CN104798218B - 磁阻效应元件的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供在磁阻效应元件的制造工序中效率良好地去除附着于元件分离后的侧壁的再附着膜中的贵金属原子而防止由再附着膜导致的短路的制造方法。通过对于形成于元件分离后的磁阻效应元件侧壁的再附着膜照射使用Kr气体或Xe气体的等离子体而形成的离子束，从而自再附着膜中选择性地去除贵金属原子。

Description

磁阻效应元件的制造方法
技术领域
本发明涉及磁阻效应元件的制造方法。
背景技术
MRAM(Magnetic Random Access Memory；磁阻式随机存取存储器)为具有利用磁阻效应(TMR：Tunneling Magneto Resistive；隧穿磁阻)的TMR元件的非易失性存储器，作为具有匹敌DRAM(Dynamic Random Access Memory；动态随机存取存储器)的集成密度和匹敌SRAM(Static Random Access Memory；静态随机存取存储器)的高速性、且可以无限制地重写数据的划时代的新一代存储器而受到全世界的关注。
作为MRAM用的TMR元件，广泛使用适于高集成化的垂直磁化型TMR元件(以下也称为P-TMR元件)(参见非专利文献1)。
作为该TMR元件的加工方法之一，使用离子束蚀刻(IBE：Ion Beam Etching)、反应性离子蚀刻(RIE：Reactive Ion Etching)技术。例如已知通过作为蚀刻气体使用烃与氧气的混合气体、使用RIE法进行加工，从而能够选择性地蚀刻磁阻效应元件的金属膜(参见专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005-268349号公报
非专利文献
非专利文献1：D.C.Worledge等，应用物理快报(Appl.Phys.Lett)，98，(2011)022501
发明内容
发明要解决的问题
使用如上所述的蚀刻技术进行TMR元件的元件分离时，在元件分离后的TMR元件的侧壁形成有被蚀刻掉的物质再次沉积而成的再附着膜。这种再附着膜包含大量金属材料，附着于隧道势垒层的侧壁时，通过参考层和自由层的电流通过侧壁的再附着膜，丧失作为元件的功能。
为了防止这种电流的短路，需要利用氧化反应、氮化反应等将附着于侧壁的再附着膜绝缘体化。
另一方面，P-TMR元件中具有包含Pd、Pt、Ru之类的多种贵金属的膜，蚀刻后的再附着膜中也包含大量的贵金属原子。这种贵金属原子是化学稳定的，因此氧化、氮化的反应速度比其它原子慢。因此，想要将再附着膜中的贵金属原子完全绝缘体化时，元件中的其它原子的氧化、氮化推进，使元件特性劣化。
本发明是以上述问题为契机而做出的，目的在于提供，包括在蚀刻加工后选择性地去除附着于TMR元件的侧壁的再附着膜中的贵金属原子的工序的TMR元件的制造方法。
用于解决问题的方案
本发明的要旨在于，为了解决上述问题，利用使用Kr气体或Xe气体而成的离子束，对形成于TMR元件的侧壁的再附着膜中所含的贵金属原子相对于其它金属原子进行选择性蚀刻。
具体而言，其特征在于，所述磁阻效应元件具有2个铁磁性层和位于前述2个铁磁性层之间的隧道势垒层，所述制造方法具有对附着于进行了元件分离的前述隧道势垒层的侧壁上的金属材料照射离子束的工序，前述离子束为使用Kr气体或Xe气体的等离子体而形成的离子束。
发明的效果
本发明中，通过在蚀刻加工后对附着于TMR元件的侧壁的再附着膜照射使用Kr气体或Xe气体而成的离子束的工序，从而能够选择性地去除该再附着膜中的贵金属原子。因此，根据本发明，通过选择性地去除贵金属原子，从而能够抑制由再附着膜导致的短路。另外，能够缩短用于抑制短路的向再附着膜的离子束的照射时间、或用于将再附着膜中所含的金属材料制成绝缘体的反应时间，能够制造具有更优异的元件特性的TMR元件。
