー磁性層の両側端部における磁気特性を良好に保つこ
とができる。

【００４５】また本発明では、前記両側端部上に形成さ
れるバックド層あるいはスペキュラー層の膜厚をできる
限り薄くして（具体的には０．２Å以上で３Å以下にし
て）、前記フリー磁性層の両側端部と強磁性層間に強磁
性的な結合を生じさせることで、前記フリー磁性層の磁
化制御を適切に行うことが可能である。

【００４６】また本発明では、前記非磁性層の両側端部
上における強磁性層は、２Å以上で５０Å以下で形成さ
れることが好ましい。このように本発明では、前記強磁
性層を薄い膜厚で形成しても、前記フリー磁性層の両側
端部との間で効果的に強磁性的な結合を生じさせること
ができる。従来では、フリー磁性層の両側端部の磁気特
性はイオンミリングの影響を受けて劣化していたため、
強磁性層の膜厚を厚くしてフリー磁性層との間で十分な
強磁性的結合を保つ必要があったが、かかる場合、強磁
性層と第２反強磁性層間で発生する交換結合磁界が弱ま
ったり、前記強磁性層の内側側面から前記フリー磁性層
の中央部に余分な静磁界が及びやすくなることで感度の
低下などの問題が生じていた。本発明ではこのような問
題を適切に抑制することができる。

【００４７】また本発明では、前記フリー磁性層は磁性
層の３層構造で形成されることが好ましい。具体的に
は、前記フリー磁性層はＣｏＦｅ／ＮｉＦｅ／ＣｏＦｅ
の３層構造で形成されることが好ましい。

【００４８】本発明における磁気検出素子の製造方法
は、以下の工程を有することを特徴とするものである。 （ａ）基板上に、下から第１反強磁性層、固定磁性層、
非磁性中間層、フリー磁性層、スペキュラー層、非磁性
層の順に積層する工程と、（ｂ）第１の磁場中アニール
を施して、前記第１反強磁性層と固定磁性層間に交換結
合磁界を発生させ、前記固定磁性層の磁化をハイト方向
に固定する工程と、（ｃ）前記非磁性層の中央部上にレ
ジスト層を形成する工程と、（ｄ）前記レジスト層のト
ラック幅方向の両側から露出する非磁性層、及びスペキ
ュラー層を除去し、前記両側から露出したフリー磁性層
の両側端部上に強磁性層、および第２反強磁性層を形成
し、前記レジスト層を除去する工程と、（ｅ）第２の磁
場中アニールを施し、前記第２反強磁性層と強磁性層間
に交換結合磁界を発生させ、前記フリー磁性層の両側端
部の磁化を、前記固定磁性層の磁化方向と交叉する方向
に固定する工程。

【００４９】本発明では、前記（ａ）工程で、前記スペ
キュラー層の膜厚を、３Å以上で１０Å以下で形成する
ことが好ましい。

【００５０】また本発明では、前記スペキュラー層を、
Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇ
ｅ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗあるいは希土類元素のうち１種また
は２種以上からなる元素の酸化物または窒化物で形成す
ることが好ましい。

【００５１】また本発明では、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、
Ｎｂ、Ｔａ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗあるい
は希土類元素のうち１種または２種以上からなる元素膜
を形成した後、真空槽内で前記元素膜を酸化してスペキ
ュラー層を形成することが好ましい。酸化方法として
は、自然酸化、ラジカル酸化、プラズマ酸化等の手法を
使用できる。

【００５２】また本発明では、前記非磁性層を、Ｒｕ、
Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｏｓ、Ｒｅ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａ
ｕのうちいずれか１種または２種以上で形成することが
好ましい。また前記スペキュラー層及び前記非磁性層
を、真空槽内で形成することが好ましい。

【００５３】上記した本発明では、前記（ａ）工程で、
フリー磁性層上に、スペキュラー層及び非磁性層を形成
する。この発明では、前記非磁性層が前記フリー磁性層
（及びスペキュラー層）を大気暴露による酸化から保護
するための酸化防止層としての役割を担っており、スペ
キュラー層を薄い膜厚で形成することができる。

【００５４】前記スペキュラー層は、上記したように、
例えば真空槽内での酸化や窒化で形成され、このような
真空槽内では、酸化や窒化速度を遅くすることができ
る。従ってスペキュラー層を薄い膜厚で形成しても、そ
の下に形成されたフリー磁性層まで酸化が及ぶといった
不具合は発生しない。

【００５５】前記非磁性層は、上記したように例えばＲ
ｕなどの酸化され難い材質であり、したがって前記非磁
性層も前記スペキュラー層と同様に薄い膜厚で形成して
も、十分に酸化防止層としての役割を発揮することがで
きる。なお前記非磁性層も前記スペキュラー層と同様に
連続して真空槽内で形成することで、適切に前記フリー
磁性層やスペキュラー層を大気暴露による酸化から保護
できる。

【００５６】以上のように本発明では、前記フリー磁性
層の上に形成されるスペキュラー層及び非磁性層の総合
膜厚を薄く形成することができ、前記（ｄ）工程で、前
記フリー磁性層の両側端部上に形成されたスペキュラー
層及び非磁性層をイオンミリングで除去する段階で、低
エネルギーのイオンミリングを用いて、前記スペキュラ
ー層及び非磁性層を除去することができる。

【００５７】よって前記（ｄ）工程時に、前記フリー磁
性層の両側端部表面がイオンミリングによるダメージを
受け難く、前記フリー磁性層の両側端部を良好な磁気特
性に維持することができる。このため例えば前記フリー
磁性層の両側端部と強磁性層間の強磁性的な結合を効果
的に強くでき、従来に比べて前記フリー磁性層の磁化制
御を適切に行うことが可能である。

【００５８】従って本発明では狭トラック化においても
再生感度が良く再生特性に優れたスペキュラー層を有す
る磁気検出素子を製造することが可能になっている。

【００５９】また本発明における磁気検出素子の製造方
法は、以下の工程を有することを特徴とするものであ
る。（ｆ）基板上に、下から第１反強磁性層、固定磁性
層、非磁性中間層、フリー磁性層、スペキュラー層の順
に積層し、このとき前記スペキュラー層を、Ｃｒ、Ｍ
ｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ａｌのうち１種または２種
以上からなる元素の酸化物または窒化物で形成する工程
と、（ｇ）第１の磁場中アニールを施して、前記第１反
強磁性層と固定磁性層間に交換結合磁界を発生させ、前
記固定磁性層の磁化をハイト方向に固定する工程と、
（ｈ）前記非磁性層の中央部上にレジスト層を形成する
工程と、（ｉ）前記レジスト層のトラック幅方向の両側
から露出するスペキュラー層を除去し、前記両側から露
出したフリー磁性層の両側端部上に強磁性層、および第
２反強磁性層を形成し、前記レジスト層を除去する工程
と、（ｊ）第２の磁場中アニールを施し、前記第２反強
磁性層と強磁性層間に交換結合磁界を発生させ、前記フ
リー磁性層の両側端部の磁化を、前記固定磁性層の磁化
方向と交叉する方向に固定する工程。

【００６０】本発明では、前記（ｆ）工程で、前記スペ
キュラー層を３Å以上で１５Å以下で形成することが好
ましい。

【００６１】上記の発明では、前記（ｆ）工程で、フリ
ー磁性層の上にＣｒの酸化物などで形成されたスペキュ
ラー層を形成している。Ｃｒ等は、大気暴露によっても
酸化が進行しにくい緻密な膜であり、したがって成膜段
階で、Ｃｒ等を薄い膜厚で形成しても、その下に形成さ
れたフリー磁性層を大気暴露による酸化から適切に保護
することができる。

【００６２】しかも前記Ｃｒ膜等を薄い膜厚で形成でき
るので、前記Ｃｒ膜等を酸化してスペキュラー層として
も、前記スペキュラー層の膜厚は成膜時に比べてさほど
大きくはならず、依然として薄い膜厚を保っており、し
たがって前記（ｉ）工程で、前記フリー磁性層の両側端
部上に形成されたスペキュラー層をイオンミリングで除
去する段階で、低エネルギーのイオンミリングを用い
て、前記スペキュラー層を除去することができる。

【００６３】よって前記（ｉ）工程時に、前記フリー磁
性層の両側端部表面がイオンミリングによるダメージを
受け難く、前記フリー磁性層の両側端部を良好な磁気特
性に維持することができる。このため例えば前記フリー
磁性層の両側端部と強磁性層間の強磁性的な結合を効果
的に強くでき、従来に比べて前記フリー磁性層の磁化制
御を適切に行うことが可能である。

【００６４】従って本発明では狭トラック化においても
再生感度が良く再生特性に優れたスペキュラー層を有す
る磁気検出素子を製造することが可能になっている。

【００６５】また本発明では、前記（ａ）工程、あるい
は前記（ｆ）工程で、前記フリー磁性層上に形成される
各層の総合膜厚を２０Å以下で形成することが好まし
い。これによって前記（ｄ）工程あるいは前記（ｉ）工
程で、低エネルギーによるイオンミリングを用いても、
効果的に前記フリー磁性層の両側端部上の各層を除去で
きると共に、前記フリー磁性層の両側端部表面をイオン
ミリングによるダメージから保護でき、前記フリー磁性
層の両側端部の磁気特性を良好に保つことができる。

【００６６】また本発明では、前記（ａ）工程あるいは
前記（ｆ）工程で、前記フリー磁性層上にバックド層を
形成した後、前記バックド層上にスペキュラー層を形成
してもいよい。

【００６７】かかる場合、前記（ｄ）工程あるいは前記
（ｉ）工程で、前記バックド層を、前記フリー磁性層の
両側端部上に一部残し、前記一部残されたバックド層上
に強磁性層を形成してもよい。

【００６８】また本発明では、前記（ｄ）工程あるいは
前記（ｉ）工程で、前記スペキュラー層を、前記フリー
磁性層の両側端部上に一部残し、前記一部残されたスペ
キュラー層上に強磁性層を形成してもよい。

【００６９】また本発明では、前記一部残されたバック
ド層あるいはスペキュラー層の膜厚を０．２Å以上で３
Å以下で形成することが好ましい。

【００７０】上記したように、フリー磁性層の両側端部
上にスペキュラー層あるいはバックド層を一部残した場
合、その下に形成されたフリー磁性層の両側端部をイオ
ンミリングからより効果的に保護でき、前記フリー磁性
層の両側端部の磁気特性をより良好に保つことができ
る。また本発明では、上記した薄い膜厚で前記バックド
層あるいはスペキュラー層を残すことで、例えば前記強
磁性層とフリー磁性層の両側端部間を効果的に強磁性的
に結合させることができる。

【００７１】また本発明では、前記（ｄ）工程あるいは
（ｉ）工程で、前記強磁性層を、２Å以上で５０Å以下
で形成することが好ましい。

【００７２】また本発明では、前記（ａ）工程あるいは
前記（ｆ）工程で、記フリー磁性層を磁性層の３層構造
で形成することが好ましい。具体的には、前記フリー磁
性層をＣｏＦｅ／ＮｉＦｅ／ＣｏＦｅの３層構造で形成
することが好ましい。

【００７３】

【発明の実施の形態】図１は本発明における第１実施形
態の磁気検出素子（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。

【００７４】図１に示す磁気検出素子は、磁気抵抗効果
を利用してハードディスクなどの記録媒体からの漏れ磁
界を検出し、記録信号を読み取るものである。

【００７５】符合２０は基板である。前記基板２０の上
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。前
記シードレイヤ２１は、例えば（Ｎｉ_0.8Ｆｅ_0.2）
_60at%Ｃｒ_40at%の膜厚６０Åで形成される。前記シード
レイヤ２１の下（前記シードレイヤ２１と基板２０との
間）には、Ｔａなどで形成された下地層が形成されてい
てもよい。

【００７６】前記シードレイヤ２１の上には第１反強磁
性層２３が形成されている。前記第１反強磁性層２３
は、ＰｔＭｎ合金、または、Ｘ―Ｍｎ（ただしＸは、Ｐ
ｄ，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，Ｒ
ｕ，Ａｕ，Ａｇ，Ｏｓ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ａｒ，Ｎｅ，Ｘ
ｅ，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。

【００７７】第１反強磁性層２３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２３及び固定磁性層２
４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、前記交換結合磁界を失うブ
ロッキング温度が３８０℃と極めて高い優れた第１反強
磁性層２３及び固定磁性層２４の交換結合膜を得ること
ができる。

【００７８】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（ＣｕＡｕ１）型の規則型の面心正方構
造（ｆｃｔ）に構造変態する。

【００７９】第１反強磁性層２３の膜厚は、トラック幅
方向（図示Ｘ方向）の中心付近において８０〜３００Å
である。

【００８０】図１に示すように前記第１反強磁性層２３
の上には、固定磁性層２４が形成されている。前記固定
磁性層２４は人工フェリ構造である。前記固定磁性層２
４は磁性層２４ａ、２４ｃとその間に介在する非磁性中
間層２４ｂの３層構造である。

【００８１】前記磁性層２４ａ、２４ｃは、例えばＮｉ
Ｆｅ合金、Ｃｏ、ＣｏＮｉＦｅ合金、ＣｏＦｅ合金、Ｃ
ｏＮｉ合金などの磁性材料で形成される。前記磁性層２
４ａと磁性層２４ｃは、同一の材料で形成されることが
好ましい。

【００８２】また、非磁性中間層２４ｂは、非磁性材料
により形成されるもので、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｃｒ、Ｒ
ｅ、Ｃｕのうち１種またはこれらの２種以上の合金で形
成されている。特にＲｕによって形成されることが好ま
しい。

【００８３】前記固定磁性層２４の上には、非磁性材料
層２５が形成されている。非磁性材料層２５は、固定磁
性層２４とフリー磁性層２６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，Ｃ
ｒ，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。

【００８４】前記非磁性材料層２５の上にはフリー磁性
層２６が形成されている。図１に示す実施形態では前記
フリー磁性層２６は２層構造である。符号２６ａの層
は、ＣｏやＣｏＦｅなどからなる拡散防止層である。こ
の拡散防止層２６ａはフリー磁性層２６と非磁性材料層
２５間の相互拡散を防止する。そして、この拡散防止層
２６ａの上にＮｉＦｅ合金などで形成された磁性材料層
２６ｂが形成されている。

【００８５】前記フリー磁性層２６の上にはＣｕなどで
形成されたバックド層２７が形成される。前記バックド
層２７は、前記フリー磁性層２６上の全面に形成されて
いるが、この実施形態では前記フリー磁性層２６の中央
部Ｄ上に形成されたバックド層２７の中央部２７ａの膜
厚は、前記フリー磁性層２６の両側端部Ｃ上に形成され
た前記バックド層２７の両側端部２７ｂの膜厚より厚く
形成されている。

【００８６】さらに前記バックド層２７の両側端部２７
ｂ上には、強磁性層２８が形成されている。さらに前記
強磁性層２８上には、第２反強磁性層２９が形成され
る。前記第２反強磁性層２９は、第１反強磁性層２３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，Ｒ
ｈ，Ｒｕ，Ａｕ，Ａｇ，Ｏｓ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ａｒ，Ｎ
ｅ，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。

【００８７】そして前記第２反強磁性層２９上には電極
層３０が形成される。前記電極層３０は、例えば、Ａ
ｕ、Ｗ、Ｃｒ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｔａなどで形成される。

