CN101101958A - 磁阻效应元件的制造方法和磁阻效应元件 - Google Patents

磁阻效应元件的制造方法和磁阻效应元件 Download PDF

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Abstract

本发明其目的在于提供一种可应用于高密度存储的磁存储装置、可设法提高可靠性的磁阻效应元件。本发明的磁阻效应元件的制造方法，该磁阻效应元件包括：磁化方向实质上固定于一方向的磁化固定层；磁化方向与外部磁场相对应而变化的磁化自由层；以及设置于所述磁化固定层和所述磁化自由层两者间、包含绝缘层和贯通所述绝缘层的金属层的隔层，对所述磁化固定层、构成所述隔层的所述第一金属层、所述第二金属层、所述第二金属层变换为所述绝缘层之后的绝缘层、以及所述第三非磁性金属层的至少一部位照射离子或等离子，来增强各层间的密接性。

Description

磁阻效应元件的制造方法和磁阻效应元件
技术领域
本发明涉及在与磁阻效应膜的膜面垂直的方向上流过读出电流来进行磁检测的磁阻效应元件及其制造方法。
背景技术
通过利用巨磁阻效应(Giant Magneto-Resistive Effect：GMR)，磁器件尤其是磁头的性能有飞跃式提高。具体来说，自旋阀膜(Spin-Valve膜：SV膜)在磁头、MRAM(MagneticRandom Access Memory：磁随机存取存储器)上的应用，在磁器件领域内带来了较大的技术进步。
“自旋阀膜”是具有在两层铁磁性层间夹有非磁性隔层这种结构的叠层膜，也称为自旋相关散射单元。这两层铁磁性层其中一层(可称为“被固定(ピン)层”或“磁化固定层”等)其磁化由反铁磁性层所固定，而其中另一层(可称为“自由层”或“磁化自由层”等)其磁化则可根据外部磁场而旋转。自旋阀膜可通过被固定(ピン)层和自由层的磁化方向相对角度的变化来得到巨大的磁阻变化。
采用自旋阀膜的磁阻效应元件包括CIP(Current In Plane(面内电流))-GMR元件、CPP(Current Perpendicular to Plane(与面垂直电流))-GMR元件、以及TMR(TunnelingMagneto Resistance(隧道磁阻))元件。CIP-GMR元件中沿与自旋阀膜的膜面相平行的方向提供读出电流，而CPP-GMR元件和TMR元件中则沿与自旋阀膜的膜面大体垂直的方向提供读出电流。其中相对于膜面垂直提供读出电流的方式作为未来适应高记录密度磁头的技术而受到关注。
这里，自旋阀膜由金属层形成的金属CPP-GMR元件，因磁化所形成的电阻变化量较小，难以对微弱磁场(例如高记录密度磁盘的磁场)进行检测。
提出的方案有作为隔层采用包含厚度方向电流通路的氧化物层[NOL(nano-oxidelayer(纳米级氧化物层))]的CPP元件(参照专利文献1)。这种元件可利用电流收窄[CCP(current-confined-path：电流约束通路)]效应来增大元件电阻和磁阻变化率。下面，该元件称为CCP-CPP元件。
[专利文献1]日本特开2002-208744号公报
发明内容
目前HDD(硬盘驱动器)等磁存储装置可用于PC、便携式音乐播放器等用途。但未来若要进一步普及磁存储装置的用途、并使高密度存储得以推进，对可靠性的要求将更为严格。举例来说，需要提高其在较高温度条件下、高速工作环境下的可靠性。因此，希望磁头的可靠性比以往有所提高。
尤其是CCP-CPP元件，与现有的TMR元件相比电阻较低，因此可应用于要求较高传送速率的服务器和企业级用途的高端磁存储装置。这种高端用途要求同时满足高密度、高可靠性这两者。而且，这些用途希望提高在较高温度条件下的可靠性。也就是说，需要在更为严酷的环境(高温环境等)、更为严格的使用条件(读取高速旋转的磁盘中的信息等条件)下使用CCP-CPP元件。
本发明之目的在于提供一种可应用于高密度存储的磁存储装置、可设法提高可靠性的磁阻效应元件。
要达到上述目的，本发明之一方式涉及一种磁阻效应元件的制造方法，
该磁阻效应元件包括：磁化方向实质上固定于一方向的磁化固定层；磁化方向与外部磁场相对应而变化的磁化自由层；以及设置于所述磁化固定层和所述磁化自由层两者间、包含绝缘层和贯通所述绝缘层的金属层的隔层，其特征在于，
所述隔层经过下列工序形成：
形成第一非磁性金属层的工序；
在所述第一非磁性金属层上形成变换为所述绝缘层的第二金属层的工序；
通过对所述第二金属层表面照射包含O和N其中至少之一、以及Ar、Xe、He、Ne、Kr其中至少之一元素的离子或等离子，来使所述第二金属层变换为所述绝缘层和包含所述第一非磁性金属的非磁性金属通路的工序；以及
在所述非磁性金属通路上形成第三非磁性金属层的工序，
对所述磁化固定层、所述第一金属层、所述第二金属层、所述第二金属层变换为所述绝缘层之后的绝缘层、以及所述第三非磁性金属层其中至少之一部位照射离子或等离子。
另外，上述方式中，采用离子或等离子照射的处理可以对上述各层表面其中之任一进行处理。具体来说，可以对所述磁化固定层、所述第一金属层、所述第二金属层形成过程中或形成后的表面、所述第二金属层变换为所述绝缘层之后的绝缘层、以及所述第三非磁性金属层的表面进行照射离子或等离子的处理。
另外，可以对上述各层的表面分别单独进行离子照射等，但亦可对两个或以上部位进行离子照射等。
本发明的发明人要达到上述目的进行了深入的研究。其结果是，发现本发明这种CCP-CPP型磁阻效应元件中，尤其是(1)被固定(ピン)层(磁化固定层)和构成隔层的绝缘层两者间的界面、(2)同样地所述下部金属层和构成隔层的绝缘层两者间的界面、(3)所述绝缘层和该绝缘层内形成的金属通路两者间的界面、(4)所述绝缘层和所述绝缘层上形成的构成所述隔层的上部金属层两者间的界面、以及(5)所述上部金属层和自由层(磁化自由层)两者间的界面这些位置的密接力与其他界面相比较低。
因而，对上述磁阻效应元件沿其叠层方向供电，并驱动所述元件的情况下，上述界面分别有膜剥离的前期现象或微细的膜质劣化的现象发生，这种紊乱影响自旋相关传导，使得元件的特性和可靠性成为目前状况。
按照这种观点，本发明的发明人发现，尤其是对如上所述的界面实施照射离子或等离子的处理，并增强上述界面处的层间密接力，通过这样，大幅度提高元件的特性和可靠性。因而，按照本发明的上述方法可提供一种能设法提高可靠性的尤其是CCP-CPP型磁阻效应元件。
另外，上述第三非磁性金属层，在构成上述磁阻效应元件的隔层中设置为形成从上下方向由金属层夹住位于厚度方向大致中心位置的绝缘层(NOL层)这种构成，因而本发明也可以根据需要来省略。
综上所述，按照本发明可以提供一种可应用于高密度存储的磁存储装置、能设法提高可靠性的磁阻效应元件。
附图说明
图1是示出本发明第一实施方式的磁阻效应元件的立体图。
图2是示出本发明第一实施方式的磁阻效应元件其隔层附近的示意图。
图3是示出本发明第一实施方式的磁阻效应元件其隔层附近破坏方式的概念图。
图4是示出本发明第一实施方式的磁阻效应元件其制作工序的流程图。
图5是示出本发明第一实施方式的磁阻效应元件其隔层的具体制作工序的流程图。
图6是示出引入密接力增强处理的隔层形成工序的流程图。
图7是示出引入密接力增强处理的隔层形成工序的流程图。
图8是示出引入密接力增强处理的隔层形成工序的流程图。草图。
图9是示出引入密接力增强处理的隔层形成工序的流程图。
图10是示出引入密接力增强处理的隔层形成工序的流程图。
图11是示出引入密接力增强处理的隔层形成工序的流程图。
图12是示出引入密接力增强处理的隔层形成工序的流程图。
图13是形成本发明第一实施方式的磁阻效应元件用的成膜装置的示意图。
图14是示出本发明第二实施方式的磁阻效应元件的立体图。
图15是示出本发明第二实施方式的磁阻效应元件其制作工序的流程图。
图16为表示将本发明实施方式的磁阻效应元件组装到磁头中的状态用的图。
图17为表示将本发明实施方式的磁阻效应元件组装到磁头中的状态用的图。
图18为举例表示磁记录再生装置概要构成的主要部分的立体图。
图19是从盘片侧观察执行机构臂前面的磁头万向架组件的放大立体图。
图20为表示本发明实施方式的磁存储器的矩阵构成的一示例用的图。
图21为表示本发明实施方式的磁存储器的矩阵构成的另一示例用的图。
图22是示出本发明实施方式的磁存储器其主要部分的剖面图。
图23是沿图22中A-A’线的剖面图。
[标号说明]
10…磁阻效应膜，11…下电极，12…底层，12a…缓冲层，12b…籽晶层，13…固定层，14…被固定(ピン)层，141…下部被固定(ピン)层，142…磁耦合层，
143…上部被固定(ピン)层，15…下部金属层，16…隔层，161…绝缘层，162…电流通路，17…上部金属层，18…自由层，19…罩层，20…上电极，21A…应力调整部
具体实施方式
下面参照附图根据实施本发明的最佳方式来说明本发明其他特征和优点。另外，下面实施方式中合金的组分以原子％表示。
(第一实施方式)
<磁阻效应元件>
图1是示出本发明实施方式的磁阻效应元件(CCP-CPP元件)的立体图。另外，图1以及后续附图全部为示意图，附图上各膜厚彼此间的比例和实际的各膜厚彼此间的比例并不一定相符。
如图1所示，本实施方式的磁阻效应元件具有磁阻效应膜10以及设置为从上下两个方向夹住该磁阻效应膜10的上电极20和下电极11。另外，上述叠层体可构成于图中未示出的基底上。
磁阻效应膜10通过使底层12、固定层13、被固定层(ピン)14、下部金属层15、隔层(CCP-NOL)16(绝缘层161、电流通路162)、上部金属层17、自由层18、罩层19依次叠层来构成。其中被固定层(ピン)14、下部金属层15、隔层16、上部金属层17、以及自由层18与两层铁磁性层间夹有非磁性隔层而成的自旋阀膜相对应。而下部金属层15、极薄的氧化层(NOL)16、以及上部金属层17其整体可定义为隔层。另外，为了便于观看，极薄的氧化层16以从其上下层(上部金属层17和下部金属层15)切开的状态来表示。
下面说明磁阻效应元件的组成部分。
下电极11是按自旋阀膜的垂直方向供电用的电极。通过在下电极11和上电极20两者间加上电压来使电流在自旋阀膜内部沿其膜垂直方向流过。可通过利用该电流检测因磁阻效应而引起的电阻变化，进行磁检测。下电极11为了对磁阻效应元件提供电流，而采用电阻相对较小的金属层。
底层12可划分为例如缓冲层12a、籽晶层12b。缓冲层12a为可缓和下电极11表面粗糙所用的层。籽晶层12b则为控制在其上形成的自旋阀膜的结晶取向和晶粒直径所用的层。
作为缓冲层12a来说可以采用Ta、Ti、W、Zr、Hf、Cr或者其合金。缓冲层12a的膜厚较好是2～10纳米量级，更为理想的是3～5纳米量级。缓冲层12a其厚度过薄的话，会丧失缓冲效果。而缓冲层12a其厚度过厚的话，便会使对于MR变化率没有用的串联电阻增大。另外，在形成于缓冲层12a上的籽晶层12b具有缓冲效果的情况下，并不一定要设置缓冲层12a。作为上述其中一例优选方式可采用Ta[3纳米]。
籽晶层12b只要是可控制形成于其上的一层的结晶取向的材料即可。作为籽晶层12b较好是具有fcc结构(face-centered cubic structure(面心立方结构))、hcp结构(hexagonal close-packed structure(密排六方结构))、或bcc结构(body-centered cubicstructure(体心立方结构))的金属层等。举例来说，可通过使用具有hcp结构的Ru或具有fcc结构的NiFe作为籽晶层12b，来使其上自旋阀膜的结晶取向为fcc(111)取向。此外，可以使固定层13(例如PtMn)的结晶取向为规则的fct结构(face-centeredtetragonal structure(面心正方结构))或bcc结构(body-centered cubic structure(体心立方结构))(110)取向。
为了充分发挥籽晶层12b改善结晶取向的作用，籽晶层12b的膜厚较好是1～5纳米，更为理想的是1.5～3纳米。作为上述其中一例优选方式可采用Ru[2纳米]。
自旋阀膜、固定层13的结晶取向性能可通过X射线衍射进行测定。可通过使自旋阀膜的fcc(111)峰值、固定层13(PtMn)的fct(111)峰值或bcc(110)峰值处摆动(ロツキング)曲线的半高宽为3.5°～6°，可得到良好的取向性。另外，该取向的扩散角度也可以根据采用断面TEM的衍射光斑来判别。
作为籽晶层12b，也可用NiFe基合金(例如NiXFe100-X(x＝90～50％，较好是75～85％)或通过在NiFe中添加第三元素X使之为非磁性的(NixFe100-x)100-yXy(X＝Cr、V、Nb、Hf、Zr、Mo))来替代Ru。NiFe基籽晶层12b可比较容易地获得良好的结晶取向性，能使与上述同样方式测定的摆动(ロツキング)曲线的半高宽为3°～5°。