附图说明
图1为示出可实施本发明的IBE装置的一例的截面示意图。
图2为示出可应用本发明的TMR元件的结构的一例的截面示意图。
图3为示出IBE中的各种稀有气体对于贵金属的选择性的图。
图4为示出IBE中的各种稀有气体对于贵金属的选择性的图。
图5为示出IBE中的各种稀有气体对于贵金属的选择性的图。
图6为示出IBE中的各种稀有气体对于贵金属的选择性的图。
图7为用于说明IBE和RIE中的离子能量的分布的图。
图8为示出本发明的第一实施方式的工序的截面示意图。
图9为示出本发明的第二实施方式的工序的截面示意图。
图10为示出本发明的第三实施方式的工序的截面示意图。
图11为示意性地示出稀有气体与O2气体的混合气体的等离子体中的各种离子的比率的图。
图12为示意性地示出稀有气体与N2气体的混合气体的等离子体中的各种离子的比率的图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式，但本发明不限定于本实施方式，可以在不超出其要旨的范围内适当变更。需要说明的是，以下说明的附图中，具有相同功能的要素标记同一符号，也有时省略其重复说明。
(第一实施方式)
图1示出可实施本发明的IBE处理的IBE装置的概略图。IBE装置10由基板处理室1和作为等离子体源的等离子体生成室2构成。基板处理室1中设置有排气泵3。等离子体生成室2中设置有钟罩4、气体导入部5、RF天线6、匹配器7、电磁体8，在与基板处理室1的边界设置有栅格9。
栅格9由多片电极构成。本发明中，例如图1所示那样的由3片电极构成栅格9。自钟罩4侧依次为第一电极9a、第二电极9b、第三电极9c。通过对第一电极9a施加正电压、对第二电极9b施加负电压，从而利用电位差使离子加速。第三电极9c也被称为接地电极，使其接地。通过控制第二电极9b与第三电极9c的电位差，从而能够使用静电透镜效应而将离子束的直径控制在规定的数值范围内。离子束利用中和器13进行中和。第一电极9a和第二电极9b分别被连接于用于施加规定电压的电源17、18。
作为栅格9的材质，优选对于反应性气体具有耐性的材质。作为材质，可列举出钼、钛等。另外，也可以使用利用除此以外的材质形成栅格9并在其表面涂布钼、钛而成的栅格。
在基板处理室1内有基板保持件15，该基板保持件15上连接有未图示的ESC(Electrostatic Chuck：静电吸附)电极。利用该ESC电极，基板保持件15上载置的基板11利用静电吸附而被固定。另外，作为其它基板固定手段，可以使用夹钳支撑等各种固定手段。自气体导入部5导入工艺气体，对RF天线6施加高频，从而能够在等离子体生成室2内产生该工艺气体的等离子体。然后，对栅格9施加直流电压，将等离子体生成室2内的离子以束的形式取出，照射于基板11，从而进行基板11的处理。被取出的离子束利用中和器13进行电中和，照射于基板11。
基板保持件15能够使基板11在其面内方向上旋转(自转)。基板保持件15具备：用于控制基板的旋转速度、基板的旋转次数和基板保持件15相对于栅格9的倾斜度的旋转控制构件、以及用于检测基板11的旋转位置的构件。另外，该基板保持件15中，也可以具备能够检测基板保持件15相对于栅格9的倾斜度和基板11的旋转起始位置的构件。本实施方式中，基板保持件15中设有作为位置检测构件的位置传感器14，能够检测基板11的旋转位置。作为位置传感器14，使用了旋转编码器。
基板11自基板装载口16被装载到基板处理室1内，保持水平状态地被保持在基板保持件15的载置面上。另外，基板保持件15可以相对于离子束任意地倾斜。作为基板11的材料，例如可使用圆板状的硅片(silicon wafer)。