【００８８】図１に示すように、前記バックド層２７の
中央部２７ａ上にはスペキュラー層３１が形成されてい
る。さらに前記スペキュラー層３１の上には非磁性層３
２が形成されている。

【００８９】図１に示す実施形態では、前記強磁性層２
８の内側端部２８ａ、前記第２反強磁性層２９の内側端
部２９ａ及び電極層３０の内側端部３０ａは、下面から
上面に向う（図示Ｚ方向）にしたがって、徐々に前記内
側端部間の間隔が広がる傾斜面あるいは湾曲面で形成さ
れる。

【００９０】図１に示す磁気検出素子の構造の特徴的部
分について以下に説明する。まず図１に示すスペキュラ
ー層３１の機能について説明する。本発明におけるスペ
キュラー層（鏡面反射層ともいう）３１は、例えばＣｒ
などの酸化物や窒化物で形成されるが、このスペキュラ
ー層３１が前記フリー磁性層２６の上側に形成される
と、前記スペキュラー層３１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前記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内を通り抜ける
ことが可能になる。

【００９１】このため本発明では、スペキュラー層３１
を設けることで、前記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、よって前記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。

【００９２】次に前記スペキュラー層３１の材質につい
て説明する。本発明では、前記スペキュラー層３１は、
Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇ
ｅ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗあるいは希土類元素のうち１種また
は２種以上からなる元素の酸化物または窒化物で形成さ
れることが好ましい。ここで希土類元素とは、Ｓｃ、Ｙ
及びランタノイドに対する総称である。前記選択肢内か
ら選ばれる１種または２種以上の元素の酸化物や窒化物
で形成されたスペキュラー層３１は、適切に上記したス
ペキュラー効果を発揮することができる。

【００９３】本発明では前記スペキュラー層３１の膜厚
を従来に比べて薄く形成することができる。本発明では
前記フリー磁性層２６の中央部Ｄ上に形成された前記ス
ペキュラー層３１を３Å以上で１０Å以下で形成するこ
とが好ましい。本発明では、このように前記スペキュラ
ー層３１を薄い膜厚で形成できる理由は、一つに前記ス
ペキュラー層３１の材質とその処理方法（酸化方法や窒
化方法）を最適化した点、二つ目に前記スペキュラー層
３１上に非磁性層３２を形成した点にある。

【００９４】前記スペキュラー層３１は、上記した元素
（Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇ
ｅ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗあるいは希土類元素のうち１種また
は２種以上からなる元素）の酸化物や窒化物で形成され
るが、本発明では、例えば成膜段階で、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈ
ｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｃｒ、Ｍｏ、
Ｗあるいは希土類元素のうち１種または２種以上からな
る元素膜を１〜５Å程度の薄い膜で形成し、次に前記元
素膜を真空槽内で低圧酸化や低圧窒化する。酸化には自
然酸化やラジカル酸化、プラズマ酸化を選択できる。

【００９５】このように前記元素膜を低圧で酸化や窒化
することで、酸化速度や窒化速度を鈍化させることがで
き、前記スペキュラー層３１を薄い膜厚で形成しても、
その下に形成されたバックド層２７及びフリー磁性層２
６にまで酸化や窒化が及ばないようにすることができ
る。

【００９６】上記した元素膜を酸化や窒化することで形
成されたスペキュラー層３１の膜厚は、前記元素膜より
も大きくなるが、そもそも前記元素膜は、１〜５Å程度
の薄い膜で成膜されており、これを酸化や窒化しても、
スペキュラー層３１は、３Å以上で１０Å以下の薄い膜
厚で形成される。

【００９７】このように本発明では、スペキュラー層３
１の材質および処理方法を最適化することで、前記スペ
キュラー層３１の膜厚を３Å以上で１０Å以下に薄く形
成しても前記スペキュラー層３１下のバックド層２７や
フリー磁性層２６が酸化や窒化されるのを適切に防止で
きる。

【００９８】スペキュラー層３１を薄く形成できる理由
の二つ目は、上記したように、前記スペキュラー層３１
の上に非磁性層３２を形成した点にあり、本発明では、
前記非磁性層３２は、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｏｓ、
Ｒｅ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａｕのうちいずれか１種また
は２種以上で形成されることが好ましい。

【００９９】Ｒｕなどで形成された非磁性層３２は、大
気暴露によっても酸化されにくい緻密な膜であり、前記
非磁性層３２下に形成されたスペキュラー層３１及びそ
の下のバックド層２７とフリー磁性層２６は前記非磁性
層３２によって酸化から適切に保護されている。

【０１００】従来、Ｔａの酸化物で形成されたスペキュ
ラー層３１は、スペキュラー層３１自体が、その下に形
成されたフリー磁性層を酸化から保護すべき酸化防止層
としての役割をも担っていたから、前記スペキュラー層
３１の膜厚を２０Åよりも厚い膜厚で形成する必要性が
あったが、本発明では、前記スペキュラー層３１の上に
非磁性層３２を形成することで、その酸化防止層の役割
を前記非磁性層３２に担わせ、よって前記スペキュラー
層３１の膜厚を薄く形成しても、その下に形成されたバ
ックド層２７およびフリー磁性層２６の各層を大気暴露
による酸化から適切に保護することができるのである。

【０１０１】上記したようにＲｕなどで形成された非磁
性層３２は、それ自体、酸化され難い緻密な膜であるか
ら、本発明では非磁性層３２を非常に薄い膜厚で形成し
ても、その下に形成されたスペキュラー層３１等を適切
に酸化から保護できる。またアニール工程において、ス
ペキュラー層３１に含まれる酸素が非磁性層３２に拡散
して非磁性層３２が酸化されてスペキュラー層３１が還
元されスペキュラー効果が失われるといった不具合も発
生しない。

【０１０２】本発明では、前記非磁性層３２は、２Å以
上で８Å以下で形成されることが好ましい。前記非磁性
層３２の膜厚が２Åよりも小さいと、その下に形成され
た各層を酸化から有効に保護できない。前記非磁性層３
２の膜厚が８Åよりも大きいと、成膜段階でフリー磁性
層２６の両側端部Ｃ上に形成されるバックド層２７、ス
ペキュラー層３１及び非磁性層３２の総合膜厚ｈ１が２
０Åよりも厚く形成されやすく、よってイオンミリング
の影響をフリー磁性層２６の両側端部Ｃが受けやすくな
り、前記フリー磁性層２６の両側端部の磁気特性の劣化
を招き好ましくない。

【０１０３】また後で製造方法で説明するように、前記
非磁性層３２は、前記スペキュラー層３１と同じように
真空槽内で連続して形成されることが好ましい。

【０１０４】以上のように、スペキュラー層３１を低圧
酸化や低圧窒化によって形成し、且つ前記スペキュラー
層３１の上に非磁性層３２を形成することで、前記スペ
キュラー層３１の膜厚を薄く形成することができる。本
発明では、例えば前記スペキュラー層３１の材質として
従来使用されていたＴａを使用することもできる。

【０１０５】本発明ではＴａ膜を成膜段階で１Å以上で
５Å以下の薄い膜厚で形成する。Ｔａ膜は大気暴露によ
って酸化しやすく、このような薄い膜厚であると、前記
Ｔａ膜の下に形成されたフリー磁性層２６が酸化の影響
を受けてしまうので、大気暴露させずに、真空槽内で低
圧酸化や低圧窒化を行う。このとき低圧のために酸化や
窒化の速度は、大気中のときより鈍化するので、１Å以
上で５Å以下の薄い膜厚のＴａ膜の部分だけが適切に酸
化や窒化され、その下に形成されたフリー磁性層２６や
バックド層２７に酸化や窒化の影響が及ばないようにす
ることができる。

【０１０６】次に本発明では、前記Ｔａ膜の酸化物や窒
化物で形成されたスペキュラー層３１の上に大気に暴露
することなくＲｕなどで形成された非磁性層３２を連続
して形成し、前記スペキュラー層３１を大気暴露による
酸化から適切に保護する。非磁性層３２を形成しない
と、大気暴露によって前記Ｔａ膜の酸化物や窒化物から
なるスペキュラー層３１は、酸化が激しく進行し、前記
スペキュラー層３１の下に形成されたフリー磁性層２６
やバックド層２７が酸化の影響を受けてしまうからであ
る。

【０１０７】なおＴａなどに比べて大気暴露によって酸
化が深く進行しにくい材質であるＣｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔ
ｉ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ａｌの酸化物や窒化物などで前記スペ
キュラー層３１を形成する場合には、Ｃｒ膜等が薄く形
成されても、大気暴露によってその下に形成されたフリ
ー磁性層２６やバックド層２７まで酸化が及ぶのを適切
に抑制できるので、前記Ｃｒ膜等を低圧酸化による酸化
方法ではなく大気暴露に曝して酸化してもよい。

【０１０８】次にバックド層２７について以下に説明す
る。前記バックド層２７が形成されることによって、磁
気抵抗効果に寄与するアップスピンの伝導電子（上向き
スピン：ｕｐ ｓｐｉｎ）における平均自由行程（ｍｅ
ａｎ ｆｒｅｅ ｐａｔｈ）を延ばし、いわゆるスピン
フィルター効果（ｓｐｉｎ ｆｉｌｔｅｒ ｅｆｆｅｃ
ｔ）により磁気検出素子において、大きな抵抗変化率が
得られ、高記録密度化に対応できるものとなる。

【０１０９】前記バックド層２７は例えばＣｕやＡｇ、
Ａｕ、Ｒｕなどで形成される。また前記バックド層２７
の中央部２７ａの膜厚は２Å以上で５Å以下で形成され
ることが好ましい。これによって、適切にスピンフィル
ター効果を発揮させることができると共に、フリー磁性
層２６の両側端部Ｃが受けるイオンミリングの影響を小
さくできる。

【０１１０】なお図１の実施形態では、前記バックド層
２７の両側端部２７ｂの膜厚が、前記中央部２７ａの膜
厚より薄く形成されているが、前記バックド層２７の中
央部２７ａの膜厚が３Å以下の非常に薄い膜厚であれ
ば、前記バックド層２７の中央部２７ａと両側端部２７
ｂとが同じ膜厚であってもよい。

【０１１１】次に、前記フリー磁性層２６の中央部Ｄ上
に形成された各層の総合膜厚について以下に説明する。

【０１１２】図１に示す実施形態では、前記フリー磁性
層２６の中央部Ｄ上にバックド層２７、スペキュラー層
３１および非磁性層３２が形成されている。本発明で
は、前記フリー磁性層２６の中央部Ｄ上に形成されたこ
れら各層の総合膜厚ｈ１は、７Å以上で２０Å以下で形
成されることが好ましい。前記総合膜厚ｈ１の最小値を
７Åとした理由は、バックド層２７の膜厚の最小値が２
Å、スペキュラー層３１の膜厚の最小値が３Å、非磁性
層３２の膜厚の最小値が２Åだからである。

【０１１３】本発明において、前記フリー磁性層２６の
中央部Ｄ上に形成された各層の総合膜厚を２０Å以下で
形成することで、前記フリー磁性層２６の両側端部Ｃ上
に形成された各層をイオンミリングで除去する工程にお
いて、前記各層を低エネルギーのイオンミリングで除去
することが可能になる。低エネルギーであるからミリン
グレートは、高エネルギーの場合に比べて遅く、図１の
ように、バックド層２７の両側端部２７ｂをわずかなが
ら残した段階でミリングを止めるように制御することも
比較的簡単に行える。

【０１１４】図１に示す実施形態では、前記フリー磁性
層２６の両側端部Ｃ上に、バックド層２７の両側端部２
７ｂが一部残され、その上に強磁性層２８が形成されて
いる。すなわち図１では、前記フリー磁性層２６の両側
端部Ｃと強磁性層２８間にバックド層２７の両側端部２
７ｂが介在しているが、前記バックド層２７の両側端部
２７ｂは薄い膜厚で形成されており、前記バックド層２
７の両側端部２７ｂの膜厚は０．２Å以上で３Å以下で
あることが好ましい。なおここでいう「０．２Å」の膜
厚は前記バックド層２７の両側端部２７ｂ全体の平均値
である。０．２Åは、原子層の厚みよりも薄いことか
ら、バックド層２７を構成する原子が存在している場所
と、存在していない場所とが島状に分布する。このため
０．２Åの膜厚はバックド層２７の両側端部２７ｂ全体
の平均値である。

【０１１５】上記したように、前記バックド層２７の両
側端部２７ｂを０．２Å以上で３Å以下の薄い膜厚で形
成することで、前記フリー磁性層２６の両側端部Ｃと強
磁性層２８間に強磁性的な結合が生じる。前記強磁性層
２８はその上に形成された第２反強磁性層２９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）に強固に単磁区化される。これによって前記強磁
性層２８との間で強磁性的な結合が作用するフリー磁性
層２６の両側端部Ｃも、前記強磁性層２８が磁化された
方向と同一方向に向き、トラック幅方向（図示Ｘ方向）
に強固に単磁区化される。

【０１１６】ここで「強磁性的な結合」とは、前記バッ
クド層２７の両側端部２７ｂを介したフリー磁性層２６
の両側端部Ｃと強磁性層２８間のＲＫＫＹ的な強磁性結
合、あるいは前記バックド層２７の両側端部２７ｂに形
成されたピンホール等の欠陥を介した直接的な交換相互
作用によって前記フリー磁性層２６の両側端部Ｃの磁化
が前記強磁性層２８の磁化方向と同一方向に向くことを
意味する。

【０１１７】あるいは前記バックド層２７の両側端部２
７ｂを構成する元素は、前記強磁性層２８と第２反強磁
性層２９間に交換結合磁界を生じさせる際の磁場中アニ
ールなどによって熱拡散を起し、例えば強磁性層２８お
よびフリー磁性層２６がＮｉＦｅ合金で形成され、前記
バックド層２７がＣｕで形成されている場合、特にバッ
クド層２７の両側端部２７ｂが非常に薄い膜厚で形成さ
れていると、上記の熱拡散によってバックド層２７の両
側端部２７ｂが消滅し、前記フリー磁性層２６および強
磁性層２８の前記バックド層２７と対向する側にＮｉＦ
ｅＣｕ合金層が形成され、あたかも前記フリー磁性層２
６の両側端部Ｃと強磁性層２８とが一体の強磁性体層と
して機能する。

【０１１８】これによってフリー磁性層２６の両側端部
Ｃは、前記強磁性層２８が、前記第２反強磁性層２９と
の間で発生する交換結合磁界によりトラック幅方向（図
示Ｘ方向）に磁化固定されることで、前記強磁性層２８
が磁化された方向と同一方向に向き、トラック幅方向
（図示Ｘ方向）に強固に単磁区化される。

【０１１９】次に本発明では、前記強磁性層２８の膜厚
は２Å以上で５０Å以下で形成されることが好ましい。

【０１２０】本発明ではこのように前記強磁性層２８を
薄く形成しても、前記フリー磁性層２６の両側端部Ｃと
の間で例えば上記した強磁性的な結合を効果的に生じさ
せることが可能である。それは、前記フリー磁性層２６
の両側端部Ｃがイオンミリングの影響を受けずに、適切
な磁気特性を保っているからであり、前記強磁性層２８
が上記した膜厚程度にまで薄く形成されることで、前記
強磁性層２８と第２反強磁性層２９間で大きな交換結合
磁界を生じさせることができるし、さらに前記強磁性層
２８の内側端部からの余分な静磁界が前記フリー磁性層
２６の中央部Ｄに影響を及ぼし、前記フリー磁性層２６
の感度を劣化させるといった問題も適切に抑制できる。