籽晶层12b不仅起到改善结晶取向的作用，而且还具有控制自旋阀膜晶粒直径的作用。具体来说，可以将自旋阀膜的晶粒直径控制为5～40纳米，即便是磁阻效应元件的尺寸较小，也能够避免特性偏差实现较高的MR变化率。
这里的晶粒直径，可通过籽晶层12b上所形成的晶粒直径来判别，并利用断面TEM等来确定。在被固定(ピン)层14处于隔层16的下层位置的底型自旋阀膜这种情况下，可以根据籽晶层12b上所形成的固定层13(反铁磁性层)、被固定(ピン)层14(磁化固定层)的晶粒直径来判别。
与高密度记录相对应的再生磁头，其元件尺寸为例如100纳米或以下。晶粒直径相对于元件尺寸之比较大，会成为元件特性产生偏差的原因。自旋阀膜的晶粒直径希望不大于40纳米。具体来说，晶粒直径较好是5～40纳米范围，更为理想的是5～20纳米范围。
单位元件面积的晶粒其数目较少的话，便会成为结晶数目较少而引起特性偏差的原因，所以不太希望加大晶粒直径。尤其是形成了电流通路的CCP-CPP元件不太希望加大晶粒直径。另一方面，晶粒直径过小，一般来说也难以维持良好的结晶取向。考虑到这些晶粒直径的上限和下限的较为理想的晶粒直径范围为5～20纳米。
但，在MRAM等用途上，有的元件尺寸为100纳米或以上，还有晶粒直径大到40纳米量级也没有那样的问题。也就是说，也有通过利用籽晶层12b、即便是晶粒直径粗大也无妨。
为了得到上述5～20纳米的晶粒直径，作为籽晶层12b来说，在Ru[2纳米]或(NixFe100-x)100-yXy(X＝Cr、V、Nb、Hf、Zr、Mo)层的情况下，较好是第三元素X的组分y为0％～30％左右(也包含y为0％的情形)。
另一方面，为了使用比40纳米还粗大的晶粒直径，较好是进一步采用较多量的添加元素。籽晶层12b的材料在例如NiFeCr的情况下，较好是使Cr量为35％～45％左右，采用表示fcc和bcc边界相的组成，并使用具有bcc结构的NiFeCr层。
如前文所述，籽晶层12b的膜厚较好是1～5纳米量级，较为理想的是1.5～3纳米。籽晶层12b的厚度过薄的话，便丧失结晶取向控制等效果。另一方面，籽晶层12b的厚度过厚的话，便往往导致串联电阻增大，进一步成为自旋阀膜的界面发生凹凸的原因。
固定层13具有对形成于其上的成为被固定(ピン)层14的铁磁性层赋予单一方向的各向异性(unidirectional anisotropy)来固定磁化的作用。作为固定层13的材料来说，可采用PtMn、PdPtMn、IrMn、RuRhMn、FeMn、NiMn等反铁磁性材料。这当中，作为适应高记录密度的磁头材料IrMn较为有利。IrMn可以按比PtMn薄的膜厚加上单一方向的各向异性，适合高密度记录所需的间隙变的要求窄。
为了赋予足够强的单一方向的各向异性，适当设定固定层13的膜厚。固定层13的材料为PtMn、PdPtMn的情况下，作为膜厚较好是8～20纳米量级，较为理想的是10～15纳米。固定层13的材料为IrMn的情况下，即便为比PtMn等较薄的膜厚，仍可赋予单一方向的各向异性，较好是4～18纳米，较为理想的是5～15纳米。作为上述其中一例优选方式可采用IrMn[10纳米]。
作为固定层13可采用硬磁性层来替代反铁磁性层。作为硬磁性层可采用例如CoPt(Co＝50％～85％)、(CoxPt100-x)100-yCry(x＝50％～85％，y＝0％～40％)、FePt(Pt＝40％～60％)。硬磁性层(具体来说为CoPt)其比电阻相对较小，因而可以抑制串联电阻和面积电阻RA的增大。
被固定层(ピン)(磁化固定层)14其中一优选方式为由下部被固定(ピン)层141(例如Co90Fe10[3.5纳米])、磁耦合层142(例如Ru)、以及上部被固定(ピン)层143(例如(Fe50Co50[1纳米]/Cu[0.25纳米])×2/Fe50Co50[1纳米])所组成的合成被固定(ピン)层。固定层13(例如IrMn)和直接位于其上的被固定层141进行交换磁耦合以便具有单一方向的各向异性。磁耦合层142上下方的上部被固定(ピン)层143和下部被固定(ピン)层141进行较强的磁耦合使磁化方向彼此反向平行。
作为下部被固定(ピン)层141的材料可采用例如CoxFe100-x合金(x＝0～100％)、NixFe100-x合金(x＝0～100％)、或上述合金中添加了非磁性元素的材料。而且，作为下部被固定(ピン)层141的材料也可用Co、Fe、Ni这类单一元素或其合金。
下部被固定(ピン)层141的磁膜厚度(饱和磁化Bs×膜厚t(乘积Bs·t))最好是与上部被固定(ピン)层143的磁膜厚度大体相等。也就是说，上部被固定(ピン)层143的磁膜厚度和下部被固定(ピン)层141的磁膜厚度最好是两者相对应。举例来说，上部被固定(ピン)层143为(Fe50Co50[1纳米]/Cu[0.25纳米])×2/Fe50Co50[1纳米]时，薄膜中的FeCo的饱和磁化为约2.2T，所以磁膜厚度为2.2T×3纳米＝6.6T纳米。由于Co90Fe10的饱和磁化为约1.8T，所以给出与上述相等的磁膜厚度的下部被固定(ピン)层141其膜厚t为6.6 T纳米/1.8 T＝3.66纳米。因而，希望采用膜厚为大约3.6纳米的Co90Fe10。
下部被固定(ピン)层141所用的磁性层其膜厚较好是2～5纳米量级。基于固定层13(例如IrMn)的单一方向的各向异性磁场强度及通过磁耦合层142(例如Ru)的下部被固定(ピン)层141和上部被固定(ピン)层143间的反铁磁性耦合磁场强度的观点。下部被固定(ピ ン)层141过薄的话，MR变化率便变小。而另一方面，下部被固定(ピン)层141过厚的话，便难以得到器件动作所需的足够的单一方向的各向异性磁场。作为其中一例优选方式可举例膜厚为3.4纳米的Co90Fe10。
磁耦合层142(例如Ru)具有使上下磁性层(上部被固定(ピン)层143和下部被固定(ピン)层141)产生反铁磁性耦合来形成复合被固定(ピン)结构的作用。作为磁耦合层142的Ru层其膜厚较好为0.8～1纳米。另外，只要是在上下磁性层能产生足够的反铁磁性耦合的材料，也可以用Ru以外的材料。可使用与RKKY(Ruderman-Kittel-Kasuya-Yoshida)耦合的第一峰值相对应的膜厚0.3～0.6纳米，来替代与RKKY耦合的第二峰值相对应的膜厚0.8～1纳米。第一峰值，具有格外大的反平行磁化固定力，另一方面膜厚的容限(マ一ジン)较小。这里可举出一个能得到高可靠性、耦合稳定的0.9纳米Ru的例子。
作为上部被固定(ピン)层143的一个例子，可采用(Fe50Co50[1纳米]/Cu[0.25纳米])×2/Fe50Co50[1纳米]那样的磁性层。上部被固定(ピン)层143形成自旋相关散射单元其中一部分。上部被固定(ピン)层143为直接有助于MR效应的磁性层，为了得到较大的MR变化率，其构成材料、膜厚两者均重要。尤其是处于与隔层16的界面位置的磁性材料，在有助于自旋相关界面扩散上特别重要。
现说明将这里采用的、具有bcc结构的Fe50Co50用作上部被固定(ピン)层143的效果。在将具有bcc结构的磁性材料用作上部被固定(ピン)层143的情况下，自旋相关界面散射效应较强，因而可以实现较大的MR变化率。作为具有bcc结构的FeCo系合金，可举例FexCo100-x(x＝30～100)、或FexCo100-x中添加了添加元素的合金。这当中满足各特性的Fe40Co60～Fe60Co40是容易使用的材料的一个示例。
上部被固定(ピン)层143在由容易实现高MR变化率的、具有bcc结构的磁性层形成的情况下，该磁性层的总膜厚较好为1.5纳米或以上。这是用于稳定地确保bcc结构的缘故。自旋阀膜所用的金属材料，大多为fcc结构或fct结构，只是上部被固定(ピン)层143具有bcc结构。因此，上部被固定(ピン)层143其膜厚过薄的话，便难以稳定确保bcc结构，而无法获得较高的MR变化率。
这里，采用包含极薄Cu叠层的Fe50Co50作为上部被固定(ピン)层143。这里，上部被固定(ピン)层143由总膜厚为3纳米的FeCo和每1纳米的FeCo便叠层的0.25纳米的Cu形成，总膜厚为3.5纳米。
上部被固定(ピン)层143的膜厚较好是5纳米或以下。这是为了得到较大的被固定(ピン)固定磁场的缘故。由于较大的被固定(ピン)固定磁场和bcc结构的稳定性同时存在，因而具有bcc结构的上部被固定(ピン)层143其膜厚较好为2.0纳米～4纳米量级。
上部被固定(ピン)层143可采用被现有磁阻效应元件广泛采用的具有fcc结构的Co90Fe10合金、具有hcp结构的钴合金，代替具有bcc结构的磁性材料。作为上部被固定(ピン)层143可采用Co、Fe、Ni等单体金属或者包含其中任何一种元素的全部合金材料。作为上部被固定(ピン)层143的磁性材料，按有利于得到较大的MR变化率的次序排序，依次为具有bcc结构的FeCo合金材料、具有50％或以上钴组成的钴合金、具有50％或以上Ni组成的镍合金。
这里作为一例举出的是可采用磁性层(FeCo层)和非磁性层(极薄Cu层)交替叠层的材料作为上部被固定(ピン)层143。具有这种结构的上部被固定(ピン)层143可利用极薄Cu层来使称为自旋相关体散射效应的自旋相关散射效果有所改善。
“自旋相关体散射效应”是与自旋相关界面散射效应成对的术语而使用的。所谓自旋相关体散射效应是指在磁性层内部发现MR效应的现象。自旋相关界面散射效应则指在隔层和磁性层的界面发现MR效应的现象。
下面说明利用磁性层和非磁性层的叠层结构提高体散射效果。
CCP-CPP元件中，隔层16附近可使电流收窄，因而隔层16在界面附近电阻的作用非常大。也就是说，隔层16和磁性层(被固定(ピン)层14、自由层18)界面的电阻占磁阻效应元件总电阻的比例较大。这表明，自旋相关界面散射效应的作用对CCP-CPP元件来说非常大和重要。也就是说，隔层16处于界面位置的磁性材料的选择与现有CPP元件情形相比较，具有重要意义。这就是将具有自旋相关界面散射效果大的bcc结构的FeCo合金层用作被固定(ピン)层143的理由，如前文所述那样。
但是，也不能勿视利用体散射效果大的材料，但为了得到更高的MR变化率这仍很重要。用以得到体散射效应的极薄Cu层其膜厚较好是0.1～1纳米，较为理想的是0.2～0.5纳米。Cu层其膜厚过薄的话，提高体散射效应的作用较弱。Cu层其膜厚过厚的话，往往体散射效应有所减弱，而且使介于非磁性Cu层的上下的磁性层的磁耦合减弱，就被固定(ピン)层14的特性而言便不充分。因此，作为一例优选方式举例的是采用0.25纳米的Cu。
作为磁性层间的非磁性层材料，也可以用Hf、Zr、Ti等来替代Cu。而另一方面，在插入上述极薄的非磁性层的情况下，FeCo等磁性层的每一层膜厚较好是0.5～2纳米量级，较为理想的是1～1.5纳米量级。
也可以采用FeCo和Cu经过合金化的层来替换FeCo层和Cu层的交替叠层结构作为上部被固定(ピン)层143。作为这种FeCoCu合金，可举出例如(FexCo100-x)100-yCuy(x＝30～100％，y＝3～15％左右)，但也可以采用除此以外的组成范围。这里，作为添加到FeCo的元素，也可以用Hf、Zr、Ti等其他元素来替代Cu。
上部被固定(ピン)层143也可以采用Co、Fe、Ni、或者其合金材料所形成的单层膜。举例来说，也可以采用以往广泛使用的2～4纳米的Co90Fe10这种单层作为结构最简单的上部被固定(ピン)层143。也可以在这种材料中添加其他元素。
下面说明形成隔层的膜的构成。下部金属层15用于电流通路162的形成，可以说是电流通路162的供给源。但电流通路162形成后不需要也作为明确的金属层而残留。下部金属层15是形成广义的一部分隔层的材料。形成其上部的隔层16时，也有作为抑制处于下部的磁性层143氧化的阻挡层的作用。
极薄氧化层(NOL)16具有绝缘层161、电流通路162。绝缘层161由氧化物、氮化物、氧氮化物等所构成。作为绝缘层161可具有Al2O3的非晶态结构、MgO的结晶结构。为了发挥作为隔层的作用，绝缘层161其厚度较好是1～3纳米，较为理想的是1.5～2.5纳米范围。另外，绝缘层161和电流通路162相当于本发明的非磁性金属通路。
作为绝缘层161所用的典型绝缘材料，具有以Al2O3为基本材料的绝缘材料、其中加有添加元素的绝缘材料。作为添加元素具有Ti、Hf、Mg、Zr、V、Mo、Si、Cr、Nb、Ta、W、B、C、V等。上述添加元素的添加量可以在0％～50％左右范围内适当变化。作为一例可将大约2纳米的Al2O3用作绝缘层161。
绝缘层161也可以采用Ti氧化物、Hf氧化物、Mg氧化物、Zr氧化物、Cr氧化物、Ta氧化物、Nb氧化物、Mo氧化物、Si氧化物、V氧化物等来替代Al2O3这种Al氧化物。为上述氧化物的情况下，也可以用上述材料作为添加元素。而且，添加元素的添加量可以在0％～50％左右范围内适当变化。