接着，使用图2说明由本发明制造的TMR元件的结构的一例。图2示出铁磁性层在膜厚方向上磁化了的P-TMR元件20的层叠结构的示意图。图中的()为膜厚。关于本例的P-TMR元件20，首先，在基板21上成膜RuCoFe层、Ta层作为缓冲层22、23。在其上成膜作为铁磁性层的CoFeB层作为自由层24，形成作为隧道势垒层25的MgO层。对于隧道势垒层25，为了得到较高的MR比，MgO是合适的。此外，也可以为含有Mg、Al、Ti、Zn、Hf、Ge中至少1者或2者以上的氧化物。在其上成膜作为铁磁性层的CoFe层作为第一参考层26，成膜作为铁磁性层的CoFeB层作为第二参考层27，成膜Ta层作为取向分离层28，成膜第三参考层29。第三参考层29包含Co与Pd的层叠结构，本例中，在Co/Pd交替层叠各4层后，成膜Co。
接着，成膜Ru层作为非磁性中间层30，成膜第四参考层31，成膜Ta层32作为保护层32。第四参考层31包含Co/Pd的层叠结构，Co和Pd交替层叠有各14层。
如图2所示，P-TMR元件20尤其具有多个贵金属膜。因此，利用蚀刻对形成于基板21上的磁阻效应膜进行元件分离时，在元件的侧壁上附着包含大量贵金属原子的再附着膜。
需要说明的是，本发明中，元件分离是指，将沉积于基板上的膜自上方起依次图案化，至少至作为隧道势垒层发挥功能的绝缘膜为止进行了图案化的状态。
关于用于有效地去除该再附着膜中所含的贵金属原子的本发明的IBE法，使用图3～图6在以下进行说明。
图3示出了使用各种稀有气体进行Ta和Pd的IBE时的离子能量与Ta和Pd的溅射率之比的关系。横轴表示由施加于栅格9的电压决定的离子束的能量。纵轴表示相对于Ta的溅射率的Pd的溅射率。各种稀有气体被导入到等离子体生成室内，生成等离子体，自该等离子体取出离子束，照射于被蚀刻材料，从而进行使用各种稀有气体的IBE。
各材质对于各种稀有气体的溅射率使用N.Matsunami，其余8人，《单原子固体的离子诱导溅射的产率的能量依存性(Energy Dependence of the Yields of Ion-InducedSputtering of Monatomic Solids)》，IPPJ-AM-32(等离子体物理研究所，名古屋大学，日本，1983(Institute of Plasma Physics，Nagoya University，Japan，1983)中记载的方法算出。
由图3可知，无论使用何种稀有气体，均相对于Ta选择性地蚀刻Pd。
图4示出了使用He、Ne、Ar、Kr和Xe的各种稀有气体进行Ta和Pt的IBE时的离子能量与Ta和Pt的溅射率之比的关系。横轴表示由施加于栅格9的电压决定的离子束的能量。纵轴表示相对于Ta的溅射率的Pt的溅射率。
由图4可知，Pt的情况也与Pd同样，无论使用何种稀有气体，均相对于Ta选择性地蚀刻Pt。
图5示出了使用各种稀有气体进行Co和Pd的IBE时的离子能量与Co和Pd的溅射率之比的关系。横轴表示由施加于栅格9的电压决定的离子束的能量。纵轴表示相对于Co的溅射率的Pd的溅射率。
由图5可知，对于除He、Ne以外的稀有气体，在100eV以下的低能带中相对于Co选择性地蚀刻Pd。特别是对于Kr气体和Xe气体，在50eV下得到了10倍以上的选择性，从蚀刻速度及其选择性的观点出发，能够实现生产率优异的工艺。
图6示出了使用各种稀有气体进行Co和Pt的IBE时的离子能量与Co和Pt的溅射率之比的关系。横轴表示由施加于栅格的电压决定的离子束的能量。纵轴表示相对于Co的溅射率的Pt的溅射率。
由图6可知，对于He，相对于Co的Pt的溅射率最大约为0.1倍，相对于Co难以进行Pt的蚀刻。对于Ne，也达不到1倍，对于Ar，也最大为1倍。因此，He、Ne、Ar之类的稀有气体难以相对于Co选择性地蚀刻Pt。
另一方面可知，Kr、Xe的情况下，相对于Co选择性地蚀刻了Pt。特别是越为100eV以下的低能量，相对于Co的Pt的选择性变得越明显。