【０１２１】以上のように図１の実施形態によれば、前
記フリー磁性層２６の両側端部Ｃの磁化は、トラック幅
方向（図示Ｘ方向）に適切に固定される。

【０１２２】一方、前記フリー磁性層２６の中央部Ｄの
磁化は磁化反転できる程度に弱く単磁区化されている。
前記中央部Ｄのトラック幅方向（図示Ｘ方向）における
幅寸法と強磁性層２８の下面間のトラック幅方向（図示
Ｘ方向）の間隔で規定されるトラック幅Ｔｗはほぼ一致
しており、従って高記録密度化に対応するために狭トラ
ック化が促進されても、トラック幅Ｔｗ寸法内を適切に
磁化反転可能な感度領域として規定でき、高記録密度化
に適切に対応可能なスペキュラー層３１を有する磁気検
出素子を製造することが可能になっている。前記トラッ
ク幅Ｔｗは０．２μｍ以下で形成されることが好まし
い。

【０１２３】図２は、本発明における第２実施形態の磁
気検出素子の構造を記録媒体との対向面側から見た部分
断面図である。

【０１２４】図２に示す実施形態は、図１とバックド層
２７の形態が異なるだけで、その他の層の形態は図１と
同じである。よって以下では主にバックド層２７の形態
について説明する。

【０１２５】図２では、前記バックド層２７はフリー磁
性層２６の中央部Ｄ上にのみ形成され、前記フリー磁性
層２６の両側端部Ｃ上には形成されていない。図１で説
明したように、前記フリー磁性層２６上に形成されるバ
ックド層２７、スペキュラー層３１および非磁性層３２
をすべて合わせた総合膜厚ｈ１は７Å以上で２０Å以下
の薄い膜厚で形成されている。

【０１２６】従って本発明では、前記フリー磁性層２６
の両側端部Ｃ上に形成されたバックド層２７、スペキュ
ラー層３１および非磁性層３２をイオンミリングで除去
する工程において、低エネルギーのイオンミリングを使
用しても、前記バックド層２７、スペキュラー層３１お
よび非磁性層３２のみを適切にイオンミリングで除去す
ることができる。

【０１２７】すなわち本発明では、低エネルギーのイオ
ンミリングを使用できるから、ミリング速度を高エネル
ギーの場合に比べて遅くでき、バックド層２７、スペキ
ュラー層３１および非磁性層３２のみを除去し、前記フ
リー磁性層２６の両側端部Ｃにイオンミリングによるダ
メージを極力与えないように適切にミリング制御するこ
とが可能になるのである。

【０１２８】従って図２に示す実施形態では、前記フリ
ー磁性層２６の両側端部Ｃには、イオンミリングによる
ダメージが少なく、前記フリー磁性層２６の両側端部Ｃ
の磁気特性を良好に保つことができる。前記フリー磁性
層２６の両側端部Ｃ上には強磁性層２８および第２反強
磁性層２９が形成されており、前記強磁性層２８と第２
反強磁性層２９間で発生する交換結合磁界によって前記
強磁性層２８の磁化がトラック幅方向に強固に固定され
ることで、前記強磁性層２８と強磁性的に結合する前記
フリー磁性層２６の両側端部Ｃの磁化をトラック幅方向
に強固に単磁区化することができる。

【０１２９】よって本発明によれば、狭トラック化にお
いても、前記フリー磁性層２６の磁化制御を効果的に行
うことが可能であり、高記録密度化に優れたスペキュラ
ー層３１を有する磁気検出素子を製造することができ
る。

【０１３０】なお図２では、図１とバックド層２７の形
態が異なるのみで、他の層の材質や膜厚等は同じである
から、他の層の詳細な説明に関しては図１を参照された
い。

【０１３１】図３は本発明における第３実施形態の磁気
検出素子の構造を記録媒体との対向面側から見た部分断
面図である。

【０１３２】図３に示す実施形態は図１および図２と異
なって、前記フリー磁性層２６上にバックド層２７が形
成されていない。図３では前記フリー磁性層２６上にス
ペキュラー層３１及び非磁性層３２が形成されている。

【０１３３】図３に示す実施形態では前記スペキュラー
層３１は、その中央部３１ａの膜厚が、両側端部３１ｂ
の膜厚よりも厚く形成されている。

【０１３４】前記スペキュラー層３１は図１で説明した
のと同じく、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ａ
ｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗあるいは希土類元素の
うち１種または２種以上からなる元素の酸化物または窒
化物で形成されることが好ましい。

【０１３５】また前記スペキュラー層３１の中央部３１
ａの膜厚は３Å以上で１０Å以下で形成されることが好
ましい。

【０１３６】さらに前記非磁性層３２は、Ｒｕ、Ｒｈ、
Ｐｄ、Ｉｒ、Ｏｓ、Ｒｅ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａｕのう
ちいずれか１種または２種以上で形成されることが好ま
しい。前記非磁性層３２は２Å以上で８Å以下で形成さ
れることが好ましい。

【０１３７】本発明では、スペキュラー層３１の上に酸
化防止層となる非磁性層３２を形成することで、前記ス
ペキュラー層３１の膜厚が３Å〜１０Åに薄い膜厚であ
っても、適切に前記スペキュラー層３１やフリー磁性層
２６は大気暴露による酸化から保護される。また前記非
磁性層３２をＲｕなどの酸化されにくい緻密な膜で形成
することで、前記非磁性層３２を２Å〜８Åの薄い膜厚
で形成しても、適切に前記スペキュラー層３１およびフ
リー磁性層２６を大気暴露による酸化から保護でき、よ
って本発明では、前記フリー磁性層２６の中央部Ｄ上に
形成されるスペキュラー層３１および非磁性層３２の総
合膜厚ｈ２を薄く形成できる。本発明では前記総合膜厚
ｈ２を５Å以上で２０Å以下で形成することが好まし
い。なお総合膜厚ｈ２の最小値を５Åとしたのは、スペ
キュラー層３１の膜厚の最小値が３Å、非磁性層３２の
膜厚の最小値が２Åだからである。

【０１３８】このように、前記フリー磁性層２６の中央
部Ｄ上に形成されたスペキュラー層３１および非磁性層
３２の総合膜厚ｈ２を２０Å以下で形成することで、前
記スペキュラー層３１および非磁性層３２を成膜後、前
記フリー磁性層２６の両側端部Ｃ上に形成されたスペキ
ュラー層３１および非磁性層３２をイオンミリングで除
去する工程において、低エネルギーのイオンミリングを
使用でき、所定の位置でイオンミリングを止めることが
できるようにミリング制御しやすい。

【０１３９】図３に示す実施形態では、前記フリー磁性
層２６の両側端部Ｃ上に一部、スペキュラー層３１の両
側端部３１ｂが残されているが、前記スペキュラー層３
１の両側端部３１ｂの膜厚は非常に薄く、０．２Å（両
側端部３１ｂ全体での平均値）以上で３Å以下である。
このように薄い膜厚で前記スペキュラー層３１の両側端
部３１ｂが残されると、前記両側端部３１ｂを挟んで対
向するフリー磁性層２６の両側端部Ｃと強磁性層２８間
で適切に強磁性的な結合を生じさせることができ、ある
いは熱拡散によって前記フリー磁性層２６の両側端部Ｃ
と強磁性層２８を一体の強磁性体層のようにでき、前記
フリー磁性層２６の両側端部Ｃを効果的にトラック幅方
向（図示Ｘ方向）に単磁区化することができる。

【０１４０】一方、前記フリー磁性層２６の中央部Ｄの
磁化は外部磁界に対し磁化反転可能な程度に弱く単磁区
化される。

【０１４１】図３に示す実施形態であれば、今後の狭ト
ラック化においても効果的に前記フリー磁性層２６の磁
化制御を行うことが可能なスペキュラー層３１を有する
磁気検出素子を製造することができる。

【０１４２】なお前記フリー磁性層２６の中央部Ｄ上に
形成されたスペキュラー層３１の中央部３１ａの膜厚が
３Å以下の非常に薄い膜厚で形成されている場合、前記
中央部３１ａの膜厚と両側端部３１ｂの膜厚とが同じ大
きさであってもよい。

【０１４３】なお図３で説明しなかった層や膜厚、材質
等については図１で既に説明されているので、そちらを
参照されたい。

【０１４４】図４は、本発明における第４実施形態の磁
気検出素子の構造を記録媒体との対向面側から見た部分
断面図である。

【０１４５】図４に示す実施形態は、図３とスペキュラ
ー層３１の形態が異なるだけで、その他の層の形態は図
３と同じである。よって以下では主にスペキュラー層３
１の形態について説明する。

【０１４６】図４では、前記スペキュラー層３１はフリ
ー磁性層２６の中央部Ｄ上にのみ形成され、前記フリー
磁性層２６の両側端部Ｃ上には形成されていない。図３
で説明したように、前記フリー磁性層２６の中央部Ｄ上
に形成されるスペキュラー層３１および非磁性層３２を
すべて合わせた総合膜厚ｈ２は５Å以上で２０Å以下の
薄い膜厚で形成されている。

【０１４７】従って本発明では、前記フリー磁性層２６
の両側端部Ｃ上に形成されたスペキュラー層３１および
非磁性層３２をイオンミリングで除去する工程におい
て、低エネルギーのイオンミリングを使用しても、前記
スペキュラー層３１および非磁性層３２のみを適切にイ
オンミリングで除去することができる。

【０１４８】すなわち本発明では、低エネルギーのイオ
ンミリングであるから、ミリング速度を高エネルギーの
場合に比べて遅くでき、スペキュラー層３１および非磁
性層３２のみを除去し、前記フリー磁性層２６の両側端
部Ｃにイオンミリングによるダメージを極力与えないよ
うに適切にミリング制御することが可能になるのであ
る。

【０１４９】従って図４に示す実施形態では、前記フリ
ー磁性層２６の両側端部Ｃには、イオンミリングによる
ダメージが少なく、前記フリー磁性層２６の両側端部Ｃ
の磁気特性を良好に保つことができる。前記フリー磁性
層２６の両側端部Ｃ上には強磁性層２８および第２反強
磁性層２９が形成されており、前記強磁性層２８と第２
反強磁性層２９間で発生する交換結合磁界によって前記
強磁性層２８の磁化がトラック幅方向に強固に固定され
ることで、前記強磁性層２８と強磁性的に結合する前記
フリー磁性層２６の両側端部Ｃの磁化をトラック幅方向
に強固に単磁区化することができる。

【０１５０】よって本発明によれば、狭トラック化にお
いても、前記フリー磁性層２６の磁化制御を効果的に行
うことが可能であり、高記録密度化に優れたスペキュラ
ー層３１を有する磁気検出素子を製造することができ
る。

【０１５１】なお図４では、図３とスペキュラー層３１
の形態が異なるのみで、他の層の材質や膜厚等は同じで
あるから、他の層の詳細な説明に関しては図１や図３を
参照されたい。

【０１５２】図５は本発明における第５実施形態の磁気
検出素子の構造を記録媒体との対向面側から見た部分断
面図である。

【０１５３】この実施形態では図１ないし図４に示す実
施形態と異なって、前記スペキュラー層３１の上に非磁
性層３２が形成されていない。図１ないし図４において
前記非磁性層３２を形成していた理由は、前記非磁性層
３２を酸化防止層として機能させるためであったが、図
５に示す実施形態では、前記スペキュラー層３１自体
が、スペキュラー効果とともにフリー磁性層２６および
バックド層２７を大気暴露による酸化から保護する酸化
防止層としての役割を有している。

【０１５４】前記スペキュラー層３１が本発明において
酸化防止層として機能するためには、薄い膜厚であって
もその機能を果す必要がある。従って図１ないし図４で
は使用可能であったＴａなどの酸化物や窒化物を図５の
実施形態ではスペキュラー層３１として使用できない。
薄い膜厚で形成されたＴａなどの酸化物や窒化物からな
るスペキュラー層３１では、それよりも下側のバックド
層２７やフリー磁性層２６が大気暴露によって酸化され
てしまうからである。

【０１５５】よって図５で使用されるスペキュラー層３
１は、大気暴露によっても酸化が深くまで進行しにくい
材質で形成されている必要がある。本発明では、前記ス
ペキュラー層３１は、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｇ
ｅ、Ａｌのうち１種または２種以上からなる元素の酸化
物あるいは窒化物で形成されることが好ましい。

【０１５６】これら材質で形成されたスペキュラー層３
１は、大気暴露によっても酸化速度が遅い緻密な層であ
り、例えばＣｒ膜を成膜段階で薄い膜厚で前記バックド
層２７上に形成しておいても、前記Ｃｒ膜は大気暴露に
よる酸化の進行度が遅く、前記Ｃｒ膜下のバックド層２
７およびフリー磁性層２６が大気暴露による酸化の影響
を受けることを極力避けることができる。

【０１５７】本発明では、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｓ
ｉ、Ｇｅ、Ａｌのうち１種または２種以上からなる元素
の酸化物あるいは窒化物で形成されたスペキュラー層３
１は３Å以上で１５Å以下で形成されることが好まし
い。前記スペキュラー層３１の膜厚が３Åよりも小さい
と、前記スペキュラー層３１を介してバックド層２７及
びフリー磁性層２６が酸化されやすくなり好ましくな
い。また前記スペキュラー層３１の膜厚が１５Åよりも
大きいと、成膜段階におけるフリー磁性層２６の両側端
部Ｃ上に形成されるバックド層２７及びスペキュラー層
３１の総合膜厚ｈ３が２０Åよりも大きくなりやすくな
り、よって前記フリー磁性層２６の両側端部Ｃ上に形成
された前記スペキュラー層３１及びバックド層２７をイ
オンミリングで除去するとき、低エネルギーのイオンミ
リングによっては、適切に前記スペキュラー層３１を除
去しきれない場合があり、従来と同様に高エネルギーの
イオンミリングを使用しなければならない結果、フリー
磁性層２６の両側端部Ｃがイオンミリングによるダメー
ジを受けやすくなり好ましくない。

【０１５８】図５に示す実施形態では、前記フリー磁性
層２６の中央部Ｄ上に形成されたバックド層２７及びス
ペキュラー層３１の総合膜厚ｈ３は５Å以上で２０Å以
下で形成されることが好ましい。前記総合膜厚ｈ３の最
小値を５Åとしたのは、バックド層２７の膜厚の最小値
が２Åで、スペキュラー層３１の膜厚の最小値が３Åだ
からである。

【０１５９】また本発明では、前記総合膜厚ｈ３を２０
Å以下で形成することで、前記フリー磁性層２６の両側
端部Ｃ上に形成されたバックド層２７及びスペキュラー
層３１をイオンミリングで削り込む工程において、低エ
ネルギーのイオンミリングを使用でき、従来に比べて前
記フリー磁性層２６の両側端部Ｃにイオンミリングによ
るダメージを与えないようにすることができる。