即便是用以如上所述Al、Si、Hf、Ti、Mg、Zr、V、Mo、Nb、Ta、W、B、C为基材的氧氮化物、氮化物来替代上述氧化物，也只要是具有使电流绝缘的功能的材料就行。
电流通路162是在与隔层16的膜面垂直的方向使电流流过的通路，是用以使电流收窄的通路。可以起到沿与绝缘层161的膜面垂直的方向使电流通过的导电体作用，由例如Cu等金属层所构成。具体来说，隔层16具有电流收窄结构(CCP结构)，可利用电流收窄效应增大MR变化率。
形成电流通路162(CCP)的材料，除了Cu以外还可举出Au、Ag、Ni、Co、Fe、或者包含上述元素其中至少之一的合金层的例子。作为一例可由包含Cu的合金层形成电流通路162。也可以采用CuNi、CuCo、CuFe等合金层。这里，为了高MR变化率和减小被固定(ピン)层14和自由层18的层间耦合磁场(interlayer coupling field，Hin)，希望为具有50％或以上Cu的组成。
电流通路162是与绝缘层161相比氧、氮含量明显较少的区域(具有至少两倍或以上的氧含量差、氮含量差)，一般来说为结晶相。结晶相与非结晶相相比电阻较小，因而容易起到电流通路162作用。
上部金属层17具有对形成于其上的自由层18进行保护以避免该自由层18与隔层16的氧化物相接触被氧化的势垒层作用，以及使自由层18的结晶性能良好的作用。例如在绝缘层161的材料为非晶态(例如Al2O3)的情况下，形成于其上的金属层其结晶性变差，但可通过配置使fcc结晶性能良好的层(例如Cu层)(以膜厚1纳米或以下的为宜)，来显著改善自由层18的结晶性能。
根据隔层16的材料、自由层18的材料，也可以不设置上部金属层17。利用使退火条件最佳、选择隔层16的绝缘层161的材料、自由层18的材料等，可以避免结晶性能不足，并不需要隔层16上的金属层17。
但考虑制造上的宽裕量，较好是在极薄氧化层16上形成上部金属层17。作为一例优选方式可列举将Cu[0.5纳米]用作上部金属层17的例子。
作为上部金属层17的构成材料，除了Cu以外也可以采用Au、Ag等。上部金属层17的材料较好是与隔层16的电流通路162的材料相同。在上部金属层17的材料与电流通路162的材料不同的情况下，导致界面电阻增大，但只要两者为相同材料，就不至于发生界面电阻增大。
上部金属层17的膜厚较好是0～1纳米，较为理想的是0.1～0.5纳米。上部金属层17过厚的话，由隔层16收窄的电流在上部金属层17中扩展，因而电流收窄效应不够，导致MR变化率降低。
这里，本实施方式的特点是通过将隔层其中至少一部分作为密接力增强部显著改善元件的可靠性。由于其上下配置的下部金属层和上部金属层的结晶性能与极薄氧化层的结晶性能的差异明显，所以本处理就发挥极大的效果。该处理的具体内容稍后将说明。
自由层18是一层磁化方向随外部磁场变化的具有铁磁性体的层。举例来说，作为一例自由层18可列举在界面上插入CoFe并采用NiFe的Co90Fe10[1纳米]/Ni83Fe17[3.5纳米]这种双层构成。这种情况下，较好是在与隔层16的界面上设置CoFe合金而非NiFe合金。为了得到较高的MR变化率，选择处于隔层16界面位置的自由层18的磁性材料很重要。另外，在不用NiFe的情况下，可以采用单层Co90Fe10[4纳米]。而且，也可用由CoFe/NiFe/CoFe等3层构成形成的自由层。
CoFe合金中，由于其软磁特性稳定，理想的为Co90Fe10。在采用Co90Fe10附近的CoFe的情况下，膜厚较好是0.5～4纳米。此外，较好是CoxFe100-x(x＝70～90)。
而且，作为自由层18也可以采用1～2纳米的CoFe层或Fe层、和0.1～0.8纳米量级的极薄Cu层多层交替叠层的自由层。
隔层16由Cu层形成的情况下，与被固定(ピン)层14同样，自由层18也将bcc的FeCo层用作与隔层16的界面材料的话，MR变化率便变大。作为与隔层16的界面材料也可采用bcc的FeCo合金来替代fcc的CoFe合金。在这种情况下，可以采用容易形成bcc层的FexCo100-x(x＝30～100)、或其中添加有添加元素的材料。上述构成中，一例优选实施例可以采用Co90Fe10[1纳米]/Ni83Fe17[3.5纳米]。
罩层19具有保护自旋阀膜的作用。罩层19可以形成为例如多层金属层，例如是Cu层和Ru层的两层结构(Cu[1纳米]/Ru[10纳米])。而且，作为罩层19也可用将Ru配置于自由层18一侧的Ru/Cu层等。在这种情况下，Ru的膜厚较好是0.5～2纳米量级。这种构成的罩层19尤其是自由层18由NiFe层形成的情况下较为理想。这是因为，Ru存在与Ni非固溶的关系，因而可以降低自由层18和罩层19之间形成的界面混合层的磁致伸缩。
罩层19为Cu/Ru、Ru/Cu其中任何一种情况下，Cu层的膜厚较好是0.5～10纳米量级，Ru层的膜厚为0.5～5纳米量级。Ru其比电阻值较高，因而不希望用太厚的Ru层，因而较好选用这种膜厚范围。
作为罩层19也可以设置另一金属层来替代Cu层、Ru层。罩层19的构成并未特别限定，只要是可形成为罩盖来保护自旋阀膜的材料，可以用其他材料。但有时可因对罩层的选择而改变MR变化率、长期可靠性，所以需要加以注意。Cu、Ru正是出于上述考虑是较为理想的罩层材料。
上电极20是按自旋阀膜的垂直方向供电用的电极。通过在下电极11和上电极20两者间加上电压，从而自旋阀膜内部有该膜垂直方向的电流流过。上部电极层20可采用低电阻的材料(例如Cu、Au)。
本实施方式，隔层配置于被固定(ピン)层和自由层的中间，从被固定(ピン)层一侧起依次叠层下部非磁性金属层、极薄氧化层(可由绝缘体部分和金属通路构成)、上部非磁性金属层、自由层。
如图2所示，电流经过收窄，传导电子集中于金属附近。电流密度提高造成焦耳热增加，此外还发生电子碰撞造成的电迁移问题。这样隔层的构成与供电时的可靠性有很大的关系。
这里，只是极薄氧化层与其他部分在结晶性能方面有所不同，因而界面处的密接力便较小。而且，下部金属层、上部金属层也因绝缘层的影响其结晶性能与通常处于金属叠层膜中时相比有所变化，处于其上下部的被固定(ピン)层、自由层两者成为不同的状态，与它们之间的界面密接力降低。在这种状况下，可潜意识地预测，一旦有供电发热或电子侵袭，则隔层的各界面有空隙产生，或者因其前期现象有传导特性紊乱等问题。
因此，本实施方式对隔层其中一部分(或全部)实施密接力增强处理(SAT：StrengthenAdhesion Treatment)。所谓密接力增强处理，增加绝缘层161和其他金属部分两者间的界面凹凸，使接触面积增加来加强密接力。而且，可以使某种程度的原子在界面处混合意在增强密接力。
另外，密接力增强处理(SAT)的具体内容将在稍后说明，但隔层形成时，系指利用离子或等离子的处理。
A.隔层的密接力
图2表示的是电流收窄型CCP-CPP自旋阀传导的概念图。电流集中于金属通路附近，金属通路本身因电流密度增加而产生焦耳热，局部处于高温。而且，传导电子对金属通路附近的绝缘层也以某种几率侵袭，造成损伤。由于与TMR(Tunneling Magneto Resistance：隧道磁阻)膜有所不同，因电流集中，而处于较为严峻的状态。
这里，一般来说绝缘层的结晶性能与金属的结晶性能有所不同。因此，绝缘体和金属的密接力总体上不佳。虽尺寸不同，但硅器件中的电极和绝缘材料上也由于密接力小造成膜剥离这种问题存在。
而且，在具有电流收窄型NOL的自旋阀的情况下，除了绝缘层161以外，金属通路162、下部金属层15、上部金属层17均处于与完全的结晶不同的非晶态或微晶态。因此，下部金属层15和上部金属层17与具有相对较完整的结晶排列的被固定(ピン)层、自由层的整合性也不佳。
将这种状况下发生的、因密接力降低的隔层的破坏方式汇总于图3中。(1)抽取表现的是被固定(ピン)层和下部金属层两者间界面密接力低的情形，(2)抽取表现的是下部金属层和绝缘层161两者间界面密接力低的情形，(3)抽取表现的是绝缘层161和金属通路162两者间界面密接力低的情形，(4)抽取表现的是绝缘层和上部金属层两者间界面密接力低的情形，(5)抽取表现的是上部金属层和自由层两者间界面密接力低的情形。另外，用断面TEM观察实际通电的元件的话，界面不至于遭到破坏。可认为微观原子的紊乱毕竟有助于自旋相关传导。对各个界面采取改善密接力用的措施的话，可期待薄膜的性能大幅度地提高。
B.密接力增强对磁阻效应元件可靠性的提高
本发明中，作为密接力增强的措施，进行利用等离子或离子的处理。具体来说，对图3所示的破坏方式存在担忧的界面进行离子或等离子处理，增加界面凹凸，并增加接触面积，通过这样，增强密接力。还具有通过离子或等离子处理来产生上下层的混合，并进一步增强密接力的效果。
<磁阻效应元件的制造方法>
下面说明本实施方式的磁阻效应元件的制造方法。
图4是示出本发明第一实施方式的磁阻效应元件制作工序的流程图。
如本图所示，依次形成底层12～罩层19(步骤S11～步骤S17)。自由层18形成时，对隔层的全部或部分实施密接力增强处理(SAT)。
A.密接力增强处理(SAT)
密接力增强处理(SAT)是调整自由层18残留应力用的处理。下面说明密接力增强处理(SAT)。
图5是示出在不进行密接力增强(SAT)情况下图4步骤S14其中一例详细内容的流程图。
增强隔层的密接力的处理(SAT)可在各个步骤随时插入。这是因为预计在任何界面处密接力都低、因而有改善的余地。
经过各个工序所完成的制作示于图6至图11。如图11所示，也可以将多个密接力增强处理组合在一起(SAT)。
作为SAT，在照射Ar离子束、Ar的RF等离子的情况下，将Ar离子打入自由层18中。这种情况下，由于Ar打入隔层，因而比其他层含有较多的Ar的可能性高。具体来说，有时隔层与其他层相比往往含有两倍及其以上多的Ar。这种状态(Ar含量的不同)可利用与断面透过型电子显微镜照相合用的组成分析、通过SIMS(Secondary Ion Mass Spectrum：二次离子质谱仪)从膜表面进行碾磨的同时进行膜组成分析的深度轮廓仪、三维原子探针显微镜等进行分析。
另外，在用其他气体离子、等离子替换Ar的情况下，在该气体成分含量上有分布产生的可能性也很高。
B.密接力增强处理(SAT)的具体利用离子、等离子进行处理的条件
如前文所述，实施自由层18形成过程中或形成之后进行利用离子束、RF等离子的处理。下面具体说明作为密接力增强处理(SAT)的(1)离子处理、(2)等离子处理。
作为密接力增强处理(SAT)工序的一个例子，照射稀有气体离子束或等离子。作为稀有气体可列举出Ar、Xe、Kr、He、Ne等例子，从制造成本的角度考虑，Ar较为理想。作为Ar的替代，根据需要采用质量更大的Xe等的话，往往可得到特有的效果。
(1)离子束处理
所谓离子束处理，是指用离子枪等使离子束射入待处理对象。在离子枪中使气体离子化，并由电压(加速电压)加速，通过这样，使离子束从离子枪当中出射。可将ICP(感应电荷耦合)等离子等用于该离子化。这种情况下，等离子量可由RF功率等控制，对样品照射的离子量可利用束电流量控制。而且，离子束处理的能量可由加速电压值控制。
密接力增强处理(SAT)工序中的离子束照射条件，较好是将加速电压V设定为+30～150V，将束电流Ib设定为20～200mA，将RF功率设定为10～300W。RF功率为了使束电流保持固定，为由离子源激励等离子的电力。上述条件与进行离子束蚀刻情况下的条件相比较，显著地弱。在SAT工序中，明显的蚀刻会使自由层18构成材料(例如CoFe、NiFe)消失。
这里，如下面(a)、(b)那样，可考虑通过将所蚀刻的厚度考虑在内制作元件，以比上述更为激烈的条件进行密接力增强处理(SAT)。
(a)将例如2纳米或以上的蚀刻厚度考虑在内，形成比所希望的厚度厚的第二金属层。
(b)以比上述更为激烈的条件进行离子束处理，以部分受到蚀刻的状态残留具有所希望厚度的第二金属层。
上述条件下的密接力增强处理(SAT)，膜厚减少的典型数值为0纳米～0.5纳米这样的极端微小的量，与器件制作通用的蚀刻不同。因密接力增强处理(SAT)而有极端微量减少的磁性层其膜厚0纳米～0.5纳米量级，进行适当修正。举例来说，在后续的成膜中进行过度成膜来弥补，或预先在密接力增强处理(SAT)之前形成0纳米～0.5纳米的膜。
离子束的入射角度，将相对于膜面垂直入射的情形定义为0°，而相对于膜面平行入射的情形定义为90°，因而在0°～80°范围内适当变更。密接力增强处理(SAT)工序的处理时间较好是15秒～300秒左右，从控制性等观点出发较为理想的是30秒或以上。处理时间过长的话，CCP-CPP元件的生产效率差，因而不理想。出于上述观点，处理时间最好是30秒～180秒左右。
(2)等离子处理
所谓等离子处理，是指用等离子枪等使等离子射入待处理对象。利用RF功率使Ar、Xe、Kr等气体等离子化，并照射样品表面。电流、能量可由RF功率值控制。RF等离子处理的强度由RF功率值确定。这里，可根据RF功率自动确定加速电压、束电流，但难以如离子束那样独立控制电流和能量。