由图3～图6的结果可知，He、Ne、Ar之类的稀有气体难以自P-TMR元件中所含的金属混合存在的再附着膜中选择性地蚀刻贵金属原子。另一方面，关于Kr和Xe，对于Pt和Pd均能够进行选择性蚀刻。
Kr和Xe均离子能量越低对于贵金属的选择性越提高。另一方面，离子能量越低各材料的蚀刻速度越降低，因此离子能量尽可能高在提高生产率上是理想的。使用Xe进行IBE时，相对于Kr在较高能量下也能够选择性地蚀刻贵金属，因此从生产率的观点出发非常有利。
考虑到对贵金属的蚀刻的选择性和蚀刻速度这两者时，离子能量设定为10eV以上且100eV以下是理想的。这是因为，10eV以下的离子能量的情况下，对于再附着膜的溅射率小、处理需要时间。
进而，利用IBE去除再附着膜中的贵金属原子从工艺稳定性的观点出发也非常优异。图7为示出RIE和IBE中向基板入射的离子能量的分布的图。RIE中，离子能量由供给至基板的高频偏置电位而决定，但该电位根据高频的频率而时常变动。其结果，离子能量也如图7所示扩展为宽范围，无法仅照射特定能量的离子，会成为基板面内的特性分布、每个处理基板的工艺重现性劣化的原因。
另一方面，IBE中，如图7所示离子束中的各离子的能量的扩展小，能够将离子能量控制为规定的值。因此，利用IBE，能够容易地得到从对再附着膜中的贵金属的蚀刻选择性和再附着膜的蚀刻速度这两个观点出发所要求的所需离子能量。另外，像RIE那样不存在离子能量的扩展，因此，具有比所设定的能量更高的离子能量的离子入射于基板的可能性也小。由此，与RIE相比能够抑制对基板的损伤。
以下，关于包括自再附着膜去除贵金属原子的工序的本发明的TMR元件的制造方法，列举出具体的制造工序来进行说明。
图8示意性地示出了本实施方式的TMR元件的制造工序的一部分。
如图8的(a)所示，在基板40上使用溅射成膜法等将晶种层41、自由层42、隧道势垒层43、参考层44、保护层45成膜，而形成磁阻效应膜。需要说明的是，图8中示出的TMR元件是将图2中示出的TMR元件结构简化表示的。
成膜至保护层45为止后，经过规定的光刻(lithography)工序和蚀刻工序，如图8的(b)所示那样进行元件分离，形成TMR元件。此时，在各TMR元件的侧壁上存在蚀刻工序时形成的再附着膜46。再附着膜46由于含有大量导体的贵金属原子，因此会成为短路的原因。
接着，对于形成有再附着膜46的TMR元件，如图8的(c)所示那样照射使用Xe离子而成的离子束，去除再附着膜46。此时，利用使用Xe离子而成的离子束，选择性地去除再附着膜46中所含的贵金属原子。其结果，能够容易地去除再附着膜46。或者，通过选择性地去除再附着膜46中大量包含的贵金属材料，从而能够抑制自由层42与参考层44的短路。
(第二实施方式)
上述实施方式中，利用使用Xe离子的IBE处理来去除再附着膜46，或者自再附着膜46选择性地去除贵金属材料，从而抑制了自由层42与参考层44的短路。另一方面，本实施方式中，在进行使用Xe离子的IBE处理之后，使用O2气体进行IBE处理，从而将再附着膜46制成绝缘体。根据本实施方式，利用化学反应积极主动地使再附着膜46变化为绝缘体，因此能够更可靠地抑制自由层42与参考层44的短路。
图9示意性地示出了本实施方式的TMR元件的制造工序的一部分。
图9的(a)、图9的(b)分别为与图8的(a)、图8的(b)中示出的第一实施方式的工序同样的工序。
本实施方式中，接着，对于形成有再附着膜46的TMR元件，如图9的(c)所示那样照射使用Xe离子而成的离子束。利用该工序，选择性地去除再附着膜46中所含的贵金属原子。其结果，自再附着膜46中去除难以发生氧化反应的贵金属原子，因此能够容易地通过氧化反应将再附着膜46制成绝缘体。由此，能够减少接下来进行的用于将再附着膜46绝缘体化的反应工序中的处理时间、或反应性气体的压力等，能够减少由反应性气体对TMR元件造成的损伤。