【０１６０】図５に示す実施形態では、前記フリー磁性
層２６の両側端部Ｃ上に一部、バックド層２７の両側端
部２７ｂが残され、その上に強磁性層２８が形成されて
いる。すなわち図５では、前記フリー磁性層２６の両側
端部Ｃと強磁性層２８間にバックド層２７の両側端部２
７ｂが介在しているが、前記バックド層２７の両側端部
２７ｂは薄い膜厚で形成されており、前記バックド層２
７の両側端部２７ｂの膜厚は０．２Å以上で３Å以下で
あることが好ましい。なおここでいう「０．２Å」の膜
厚は前記バックド層２７の両側端部２７ｂ全体の平均値
である。０．２Åは、原子層の厚みよりも薄いことか
ら、バックド層２７を構成する原子が存在している場所
と、存在していない場所とが島状に分布する。このため
０．２Åの膜厚はバックド層２７の両側端部２７ｂ全体
の平均値である。

【０１６１】上記したように、前記バックド層２７の両
側端部２７ｂを０．２Å以上で３Å以下の薄い膜厚で形
成することで、前記フリー磁性層２６の両側端部Ｃと強
磁性層２８間に強磁性的な結合が生じる。前記強磁性層
２８はその上に形成された第２反強磁性層２９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）に強固に単磁区化される。これによって前記強磁
性層２８との間で強磁性的な結合が作用するフリー磁性
層２６の両側端部Ｃも、前記強磁性層２８が磁化された
方向と同一方向に向き、トラック幅方向（図示Ｘ方向）
に強固に単磁区化される。

【０１６２】ここで「強磁性的な結合」とは、前記バッ
クド層２７の両側端部２７ｂを介したフリー磁性層２６
の両側端部Ｃと強磁性層２８間のＲＫＫＹ的な強磁性結
合、あるいは前記バックド層２７の両側端部２７ｂに形
成されたピンホール等の欠陥を介した直接的な交換相互
作用によって前記フリー磁性層２６の両側端部Ｃの磁化
が前記強磁性層２８の磁化方向と同一方向に向くことを
意味する。

【０１６３】あるいは、前記バックド層２７の両側端部
Ｃを構成する元素は、前記強磁性層２８と第２反強磁性
層２９間に交換結合磁界を生じさせる際の磁場中アニー
ルなどによって熱拡散を起し、例えば強磁性層２８およ
びフリー磁性層２６がＮｉＦｅ合金で形成され、前記バ
ックド層２７がＣｕで形成されている場合、特に前記バ
ックド層２７の両側端部２７ｂが非常に薄い膜厚で形成
されていると、上記の熱拡散によってバックド層２７の
両側端部２７ｂが消滅し、前記フリー磁性層２６および
強磁性層２８の前記バックド層２７と対向する側にＮｉ
ＦｅＣｕ合金層が形成され、前記フリー磁性層２６の両
側端部Ｃと強磁性層２８とが一体の強磁性体層として機
能する。

【０１６４】これによってフリー磁性層２６の両側端部
Ｃは、前記強磁性層２８が、前記第２反強磁性層２９と
の間で発生する交換結合磁界によりトラック幅方向（図
示Ｘ方向）に磁化固定されることで、前記強磁性層２８
が磁化された方向と同一方向に向き、トラック幅方向
（図示Ｘ方向）に強固に単磁区化される。

【０１６５】次に本発明では、前記強磁性層２８の膜厚
は２Å以上で５０Å以下で形成されることが好ましい。

【０１６６】本発明ではこのように前記強磁性層２８を
薄く形成しても、前記フリー磁性層２６の両側端部Ｃと
の間で例えば上記した強磁性的な結合を効果的に生じさ
せることが可能である。それは、前記フリー磁性層２６
の両側端部Ｃがイオンミリングの影響を受けずに、適切
な磁気特性を保っているからであり、前記強磁性層２８
が上記した膜厚程度にまで薄く形成されることで、前記
強磁性層２８と第２反強磁性層２９間で大きな交換結合
磁界を生じさせることができるし、さらに前記強磁性層
２８の内側端部からの余分な静磁界が前記フリー磁性層
２６の中央部Ｄに影響を及ぼし、前記フリー磁性層２６
の感度を劣化させるといった問題も適切に抑制できる。

【０１６７】以上のように図５の実施形態によれば、前
記フリー磁性層２６の両側端部Ｃの磁化は、トラック幅
方向（図示Ｘ方向）に適切に固定される。

【０１６８】一方、前記フリー磁性層２６の中央部Ｄの
磁化は磁化反転できる程度に弱く単磁区化されている。
前記中央部Ｄのトラック幅方向（図示Ｘ方向）における
幅寸法と強磁性層２８の下面間のトラック幅方向（図示
Ｘ方向）の間隔で規定されるトラック幅Ｔｗはほぼ一致
しており、従って高記録密度化に対応するために狭トラ
ック化が促進されても、トラック幅Ｔｗ寸法内を適切に
磁化反転可能な感度領域として規定でき、高記録密度化
に適切に対応可能な磁気検出素子を製造することが可能
になっている。前記トラック幅Ｔｗは０．２μｍ以下で
形成されることが好ましい。

【０１６９】なお図５において、スペキュラー層３１の
材質は、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ａｌのう
ち１種または２種以上からなる元素の酸化物または窒化
物であると説明したが、上記材質以外の材質で形成され
た前記スペキュラー層３１が３Å以上で１５Å以下の膜
厚範囲内であっても、適切に大気暴露による酸化から前
記バックド層２７やフリー磁性層２６を保護できれば、
前記スペキュラー層３１の材質は、上記材質に限定され
ない。

【０１７０】なお図５で説明しなかった層や膜厚及び材
質などについては図１と同じであるのでそちらを参照さ
れたい。

【０１７１】図６は本発明における第６実施形態の磁気
検出素子の構造を記録媒体との対向面側から見た部分断
面図である。

【０１７２】図６に示す実施形態は、図５とバックド層
２７の形態が異なるだけで、その他の層の形態は図５と
同じである。よって以下では主にバックド層２７の形態
について説明する。

【０１７３】図６では、前記バックド層２７はフリー磁
性層２６の中央部Ｄ上にのみ形成され、前記フリー磁性
層２６の両側端部Ｃ上には形成されていない。図５で説
明したように、前記フリー磁性層２６上に形成されるバ
ックド層２７及びスペキュラー層３１をすべて合わせた
総合膜厚ｈ３は５Å以上で２０Å以下の薄い膜厚で形成
されている。

【０１７４】従って本発明では、前記フリー磁性層２６
の両側端部Ｃ上に形成されたバックド層２７及びスペキ
ュラー層３１をイオンミリングで除去する工程におい
て、低エネルギーのイオンミリングを使用しても、前記
バックド層２７及びスペキュラー層３１のみを適切にイ
オンミリングで除去することができる。

【０１７５】すなわち本発明では、低エネルギーのイオ
ンミリングであるから、ミリング速度を高エネルギーの
場合に比べて遅くでき、バックド層２７及びスペキュラ
ー層３１のみを除去し、前記フリー磁性層２６の両側端
部Ｃにイオンミリングによるダメージを極力与えないよ
うに適切にミリング制御することが可能になるのであ
る。

【０１７６】従って図６に示す実施形態では、前記フリ
ー磁性層２６の両側端部Ｃには、イオンミリングによる
ダメージが少なく、前記フリー磁性層２６の両側端部Ｃ
の磁気特性を良好に保つことができる。前記フリー磁性
層２６の両側端部Ｃ上には強磁性層２８および第２反強
磁性層２９が形成されており、前記強磁性層２８と第２
反強磁性層２９間で発生する交換結合磁界によって前記
強磁性層２８の磁化がトラック幅方向に強固に固定され
ることで、前記強磁性層２８と強磁性的な結合をする前
記フリー磁性層２６の両側端部Ｃの磁化をトラック幅方
向に強固に単磁区化することができる。

【０１７７】よって本発明によれば、狭トラック化にお
いても、前記フリー磁性層２６の磁化制御を効果的に行
うことが可能であり、高記録密度化に優れたスペキュラ
ー層３１を有する磁気検出素子を製造することができ
る。

【０１７８】なお図６では、図５とバックド層２７の形
態が異なるのみで、他の層の材質や膜厚等は同じである
から、他の層の詳細な説明に関しては図１や図５を参照
されたい。

【０１７９】図７は本発明における第７実施形態の磁気
検出素子の構造を記録媒体との対向面側から見た部分断
面図である。

【０１８０】図７に示す実施形態は図５および図６と異
なって、前記フリー磁性層２６上にバックド層２７が形
成されていない。図７では前記フリー磁性層２６上にス
ペキュラー層３１のみが形成されている。

【０１８１】この実施形態では、前記スペキュラー層３
１は、その中央部３１ａの膜厚が、両側端部３１ｂの膜
厚よりも厚く形成されている。

【０１８２】前記スペキュラー層３１は図５で説明した
のと同じく、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ａｌ
のうち１種または２種以上からなる元素の酸化物または
窒化物で形成されることが好ましい。

【０１８３】また前記スペキュラー層３１の中央部３１
ａの膜厚は３Å以上で１５Å以下で形成されることが好
ましい。

【０１８４】本発明では、上記した材質で形成されたス
ペキュラー層３１であれば、前記スペキュラー層３１に
スペキュラー効果を与えると共に、３Å以上で１５Å以
下の薄い膜厚であっても前記スペキュラー層３１を酸化
防止層として機能させることができる。

【０１８５】この実施形態では前記フリー磁性層２６上
には３Å以上で１５Å以下の薄い膜厚の前記スペキュラ
ー層３１のみ形成されているから、前記フリー磁性層２
６の両側端部Ｃ上に形成されたスペキュラー層３１をイ
オンミリングで除去する工程において、低エネルギーの
イオンミリングを使用でき、所定の位置でイオンミリン
グを止めるようにミリング制御しやすい。

【０１８６】図７に示す実施形態では、前記フリー磁性
層２６の両側端部Ｃ上に一部、スペキュラー層３１の両
側端部３１ｂが残されているが、前記スペキュラー層３
１の両側端部３１ｂの膜厚は非常に薄く、０．２Å（両
側端部３１ｂでの平均値）以上で３Å以下である。この
ように薄い膜厚で前記スペキュラー層３１の両側端部３
１ｂが残されると、前記両側端部３１ｂを挟んで対向す
るフリー磁性層２６の両側端部Ｃと強磁性層２８間で適
切に強磁性的な結合を生じさせることができ、あるいは
熱拡散によって前記フリー磁性層２６の両側端部Ｃと強
磁性層２８を一体の強磁性体層のようにでき、前記フリ
ー磁性層２６の両側端部Ｃを効果的にトラック幅方向
（図示Ｘ方向）に単磁区化することができる。

【０１８７】一方、前記フリー磁性層２６の中央部Ｄの
磁化は外部磁界に対し磁化反転可能な程度に弱く単磁区
化される。

【０１８８】図７に示す実施形態であれば、今後の狭ト
ラック化においても効果的に前記フリー磁性層２６の磁
化制御を行うことが可能なスペキュラー層３１を有する
磁気検出素子を製造することができる。

【０１８９】なお前記フリー磁性層２６の中央部Ｄ上に
形成されたスペキュラー層３１の中央部３１ａの膜厚が
３Å以下の薄い膜厚であっても適切にスペキュラー層３
１に酸化防止層としての機能を持たせることができる場
合、前記スペキュラー層３１を３Å以下の膜厚で形成し
てもよく、かかる場合、前記スペキュラー層３１の中央
部３１ａと両側端部３１ｂの膜厚とが同じ大きさであっ
てもよい。

【０１９０】なお図７で説明しなかった層や膜厚、材質
等については図１や図５で既に説明されているので、そ
ちらを参照されたい。

【０１９１】図８は、本発明における第８実施形態の磁
気検出素子の構造を記録媒体との対向面側から見た部分
断面図である。

【０１９２】図８に示す実施形態は、図７とスペキュラ
ー層３１の形態が異なるだけで、その他の層の形態は図
７と同じである。よって以下では主にスペキュラー層３
１の形態について説明する。

【０１９３】図８では、前記スペキュラー層３１はフリ
ー磁性層２６の中央部Ｄ上にのみ形成され、前記フリー
磁性層２６の両側端部Ｃ上には形成されていない。図７
で説明したように、前記フリー磁性層２６の中央部Ｄ上
に形成されるスペキュラー層３１は３Å以上で１５Å以
下の薄い膜厚で形成されている。

【０１９４】従って本発明では、前記フリー磁性層２６
の両側端部Ｃ上に形成されたスペキュラー層３１をイオ
ンミリングで除去する工程において、低エネルギーのイ
オンミリングを使用しても、前記スペキュラー層３１の
みを適切にイオンミリングで除去することができる。

【０１９５】すなわち本発明では、低エネルギーのイオ
ンミリングであるから、ミリング速度を高エネルギーの
場合に比べて遅くでき、スペキュラー層３１のみを除去
し、前記フリー磁性層２６の両側端部Ｃにイオンミリン
グによるダメージを極力与えないように適切にミリング
制御することが可能になるのである。

【０１９６】従って図８に示す実施形態では、前記フリ
ー磁性層２６の両側端部Ｃには、イオンミリングによる
ダメージが小さく、前記フリー磁性層２６の両側端部Ｃ
の磁気特性を良好に保つことができる。前記フリー磁性
層２６の両側端部Ｃ上には強磁性層２８および第２反強
磁性層２９が形成されており、前記強磁性層２８と第２
反強磁性層２９間で発生する交換結合磁界によって前記
強磁性層２８の磁化がトラック幅方向に強固に固定され
ることで、前記強磁性層２８と強磁性的な結合をする前
記フリー磁性層２６の両側端部Ｃの磁化をトラック幅方
向に強固に単磁区化することができる。

【０１９７】よって本発明によれば、狭トラック化にお
いても、前記フリー磁性層２６の磁化制御を効果的に行
うことが可能であり、高記録密度化に優れたスペキュラ
ー層３１を有する磁気検出素子を製造することができ
る。

【０１９８】なお図８では、図７とスペキュラー層３１
の形態が異なるのみで、他の層の材質や膜厚等は同じで
あるから、他の層の詳細な説明に関しては図１や図５を
参照されたい。

【０１９９】次に本発明におけるフリー磁性層２６の形
態について説明する。図１ないし図８に示す磁気検出素
子では、すべてフリー磁性層２６は２層構造であり、非
磁性材料層２５と接する側の層が、ＣｏＦｅやＣｏなど
の拡散防止層２６ａとなっている。磁性材料層２６ｂは
ＮｉＦｅ合金などの磁性材料で形成されている。

【０２００】前記フリー磁性層２６は磁性材料の単層で
形成されていてもよい。磁性材料としてはＮｉＦｅ合
金、ＣｏＦｅ合金、ＣｏＦｅＮｉ合金、Ｃｏ、ＣｏＮｉ
合金などを選択できる。このうち特に前記フリー磁性層
２６をＣｏＦｅＮｉ合金で形成することが好ましい。

【０２０１】図９は、前記フリー磁性層２６の部分を中
心に図示した部分拡大断面図である。断面は記録媒体と
の対向面側から見ている。

【０２０２】図９に示す形態ではフリー磁性層２６は３
層構造である。前記フリー磁性層２６を構成する符号３
６、３７、３８の各層はすべて磁性材料の層であり、磁
性材料層３６は、非磁性材料層２５との間で元素の拡散
を防止するための拡散防止層である。前記磁性材料層３
６はＣｏＦｅやＣｏなどで形成される。