作为离子束的替代，即便是用RF等离子，也希望能量范围、时间等相同，并将加速电压V设定为+30～150V，将束电流Ib设定为20～200mA量级，将RF功率(为了使束电流保持固定而由离子源激励等离子)设定为10～300W。为了在不产生蚀刻那样较弱的能量下进行SCT，作为RF功率值较为理想的是10～100W。作为RF功率值，由于是较弱的功率控制性较好，所以更理想的是10～50W，。
在RF等离子的情况下，处理时间较好是15秒～300秒左右，从控制性等观点出发较为理想的是30秒或以上。处理时间过长的话，CCP-CPP元件的生产效率差，因而不理想。出于上述观点，处理时间最好是30秒～180秒左右。上述条件范围与离子束情形相同。
如下面所述，在电子束、RF等离子上分别存在优势和不足，因而可根据情况任意分开使用。具体来说，RF等离子方式、维护性方面具有优势，适合批量生产。相反，RF等离子其控制性比离子束差。这是因为，对于RF等离子来说，加速电压、RF功率、以及电流，设定其中之一数值的话，其他参数便自动确定，并非可彼此独立控制的参数。
C.磁阻效应元件其制造所用的装置
图13是概要示出磁阻效应元件其制造所用的成膜装置的示意图。
如图13所示，以输送室(TC)50为中心，通过各自的闸阀设置有装载固定室51、预净化室52、第一金属成膜室(MC1)53、第二金属成膜室(MC2)54、氧化物层及氮化物层形成室(OC)60。该装置可在通过闸阀连接的各工作室之间在真空中输送基底，因而可保持基底表面洁净。
金属成膜室43、54具有多个(5～10个)靶标。成膜方式可例举DC磁控溅射、RF磁控溅射等溅射法，离子束溅射法，蒸镀法，CVD(化学气相沉积)法，以及MBE(分子束外延)法等。
SAT等可利用具有RF等离子机构、离子束机构、或加热机构的工作室。具体来说，具有RF偏压机构的金属成膜室53、54、预净化室52等较合适。RF等离子机构为相对较简便的结构，容易设置在金属成膜室53、54中。可由金属成膜室53、54进行金属膜成膜和SAT两者。
另外，氧化物层及氮化物层形成室60中的SAT并不理想。氧化室中进行SAT时，很有可能使工作室中所吸附的氧气脱离，混入自由层18中，自由层18会变劣。如金属成膜室53、54那样，成膜时不使用氧的工作室，氧吸附到工作室上的量较少，容易保持良好的真空质量。
作为上述真空工作室的典型真空度数值，是10-9Torr左右，允许10-8Torr的前半值。
D.磁阻效应元件的制造方法的总体说明
下面详细说明磁阻效应元件的全部制造方法。
如图1所示，在基底(图中未示出)上依次形成下电极11、底层12、固定层13、被固定(ピン)层14、隔层(下部金属层15、极薄氧化层16、上部金属层17)、自由层18、罩层19、以及上电极20。全体的大致流程为图4所示的工序。
将基底设置于装载固定室51中，分别在金属成膜室53或54中进行金属的成膜，在氧化物层及氮化物层形成室60中进行氧化。金属成膜室所达到的真空度较好为1×10-8Torr或以下，一般来说为5×10-10Torr～5×10-9Torr左右。输送室50所达到的真空度为10-9Torr左右。氧化物层及氮化物层形成室60所达到的真空度为8×10-8Torr或以下。
(1)底层12的形成(步骤S11)
基底(未图示)上预先通过精细加工过程形成下电极11。下电极11上形成例如Ta[5纳米]/Ru[2纳米]的膜，作为底层12。如前文所述，Ta为用于缓和下电极粗糙的缓冲层12a。Ru为对形成于其上的自旋阀膜的结晶取向和晶粒直径进行控制的籽晶层12b。
(2)固定层13的形成(步骤S12)
底层12上成膜形成有固定层13。作为固定层13的材料来说，可以采用PtMn、PdPtMn、IrMn、RuRhMn、NiMn、FeMn等反铁磁性材料。而且，也可采用CoPt、CoPd等的硬磁性材料。
(3)被固定(ピン)层14的形成(步骤S13)
固定层13上形成被固定(ピン)层14。被固定(ピン)层14可以形成为由例如下部被固定层141(Co90Fe10)、反向平行磁耦合层142(Ru)、以及上部被固定(ピン)层143(Co90Fe10[4纳米])所组成的复合被固定(ピン)层。另外，在固定层为IrMn的情况下，将Fe75Co25用于下部被固定(ピン)层的话，可以增强IrMn的固定力，提高磁稳定性。而且，上部被固定(ピン)层形成为Fe50Co50中插入极薄的Cu的上部被固定层例如Fe50Co50[1纳米]/Cu[0.25纳米]/Fe50Co50[1纳米]/Cu[0.25纳米]/Fe50Co50[1纳米]的话，自旋相关散射便增加从而可得到较高的MR。
(4)隔层16的形成(步骤S14)
接着形成具有电流收窄结构(CCP结构)的隔层。为了形成隔层16，利用氧化物层及氮化物层形成室60。
为了形成隔层，采用图5所示这种方法。这里举例说明的是具有非晶态结构的Al2O3所形成的绝缘层161中形成包含由具有金属结晶结构的Cu所形成的电流通路162在内的隔层16的情形。
1)形成下部金属层(步骤S28)
上部被固定(ピン)层143上形成有成为电流通路的供给源的下部金属层15(例如Cu)。下部金属层15的Cu层其膜厚可根据成为绝缘层的母材的金属层(例如AlCu层)的膜厚进行调整。具体来说，AlCu层的膜厚较厚的话，在稍后3)中所说明的PIT工序时，渗入AlCu层中的Cu量必须增加，因而需要加厚Cu层的膜厚。举例来说，AlCu的膜厚为0.6～0.8纳米时，将Cu层的膜厚形成为0.1～0.5纳米量级。AlCu的膜厚为0.8～1纳米时，Cu层的膜厚为0.3～1纳米量级。Cu层过薄的话，AlCu层中无法提供足量的Cu，因而难以使Cu的电流通路162贯通至AlCu层的上部。因此，面电阻RA变得过份高，并且MR变化率为不足的数值。
而下部金属层15的Cu层过厚的话，被固定(ピン)层14和隔层16两者间很可能残留较厚的Cu层。为了用CCP-CPP元件得到较高的MR变化率，要在极薄氧化层16上收窄的电流保持原样地收窄到达磁性层(被固定(ピン)层14或自由层18)。被固定(ピン)层14和极薄氧化层16两者间留有较厚的Cu层的话，极薄氧化层16中收窄的电流达到被固定(ピン)层14之前扩宽，招致MR变化率降低。作为磁阻效应元件完成后最终留存的Cu膜厚希望为1纳米或以下。若膜厚为该值或以上，丧失电流收窄效应，从而会丧失MR变化率的增大效果。更为理想的是，最终残留的Cu膜厚为0.6纳米或以下。
作为形成电流通路的第一金属层(下部金属层15)的材料，也可以采用Au、Ag等来替代Cu。但与Au、Ag相比，Cu其相对于热处理的稳定性好，因而较为理想。作为第一金属层的材料，也可以用磁性材料来替代上述非磁性材料。作为磁性材料来说，可列举Co、Fe、Ni、或者其合金。
被固定(ピン)层14所用的磁性材料和电流路径162所用的磁性材料相同的情况下，需要在被固定(ピン)层14上形成有电流通路的供给源(第一金属层)。具体来说，被固定(ピン)层14上形成有可变换为绝缘层161的第二金属层之后，可进行PIT工序使被固定(ピン)层14的材料渗入第二金属层中，形成由磁性材料形成的电流通路162。
2)形成成为绝缘体母材的金属层(步骤S29)
下部金属层15上形成有可变换为绝缘层161的被氧化金属层(例如AlCu、Al)。
第二金属层中采用Al90Cu10的话，不只是上吸第一金属层的Cu，而且可使AlCu中的Cu与Al分离。也就是说，可由第一、第二金属层两者形成电流通路162。
作为第二金属层也可以用不含电流通路162的构成材料Cu的Al单体金属来替代Al90Cu10。在这种情况下，电流通路162的构成材料Cu仅由底层的第一金属层提供。在第二金属层用AlCu的情况下，PIT工序中也从第二金属层提供电流通路162的材料Cu。因此，即便是形成较厚的绝缘层161的情形，也能够相对容易地形成电流通路162。在用Al作为第二金属层的情况下，难以将Cu混入通过氧化形成的Al2O3中，因而容易形成耐压高的Al2O3。Al、AlCu各有优势，因而可根据情况分开使用。
第二金属层的膜厚，在AlCu的情况下是0.6～2纳米量级，而在Al的情况下是0.5～1.7纳米量级。上述第二金属氧化层经过氧化形成的绝缘层161其膜厚是0.8～3.5纳米量级。氧化后的膜厚处于1.3～2.5纳米量级范围的绝缘层161容易制作，而且在电流收窄效应方面也有利。而且，贯通绝缘层161的电流通路162其直径为1～10纳米量级，较好是2～6纳米量级。直径大于10纳米的金属通路162在做成尺寸较小的元件时，会造成每一元件的特性偏差，因而不理想，而最好的是不存在直径大于6纳米的金属通路162。
作为第二金属层的AlCu，较好的是具有能以AlxCu100-x(x＝100～70％)表示的组成。AlCu也可以添加Ti、Hf、Zr、Nb、Mg、Mo、Si等元素。这种情况下，添加元素的组成较好是2％～30％大小。添加上述元素的话，有可能CCP结构的形成变得很容易。而且，Al2O3的绝缘层161和Cu的电流通路162两者间的边界区域内上述添加元素的分布比其他区域富集的话，很有可能提高绝缘层161和电流通路162的密接性，从而提高电迁移(electro-migration)的承受性。
CCP-CPP元件中，隔层16的金属电流通路所流过的电流其密度为107～1010A/cm2这种巨大值。因此，电迁移的承受性较高，可确保电流通电时Cu电流通路162的稳定性很重要。但若能形成适当的CCP结构的话，即便第2金属层中不添加元素，也可实现足够良好的电迁移(electro-migration)的承受性。
第二金属层的材料不限于形成Al2O3用的Al合金，也可以是以Hf、Mg、Zr、Ti、Ta、Mo、W、Nb、Si等为主要成分的合金。而且，由第二金属层变换的绝缘层161不限于氧化物，也可以是氮化物、氧氮化物。
不论用何种材料作为第二金属层，成膜时的膜厚较好是0.5～2纳米，变换为氧化物、氮化物、或氧氮化物时的膜厚较好是0.8～3.5纳米量级。
绝缘层161不仅是分别含有单质的元素的氧化物，也可以是合金材料的氧化物、氮化物、氧氮化物。举例来说，以Al2O3为母材，也可以用Ti、Mg、Zr、Ta、Mo、W、Nb、Si等其中之任一元素、或者Al中含有0～50％多个元素的氧化物材料等。
3)氧化处理(步骤30)
对被氧化金属层进行表面氧化。在将氧气引入工作室内进行自然氧化的情况下，可以将曝氧量设定为5kL～15kL(1Langmuire(郎缪尔)＝1×10-5Torr秒)。而且，在进行离子束氧化或等离子氧化的情况下为0.1kL～5kL。
此外，也可以将氧化过程分成2个步骤。
3-1)预离子处理(步骤S30-1)
对被氧化金属层照射稀有气体(例如Ar)的离子束进行预处理。该预处理称为PIT(Pre-ion Treatment，预离子处理)。该PIT的结果是，成为将下部金属层其中一部分上吸渗入至被氧化金属层中的状态。这样形成第二金属层之后进行PIT这种能量处理很重要。
在形成膜时，第一金属膜(下部金属层15：Cu层)按二维膜形态存在。利用PIT工序将第一金属层中的Cu上吸并渗入至AlCu层中。渗入至AlCu层中的Cu此后再进行氧化处理后仍维持金属状态不变成为电流通路162。该PIT处理是实现纯度高Cu的电流收窄结构(CCP)用的重要处理。
该工序中，按加速电压30～150V、束电流20～200mA、处理时间30～180秒条件照射Ar离子。上述加速电压当中，较好是40～60V电压范围。在比这高的电压范围的情况下，由于PIT处理以后表面粗糙等的影响，有时发生MR变化率降低的情形。而作为电流值来说，可利用30～80mA范围，作为照射时间来说，则可利用60秒～150秒范围。
此外，也有以偏压溅射法形成AlCu、Al等可变换为绝缘层161之前的金属层这种方法，作为PIT处理的替代。在这种情况下，偏压溅射的能量，在直流偏压时可设定为30～200V，而在RF偏压时可设定为30～200W。
3-2)离子辅助氧化(步骤S30-2)
然后提供氧化性气体(例如氧)使被氧化金属层氧化，形成绝缘层161。这时，电流通路162进行条件选择以避免就此被氧化。利用这种氧化，将被氧化金属层变换为由Al2O3形成的绝缘层161，同时形成贯通绝缘层161的电流通路162，来形成隔层16。
举例来说，照射稀有气体(Ar、Xe、Kr、He等)的离子束的同时提供氧化性气体(例如氧)使被氧化金属层氧化(离子束促进氧化(IAO：Ion beam-assisted Oxidation))。利用该氧化处理，可形成具有由Al2O3所形成的绝缘层161和由Cu所形成的电流通路162的隔层16。这是一种利用Al容易氧化、Cu难以氧化的氧化能量差异的处理。