然后，如图9的(d)所示那样在放电用气体中添加O2气体，形成离子束，照射于TMR元件，从而将再附着膜46氧化而制成绝缘体。
图9的(d)中示出的工艺中，可以仅将O2气体导入到等离子体生成室中，形成等离子体，照射离子束，但从控制再附着膜46的氧化速度的观点出发优选使用O2气体与稀有气体的混合气体。此时，作为混合在O2气体中的气体，可以使用任意的稀有气体。
关于图9的(c)中示出的使用Xe气体的工序后的氧化工序，也可以在将基板移动到其它腔室中后进行氧化工序。另外，作为进行氧化时的方式，除了使用反应性气体的离子束的照射以外，还可以通过使基板暴露在反应性等离子体中而进行反应。
然而，图9的(c)中示出的使用Xe气体的工序与图9的(d)中示出的使用O2气体的工序优选通过改变导入到等离子体生成室内的气体而连续地进行。例如，可以在将图9的(c)中示出的IBE工序进行一定时间后，向等离子体生成室内加入Xe气体并导入O2气体，接着进行氧化工序。这是因为，如此在维持等离子体生成室内的由Xe气体形成的等离子体的状态下进行O2气体的导入，从而能够实现处理时间的缩短化。
(第三实施方式)
上述实施方式中，在进行使用Xe离子的IBE处理后，使用O2气体进行IBE处理，从而将再附着膜46制成绝缘体。另一方面，本实施方式中，形成Xe与O2的混合气体的等离子体，由该等离子体形成离子束，进行再附着膜46的IBE处理，从而同时进行贵金属原子自再附着膜46的去除、以及再附着膜46的绝缘体化。
图10示意性地示出本实施方式的TMR元件的制造工序的一部分。
图10的(a)、图10的(b)分别为与图8的(a)、图8的(b)中示出的第一实施方式的工序同样的工序。
接着，对于形成有再附着膜46的TMR元件，如图10的(c)所示那样照射使用Xe和O2的混合气体而形成的离子束。利用该工序，选择性地去除再附着膜46中所含的贵金属原子，并且进行再附着膜46的氧化反应。
关于像本实施方式这样将Xe和O2的混合气体供给于等离子体生成室而形成等离子体时的该等离子体中的原子的行为，进行说明。
自O2气体的等离子体取出的离子主要存在因氧气分子的电离而生成的O2 +、以及因氧气分子的解离性电离而生成的O+这两种。其存在量是O2 +较多。混合了O2气体与稀有气体时的稀有气体离子与氧分子离子的存在比率根据氧气分子的电离截面积与稀有气体的电离截面积的比率而确定。Xe的电离截面积为氧气的电离截面积的约3倍，但Ar的电离截面积为约0.9倍，因此等离子体中的氧离子与稀有气体离子的存在比率产生如图11所示那样的差。
图11为示意性地示出将混合气体中的各种稀有气体与O2气体的体积比设为1:1、生成该混合气体的等离子体时的该等离子体中的稀有气体离子与氧离子的比率的图。
如图11所示可知，气体混合比率相同时，与Xe气体混合时的等离子体中的氧离子量成为与Ar气体混合时的一半以下。
关于TMR元件的侧壁上形成的再附着膜46，通常理想的是，膜厚较薄、而且再附着膜46的氧化反应也被精密地控制。这是因为，再附着膜46被过度氧化时，内部的构成TMR元件的膜中也发生氧化反应，使元件特性劣化。
像本实施方式这样使用Xe气体与O2气体的混合气体时，与使用Ar气体与O2气体的混合气体时或单独使用O2气体时相比，能够减少等离子体中的氧离子的比率。因此，相对于O2气体导入量的氧化能力的比率变小，即使在O2气体导入量发生变动时也不易对再附着膜46的氧化处理造成影响。作为其结果，能够改善每个基板的TMR元件特性的均匀性。
另外，对于O2气体、Xe气体各自的导入量的变动、等离子体密度的变化、钟罩4、栅格9的温度变化等进行IBE处理时的工艺条件的微小的变化，也能够稳定地进行氧化处理。