【０２０３】磁性材料層３８の両側端部の上は、図１及
び図５の形態では、バックド層２７が形成されている。
また前記磁性材料層３８の両側端部の上は、図３及び図
７の形態では、スペキュラー層３１が形成されている。
かかる場合、前記磁性材料層３８は、ＣｏＦｅ合金で形
成されることが好ましく、これによって前記非磁性層２
７を介して対向する強磁性層２８と前記磁性材料３８間
で生じるＲＫＫＹ的な強磁性結合を強くできる。

【０２０４】図９に示す３層構造の材質の組合わせとし
ては、例えば磁性材料層３６：ＣｏＦｅ／磁性材料層３
７：ＮｉＦｅ／磁性材料層３８：ＣｏＦｅを提示でき
る。

【０２０５】磁性材料のみで形成されたフリー磁性層２
６の膜厚は３０Å〜４０Å程度で形成されることが好ま
しい。またフリー磁性層２６に使用されるＣｏＦｅ合金
の組成比は、例えばＣｏが９０ａｔ％、Ｆｅが１０ａｔ
％である。

【０２０６】図１０は、前記フリー磁性層２６の別の実
施形態を示す部分拡大断面図である。図１０に示すフリ
ー磁性層２６は積層フェリ構造と呼ばれる構造である。
これによりフリー磁性層２６の物理的な厚みを極端に薄
くすることなしに磁気的な実効的フリー磁性層２６の膜
厚を薄くでき、外部磁界に対する感度を向上させること
ができる。

【０２０７】符号３９、４１の層は磁性層であり、符号
４０の層は非磁性中間層である。磁性層３９および磁性
層４１は、例えばＮｉＦｅ合金、ＣｏＦｅ合金、ＣｏＦ
ｅＮｉ合金、Ｃｏ、ＣｏＮｉ合金などの磁性材料で形成
される。このうち特に前記磁性層３９及び／または磁性
層４１は、ＣｏＦｅＮｉ合金で形成されることが好まし
い。組成比としては、Ｆｅが９ａｔ％以上で１７ａｔ％
以下、Ｎｉが０．５ａｔ％以上で１０ａｔ％以下、残り
がＣｏのａｔ％であることが好ましい。

【０２０８】これにより前記磁性層３９、４１間に働く
ＲＫＫＹ相互作用による結合磁界を大きくできる。具体
的にはスピンフロップ磁界（Ｈｓｆ）を約２９３（ｋＡ
／ｍ）以上にできる。以上により、磁性層３９と磁性層
４１との磁化を適切に反平行状態にできる。また上記し
た組成範囲内であると、フリー磁性層２６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。

【０２０９】さらに、前記フリー磁性層２６の軟磁気特
性の向上、非磁性材料層２５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。

【０２１０】また前記非磁性中間層４０は、Ｒｕ、Ｒ
ｈ、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。

【０２１１】前記磁性層３９の膜厚は例えば３５Å程度
で、非磁性中間層４０は例えば９Å程度で、前記磁性層
４１の膜厚は例えば１５Å程度で形成される。

【０２１２】また前記磁性層３９と非磁性材料層２５と
の間には、ＣｏＦｅ合金やＣｏで形成された拡散防止層
が設けられていてもよい。さらには、前記磁性層４１上
にＣｏＦｅ合金で形成された磁性層が介在していてもよ
い。

【０２１３】かかる場合、磁性層３９及び／または磁性
層４１がＣｏＦｅＮｉ合金で形成されるとき、前記Ｃｏ
ＦｅＮｉ合金のＦｅの組成比は７原子％以上で１５原子
％以下で、Ｎｉの組成比は５原子％以上で１５原子％以
下で、残りの組成比はＣｏであることが好ましい。

【０２１４】これにより前記磁性層３９、４１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、スピンフロップ磁界（Ｈｓ
ｆ）を約２９３（ｋＡ／ｍ）にまで大きくすることがで
きる。よって磁性層３９、４１の磁化を適切に反平行状
態にすることができる。

【０２１５】また上記した組成範囲内であると、フリー
磁性層２６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。さらに、前記フリー磁性層２６の
軟磁気特性の向上を図ることができる。

【０２１６】図１１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１１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。

【０２１７】図１１に示す工程では、基板２０上にＮｉ
Ｆｅ合金、ＮｉＦｅＣｒ合金あるいはＣｒから形成され
たシードレイヤ２１を形成する。

【０２１８】さらに前記シードレイヤ２１上に第１反強
磁性層２３、固定磁性層２４、非磁性材料層２５、フリ
ー磁性層２６、バックド層２７、スペキュラー層３１を
連続成膜する。成膜にはスパッタや蒸着法が使用され
る。図１１に示す固定磁性層２４は、例えばＣｏＦｅ合
金などで形成された磁性層２４ａと磁性層２４ｃと、両
磁性層２４ａ、２４ｃ間に介在するＲｕなどの非磁性の
中間層２４ｂとの積層フェリ構造である。前記フリー磁
性層２６は、ＣｏＦｅ合金などの拡散防止層２６ａとＮ
ｉＦｅ合金などの磁性材料層２６ｂとの積層構造であ
る。

【０２１９】本発明では前記第１反強磁性層２３を、Ｐ
ｔＭｎ合金、または、Ｘ―Ｍｎ（ただしＸは、Ｐｄ，Ｉ
ｒ，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，Ａ
ｕ，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。

【０２２０】また前記ＰｔＭｎ合金及び前記Ｘ−Ｍｎの
式で示される合金において、ＰｔあるいはＸが３７〜６
３ａｔ％の範囲であることが好ましい。また、前記Ｐｔ
Ｍｎ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。

【０２２１】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。

【０２２２】また本発明では前記第１反強磁性層２３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前記第１反強磁性層２３を
形成することにより磁場中アニールで、前記第１反強磁
性層２３と固定磁性層２４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。

【０２２３】図１１工程ではバックド層２７を２Å以上
で５Å以下で形成することが好ましい。この程度の膜厚
で形成されれば、スピンフィルター効果を適切に発揮さ
せることができる。また前記バックド層２７の膜厚がこ
れよりも厚くなると、前記フリー磁性層２６上に形成さ
れる各層の総合膜厚ｈ１が２０Åを越えて形成されやす
くなることから、次工程で行なわれるイオンミリング工
程の際に、前記フリー磁性層２６の両側端部Ｃがイオン
ミリングによるダメージを受けやすくなり好ましくな
い。また前記バックド層２７をＣｕやＡｇ、Ａｕ、Ｒｕ
などで形成することが好ましい。

【０２２４】図１１工程では前記スペキュラー層３１
を、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ａｌ、Ｓｉ、
Ｇｅ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗあるいは希土類元素のうち１種ま
たは２種以上からなる元素の酸化物または窒化物で形成
することが好ましい。

【０２２５】前記スペキュラー層３１の形成方法につい
て以下で詳しく説明する。まず本発明では、Ｔｉ、Ｚ
ｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｃｒ、
Ｍｏ、Ｗあるいは希土類元素のうち１種または２種以上
からなる元素膜を前記バックド層２７上に１Å以上で５
Å以下の薄い膜厚でスパッタあるいは蒸着法で形成する
ことが好ましい。本発明では、前記スペキュラー層３１
の元素膜を非常に薄い膜厚で成膜する点に製造工程の特
徴点がある。

【０２２６】前記元素膜を１Åよりも小さくすると、前
記元素膜を酸化したときに、前記バックド層２７やフリ
ー磁性層２６が酸化の影響を受けたり、あるいは前記ス
ペキュラー層３１が効果的なスペキュラー効果を発揮で
きず好ましくない。

【０２２７】また前記元素膜を５Åよりも大きくする
と、前記元素膜を酸化してスペキュラー層３１を形成し
たときに、前記スペキュラー層３１が１０Åよりも厚い
膜厚となり、特に図１１に示す工程では、前記スペキュ
ラー層３１のみならずバックド層２７や後で説明する非
磁性層３２も前記フリー磁性層２６上に形成されるの
で、前記フリー磁性層２６上に形成される各層の総合膜
厚ｈ１が２０Åを越えて形成されやすくなり、次工程で
前記フリー磁性層２６の両側端部Ｃ上をイオンミリング
する工程時に、前記両側端部Ｃがイオンミリングによる
ダメージを受けやすく好ましくない。

【０２２８】前記バックド層３１上に、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈ
ｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｃｒ、Ｍｏ、
Ｗあるいは希土類元素のうち１種または２種以上からな
る元素膜を１Å以上で５Å以下の薄い膜厚で形成した
後、前記元素膜を真空槽内で低圧酸化あるいは低圧窒化
する。

【０２２９】真空槽内における低圧酸化や低圧窒化によ
り、前記元素膜をゆっくりと酸化あるいは窒化でき、前
記元素膜が１Å以上で５Å以下の薄い膜厚であっても、
前記元素膜のみを過不足なく酸化や窒化できると共に、
その下に形成されたバックド層２７やフリー磁性層２６
までが酸化や窒化されるのを適切に防止できる。

【０２３０】酸化には、低圧下における自然酸化、ラジ
カル酸化あるいはプラズマ酸化を使用することが好まし
い。

【０２３１】なお本発明では、真空槽内におけるガス圧
は、０．１３Ｐａ〜１．３×１０⁴Ｐａであることが好
ましい。

【０２３２】上記した酸化や窒化工程において、前記元
素膜はスペキュラー層３１となるが、このとき前記スペ
キュラー層３１は成膜段階における元素膜の膜厚よりも
厚くなる。しかし上記したように前記元素膜は成膜段階
で１Å以上で５Å以下の非常に薄い膜厚であるため、酸
化や窒化によって形成されたスペキュラー層３１の膜厚
は３Å以上で１０Å以下となり、依然として前記スペキ
ュラー層３１の膜厚を非常に薄く保つことができる。

【０２３３】本発明では、この真空槽内で、前記スペキ
ュラー層３１を形成した後、この真空槽内から製造中の
磁気検出素子を外に出さずに、前記真空槽内で、前記ス
ペキュラー層３１の上に図１１に示す非磁性層３２をス
パッタあるいは蒸着法により形成する。真空槽内で非磁
性層３２を成膜することで、前記スペキュラー層３１が
大気に曝されることなく、前記非磁性層３２が形成され
る前の段階で前記スペキュラー層３１、バックド層２７
及びフリー磁性層２６を大気暴露による酸化から適切に
保護することができる。

【０２３４】本発明では、前記非磁性層３２を、Ｒｕ、
Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｏｓ、Ｒｅ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａ
ｕのうちいずれか１種または２種以上で形成することが
好ましい。

【０２３５】上記元素で形成された非磁性層３２は、酸
化されにくい緻密な膜であり、膜厚が薄くても適切に酸
化防止層としての役割を果す。

【０２３６】本発明では前記非磁性層３２を２Å以上で
８Å以下の薄い膜厚で形成することが好ましい。前記非
磁性層３２を２Åよりも薄い膜厚で形成すると、酸化防
止層としての機能が低下し、その下に形成されたスペキ
ュラー層３１、バックド層２７及びフリー磁性層２６が
酸化されやすくなって好ましくない。

【０２３７】一方、前記非磁性層３２を８Åよりも大き
い膜厚で形成すると、フリー磁性層２６上に形成され
る、バックド層２７、スペキュラー層３１および非磁性
層３２からなる各層の総合膜厚が２０Åを越えて厚く形
成されやすく、次工程で前記フリー磁性層２６の両側端
部Ｃ上をイオンミリングで削り込む段階において、前記
フリー磁性層２６の両側端部Ｃがイオンミリングによる
ダメージを受けやすくなって好ましくない。なお前記ス
ペキュラー層３１をＣｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｇ
ｅ、Ａｌのうち１種または２種以上の元素からなる酸化
物あるいは窒化物で形成する場合、前記スペキュラー層
３１は、大気中でも酸化が深く進行しにくいので、かか
る場合、真空槽内で前記スペキュラー層３１を形成しな
くてもよい。

【０２３８】本発明では、前記フリー磁性層２６上に形
成される、バックド層２７、スペキュラー層３１および
非磁性層３２の各層の総合膜厚ｈ１が７Å以上で２０Å
以下になるように各層の膜厚を制御することが好まし
い。この程度の総合膜厚ｈ１により、バックド層２７、
スペキュラー層３１および非磁性層３２のそれぞれが担
う機能を適切に発揮させることができるとともに、次工
程でのイオンミリングで前記フリー磁性層２６の両側端
部Ｃが受ける前記イオンミリングによるダメージを低減
させることができる。

【０２３９】図１１に示すように基板２０上に非磁性層
３２までの各層を積層した後、第１の磁場中アニールを
施す。トラック幅Ｔｗ（図示Ｘ方向）と直交する方向で
ある第１の磁界（図示Ｙ方向）を印加しつつ、第１の熱
処理温度で熱処理し、第１の反強磁性層２３と固定磁性
層２４を構成する磁性層２４ａとの間に交換結合磁界を
発生させて、前記磁性層２４ａの磁化を図示Ｙ方向に固
定する。もう一方の磁性層２４ｃの磁化は、前記磁性層
２４ａとの間で働くＲＫＫＹ相互作用による交換結合に
よって図示Ｙ方向とは逆方向に固定される。なお例えば
前記第１の熱処理温度を２７０℃とし、磁界の大きさを
８００ｋ（Ａ／ｍ）とする。

【０２４０】次に図１２に示す工程では前記非磁性層３
２の上面にレジスト層４９を形成し、このレジスト層を
露光現像することによって図１２に示す形状のレジスト
層４９を前記非磁性層３２上に残す。前記レジスト層４
９は例えばリフトオフ用のレジスト層である。

【０２４１】次に前記レジスト層４９に覆われていない
前記非磁性層３２の両側端部３２ｂを、図１２に示す矢
印Ｈ方向からのイオンミリングで削る（図１２に示す点
線部分の非磁性層３２が除去される）。

【０２４２】さらに前記非磁性層３２の両側端部３２ｂ
をすべて除去した後、前記非磁性層３２の両側端部３２
ｂ下のスペキュラー層３１の両側端部３１ｂをすべて除
去し、露出したバックド層２７の両側端部２７ｂをも一
部削る（図１２に示す点線部分のスペキュラー層３１お
よびバックド層２７が除去される）。

【０２４３】この図１２工程では、前記フリー磁性層２
６の両側端部Ｃ上に薄い膜厚のバックド層２７の両側端
部２７ｂが残される。

【０２４４】上記したように、前記フリー磁性層２６上
に形成されたバックド層２７、スペキュラー層３１およ
び非磁性層３２の各層の総合膜厚ｈ１は２０Å以下の薄
い膜で形成される。このため本発明では、図１２でのイ
オンミリング工程で低エネルギーのイオンミリングを使
用することができる。このような低エネルギーのイオン
ミリングを使用できることで、バックド層２７の両側端
部２７ｂの途中でミリングを止めるようにミリング制御
しやすくなる。

【０２４５】このように本発明では低エネルギーのイオ
ンミリングを使用でき、従来に比べてミリング深さの制
御性を向上させることができるのである。

【０２４６】ただし前記バックド層２７が３Å以下の薄
い膜厚で形成される場合、前記バックド層２７の両側端
部２７ｂ表面が露出した瞬間にイオンミリングを止めて
もよい。かかる場合、前記バックド層２７の中央部２７
ａと両側端部２７ｂとを同じ膜厚で形成することができ
る。