该工序中，供氧的同时，按加速电压40～200V、束电流30～200mA、处理时间15～300秒条件照射Ar离子。上述加速电压当中，较好是50～100V电压范围。加速电压比这高的话，由于PIT处理以后表面粗糙等的影响，有可能发生MR变化率降低。而作为束电流来说，可利用40～100mA，作为照射时间来说，则可采用30秒～180秒。
作为IAO氧化时的供氧量来说，2000～4000L为优选范围。IAO时不仅是Al，而且氧化至下部磁性层(被固定(ピン)层14)的话，CCP-CPP元件的MR、耐热性、可靠性降低，因而不理想。为了提高可靠性，处于隔层16下部位置的磁性层(被固定(ピン)层14)不被氧化，而为金属状态，这一点很重要。为了实现这一点，需要将供氧量设定为上述范围。
而且，为了利用所提供的氧形成稳定的氧化物，希望仅在对基底表面照射离子束的期间使氧气流过。也就是说，希望未对基底表面照射离子束时不让氧气流过。
此外，也可以引入等离子来替代离子束。这时的等离子的RF输出可以为50W至300W。适当的曝氧量与离子束情形相同。
4)形成上部金属层(步骤S31)
极薄氧化层16上形成例如Cu[0.25纳米]膜作为上部金属层17。较为理想的膜厚范围为0.2～0.6纳米量级。其优点是，越厚越容易改善自由层18的结晶性能，但其与下部金属层相同过厚的话，电流收窄效应减弱，导致MR降低。因此，作为提高自由层18结晶性能和保持MR维持两者并存的膜厚，可推荐0.4纳米量级。
但不需要自由层结晶性的高度情况下、或可由其他某种手段来提高结晶性的情况下，不一定要上部金属层。这种情况下，步骤S31可舍弃。
以上(4)中1)至4)示出的为隔层的形成过程。
对如上所述隔层的构成材料，进行密接量增强处理(SAT)是本实施方式的重要方面。如前文所述，将例如少量形成下部金属层、或成为绝缘体母材的金属的膜，或由离子、等离子、或热量对上部金属层进行处理。
作为具体例来说，形成1纳米作为下部金属层的Cu之后，作为SAT进行60秒至120秒的10～100W的RF等离子处理。此后，形成为绝缘体母材的AlCu膜。Cu膜厚预先形成为仅是将被SAT削去部分的厚度。
(5)形成自由层18(步骤S15)
上部金属层17上形成自由层18，例如形成Co90Fe10[1纳米]/Ni83Fe17[3.5纳米]。首先，为了得到高MR变化率，选择处于与隔层16的界面位置的自由层18其磁性材料很重要。在这种情况下，与隔层16的界面处最好设置CoFe合金而非NiFe合金。CoFe合金当中尤其是可以采用软磁特性稳定的Co90Fe10[1纳米]。其他组成中也可采用CoFe合金。
采用Co90Fe10附近组成的CoFe合金的情况下，较好是将膜厚设定为0.5～4纳米。采用其他组成的CoFe合金(例如Co50Fe50)的情况下，较好是将膜厚设定为0.5～2纳米。为了提高自旋相关界面散射效果，在将例如Fe50Co50(或FexCo100-x(x＝45～85))用于自由层18的情况下，为了维持自由层18的软磁性，难以使用被固定(ピン)层14这种较厚的膜厚。因此，0.5～1纳米为理想的膜厚范围。在用不含Co的Fe的情况下，软磁特性相对良好，因而可以将膜厚设定为0.5～4纳米量级。
CoFe层上设置的NiFe层由软磁特性稳定的材料所形成。CoFe合金的软磁特性不是如此稳定，但可以在其上设置NiFe合金来弥补软磁特性。将NiFe用作自由层18，可将能实现高MR变化率的材料用于与隔层16的界面处，自旋阀膜的总体特性方面较为理想。
NiFe合金的组成较好是NixFe100-x(x＝78～85％左右)。这里，较好是用富Ni组成(例如Ni83Fe17)，而不是通常所用的NiFe的组成Ni81Fe19。这是用以实现零磁致伸缩。CCP结构的隔层16上形成膜的NiFe，与金属Cu制的隔层上成膜的NiFe相比，磁致伸缩向正侧偏移。为了抵消磁致伸缩向正侧偏移，而采用Ni组成比通常多的负侧NiFe组成。
NiFe层的总膜厚较好为2～5纳米量级(例如3.5纳米)。在不用NiFe层的情况下，也可以用1～2纳米的CoFe层或Fe层和0.1～0.8纳米量级的极薄Cu层多层交替叠层得到的自由层18。
(6)形成罩层19和上电极20(步骤S16)
自由层18上叠层例如Cu[1纳米]/Ru[10纳米]作为罩层19。罩层19上形成对自旋阀膜垂直供电用的上电极20。
(实施例)
下面说明本发明实施例。本发明实施例的磁阻效应膜10的构成示于下。
·下电极11
·底层12：Ta[5纳米]/Ru[2纳米]
·固定层13：Ir22Mn78[7纳米]
·被固定(ピン)层14：Co75Fe25[3.2纳米]/Ru[0.9纳米]/(Fe50Co50[1纳米]/Cu[0.25纳米])×2/Fe50Co50[1纳米]
·金属层15：Cu[0.5纳米]/SAT
·极薄氧化层(NOL)16：Al2O3的绝缘层161和Cu的电流通路162(形成Al90Cu10[1纳米]膜之后进行PIT/IAO处理)
·金属层17：Cu[0.25纳米]
·自由层18：Co90Fe10[1纳米]/Ni83Fe17[3.5纳米]
·罩层19：Cu[1纳米]/Ru[10纳米]
·上电极20
接着说明隔层的制造工序。另外，其他工序可按照前面说明过的方法进行，因而其说明说明。这里，用RF等离子处理作为SAT。带有RF偏压机构的金属成膜室，所进行Ar流量40sccm、RF功率20W或40W、偏置电压80V或110V、120秒钟RF等离子处理。
参照例(0)(与图5相当)
不专门实施SAT来形成隔层。
实施例(1)(与图6相当)
作为上部被固定(ピン)层，形成(Fe50Co50[1纳米]/Cu[0.25纳米])×2/Fe50Co50[1.5纳米]膜。此后，实施RF功率40W、偏置电压110V的SAT。利用SAT可削去0.5纳米，因而形成有(Fe50Co50[1纳米]/Cu[0.25纳米])×2/Fe50Co50[1纳米]。
实施例(2)(与图7相当)
形成1.1纳米Cu膜，对其表面实施SAT。这里，采用RF功率40W、偏置电压110V的等离子处理作为SAT。利用RF等离子处理可削去0.5纳米的Cu，实际残留0.6纳米的Cu作为下部金属层。
实施例(3)(与图8相当)
下部金属层Cu上形成0.2纳米量级绝缘体母材的AlCu膜，实施SAT。这里，采用RF功率20W、偏置电压80V的RF等离子。由于预计到AlCu会大体削去，因而其上形成9.7埃的AlCu膜。
实施例(4)(与图9相当)
形成了极薄氧化层之后，实施SAT。这里，采用RF功率40W、偏置电压110V的等离子处理作为SAT。
实施例(5)(与图10相当)
形成0.75纳米Cu作为上部金属层之后实施SAT。这里，采用RF功率40W、偏置电压110V的等离子处理作为SAT。利用RF等离子处理可削去0.5纳米Cu，实际残留0.25纳米的Cu作为下部金属层。
实施例(6)(与图11相当)
形成涉及全部上述(1)至(5)的隔层。
(实施例的评价)
对实施例与对比例一起进行评价。不论是实施例，还是对比例，均用Cu/AlCu-NOL/Cu所形成的隔层来制作。实施例(1)～实施例(6)中，对隔层16实施SAT，而对比例未实施SAT，保持所形成的膜不变。
针对元件面积0.4微米×0.4微米的元件对实施例的CCP-CPP元件的特性进行评价时，为RA＝500mΩ/微米2，MR变化率＝9％，ΔRA＝45mΩ/微米2。与没有SAT的情形相比，RA、MR变化率的数值没有较大变化发生。
下面评价可靠性。供电试验条件设定为温度130℃、偏置电压140mV。通过设定为比通常的使用条件更加严厉的条件，来设法用短时间的试验显现可靠性的差异。而且，作为供电方向设定为电流从被固定(ピン)层14流至自由层18的方向。也就是说，作为电子流动来说，由于为反向因而是从自由层18流至被固定(ピン)层14。
这种供电方向由于降低自旋转换噪声，因而为理想的方向。其中电流从自由层18流至被固定(ピン)层14(电子的流动则从被固定(ピン)层流至自由层)的情形可以说自旋转换转矩效应较强，为在磁头上产生噪声的噪声源。从这种观点出发，供电方向从被固定(ピン)层流至自由层的方向为所希望的构成。
这里的试验条件，由于为加速试验，因而使温度提得比通常条件高。而且，由于元件尺寸的关系，偏置电压也是相对较强的条件。在实施例中使元件尺寸比实际磁头的元件尺寸(实际上针对的是比0.1微米×0.1微米小的元件尺寸)大。元件尺寸大的话，即使偏置电压相同，但电流量增大，而且元件的散热性能变差。因此，实施例的元件中，焦耳发热的影响远比实际的磁头元件大，因而在严厉的条件下进行试验。此外，偏置电压也比实际使用的电压值大，而且温度条件也比实际温度高的话，严格地设定全部条件，是为了在短时间内判断可靠性良好与否而设定的加速试验条件。
按照以上条件评价参照例(0)和实施例(1)至实施例(5)的元件可靠性。具体来说，使输出按初始状态的输出规范化，跟随其变动。输出的减小率越小，可靠性越高。
其结果是，采用SAT的实施例，即便是在某一位置上进行，也可提高可靠性。尤其是在对下部金属层、或AlCu实施的情况下，效果较为明显。而且，进行过该处理的元件均取得相当好的效果。
但除了上述密接力增强处理(SAT)以外，也可插入或添加使密接力增强的元素。
具体来说，将Mo、Mg、V、W、Si、Ti、Zr、Cr、Hf、Ta等插入各界面。其厚度可以为半个原子层～3个原子层。如插入的话，密接力便提高，此外可靠性提高。
而且，也可以对构成隔层的各层材料，即下部金属层、成为绝缘体母材的金属层、上部金属层添加上述元素。其组分量可以为1原子％～15原子％。
此外，这里将氧化物用作绝缘层，当然氮化物层也可得到同样的效果。这种情况下，IAO的氧化工序中，可将氮引入工作室内。而且，引入氧和氮两者，至于经过氧氮化后的绝缘层也可得到同样的密接力增强效果。
另外，放缓加速试验条件的话，在(0)的现有例中变差量变得极其小，可靠性变好，因而该项试验要进行的是极为严酷的试验。
在这种严格条件下，实施例元件的良好可靠性其意义系指可以在要求高度可靠性的环境下能利用本实施方式的磁阻效应元件。对于适应高密度记录的磁头，则为可以实现可靠性相对于以往极高的磁头。这种适应高密度记录的磁头可用于可靠性技术规格严格的使用条件下，例如，高热环境下使用的汽车导航应用、高速使用的服务器、企业级应用等的HDD(硬盘驱动器)。
(第二实施方式)
图14是示出本发明第二实施方式的磁阻效应元件(CCP-CPP元件)的立体图。而图15是示出本发明第二实施方式的磁阻效应元件的制造工序的流程图。该磁阻效应元件是将被固定(ピン)层14配置于自由层18之上的顶型CCP-CPP元件。也就是说，SCT不仅可适用于被固定(ピン)层14位于自由层18之下位置的底型CCP-CPP元件，而且可适用于顶型CCP-CPP元件。
在顶型自旋阀膜的情况下，需要进行应力调整处理的层并非自由层18，而是被固定(ピン)层14。隔层16上生长的磁性层的结晶取向特性变差，因而需要对该磁性膜进行应力调整处理。图14中下部被固定(ピン)层141具有应力调整部21A。
与底型相同，顶型CCP-CPP元件也可适当采用利用离子、等离子、或热的处理作为SAT。
如图15所示，在制造顶型CCP-CPP元件的情况下，处于底层12和罩层19两者间的各层按与图4大体相反的顺序形成膜。但下部金属层15和上部金属层17按照隔层16的制作等的关系其顺序并不反转。因而隔层可利用图6至图11所示的工序制作。
另外，顶型CCP-CPP元件，就隔层16上下的下部金属层15、上部金属层17(Cu层)的功能而言，与底型的CCP-CPP元件相同。具体来说，隔层16之下的下部金属层15(Cu层)为电流路径162的供给源，因而是不可或缺的，但隔层16之上的上部金属层17(Cu层)并非不可或缺的，这种情况下可以引入如图12所示这种SAT。
(磁阻效应元件的应用)
下面说明本发明实施方式的磁阻效应元件(CCP-CPP元件)的应用。
本发明的实施方式中，CPP元件的元件电阻RA出于适应高密度的观点，较好是500mΩ/微米2或以下，更为理想的是300mΩ/微米2或以下。在计算元件电阻RA的情况下，是将自旋阀膜的供电部分的实际有效面积A与CPP元件的电阻R相乘。这里，元件电阻R可直接测定。另一方面，自旋阀膜的供电部分其实际有效面积A为与元件结构相关的数值，因而对于其之确定要加以注意。
举例来说，在对自旋阀膜的整体制作布线图案作为为实际有效的读出区域的情况下，自旋阀膜整体的面积为实际有效面积A。在这种情况下，从适当设定元件电阻的观点出发，将自旋阀膜的面积设定为至少0.04微米2或以下，按照200Gbpsi或以上的记录密度为0.02微米2或以下。
但在形成与自旋阀膜相接并其面积比自旋阀膜小的下电极11或上电极20的情况下，下电极11或上电极20其面积为自旋阀膜的有效面积A。在下电极11或上电极20的面积不同的情况下，其中小的电极面积为自旋阀膜的有效面积A。此时，从适当设定元件电阻的观点出发，其中较小的电极的面积设定为至少0.04微米2或以下。