另一方面，利用Xe气体与O2气体的混合气体进行处理时，活性氧的供给量不足时，也可以另行设置供给源。另外，活性氧供给量过剩时，通过将O2气体的含量减少至所需的最小限度，从而能够进一步减少因氧离子照射而导致的损伤。减少混合气体中的O2气体的含量时，因O2气体导入量的变动而引起的氧化能力的变化更容易体现，因此本实施方式特别有效。
需要说明的是，上述实施方式中，为了使再附着膜46氧化而使用O2气体，但也可以使用N2O、CO2、O3、H2O等其它含氧气体。
(第四实施方式)
第二实施方式中，通过使用含氧气体进行IBE处理，从而使再附着膜46氧化而绝缘体化。另一方面，本实施方式中，使用含氮气体进行IBE处理，从而使再附着膜46制成氮化物而绝缘体化。具体而言，在第二实施方式的图9的(d)的工序中，在放电用气体中添加N2气体来代替O2气体，形成离子束，照射于TMR元件，从而将再附着膜46氮化、制成绝缘体。
上述工序可以仅将N2气体导入到等离子体生成室中，形成等离子体，照射离子束，但从控制再附着膜46的氮化速度的观点出发优选使用N2气体与稀有气体的混合气体。此时，作为混合在N2气体中的气体，可以使用任意的稀有气体。
需要说明的是，使用Xe气体的自再附着膜46去除贵金属原子的去除工序与使用N2气体的再附着膜46的氮化工序也可以通过改变导入到等离子体生成室内的气体而连续地进行。例如可以在将使用Xe气体的IBE工序进行一定时间之后，向等离子体生成室内加入Xe气体并导入N2气体，接着进行氮化工序。通过如此在维持等离子体生成室内的由Xe气体形成的等离子体的状态下进行N2气体的导入，从而能够实现处理处理的缩短化。
(第五实施方式)
第四实施方式中，进行使用Xe离子的IBE处理后，使用N2气体进行IBE处理，从而将再附着膜46制成绝缘体，但本实施方式中形成Xe与N2的混合气体的等离子体，自该等离子体形成离子束，进行再附着膜46的IBE处理，从而同时进行贵金属原子自再附着膜46的去除以及再附着膜46的绝缘体化。具体而言，在第三实施方式的图10的(c)的工序中向Xe气体中添加N2气体来代替添加O2气体，形成离子束，照射于TMR元件，从而能够在自再附着膜46选择性地去除贵金属原子的同时将再附着膜46氮化、制成绝缘体。
关于像本实施方式这样将Xe和N2的混合气体供给于等离子体生成室而形成等离子体时的该等离子体中的原子的行为，进行说明。
自氮气等离子体取出的离子主要存在因氮气分子的电离而生成的N2 +、以及因氮气分子的解离性电离而生成的N+这两种。其存在量是N2 +较多。由于氮气分子的电离截面积与氧气的电离截面积大致相等，因此将N2气体与稀有气体混合时的稀有气体离子与氮分子离子的存在比率产生与图11中示出的混合有O2气体时几乎同样的差。
图12为示意性地示出将混合气体中的各种稀有气体与N2气体的体积比设为1:1、生成该混合气体的等离子体时的该等离子体中的稀有气体离子与氮离子的比率的图。
如图12所示可知，气体混合比率相同时，与Xe气体混合时的等离子体中的氮离子量成为与Ar气体混合时的一半以下。
关于TMR元件的侧壁上形成的再附着膜46，通常理想的是，膜厚较薄，而且再附着膜46的氮化反应也被精密地控制。通常，金属的氮化反应速度与氧化反应速度相比极慢，仅使用N2气体进行表面氮化是困难的，但是通过利用等离子体中存在的氮离子或原子状氮，从而氮化成为可能。
再附着膜46的氮化速度非常快的情况下，实施包含氮的蚀刻工艺时，内部的构成TMR元件的膜中也发生氮化反应，有时使元件特性劣化。
像本实施方式这样使用Xe气体与N2气体的混合气体时，与使用Ar气体与O2气体的混合气体时或单独使用N2气体时相比，能够抑制再附着膜46的绝缘体化处理波及至元件内部，作为其结果，能够改善每个基板的TMR元件特性的均匀性。