【０２４７】なおミリング時間は３０秒から６０秒程
度、ミリング角度は、基板２０表面の垂直方向に対し３
０°から７０°、好ましくは４０°から６０°傾いた角
度で行うことが好ましい。これにより前記フリー磁性層
２６の両側端部Ｃ上に一部、薄い膜厚のバックド層２７
を残すことができる。

【０２４８】本発明では、前記フリー磁性層２６の両側
端部Ｃ上に残すバックド層２７の両側端部２７ｂの膜厚
を０．２Å以上で３Å以下とすることが好ましい。次工
程で、前記バックド層２７の両側端部２７ｂ上に強磁性
層２８を形成するが、残される前記バックド層２７の両
側端部２７ｂの膜厚が厚いと、前記フリー磁性層２６の
両側端部Ｃと強磁性層２８間が磁気的に分離されてしま
い、前記フリー磁性層２６の両側端部Ｃを適切に磁化制
御することができないからである。

【０２４９】本発明では残される前記バックド層２７の
両側端部２７ｂの膜厚を０．２Å以上で３Å以下の薄い
膜厚で形成することで、前記フリー磁性層２６の両側端
部Ｃと強磁性層２８間に強磁性的な結合を生じさせるこ
とができ、前記フリー磁性層２６の磁化制御を適切に行
うことができる。

【０２５０】なおここで言う「強磁性的な結合」とは、
バックド層２７の両側端部２７ｂを介したフリー磁性層
２６の両側端部Ｃと強磁性層２８間におけるＲＫＫＹ的
な強磁性結合や、バックド層２７に形成されたピンホー
ルなどの欠陥部を介した前記フリー磁性層２６の両側端
部Ｃと強磁性層２８間の直接的な交換相互作用により、
前記フリー磁性層２６の両側端部Ｃが前記強磁性層２８
の磁化方向と同一方向に磁化されることを意味する。

【０２５１】次に図１３工程を施す。図１３工程では、
前記バックド層２７の両側端部２７ｂ上に強磁性層２
８、第２反強磁性層２９、電極層３０を連続成膜する。
成膜にはスパッタや蒸着法を使用できる。成膜された前
記強磁性層２８の内側端部２８ａ、第２反強磁性層２９
の内側端部２９ａ及び電極層３０の内側端部３０ａは、
下面から上面に向うにしたがって（図示Ｚ方向）、徐々
に前記内側端部の間隔が広がる傾斜面あるいは湾曲面で
形成される。

【０２５２】またこの実施形態では前記強磁性層２８の
下面間の間隔でトラック幅Ｔｗが規定される。

【０２５３】前記第２反強磁性層２９に使用される材質
は、第１反強磁性層２３に使用される反強磁性材料と同
じものであることが好ましい。

【０２５４】また前記第２反強磁性層２９の膜厚は８０
Å以上で５００Å以下程度の厚い膜厚で形成されること
が好ましい。前記第２反強磁性層２９と強磁性層２８間
に適切な大きさの交換結合磁界を生じさせることができ
るからである。

【０２５５】図１３に示すように電極層３０まで積層形
成した後、前記強磁性層２８を構成する元素からなる強
磁性材料の層２８ｂ、第２反強磁性層２９を構成する元
素からなる反強磁性材料の膜２９ｂ及び電極層３０を構
成する元素からなる電極材料の膜３０ｂが付着した前記
レジスト層４９をリフトオフで除去する。

【０２５６】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２３の交換異方性磁界よりも小さ
く、しかも熱処理温度を、前記第１反強磁性層２３のブ
ロッキング温度よりも低くする。これによって前記第１
反強磁性層２３の交換異方性磁界の方向をハイト方向
（図示Ｙ方向）に向けたまま、前記第２反強磁性層２９
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２５
０℃であり、磁界の大きさは２４ｋ（Ａ／ｍ）である。

【０２５７】図１３に示すように、前記強磁性層２８上
に第２反強磁性層２９が形成され、上記した第２の磁場
中アニールを施すことにより、前記強磁性層２８と第２
反強磁性層２９間に交換結合磁界が発生し、前記強磁性
層２８がトラック幅方向（図示Ｘ方向）に磁化固定され
る。これによって前記フリー磁性層２６の両側端部Ｃの
磁化は、前記バックド層２７の両側端部２７ｂを介した
前記強磁性層２８との間の強磁性的な結合によって、前
記強磁性層２８と同じ磁化方向に強固に固定される。

【０２５８】あるいは前記第２の磁場中アニールなどに
よって、前記バックド層２７の両側端部２７ｂを構成す
る元素が、前記強磁性層２８やフリー磁性層２６の両側
端部Ｃに熱拡散することで、前記強磁性層２８及びフリ
ー磁性層２６の両側端部Ｃを一体の強磁性体層のように
形成でき、これによって前記フリー磁性層２６の両側端
部Ｃをトラック幅方向に適切に磁化固定することができ
る。

【０２５９】なお前記フリー磁性層２６及び強磁性層２
８内部に拡散したバックド層２７を構成する元素は、前
記フリー磁性層２６の下面側よりも前記フリー磁性層２
６の表面側の方が多く、強磁性層２８の表面側よりも下
面側の方が多い。拡散したバックド層２７の元素の組成
比は、前記フリー磁性層２６の表面から下面に向うに従
って、及び強磁性層２８の下面から表面に向うにしたが
って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（２次イオン質量分析装
置）などで確認することが可能である。

【０２６０】一方、前記強磁性層２８及び第２反強磁性
層２９は前記フリー磁性層２６の両側端部Ｃ上にのみ設
けられ、前記フリー磁性層２６の中央部Ｄ上には設けら
れていないから、前記フリー磁性層２６の中央部Ｄの磁
化が強固に固定されるといったことはなく、前記フリー
磁性層２６の中央部Ｄの磁化は外部磁界に対し磁化反転
可能な程度に弱くトラック幅方向（図示Ｘ方向）に単磁
区化される。

【０２６１】また図１３工程では、前記強磁性層２８を
２Å以上で５０Å以下で形成することが好ましい。

【０２６２】本発明では、前記フリー磁性層２６の両側
端部Ｃは、図１２工程でのイオンミリングのダメージを
受けていないから前記フリー磁性層２６の両側端部Ｃは
良好な磁気特性を保っており、したがって前記強磁性層
２８を上記した程度にまで薄く形成しても、前記強磁性
層２８との間で生じる強磁性的な結合を強いものにする
ことができる。このため本発明では前記強磁性層２８の
膜厚を従来に比べて厚く形成する必要性がないから、前
記強磁性層２８と第２反強磁性層２９間で発生する交換
結合磁界を十分に大きくできると共に、前記強磁性層２
８の内側端部２８ａから余分な静磁界が前記フリー磁性
層２６の中央部Ｄに影響を及ぼすことを抑制でき、高記
録密度化においても感度に優れた磁気検出素子を製造す
ることが可能になっている。

【０２６３】上記のように本発明の製造方法によれば従
来に比べて適切にフリー磁性層２６の磁化制御を行うこ
とができ、狭トラック化においても再生感度に優れたス
ペキュラー層３１を有する磁気検出素子を製造すること
ができる。

【０２６４】以上の製造工程によって図１に示す磁気検
出素子を製造することが可能である。図２に示す磁気検
出素子の製造方法は、図１２工程時に、前記レジスト層
４９のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の両側に位置する
非磁性層３２の両側端部３２ｂ、スペキュラー層３１の
両側端部３１ｂ及びバックド層２７の両側端部２７ｂを
すべて除去し、前記フリー磁性層２６の両側端部Ｃを露
出させる。

【０２６５】本発明では、図１１工程で、前記フリー磁
性層２６上に形成された、バックド層２７、スペキュラ
ー層３１及び非磁性層３２を足し合わせた総合膜厚ｈ１
は、２０Å以下の薄い膜厚であるため、図１２工程で、
非磁性層３２の両側端部３２ｂ、スペキュラー層３１の
両側端部３１ｂ及びバックド層２７の両側端部２７ｂを
すべて除去するときに、低エネルギーのイオンミリング
を使用することができ、前記バックド層２７の両側端部
２７ｂをすべて除去した瞬間に、イオンミリングを止め
ることができるようにミリング制御しやすい。よって本
発明では、図１２工程で前記フリー磁性層２６の両側端
部Ｃを露出させたときでも、前記フリー磁性層２６の両
側端部Ｃがイオンミリングによるダメージを受け難く、
前記フリー磁性層２６の両側端部Ｃの磁気特性を良好に
保つことができ、前記フリー磁性層２６の磁化制御を適
切に行うことが可能である。

【０２６６】図３に示す磁気検出素子の製造方法では、
図１１工程で、フリー磁性層２６上にスペキュラー層３
１及び非磁性層３２を形成した後、図１２工程で、前記
レジスト層４９のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の両側
から露出する非磁性層３２の両側端部３２ｂをすべて除
去し、さらに露出した前記スペキュラー層３１の両側端
部３１ｂを一部除去し（あるいは前記スペキュラー層３
１の膜厚が３Å以下であれば、両側端部３１ｂが露出し
た瞬間、イオンリングを止め、前記スペキュラー層３１
が削られないようにすることもできる）、薄い膜厚、具
体的には０．２Å以上で３Å以下のスペキュラー層３１
の両側端部３１ｂを前記フリー磁性層２６の両側端部Ｃ
上に残す。その後、図１３工程を施せばよい。

【０２６７】図４に示す磁気検出素子の製造方法では、
図１１工程で、フリー磁性層２６上にスペキュラー層３
１及び非磁性層３２を形成した後、図１２工程で、前記
レジスト層４９のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の両側
から露出する非磁性層３２の両側端部３２ｂ及び前記ス
ペキュラー層３１の両側端部３１ｂを全て除去して、前
記フリー磁性層２６の両側端部Ｃ表面を露出させ、その
後、図１３工程を施せばよい。

【０２６８】図１４ないし図１６は、図５に示す磁気検
出素子の製造方法を示す一工程図である。各図は、製造
工程中の磁気検出素子を記録媒体との対向面側から見た
部分断面図である。

【０２６９】図１４に示す工程では、基板２０上にＮｉ
Ｆｅ合金、ＮｉＦｅＣｒ合金あるいはＣｒから形成され
たシードレイヤ２１を形成する。

【０２７０】さらに前記シードレイヤ２１上に第１反強
磁性層２３、固定磁性層２４、非磁性材料層２５、フリ
ー磁性層２６、バックド層２７、スペキュラー層３１を
連続成膜する。成膜にはスパッタや蒸着法が使用され
る。図１１に示す固定磁性層２４は、例えばＣｏＦｅ合
金などで形成された磁性層２４ａと磁性層２４ｃと、両
磁性層２４ａ、２４ｃ間に介在するＲｕなどの非磁性の
中間層２４ｂとの積層フェリ構造である。前記フリー磁
性層２６は、ＣｏＦｅ合金などの拡散防止層２６ａとＮ
ｉＦｅ合金などの磁性材料層２６ｂとの積層構造であ
る。

【０２７１】本発明では前記第１反強磁性層２３を、Ｐ
ｔＭｎ合金、または、Ｘ―Ｍｎ（ただしＸは、Ｐｄ，Ｉ
ｒ，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，Ａ
ｕ，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。

【０２７２】また前記ＰｔＭｎ合金及び前記Ｘ−Ｍｎの
式で示される合金において、ＰｔあるいはＸが３７〜６
３ａｔ％の範囲であることが好ましい。また、前記Ｐｔ
Ｍｎ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。

【０２７３】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。

【０２７４】また本発明では前記第１反強磁性層２３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前記第１反強磁性層２３を
形成することにより磁場中アニールで、前記第１反強磁
性層２３と固定磁性層２４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。

【０２７５】図１４工程ではバックド層２７を２Å以上
で５Å以下で形成することが好ましい。上記膜厚範囲内
で前記バックド層２７を形成することにより、スピンフ
ィルター効果を適切に発揮させることができる。なお前
記バックド層２７の膜厚がこれよりも厚くなると、前記
フリー磁性層２６上に形成される各層の総合膜厚ｈ３が
２０Åを越えて厚く形成されやすくなることから、次工
程で行なわれるイオンミリング工程の際に、前記フリー
磁性層２６の両側端部Ｃがイオンミリングによるダメー
ジを受けやすくなり好ましくない。また前記バックド層
２７をＣｕやＡｇ、Ａｕ、Ｒｕなどで形成することが好
ましい。

【０２７６】図１４工程では前記スペキュラー層３１
を、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ａｌのうち１
種または２種以上からなる元素の酸化物または窒化物で
形成することが好ましい。

【０２７７】この図１４工程における前記スペキュラー
層３１の材質は、図１１工程におけるスペキュラー層３
１の材質よりも限定されている。その理由は、図１４工
程ではスペキュラー層３１上に非磁性層３２を形成せ
ず、前記スペキュラー層３１自体に酸化防止層的な役割
を持たせる必要があるからである。

【０２７８】上記した前記スペキュラー層３１を構成す
るＣｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ａｌのうち１種
または２種以上からなる元素は、これら元素自体、大気
暴露によっても深さ方向の酸化速度が遅く、これらの元
素膜を薄い膜厚で前記バックド層２７上に形成しても前
記バックド層２７及びフリー磁性層２６にまで酸化が及
ぶといった不具合は発生しない。

【０２７９】本発明では、まずＣｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、
Ｓｉ、Ｇｅ、Ａｌのうち１種または２種以上からなる元
素膜を、１Å以上で７Å以下程度の薄い膜厚で、前記バ
ックド層２７上にスパッタあるいは蒸着法によって形成
する。この膜厚範囲よりも小さいと前記元素膜の酸化防
止層としての機能が低下し、バックド層２７やフリー磁
性層２６が大気暴露によって酸化されやすくなり好まし
くない。またこの膜厚範囲よりも大きいと、前記元素膜
を酸化して形成されたスペキュラー層３１の膜厚が厚く
なりすぎ、次工程でのイオンミリング工程で、前記フリ
ー磁性層２６の両側端部Ｃが前記イオンミリングのダメ
ージを受けやすくなり好ましくない。

【０２８０】前記元素膜は、大気暴露によっても深さ方
向の酸化速度がＴａ膜などと比べて非常に遅いため、前
記元素膜をバックド層２７上に形成した状態で、大気暴
露しても前記元素膜を介して前記バックド層２７やフリ
ー磁性層２６までに酸化は及ばず、前記元素膜が適切な
酸化防止層としての役割を担っている。

【０２８１】前記元素膜が酸化されることで、前記元素
膜はスペキュラー層３１になる。前記元素膜の酸化によ
ってスペキュラー層３１の膜厚は成膜段階における元素
膜の膜厚より厚くなるが、本発明では成膜段階における
前記元素膜の膜厚を１Å〜７Å程度の薄い膜厚で形成し
ているため、酸化によって形成された前記スペキュラー
層３１は依然として薄い膜厚であり、本発明では前記ス
ペキュラー層３１の膜厚を３Å以上で１５Å以下で形成
することが好ましい。前記スペキュラー層３１の膜厚が
厚く形成されすぎると、次工程でのイオンミリング工程
で、前記フリー磁性層２６の両側端部Ｃがイオンミリン
グのダメージを受けやすくなって好ましくないからであ
る。