在稍后所述的图16、图17中的实施例的情况下，图16中自旋阀膜10的面积为最小时由于为与上电极20相接触的部分，因而可将其宽度考虑为记录磁道宽度Tw。而且，相对于高度方向而言，图17中依旧与上电极20相接触的部分最小，因而可将其宽度考虑作为高度D。自旋阀膜的实际有效面积A考虑为A＝Tw×D。
本发明实施方式的磁阻效应元件，可以将电极间的电阻R做成100Ω或以下。该电阻R例如是在磁头万向架组件(HGA)的前端安装的再生磁头部的两个电极衬垫之间所测量的电阻值。
本发明实施方式的磁阻效应元件中，在被固定(ピン)层14或自由层18为fcc结构的情况下，希望具有fcc(111)取向性。在被固定(ピン)层14或自由层18具有bcc结构的情况下，希望具有bcc(110)取向性。在被固定(ピン)层14或自由层18具有hcp结构的情况下，希望具有hcp(001)取向性或hcp(110)取向性。
本发明实施方式的磁阻效应元件的结晶取向性，取向按照偏差角度来说较好为4.0°以内，较为理想的为3.5°以内，最好为3.0°以内。这是通过X射线衍射θ-2θ测定得到的峰值位置的摆动(ロツキング)曲线作为半幅值求得。而且，可以作为元件断面的纳米衍射光斑的光斑散射角度来检测。
尽管也与反铁磁性膜的材料相关，但一般来说反铁磁性膜和被固定(ピン)层14/隔层16/自由层18两者的晶格间距有所不同，因而可对各层分别算出取向的偏差角度。举例来说，铂锰(PtMn)和被固定层14/隔层16/自由层18大多晶格间距有所不同。铂锰(PtMn)为相对较厚的膜，因而属于适合测定结晶取向的偏差的材料。就被固定(ピン)层14/隔层16/自由层18来说，被固定(ピン)层14和自由层18的结晶结构也往往如同bcc结构和fcc结构那样有所不同。这种情况下，被固定层14和自由层18便具有分别不同的结晶取向的散射角。
(磁头)
图16和图17示出将本发明实施方式的磁阻效应元件组装到磁头中的状态。图16是在相对于与磁记录媒体(未图示)对向的媒体相向面大体平行的方向上剖开磁阻效应元件的剖面图。图17是在相对于媒体相向面ABS垂直的方向上剖开该磁阻效应元件的剖面图。
图16和图17举例示出的磁头具有所谓的硬对接(hard abutted)结构。磁阻效应膜10为上述CCP-CPP膜。磁阻效应膜10的上下分别设置有下电极11和上电极20。图16中磁阻效应膜10的两侧面叠层设置有偏置磁场施加膜41和绝缘膜42。如图17所示，磁阻效应膜10的媒体对向面上设置有保护层43。
对于磁阻效应膜10的读出电流利用其上下配置的上电极20、下电极11如箭头A所示沿与膜面大体垂直的方向供电。而且，利用左右设置的一对偏置磁场施加膜41、41，对磁阻效应膜10加上偏置磁场。利用该偏置磁场，可控制磁阻效应膜10的自由层18的磁各向异性进行单磁畴处理，通过这样，能使其磁畴结构稳定，并抑制伴随磁壁移动而产生的巴克豪森噪声(Barkhausen noise)。
磁阻效应膜10的S/N比提高，因而在应用于磁头的情况下，可进行高灵敏度的磁再生。
(硬盘和磁头万向架组件)
图16和图17所示的磁头可装在记录再生一体型的磁头万向架组件上，再装到磁记录再生装置上。
图18是举例表示这种磁记录再生装置概要构成的主要部分立体图。也就是说，本实施方式的磁记录再生装置150是用旋转执行机构形式的装置。该图中，磁盘200安装在主轴152上，利用与来自图中未示出的驱动装置控制部的控制信号响应图中未示出的电动机按箭头A方向旋转。本实施方式的磁记录再生装置150也可以包括多片磁盘200。
对磁盘200所存储的信息进行记录再生的磁头滑动体153，装配到薄膜状悬挂机构154的前端。磁头滑动体153将包含上述任一实施方式的磁阻效应元件的磁头装到其前端附近。
磁盘200一旦旋转，磁头滑动体153的媒体对向面(ABS)可相对于磁盘200的表面保持有规定的挂起量。或者也可以是滑动体与磁盘200相接触的所谓“接触滑行型”。
悬挂机构154与执行机构臂155的一端连接。执行机构臂155的另一端设置线性电动机中一种音圈电动机156。音圈电动机156由线圈架上所卷绕的图中未示出的驱动线圈、及相向配置成夹住该线圈的永磁铁和对向磁轭形成的磁路所构成。
执行机构臂155由主轴157的上下两个部位设置的图中未示出的滚珠轴承保持，可利用音圈电动机156自由地旋转滑动。
图9是从盘片侧观察执行机构臂155至前面的磁头万向架组件的放大立体图。具体来说，组件160具有执行机构臂155，执行机构臂155的一端连接悬挂机构154。悬挂机构154的前端装配有磁头滑动体153，其中包括包含上述任一实施方式的磁阻效应元件的磁头。悬挂机构154具有信号写入及读取用引线164，并将该引线164与装到磁头滑动体153上的磁头的各个电极电连接。图中165为组件160的电极衬垫。
按照本实施方式，可通过包括具有上述磁阻效应元件的磁头，确实读取以高记录密度按照磁方式记录于磁盘200中的信息。
(磁存储器)
下面说明装有本发明实施方式的磁阻效应元件的磁存储器。也就是说，可用本发明实施方式的磁阻效应元件，来实现例如存储单元按矩阵形状配置的随机存取磁存储器(MRAM：magnetic random access memory)等磁存储器。
图20为表示本发明实施方式的磁存储器的矩阵构成的一示例用的图。该图表示按阵列形式配置存储单元时的电路构成。为了选择阵列中的1位，可包括列译码器350、行译码器351，利用位线334和字线332使开关晶体管330处于导通状态，可进行唯一性的选择，可通过由读出放大器352检测从而读出磁阻效应膜10中的磁记录层(自由层)所记录的位信息。写入位信息时，外加使特定的写入字线323和位线322流过写入电流产生的磁场。
图21为表示本发明实施方式的磁存储器的矩阵构成的另一示例用的图。在这种情况下，可由各个译码器360、361选择按矩阵形式布线的位线322和字线334，从而选择阵列中的特定存储单元。各个存储单元具有磁阻效应元件10和二极管D串联连接的结构。这里，二极管D具有防止所选定的磁阻效应元件10以外存储单元中读出电流迂回的作用。可通过特定位线322和写入字线323分别流入写入电流所产生的磁场进行写入。
图22是表示本发明实施方式的磁存储器的主要部分的剖面图。图23是图22中沿A-A’线的剖面图。上述图中示出的结构与图21或图22所示的磁存储器所含的1位的存储单元相对应。该存储单元具有存储元件部分311和地址选择用晶体管部分312。
存储元件部分311具有磁阻效应元件10和与之连接的一对布线322、324。磁阻效应元件10是上述实施方式的磁阻效应元件(CCP-CPP元件)。
另一方面，地址选择用晶体管部分312设置有通过敷镀金属的夹层326和嵌埋布线328连接的晶体管330。该晶体管330根据栅极332所加上的电压进行开关动作，并控制磁阻效应元件10和布线334两者间电流通路的通断。
而且，磁阻效应元件10的下方按与布线322大体正交的方向设置有写入布线323。上述写入布线322、323可利用例如铝(Al)、铜(Cu)、钨(W)、钽(Ta)或包含其中任何一种的合金来形成。
这种构成的存储单元中，将位信息写入到磁阻效应元件10时，通过使写入脉冲电流流过布线322、323，并加上这些电流感生的合成磁场，使磁阻效应元件的记录层的磁化相应反转。
而且，读出位信息时，通过布线322、包含磁记录层的磁阻效应元件10、以及下电极324流过读出电流，测定磁阻效应元件10的电阻值或电阻值的变化。
本发明实施方式的磁存储器，可通过采用上述实施方式的磁阻效应元件(CCP-CPP)，即便将单元尺寸做得更细小，也能确实控制记录层的磁畴，可确保可靠的写入，而且也可确实进行读出。
对于MRAM用途，可利用如下所述的实施例。
Ta[5纳米]/Ru[2纳米]/PtMn[15纳米]/CoFe[3.5纳米]/Ru[0.9纳米]/CoFeB[3.5纳米]/MgO[1.5纳米]/CoFe[1纳米]/NiFe[1纳米]/Al2O3-NiFe的CCP结构/NiFe[1纳米]/SCT/NiFe[1纳米]。
在MRAM用途上，还提出了用隧道元件实现磁阻效应、为了提高MRAM的开关方法提出采用CCP结构等方案(H.MENG AND J-P.WANG，IEEE TRANS MAGN.41(10)，2612(2005))。在这种情况下，需要在自由层或被固定(ピン)层内部设置CCP结构，但，这样CCP上所形成的自由层或被固定(ピン)层当中，CCP上部所形成的层其结晶性能变差，造成开关偏差的问题。
在该问题上，也可如本发明实施方式所示，在Al2O3-NiFe的CCP结构上所形成的NiFe成膜时，进行SCT，来改善自由层的应力。在MRAM用途上，也可如此地对插入自由层的内部形成于CCP上的磁性层进行SCT。另外，在自由层内部插入CCP的情况下，希望通过CCP使上下磁性层进行较强的磁耦合，因而成为电流通路的金属最好是采用Ni、Co、Fe或其合金材料来替代Cu。
这里，作为实现插入自由层中的CCP结构用的形成过程，最好是进行上述PIT/IAO处理。在这种情况下，形成电流通路的材料较多地含有磁性元素(包含Fe、Co、Ni其中某一元素50％或以上)，因而下部金属层15、上部金属层17就不是特别地需要，可按其原样使用形成自由层16的材料。
(其他实施方式)
本发明实施方式不限于上述实施方式，可扩展、修改，经过扩展、修改的实施方式也为本发明技术范围所包含。关于磁阻效应膜的具体结构、或其他、电极、偏置外加膜、绝缘膜等形状、材质，本领域技术人员可从公知范围当中作适当选择，同样地实施本发明，并可得到同样效果。举例来说，将磁阻效应元件应用于再生用磁头时，可通过在元件的上下方提供磁屏蔽，来规定磁头的检测分辨率。
另外，，本发明实施方式不仅适用于长度方向的磁记录方式，也可以应用于垂直方向磁记录方式的磁头或磁再生装置。此外，本发明的磁再生装置，可以是长期具有特定记录媒体的所谓的“固定式”磁再生装置，也可以是能调换记录媒体这种所谓的“可装拆式”磁再生装置。
此外，作为本发明的实施方式依据上述磁头和磁记录再生装置，本领域技术人员可进行适当设计修改并实施，但由此而得的全部的磁阻效应元件、磁头、磁记录再生装置以及磁存储器，同样地也都属于本发明范围。

Claims (14)

1.一种磁阻效应元件的制造方法，该磁阻效应元件包括：磁化方向实质上固定于一方向的磁化固定层；磁化方向与外部磁场相对应而变化的磁化自由层；以及设置于所述磁化固定层和所述磁化自由层两者间、包含绝缘层和贯通所述绝缘层的金属层的隔层，其特征在于，
所述隔层经过下列工序形成：
形成第一非磁性金属层的工序；
在所述第一非磁性金属层上形成变换为所述绝缘层的第二金属层的工序；
通过对所述第二金属层表面照射包含O和N其中至少之一、以及Ar、Xe、He、Ne、Kr其中至少之一元素的离子或等离子，来使所述第二金属层变换为所述绝缘层和包含所述第一非磁性金属的非磁性金属通路的工序；以及
在所述非磁性金属通路上形成第三非磁性金属层的工序，
对所述磁化固定层、所述第一金属层、所述第二金属层、所述第二金属层变换为所述绝缘层之后的绝缘层、以及所述第三非磁性金属层的至少一部位照射离子或等离子。
2.一种磁阻效应元件的制造方法，该磁阻效应元件包括：磁化方向实质上固定于一方向的磁化固定层；磁化方向与外部磁场相对应而变化的磁化自由层；以及设置于所述磁化固定层和所述磁化自由层两者间、包含绝缘层和贯通所述绝缘层的金属层的隔层，其特征在于，
所述隔层经过下列工序形成：
形成第一非磁性金属层的工序；
在所述第一非磁性金属层上形成变换为所述绝缘层的第二金属层的工序；
通过对所述第二金属层表面照射包含O和N其中至少之一、以及Ar、Xe、He、Ne、Kr其中至少之一元素的离子或等离子，来使所述第二金属层变换为所述绝缘层和包含所述第一非磁性金属的非磁性金属通路的工序；以及
在所述非磁性金属通路上形成第三非磁性金属层的工序，
对所述磁化固定层的表面照射离子或等离子。
3.一种磁阻效应元件的制造方法，该磁阻效应元件包括：磁化方向实质上固定于一方向的磁化固定层；磁化方向与外部磁场相对应而变化的磁化自由层；以及设置于所述磁化固定层和所述磁化自由层两者间、包含绝缘层和贯通所述绝缘层的金属层的隔层，其特征在于，
所述隔层经过下列工序形成：
形成第一非磁性金属层的工序；
在所述第一非磁性金属层上形成变换为所述绝缘层的第二金属层的工序；
通过对所述第二金属层表面照射包含O和N其中至少之一、以及Ar、Xe、He、Ne、Kr其中至少之一元素的离子或等离子，来使所述第二金属层变换为所述绝缘层和包含所述第一非磁性金属的非磁性金属通路的工序；以及
在所述非磁性金属通路上形成第三非磁性金属层的工序，
对所述第一非磁性金属层的表面照射离子或等离子。