另外，对于N2气体、Xe气体各自的导入量的变动、等离子体密度的变化、钟罩4、栅格9的温度变化等进行IBE处理时的工艺条件的微小的变化，也能够稳定地进行氮化处理。
另一方面，在利用Ar气体与N2气体的混合气体进行处理时活性氮的供给量不足的情况下，也可以另行设置供给源。另外，活性氮供给量过剩时，通过将含氮量减少至所需的最小限度，从而能够进一步减少因氮离子照射而导致的损伤。减少混合气体中的N2气体的含量时，由N2气体导入量的变动引起的氮化力的变化更容易体现，因此本实施方式特别有效。
进行氮化反应时，可以将N2气体以外的含氮气体导入到等离子体生成室内而形成等离子体，将自该等离子体取出的离子束照射于再附着膜46。为了以实用的速度进行氮化，与其利用氮气分子或其离子，不如利用原子状氮或其离子。因此，因N2气体的解离而生成的原子状氮的量较少时，作为含氮的气体，优选氨或氮气与氢气的混合气体。需要说明的是，关于同时含有氮和氧的N2O等气体，氧化物的生成速度远远高于氮化物的生成速度，因此作为氮化气体是不优选的。
附图标记说明
1 基板处理室
2 等离子体生成室
3 排气泵
4 钟罩
5 气体导入部
6 天线
7 匹配器
8 电磁线圈
9 栅格
9a 第一电极
9b 第二电极
9c 第三电极
10 IBE装置
11 基板
12 放电用电源
13 中和器
14 位置传感器
15 基板保持件
16 基板装载口
17 第一电极用电源
18 第二电极用电源
20 P-TMR元件
21 基板
22 缓冲层
23 缓冲层
24 自由层
25 隧道势垒层
26 第一参考层
27 第二参考层
28 取向分离层
29 第三参考层
30 非磁性中间层
31 第四参考层
32 保护层
40 基板
41 晶种层
42 自由层
43 隧道势垒层
44 参考层
45 保护层
46 再附着层

Claims (12)

1.一种磁阻效应元件的制造方法，其特征在于，所述磁阻效应元件具有2个铁磁性层和位于所述2个铁磁性层之间的隧道势垒层，
所述制造方法具有对附着于进行了元件分离的所述隧道势垒层的侧壁上的金属材料照射离子束的工序，
所述离子束为使用Kr气体或Xe气体的等离子体而形成的离子束，
所述离子束的能量为10eV以上且100eV以下，
所述金属材料包含贵金属原子，通过照射所述离子束而选择性地去除所述贵金属原子。
2.根据权利要求1所述的磁阻效应元件的制造方法，其特征在于，在照射所述离子束后，使用反应性气体的等离子体将所述金属材料制成绝缘体。
3.根据权利要求1所述的磁阻效应元件的制造方法，其特征在于，在照射所述离子束后，具有对所述金属材料照射使用反应性气体的等离子体而形成的离子束的工序，
所述反应性气体为含氧气体。
4.根据权利要求3所述的磁阻效应元件的制造方法，其特征在于，所述含氧气体为O2气体。
5.根据权利要求2所述的磁阻效应元件的制造方法，其特征在于，所述反应性气体为含氮气体。
6.根据权利要求5所述的磁阻效应元件的制造方法，其特征在于，所述含氮气体为N2气体或氨气。
7.根据权利要求1所述的磁阻效应元件的制造方法，其特征在于，所述Kr气体或Xe气体中添加有反应性气体。
8.根据权利要求7所述的磁阻效应元件的制造方法，其特征在于，所述反应性气体为含氧气体。
9.根据权利要求8所述的磁阻效应元件的制造方法，其特征在于，所述含氧气体为O2气体。
10.根据权利要求7所述的磁阻效应元件的制造方法，其特征在于，所述反应性气体为含氮气体。
11.根据权利要求10所述的磁阻效应元件的制造方法，其特征在于，所述含氮气体为N2气体或氨气。
12.根据权利要求1～11中任一项所述的磁阻效应元件的制造方法，其特征在于，所述磁阻效应元件为所述2个铁磁性层均在膜厚方向上磁化了的垂直磁化型磁阻效应元件。
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