【０２８２】なお上記した元素膜を酸化するには自然酸
化やラジカル酸化あるいはプラズマ酸化を使用すること
が好ましい。また前記元素膜を窒化して、前記スペキュ
ラー層３１を窒化物で構成してもよい。

【０２８３】本発明では、前記フリー磁性層２６上に形
成される、バックド層２７、スペキュラー層３１の各層
の総合膜厚ｈ３を５Å以上で２０Å以下になるように各
層の膜厚を制御することが好ましい。これによって前記
バックド層２７およびスペキュラー層３１としての機能
を適切に発揮させることができると共に、次工程でのイ
オンミリングで前記フリー磁性層２６の両側端部Ｃが受
ける前記イオンミリングによるダメージを低減させるこ
とができる。

【０２８４】図１４に示すように基板２０上にスペキュ
ラー層３１までの各層を積層した後、第１の磁場中アニ
ールを施す。トラック幅Ｔｗ（図示Ｘ方向）と直交する
方向である第１の磁界（図示Ｙ方向）を印加しつつ、第
１の熱処理温度で熱処理し、第１の反強磁性層２３と固
定磁性層２４を構成する磁性層２４ａとの間に交換結合
磁界を発生させて、前記磁性層２４ａの磁化を図示Ｙ方
向に固定する。もう一方の磁性層２４ｃの磁化は、前記
磁性層２４ａとの間で働くＲＫＫＹ相互作用による交換
結合によって図示Ｙ方向とは逆方向に固定される。なお
例えば前記第１の熱処理温度を２７０℃とし、磁界の大
きさを８００ｋ（Ａ／ｍ）とする。

【０２８５】次に図１５に示す工程では前記スペキュラ
ー層３１の上面にレジスト層を形成し、このレジスト層
を露光現像することによって図１５に示す形状のレジス
ト層５０を前記スペキュラー層３１上に残す。前記レジ
スト層５０は例えばリフトオフ用のレジスト層である。

【０２８６】次に前記レジスト層５０に覆われていない
前記スペキュラー層３１の両側端部３１ｂを、図１２に
示す矢印Ｉ方向からのイオンミリングで削る（図１５に
示す点線部分のスペキュラー層３１が除去される）。

【０２８７】さらに前記スペキュラー層３１の両側端部
３１ｂをすべて除去した後、露出したバックド層２７の
両側端部２７ｂをも一部削る（図１５に示す点線部分の
スペキュラー層３１およびバックド層２７が除去され
る）。

【０２８８】この図１５工程では、前記フリー磁性層２
６の両側端部Ｃ上に薄い膜厚のバックド層２７の両側端
部２７ｂが残される。

【０２８９】上記したように、前記フリー磁性層２６上
に形成されたバックド層２７、スペキュラー層３１の各
層の総合膜厚ｈ３は２０Å以下の薄い膜で形成される。
このため本発明では、図１５でのイオンミリング工程で
低エネルギーのイオンミリングを使用することができ
る。このような低エネルギーのイオンミリングを使用で
きることで、バックド層２７の両側端部２７ｂの途中で
ミリングを止めるようにミリング制御しやすい。

【０２９０】このように本発明では低エネルギーのイオ
ンミリングを使用でき、従来に比べてミリング深さの制
御性を向上させることができるのである。

【０２９１】ただし前記バックド層２７が３Å以下の薄
い膜厚で形成される場合、前記バックド層２７の両側端
部２７ｂ表面が露出した瞬間にイオンミリングを止めて
もよい。かかる場合、前記バックド層２７の中央部２７
ａと両側端部２７ｂとを同じ膜厚で形成することができ
る。

【０２９２】なおミリング時間は３０秒から６０秒程
度、ミリング角度は、基板２０表面の垂直方向に対し３
０°から７０°、好ましくは４０°から６０°傾いた角
度で行うことが好ましい。これにより前記フリー磁性層
２６の両側端部Ｃ上に一部、薄い膜厚のバックド層２７
の両側端部２７ｂを残しやすくなる。

【０２９３】本発明では、前記フリー磁性層２６の両側
端部Ｃ上に残すバックド層２７の両側端部２７ｂの膜厚
を０．２Å以上で３Å以下とすることが好ましい。次工
程で、前記バックド層２７の両側端部２７ｂ上に強磁性
層２８を形成するが、残される前記バックド層２７の両
側端部２７ｂの膜厚が厚いと、前記フリー磁性層２６の
両側端部Ｃと強磁性層２８間が磁気的に分離されてしま
い、前記フリー磁性層２６の両側端部Ｃを適切に磁化制
御することができないからである。

【０２９４】本発明では残される前記バックド層２７の
両側端部２７ｂの膜厚を０．２Å以上で３Å以下の薄い
膜厚で形成することで、前記フリー磁性層２６の両側端
部Ｃと強磁性層２８間に強磁性的な結合を生じさせるこ
とができ、前記フリー磁性層２６の磁化制御を適切に行
うことができる。

【０２９５】なおここで言う「強磁性的な結合」とは、
バックド層２７の両側端部２７ｂを介したフリー磁性層
２６の両側端部Ｃと強磁性層２８間におけるＲＫＫＹ的
な強磁性結合や、バックド層２７に形成されたピンホー
ルなどの欠陥部を介した前記フリー磁性層２６の両側端
部Ｃと強磁性層２８間の直接的な交換相互作用により、
前記フリー磁性層２６の両側端部Ｃが前記強磁性層２８
の磁化方向と同一方向に磁化されることを意味する。

【０２９６】次に図１６工程を施す。図１６工程では、
前記バックド層２７の両側端部２７ｂ上に強磁性層２
８、第２反強磁性層２９、電極層３０を連続成膜する。
成膜にはスパッタや蒸着法を使用できる。成膜された前
記強磁性層２８の内側端部２８ａ、第２反強磁性層２９
の内側端部２９ａ及び電極層３０の内側端部３０ａは、
下面から上面に向うにしたがって（図示Ｚ方向）、徐々
に前記内側端部の間隔が広がる傾斜面あるいは湾曲面で
形成される。

【０２９７】またこの実施形態では前記強磁性層２８の
下面間の間隔でトラック幅Ｔｗが規定される。

【０２９８】前記第２反強磁性層２９に使用される材質
は、第１反強磁性層２３に使用される反強磁性材料と同
じものであることが好ましい。

【０２９９】また前記第２反強磁性層２９の膜厚は８０
Å以上で５００Å以下程度の厚い膜厚で形成されること
が好ましい。前記第２反強磁性層２９と強磁性層２８間
に適切な大きさの交換結合磁界を生じさせることができ
るからである。

【０３００】図１６に示すように電極層３０まで積層形
成した後、前記強磁性層２８を構成する元素からなる強
磁性材料の層２８ｂ、第２反強磁性層２９を構成する元
素からなる反強磁性材料の膜２９ｂ及び電極層３０を構
成する元素からなる電極材料の膜３０ｂが付着した前記
レジスト層５０をリフトオフで除去する。

【０３０１】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２３の交換異方性磁界よりも小さ
く、しかも熱処理温度を、前記第１反強磁性層２３のブ
ロッキング温度よりも低くする。これによって前記第１
反強磁性層２３の交換異方性磁界の方向をハイト方向
（図示Ｙ方向）に向けたまま、前記第２反強磁性層２９
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２５
０℃であり、磁界の大きさは２４ｋ（Ａ／ｍ）である。

【０３０２】図１６に示すように、前記強磁性層２８上
に第２反強磁性層２９が形成され、上記した第２の磁場
中アニールを施すことにより、前記強磁性層２８と第２
反強磁性層２９間に交換結合磁界が発生し、前記強磁性
層２８がトラック幅方向（図示Ｘ方向）に磁化固定され
る。これによって前記フリー磁性層２６の両側端部Ｃの
磁化は、前記バックド層２７の両側端部２７ｂを介した
前記強磁性層２８との間の強磁性的な結合によって前記
強磁性層２８と同じ磁化方向に強固に固定される。

【０３０３】あるいは前記第２磁場中アニールによっ
て、前記バックド層２７の両側端部２７ｂを構成する元
素が、前記強磁性層２８やフリー磁性層２６の両側端部
Ｃに熱拡散することで、前記強磁性層２８及びフリー磁
性層２６の両側端部Ｃを一体の強磁性体層のように形成
でき、これによって前記フリー磁性層２６を適切に磁化
制御することが可能になる。

【０３０４】なお前記フリー磁性層２６及び強磁性層２
８内部に拡散したバックド層２７を構成する元素は、前
記フリー磁性層２６の下面側よりも前記フリー磁性層２
６の表面側の方が多く、強磁性層２８の表面側よりも下
面側の方が多い。拡散したバックド層２７の元素の組成
比は、前記フリー磁性層２６の表面から下面に向うに従
って、及び強磁性層２８の下面から表面に向うにしたが
って従って徐々に減るものと考えられる。このような組
成変調は、ＳＩＭＳ分析装置などで確認することが可能
である。

【０３０５】一方、前記強磁性層２８及び第２反強磁性
層２９は前記フリー磁性層２６の両側端部Ｃ上にのみ設
けられ、前記フリー磁性層２６の中央部Ｄ上には設けら
れていないから、前記フリー磁性層２６の中央部Ｄの磁
化が強固に固定されるといったことはなく、前記フリー
磁性層２６の中央部Ｄの磁化は外部磁界に対し磁化反転
可能な程度に弱くトラック幅方向（図示Ｘ方向）に単磁
区化される。

【０３０６】また図１６工程では、前記強磁性層２８を
２Å以上で５０Å以下で形成することが好ましい。

【０３０７】本発明では、前記フリー磁性層２６の両側
端部Ｃは、図１５工程でのイオンミリングのダメージを
受けていないから前記フリー磁性層２６の両側端部Ｃは
良好な磁気特性を保っており、したがって前記強磁性層
２８を上記した程度にまで薄く形成しても、前記強磁性
層２８との間で生じる強磁性的な結合を強いものにする
ことができる。このため本発明では前記強磁性層２８の
膜厚を従来に比べて厚く形成する必要性がないから、前
記強磁性層２８と第２反強磁性層２９間で発生する交換
結合磁界を十分に大きくできると共に、前記強磁性層２
８の内側端部２８ａから余分な静磁界が前記フリー磁性
層２６の中央部Ｄに影響を及ぼすことを抑制でき、高記
録密度化においても感度に優れた磁気検出素子を製造す
ることが可能になっている。

【０３０８】上記のように本発明の製造方法によれば従
来に比べて適切にフリー磁性層２６の磁化制御を行うこ
とができ、狭トラック化においても再生感度に優れたス
ペキュラー層３１を有する磁気検出素子を製造すること
ができる。

【０３０９】以上の製造工程によって図５に示す磁気検
出素子を製造することが可能である。図６に示す磁気検
出素子の製造方法は、図１５工程時に、前記レジスト層
４９のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の両側から位置す
るスペキュラー層３１の両側端部３１ｂ及びバックド層
２７の両側端部２７ｂをすべて除去し、前記フリー磁性
層２６の両側端部Ｃを露出させる。

【０３１０】本発明では、図１４工程で、前記フリー磁
性層２６上に形成された、バックド層２７、スペキュラ
ー層３１を足し合わせた総合膜厚ｈ３は、２０Å以下の
薄い膜厚であるため、図１５工程で、スペキュラー層３
１の両側端部３１ｂ及びバックド層２７の両側端部２７
ｂをすべて除去するときに、低エネルギーのイオンミリ
ングを使用することができ、前記バックド層２７の両側
端部２７ｂをすべて除去した瞬間に、イオンミリングを
止めることができるようにミリング制御しやすい。よっ
て本発明では、図１５工程で前記フリー磁性層２６の両
側端部Ｃを露出させたときでも、前記フリー磁性層２６
の両側端部Ｃがイオンミリングによるダメージを受け難
く、前記フリー磁性層２６の両側端部Ｃの磁気特性を良
好に保つことができ、前記フリー磁性層２６の磁化制御
を適切に行うことが可能である。

【０３１１】図７に示す磁気検出素子の製造方法では、
図１４工程で、フリー磁性層２６上にスペキュラー層３
１を形成した後、図１５工程で、前記レジスト層４９の
トラック幅方向（図示Ｘ方向）の両側から露出するスペ
キュラー層３１の両側端部３１ｂを一部除去し、薄い膜
厚、具体的には０．２Å以上で３Å以下のスペキュラー
層３１の両側端部３１ｂを前記フリー磁性層２６の両側
端部Ｃ上に残す。その後、図１６工程を施せばよい。

【０３１２】あるいは図１４工程で、前記スペキュラー
層３１が３Å以下の薄い膜厚で形成されている場合、前
記スペキュラー層３１の両側端部３１ｂをイオンミリン
グで削り込まなくても、前記スペキュラー層３１の両側
端部３１ｂを介して対向するフリー磁性層２６の両側端
部Ｃと強磁性層２８間に適切に強磁性的な結合を生じさ
せることができるので、図１５工程でイオンミリングを
施さず、図１６工程に移行してもよい。

【０３１３】図８に示す磁気検出素子の製造方法では、
図１４工程で、フリー磁性層２６上にスペキュラー層３
１を形成した後、図１５工程で、前記レジスト層４９の
トラック幅方向（図示Ｘ方向）の両側から露出する前記
スペキュラー層３１の両側端部３１ｂを全て除去して、
前記フリー磁性層２６の両側端部Ｃ表面を露出させ、そ
の後、図１６工程を施せばよい。

【０３１４】以上、図１１ないし図１６に示す工程図に
基づいて図１ないし図８に示す磁気検出素子の製造方法
について説明したが、本発明では、スペキュラー層３１
を備え、且つフリー磁性層２６をエクスチェンジバイア
ス方式で磁化制御する磁気検出素子に係り、特に今後の
高記録密度化における狭トラック化においても、適切に
前記フリー磁性層２６の磁化制御を行うことができる。

【０３１５】本発明における磁気検出素子の特徴点は、
まず図１ないし図４（製造方法では図１１ないし図１
３）に示す磁気検出素子では、フリー磁性層２６上にス
ペキュラー層３１と非磁性層３２を重ねて形成し、この
とき前記フリー磁性層２６上に形成される各層の総合膜
厚を薄く（具体的には２０Å以下）形成した点にある。

【０３１６】これを実現するためにはスペキュラー層３
１及び非磁性層３２を薄い膜厚で形成する必要性があ
り、そこで本発明では、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、
Ｔａ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗあるいは希土
類元素のうち１種または２種以上からなる元素膜を真空
槽内の低圧下で酸化あるいは窒化して、薄い膜厚、具体
的には３Å以上で１０Å以下のスペキュラー層３１を形
成できるようにしている。

【０３１７】また非磁性層３２を大気暴露によっても酸
化しにくい材質、具体的には前記非磁性層３２をＲｕ、
Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｏｓ、Ｒｅ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａ
ｕのうちいずれか１種または２種以上で形成して、２Å
以上で８Å以下の薄い膜厚の非磁性層３２であっても適
切に酸化防止層としての役割を有するようにしている。