4.一种磁阻效应元件的制造方法，该磁阻效应元件包括：磁化方向实质上固定于一方向的磁化固定层；磁化方向与外部磁场相对应而变化的磁化自由层；以及设置于所述磁化固定层和所述磁化自由层两者间、包含绝缘层和贯通所述绝缘层的金属层的隔层，其特征在于，
所述隔层经过下列工序形成：
形成第一非磁性金属层的工序；
在所述第一非磁性金属层上形成变换为所述绝缘层的第二金属层的工序；
通过对所述第二金属层表面照射包含O和N其中至少之一、以及Ar、Xe、He、Ne、Kr其中至少之一元素的离子或等离子，来使所述第二金属层变换为所述绝缘层和包含所述第一非磁性金属的非磁性金属通路的工序；以及
在所述非磁性金属通路上形成第三非磁性金属层的工序，
对所述第二金属层形成过程中或形成后的表面照射离子或等离子。
5.一种磁阻效应元件的制造方法，该磁阻效应元件包括：磁化方向实质上固定于一方向的磁化固定层；磁化方向与外部磁场相对应而变化的磁化自由层；以及设置于所述磁化固定层和所述磁化自由层两者间、包含绝缘层和贯通所述绝缘层的金属层的隔层，其特征在于，
所述隔层经过下列工序形成：
形成第一非磁性金属层的工序；
在所述第一非磁性金属层上形成变换为所述绝缘层的第二金属层的工序；
通过对所述第二金属层表面照射包含O和N其中至少之一、以及Ar、Xe、He、Ne、Kr其中至少之一元素的离子或等离子，来使所述第二金属层变换为所述绝缘层和包含所述第一非磁性金属的非磁性金属通路的工序；以及
在所述非磁性金属通路上形成第三非磁性金属层的工序，
对所述第二金属层变换形成的所述绝缘层的表面照射离子或等离子。
6.一种磁阻效应元件的制造方法，该磁阻效应元件包括：磁化方向实质上固定于一方向的磁化固定层；磁化方向与外部磁场相对应而变化的磁化自由层；以及设置于所述磁化固定层和所述磁化自由层两者间、包含绝缘层和贯通所述绝缘层的金属层的隔层，其特征在于，
所述隔层经过下列工序形成：
形成第一非磁性金属层的工序；
在所述第一非磁性金属层上形成变换为所述绝缘层的第二金属层的工序；
通过对所述第二金属层表面照射包含O和N其中至少之一、以及Ar、Xe、He、Ne、Kr其中至少之一元素的离子或等离子，来使所述第二金属层变换为所述绝缘层和包含所述第一非磁性金属的非磁性金属通路的工序；以及
在所述非磁性金属通路上形成第三非磁性金属层的工序，
对所述第三非磁性金属层的表面照射离子或等离子。
7.一种磁阻效应元件的制造方法，该磁阻效应元件包括：磁化方向实质上固定于一方向的磁化固定层；磁化方向与外部磁场相对应而变化的磁化自由层；以及设置于所述磁化固定层和所述磁化自由层两者间、包含绝缘层和贯通所述绝缘层的金属层的隔层，其特征在于，
所述隔层经过下列工序形成：
形成第一非磁性金属层的工序；
在所述第一非磁性金属层上形成变换为所述绝缘层的第二金属层的工序；以及
通过对所述第二金属层表面照射包含O和N其中至少之一、以及Ar、Xe、He、Ne、Kr其中至少之一元素的离子或等离子，来使所述第二金属层变换为所述绝缘层和包含所述第一非磁性金属的非磁性金属通路的工序，
对所述磁化固定层、所述第一金属层、所述第二金属层、以及所述第二金属层变换为所述绝缘层之后的绝缘层的表面的至少一部位照射离子或等离子。
8.如权利要求1至7中任一项所述的磁阻效应元件的制造方法，其特征在于，所述第一金属层由Cu、Au、Ag其中至少之一所构成。
9.如权利要求1至7中任一项所述的磁阻效应元件的制造方法，其特征在于，所述绝缘层为包含选自Al、Si、Hf、Ti、Ta、Mo、W、Nb、Mg、Cr、和Zr所组成的元素组当中至少一种元素的氧化物、或氮化物、或氧氮化物。
10.如权利要求1至7中任一项所述的磁阻效应元件的制造方法，其特征在于，所述照射离子或等离子的处理为利用由30V或以上但150V或以下电压加速的离子或等离子进行的处理。
11.如权利要求1至7中任一项所述的磁阻效应元件的制造方法，其特征在于，所述照射等离子的处理为利用加上30W或以上但200W或以下电功率的等离子进行的处理。
12.如权利要求1至7中任一项所述的磁阻效应元件的制造方法，其特征在于，所述离子或等离子为包含Ar、Kr、Xe、Ne其中任何一种在内的稀有气体的离子或等离子。
13.一种磁阻效应元件，包括：磁化方向实质上固定于一方向上的磁化固定层；磁化方向与外部磁场相对应而变化的磁化自由层；以及设置于所述磁化固定层和所述磁化自由层两者间、包含绝缘层和贯通所述绝缘层的金属层的隔层，其特征在于，
所述隔层经过下列工序形成：
形成第一非磁性金属层的工序；
在所述第一非磁性金属层上形成变换为所述绝缘层的第二金属层的工序；
通过对所述第二金属层表面照射包含O和N其中至少之一、以及Ar、Xe、He、Ne、Kr其中至少之一元素的离子或等离子，来使所述第二金属层变换为所述绝缘层和包含所述第一非磁性金属的非磁性金属通路的工序；以及
在所述非磁性金属通路上形成第三非磁性金属层的工序，
对所述磁化固定层、所述第一金属层、所述第二金属层、所述第二金属层变换为所述绝缘层之后的绝缘层、以及所述第三非磁性金属层的表面其中至少之一部位照射离子或等离子。
14.一种磁阻效应磁头，其特征在于，具有如权利要求13所述的磁阻效应元件。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101988956A (zh) * 2009-07-29 2011-03-23 Tdk株式会社 具有包括磁阻效应元件的桥接电路的磁传感器
CN102709467A (zh) * 2012-06-04 2012-10-03 清华大学 一种高灵敏度的CoFeB基磁隧道结
CN104241245A (zh) * 2014-09-15 2014-12-24 复旦大学 一种基于低k材料和铜互连的mim电容及其制备方法
CN105957961A (zh) * 2016-07-20 2016-09-21 湖北中部慧易数据科技有限公司 一种垂直各向异性磁性元件、制备方法及磁存储器
CN107958953A (zh) * 2016-10-14 2018-04-24 中电海康集团有限公司 磁性隧道结的自由层的制备方法及磁性隧道结的制备方法
CN110504356A (zh) * 2018-05-18 2019-11-26 三星电子株式会社 制造磁隧道结装置的方法
CN111725394A (zh) * 2019-09-06 2020-09-29 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种磁性存储单元的加工方法、磁性随机存储器及设备

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4786331B2 (ja) 2005-12-21 2011-10-05 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子の製造方法
JP4514721B2 (ja) * 2006-02-09 2010-07-28 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子の製造方法、磁気抵抗効果素子、磁気抵抗効果ヘッド、磁気記録再生装置及び磁気記憶装置
JP2007299880A (ja) * 2006-04-28 2007-11-15 Toshiba Corp 磁気抵抗効果素子，および磁気抵抗効果素子の製造方法
JP4550777B2 (ja) * 2006-07-07 2010-09-22 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子の製造方法、磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド、磁気記録再生装置及び磁気メモリ
JP4490950B2 (ja) * 2006-07-07 2010-06-30 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子の製造方法、及び磁気抵抗効果素子
JP5044157B2 (ja) * 2006-07-11 2012-10-10 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子，磁気ヘッド，および磁気再生装置
JP4388093B2 (ja) 2007-03-27 2009-12-24 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド、磁気記録再生装置
JP5361201B2 (ja) 2008-01-30 2013-12-04 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子の製造方法
JP5150284B2 (ja) * 2008-01-30 2013-02-20 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子およびその製造方法
KR101298817B1 (ko) * 2008-03-07 2013-08-23 캐논 아네르바 가부시키가이샤 자기 저항 소자의 제조 방법 및 자기 저항 소자의 제조 장치
JP5032429B2 (ja) * 2008-09-26 2012-09-26 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子の製造方法、磁気抵抗効果素子、磁気ヘッドアセンブリ及び磁気記録再生装置
JP5032430B2 (ja) * 2008-09-26 2012-09-26 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子の製造方法、磁気抵抗効果素子、磁気ヘッドアセンブリ及び磁気記録再生装置
JP5039007B2 (ja) * 2008-09-26 2012-10-03 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子の製造方法、磁気抵抗効果素子、磁気ヘッドアセンブリ及び磁気記録再生装置
JP5039006B2 (ja) * 2008-09-26 2012-10-03 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子の製造方法、磁気抵抗効果素子、磁気ヘッドアセンブリ及び磁気記録再生装置
JP2010080839A (ja) 2008-09-29 2010-04-08 Toshiba Corp 磁気抵抗効果素子の製造方法、磁気抵抗効果素子、磁気ヘッドアセンブリおよび磁気記録再生装置
US8551626B2 (en) * 2009-06-25 2013-10-08 Seagate Technology Llc CCP-CPP magnetoresistive reader with high GMR value
JP5460375B2 (ja) * 2010-02-22 2014-04-02 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子の製造方法
US8928100B2 (en) 2011-06-24 2015-01-06 International Business Machines Corporation Spin transfer torque cell for magnetic random access memory
FR2993418B1 (fr) * 2012-07-13 2014-07-18 Continental Automotive France Dispositif de charge d'un element portable et procede associe
CN111421144B (zh) * 2020-03-27 2021-11-19 西安交通大学 一种抗水腐蚀的难熔金属钼表面处理方法

Family Cites Families (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5304975A (en) * 1991-10-23 1994-04-19 Kabushiki Kaisha Toshiba Magnetoresistance effect element and magnetoresistance effect sensor
FR2685489B1 (fr) * 1991-12-23 1994-08-05 Thomson Csf Capteur de champ magnetique faible a effet magnetoresistif.