【０３１８】以上により、フリー磁性層２６に形成され
るスペキュラー層３１や非磁性層３２等の総合膜厚を薄
く形成でき、前記フリー磁性層２６の両側端部Ｃ上に形
成された各層をイオンミリングして除去する工程におい
て、前記イオンミリングを低エネルギーで行うことがで
き、前記フリー磁性層２６の両側端部Ｃ表面がイオンミ
リングによるダメージを受け難くでき、前記フリー磁性
層２６の両側端部の磁気特性を良好に保つことができ
る。よって本発明では、前記フリー磁性層２６の両側端
部Ｃ上に形成される強磁性層２８との間で発生する強磁
性的な結合を強めることができ、適切に前記フリー磁性
層２６の磁化制御を行うことが可能である。

【０３１９】また本発明では、前記スペキュラー層３１
をＣｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ａｌのうちいず
れか１種または２種以上からなる元素の酸化物あるいは
窒化物で形成することで、非磁性層３２を形成せず、且
つ前記スペキュラー層３１が３Å以上で１５Å以下の薄
い膜厚であっても前記スペキュラー層３１に酸化防止層
としての役割を与えることができ、前記フリー磁性層２
６上に形成される各層の総合膜厚をより適切に薄くする
ことができ、前記フリー磁性層２６の両側端部Ｃにイオ
ンミリングによるダメージを与えることなく、前記降フ
リー磁性層の磁化制御をより効果的に行うことができ
る。

【０３２０】よって本発明では、前記スペキュラー効果
を有する磁気検出素子において、適切且つ容易にフリー
磁性層２６の磁化制御を行うことが可能な磁気検出素子
を製造することができる。

【０３２１】なお上述した磁気検出素子を用いて再生用
磁気ヘッド（ＭＲヘッド）を構成するときには、磁気検
出素子上下にギャップ層、およびシールド層を形成する
（なおかかる場合、前記シードレイヤ２１と基板２０間
に下部ギャップ層、下部シールド層が形成される）。さ
らに前記ＭＲヘッド上に記録用のインダクティブ素子が
積層されてもよい。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。

【０３２２】

【発明の効果】以上詳細に説明した本発明の第１の磁気
検出素子は、フリー磁性層の中央部上にスペキュラー層
及び非磁性層を有し、前記フリー磁性層の両側端部上に
強磁性層及び第２反強磁性層が設けられている。

【０３２３】この発明では、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎ
ｂ、Ｔａ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗあるいは
希土類元素のうち１種または２種以上からなる元素膜を
真空槽内の低圧下で酸化あるいは窒化して、薄い膜厚、
具体的には３Å以上で１０Å以下の前記スペキュラー層
を形成できるようにしている。

【０３２４】また前記非磁性層を大気暴露によっても酸
化しにくい材質、具体的には前記非磁性層をＲｕ、Ｒ
ｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｏｓ、Ｒｅ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａｕ
のうちいずれか１種または２種以上で形成して、２Å以
上で８Å以下の薄い膜厚の非磁性層であっても適切に酸
化防止層としての役割を有するようにしている。

【０３２５】以上により、フリー磁性層上に形成される
スペキュラー層や非磁性層などの総合膜厚を薄く形成で
き、前記フリー磁性層の両側端部上に形成された各層を
イオンミリングして除去する工程において、前記イオン
ミリングを低エネルギーで行うことができ、前記フリー
磁性層の両側端部表面がイオンミリングによるダメージ
を受け難くでき、前記フリー磁性層の両側端部の磁気特
性を良好に保つことができる。よって本発明では、前記
フリー磁性層の両側端部上に形成される強磁性層との間
で発生する強磁性的な結合を強めることができ、適切に
前記フリー磁性層の磁化制御を行うことが可能である。

【０３２６】また本発明では、前記スペキュラー層をＣ
ｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ａｌのうちいずれか
１種または２種以上からなる元素の酸化物あるいは窒化
物で形成することで、非磁性層を形成せず、且つ前記ス
ペキュラー層が３Å以上で１５Å以下の薄い膜厚であっ
ても前記スペキュラー層に酸化防止層としての役割を与
えることができ、前記フリー磁性層上に形成される各層
の総合膜厚をより適切に薄くすることができ、前記フリ
ー磁性層の両側端部Ｃにイオンミリングによるダメージ
を与えることなく、前記フリー磁性層の磁化制御をより
効果的に行うことができる。

【０３２７】以上のように本発明では、従来における磁
気検出素子に比べてより効果的にフリー磁性層の磁化制
御を行うことができる構造であり、狭トラック化に適切
に対応可能な、スペキュラー層を有する磁気検出素子を
製造することが可能である。

【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】本発明の第５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６】本発明の第６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７】本発明の第７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８】本発明の第８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９】本発明におけるフリー磁性層の形態を記録媒体
との対向面側から見た部分拡大断面図、

【図１０】本発明におけるフリー磁性層の別の形態を記
録媒体との対向面側から見た部分拡大断面図、

【図１１】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５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１５の次に行なわれる一工程図、

【図１７】従来における磁気検出素子の製造工程を示す
一工程図、

【図１８】図１７の次に行なわれる一工程図、

【符号の説明】

２０ 基板 ２３ 第１反強磁性層 ２４ 固定磁性層 ２５ 非磁性材料層 ２６ フリー磁性層 ２７ バックド層 ２８ 強磁性層 ２９ 第２反強磁性層 ３０ 電極層 ３１ スペキュラー層 ３２ 非磁性層 ４９、５０ レジスト層 Ｃ 両側端部 Ｄ 中央部 Ｔｗ トラック幅

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 43/12 Ｇ０１Ｒ 33/06 Ｒ

Claims (32)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下から第１反強磁性層、固定磁性層、非
   磁性材料層、フリー磁性層の順に積層形成され、 前記フリー磁性層の中央部上には下から順にスペキュラ
   ー層、非磁性層が設けられ、 前記フリー磁性層のトラック幅方向の両側端部上には、
   下から順に強磁性層、第２反強磁性層が設けられている
   ことを特徴とする磁気検出素子。
2. 【請求項２】 前記フリー磁性層の中央部上に設けられ
   たスペキュラー層の膜厚は、３Å以上で１０Å以下で形
   成される請求項１記載の磁気検出素子。
3. 【請求項３】 前記スペキュラー層は、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈ
   ｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｃｒ、Ｍｏ、
   Ｗあるいは希土類元素のうち１種または２種以上からな
   る元素の酸化物または窒化物で形成される請求項１また
   は２に記載の磁気検出素子。
4. 【請求項４】 前記非磁性層は、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉ
   ｒ、Ｏｓ、Ｒｅ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａｕのうちいずれ
   か１種または２種以上で形成される請求項１ないし３の
   いずれかに記載の磁気検出素子。
5. 【請求項５】 下から第１反強磁性層、固定磁性層、非
   磁性材料層、フリー磁性層の順に積層形成され、 前記フリー磁性層の中央部上にはスペキュラー層が設け
   られ、 前記フリー磁性層のトラック幅方向の両側端部上には、
   下から順に強磁性層、第２反強磁性層が設けられてお
   り、 前記フリー磁性層の中央部上に設けられたスペキュラー
   層の膜厚は、３Å以上で１５Å以下で形成されることを
   特徴とする磁気検出素子。
6. 【請求項６】 前記スペキュラー層は、Ｃｒ、Ｍｏ、
   Ｗ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ａｌのうち１種または２種以上
   からなる元素の酸化物または窒化物で形成される請求項
   ５記載の磁気検出素子。
7. 【請求項７】 下から第１反強磁性層、固定磁性層、非
   磁性材料層、フリー磁性層の順に積層形成され、 前記フリー磁性層の中央部上にはスペキュラー層が設け
   られ、 前記フリー磁性層のトラック幅方向の両側端部上には、
   下から順に強磁性層、第２反強磁性層が設けられてお
   り、 前記スペキュラー層は、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｓｉ、
   Ｇｅ、Ａｌのうち１種または２種以上からなる元素の酸
   化物または窒化物で形成されることを特徴とする磁気検
   出素子。
8. 【請求項８】 前記フリー磁性層の中央部上に設けられ
   たスペキュラー層の膜厚は、３Å以上で１５Å以下であ
   る請求項７記載の磁気検出素子。
9. 【請求項９】 前記フリー磁性層の中央部上に形成され
   た各層の総合膜厚は、２０Å以下である請求項１ないし
   ８のいずれかに記載の磁気検出素子。
10. 【請求項１０】 前記スペキュラー層とフリー磁性層の
    中央部間にバックド層が形成される請求項１ないし９の
    いずれかに記載の磁気検出素子。
11. 【請求項１１】 前記バックド層は、前記フリー磁性層
    の両側端部上にも形成され、前記両側端部上のバックド
    層上に前記強磁性層が形成されている請求項１０記載の
    磁気検出素子。
12. 【請求項１２】 前記スペキュラー層は、前記フリー磁
    性層の両側端部上にも形成され、前記両側端部上のスペ
    キュラー層上に前記強磁性層が形成されている請求項１
    ないし９のいずれかに記載の磁気検出素子。
13. 【請求項１３】 前記両側端部上に形成されたスペキュ
    ラー層またはバックド層の膜厚は０．２Å以上で３Å以
    下である請求項１１または１２に記載の磁気検出素子。
14. 【請求項１４】 前記非磁性層の両側端部上における強
    磁性層は、２Å以上で５０Å以下で形成される請求項１
    ないし１３のいずれかに記載の磁気検出素子。
15. 【請求項１５】 前記フリー磁性層は磁性層の３層構造
    で形成される請求項１ないし１４のいずれかに記載の磁
    気検出素子。
16. 【請求項１６】 前記フリー磁性層はＣｏＦｅ／ＮｉＦ
    ｅ／ＣｏＦｅの３層構造で形成される請求項１５記載の
    磁気検出素子。
17. 【請求項１７】 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、下から第１反強磁性層、固定磁性層、
    非磁性中間層、フリー磁性層、スペキュラー層、非磁性
    層の順に積層する工程と、（ｂ）第１の磁場中アニール
    を施して、前記第１反強磁性層と固定磁性層間に交換結
    合磁界を発生させ、前記固定磁性層の磁化をハイト方向
    に固定する工程と、（ｃ）前記非磁性層の中央部上にレ
    ジスト層を形成する工程と、（ｄ）前記レジスト層のト
    ラック幅方向の両側から露出する非磁性層、及びスペキ
    ュラー層を除去し、前記両側から露出したフリー磁性層
    の両側端部上に強磁性層、および第２反強磁性層を形成
    し、前記レジスト層を除去する工程と、（ｅ）第２の磁
    場中アニールを施し、前記第２反強磁性層と強磁性層間
    に交換結合磁界を発生させ、前記フリー磁性層の両側端
    部の磁化を、前記固定磁性層の磁化方向と交叉する方向
    に固定する工程。
18. 【請求項１８】 前記（ａ）工程で、前記スペキュラー
    層の膜厚を、３Å以上で１０Å以下で形成する請求項１
    ７記載の磁気検出素子の製造方法。
19. 【請求項１９】 前記スペキュラー層を、Ｔｉ、Ｚｒ、
    Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｃｒ、Ｍ
    ｏ、Ｗあるいは希土類元素のうち１種または２種以上か
    らなる元素の酸化物または窒化物で形成する請求項１７
    または１８に記載の磁気検出素子の製造方法。
20. 【請求項２０】 Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、
    Ａｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗあるいは希土類元素
    のうち１種または２種以上からなる元素膜を形成した
    後、真空槽内で前記元素膜を酸化あるいは窒化してスペ
    キュラー層を形成する請求項１９記載の磁気検出素子の
    製造方法。
21. 【請求項２１】 前記非磁性層を、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、
    Ｉｒ、Ｏｓ、Ｒｅ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａｕのうちいず
    れか１種または２種以上で形成する請求項１７ないし２
    ０いずれかに記載の磁気検出素子の製造方法。
22. 【請求項２２】 前記スペキュラー層及び前記非磁性層
    を真空槽内で形成する請求項２１記載の磁気検出素子の
    製造方法。
23. 【請求項２３】 以下の工程を有することを特徴とする
    磁気検出素子の製造方法。（ｆ）基板上に、下から第１
    反強磁性層、固定磁性層、非磁性中間層、フリー磁性
    層、スペキュラー層の順に積層し、このとき前記スペキ
    ュラー層を、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ａｌ
    のうち１種または２種以上からなる元素の酸化物または
    窒化物で形成する工程と、（ｇ）第１の磁場中アニール
    を施して、前記第１反強磁性層と固定磁性層間に交換結
    合磁界を発生させ、前記固定磁性層の磁化をハイト方向
    に固定する工程と、（ｈ）前記スペキュラー層の中央部
    上にレジスト層を形成する工程と、（ｉ）前記レジスト
    層のトラック幅方向の両側から露出するスペキュラー層
    を除去し、前記両側から露出したフリー磁性層の両側端
    部上に強磁性層、および第２反強磁性層を形成し、前記
    レジスト層を除去する工程と、（ｊ）第２の磁場中アニ
    ールを施し、前記第２反強磁性層と強磁性層間に交換結
    合磁界を発生させ、前記フリー磁性層の両側端部の磁化
    を、前記固定磁性層の磁化方向と交叉する方向に固定す
    る工程。
24. 【請求項２４】 前記（ｆ）工程で、前記スペキュラー
    層を３Å以上で１５Å以下で形成する請求項２３記載の
    磁気検出素子の製造方法。
25. 【請求項２５】 前記（ａ）工程、あるいは前記（ｆ）
    工程で、前記フリー磁性層上に形成される各層の総合膜
    厚を２０Å以下で形成する請求項１７ないし２４のいず
    れかに記載の磁気検出素子の製造方法。
26. 【請求項２６】 前記（ａ）工程あるいは前記（ｆ）工
    程で、前記フリー磁性層上にバックド層を形成した後、
    前記バックド層上にスペキュラー層を形成する請求項１
    ７ないし２５のいずれかに記載の磁気検出素子の製造方
    法。
27. 【請求項２７】 前記（ｄ）工程あるいは前記（ｉ）工
    程で、前記バックド層を、前記フリー磁性層の両側端部
    上に一部残し、前記一部残されたバックド層上に強磁性
    層を形成する請求項２６記載の磁気検出素子の製造方
    法。
28. 【請求項２８】 前記（ｄ）工程あるいは前記（ｉ）工
    程で、前記スペキュラー層を、前記フリー磁性層の両側
    端部上に一部残し、前記一部残されたスペキュラー層上
    に強磁性層を形成する請求項１７ないし２５のいずれか
    に記載の磁気検出素子の製造方法。
29. 【請求項２９】 前記一部残されたバックド層あるいは
    スペキュラー層の膜厚を０．２Å以上で３Å以下で形成
    する請求項２７または２８に記載の磁気検出素子の製造
    方法。
30. 【請求項３０】 前記（ｄ）工程あるいは（ｉ）工程
    で、前記強磁性層を、２Å以上で５０Å以下で形成する
    請求項１７ないし２９のいずれかに記載の磁気検出素子
    の製造方法。
31. 【請求項３１】 前記（ａ）工程あるいは前記（ｆ）工
    程で、前記フリー磁性層を磁性層の３層構造で形成する
    請求項１７ないし３０のいずれかに記載の磁気検出素子
    の製造方法。
32. 【請求項３２】 前記フリー磁性層をＣｏＦｅ／ＮｉＦ
    ｅ／ＣｏＦｅの３層構造で形成する請求項３１記載の磁
    気検出素子の製造方法。