US5448515A (en) * 1992-09-02 1995-09-05 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Magnetic thin film memory and recording/reproduction method therefor
US5549978A (en) 1992-10-30 1996-08-27 Kabushiki Kaisha Toshiba Magnetoresistance effect element
JP3184352B2 (ja) * 1993-02-18 2001-07-09 松下電器産業株式会社 メモリー素子
US5459978A (en) * 1993-03-01 1995-10-24 Ongard Systems Inc Sterilizable flexible peel-seal pouch package
KR950704820A (ko) * 1993-10-06 1995-11-20 프레데릭 얀 스미트 자기 저항 장치 및, 이 장치를 이용한 자기헤드(Magneto-resistance device, and magnetic head employing such a device)
US6002553A (en) * 1994-02-28 1999-12-14 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Giant magnetoresistive sensor
US6084752A (en) * 1996-02-22 2000-07-04 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Thin film magnetic head
US5768183A (en) * 1996-09-25 1998-06-16 Motorola, Inc. Multi-layer magnetic memory cells with improved switching characteristics
US5768181A (en) * 1997-04-07 1998-06-16 Motorola, Inc. Magnetic device having multi-layer with insulating and conductive layers
US6542342B1 (en) * 1998-11-30 2003-04-01 Nec Corporation Magnetoresistive effect transducer having longitudinal bias layer directly connected to free layer
JP2000215414A (ja) * 1999-01-25 2000-08-04 Hitachi Ltd 磁気センサ―
US6603642B1 (en) * 2000-03-15 2003-08-05 Tdk Corporation Magnetic transducer having a plurality of magnetic layers stacked alternately with a plurality of nonmagnetic layers and a fixed-orientation-of-magnetization layer and thin film magnetic head including the magnetic transducer
JP3462832B2 (ja) * 2000-04-06 2003-11-05 株式会社日立製作所 磁気抵抗センサ並びにこれを用いた磁気ヘッド及び磁気記録再生装置
US6522507B1 (en) * 2000-05-12 2003-02-18 Headway Technologies, Inc. Single top spin valve heads for ultra-high recording density
US6473275B1 (en) * 2000-06-06 2002-10-29 International Business Machines Corporation Dual hybrid magnetic tunnel junction/giant magnetoresistive sensor
JP3559513B2 (ja) 2000-09-05 2004-09-02 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子、その製造方法及び製造装置並びに磁気再生装置
US6853520B2 (en) * 2000-09-05 2005-02-08 Kabushiki Kaisha Toshiba Magnetoresistance effect element
JP3618654B2 (ja) * 2000-09-11 2005-02-09 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド及び磁気記録再生装置
JP3833512B2 (ja) 2000-10-20 2006-10-11 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子
JP4896587B2 (ja) 2000-10-20 2012-03-14 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド及び磁気再生装置
US6937446B2 (en) * 2000-10-20 2005-08-30 Kabushiki Kaisha Toshiba Magnetoresistance effect element, magnetic head and magnetic recording and/or reproducing system
US7059201B2 (en) * 2000-12-20 2006-06-13 Fidelica Microsystems, Inc. Use of multi-layer thin films as stress sensors
US6905780B2 (en) * 2001-02-01 2005-06-14 Kabushiki Kaisha Toshiba Current-perpendicular-to-plane-type magnetoresistive device, and magnetic head and magnetic recording-reproducing apparatus using the same
JP2003086866A (ja) 2001-09-13 2003-03-20 Anelva Corp スピンバルブ型巨大磁気抵抗薄膜の製造方法
JP2003198004A (ja) * 2001-12-27 2003-07-11 Fujitsu Ltd 磁気抵抗効果素子
JP4184668B2 (ja) 2002-01-10 2008-11-19 富士通株式会社 Ｃｐｐ構造磁気抵抗効果素子
JP3749873B2 (ja) * 2002-03-28 2006-03-01 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド及び磁気再生装置
JP3648504B2 (ja) * 2002-09-06 2005-05-18 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子、磁気ヘッドおよび磁気再生装置
US7218484B2 (en) * 2002-09-11 2007-05-15 Kabushiki Kaisha Toshiba Magnetoresistance effect element, magnetic head, and magnetic reproducing apparatus
JP4435521B2 (ja) 2002-09-11 2010-03-17 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子の製造方法
JP3836788B2 (ja) 2002-12-26 2006-10-25 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子、磁気抵抗効果型ヘッドおよび磁気記録再生装置
US7390529B2 (en) * 2004-05-26 2008-06-24 Headway Technologies, Inc. Free layer for CPP GMR having iron rich NiFe
US7331100B2 (en) * 2004-07-07 2008-02-19 Headway Technologies, Inc. Process of manufacturing a seed/AFM combination for a CPP GMR device
JP4822680B2 (ja) 2004-08-10 2011-11-24 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子の製造方法
JP5095076B2 (ja) 2004-11-09 2012-12-12 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子
JP4521316B2 (ja) * 2005-05-26 2010-08-11 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド、および磁気記録再生装置
JP4490950B2 (ja) 2006-07-07 2010-06-30 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子の製造方法、及び磁気抵抗効果素子

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101988956A (zh) * 2009-07-29 2011-03-23 Tdk株式会社 具有包括磁阻效应元件的桥接电路的磁传感器
US8466676B2 (en) 2009-07-29 2013-06-18 Tdk Corporation Magnetic sensor with bridge circuit including magnetoresistance effect elements
CN101988956B (zh) * 2009-07-29 2013-10-30 Tdk株式会社 具有包括磁阻效应元件的桥接电路的磁传感器
CN102709467A (zh) * 2012-06-04 2012-10-03 清华大学 一种高灵敏度的CoFeB基磁隧道结
CN104241245A (zh) * 2014-09-15 2014-12-24 复旦大学 一种基于低k材料和铜互连的mim电容及其制备方法
CN104241245B (zh) * 2014-09-15 2016-11-16 复旦大学 一种基于低k材料和铜互连的mim电容及其制备方法
CN105957961A (zh) * 2016-07-20 2016-09-21 湖北中部慧易数据科技有限公司 一种垂直各向异性磁性元件、制备方法及磁存储器
CN107958953A (zh) * 2016-10-14 2018-04-24 中电海康集团有限公司 磁性隧道结的自由层的制备方法及磁性隧道结的制备方法
CN110504356A (zh) * 2018-05-18 2019-11-26 三星电子株式会社 制造磁隧道结装置的方法
CN110504356B (zh) * 2018-05-18 2024-05-07 三星电子株式会社 制造磁隧道结装置的方法
CN111725394A (zh) * 2019-09-06 2020-09-29 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种磁性存储单元的加工方法、磁性随机存储器及设备
CN111725394B (zh) * 2019-09-06 2022-11-11 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种磁性存储单元的加工方法、磁性随机存储器及设备

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