CN1367544A - 磁阻效应元件及其制造方法 - Google Patents

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CN1367544A CN02105298A CN02105298A CN1367544A CN 1367544 A CN1367544 A CN 1367544A CN 02105298 A CN02105298 A CN 02105298A CN 02105298 A CN02105298 A CN 02105298A CN 1367544 A CN1367544 A CN 1367544A
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Abstract

本发明提供磁阻效应元件,该元件含有中间层和夹持上述中间层的一对磁性层,上述中间层含有从2～17族中选出的至少3种元素,上述元素含有从F、O、N、C和B中选出的至少1种元素。根据本发明,可提供具有高磁阻变化率和低电阻的磁阻效应元件。本发明还提供磁阻效应元件的制造方法,该方法包括使前体成膜的工序、和在含有从氧原子、氮原子和碳原子中选出的至少一种反应种子的反应气氛中,使上述前体和上述反应种子进行反应从而形成上述中间层的至少一部分的工序。

Description

磁阻效应元件及其制造方法
技术领域
本发明涉及磁阻效应元件及其制造方法。
技术背景
利用以磁性体/隧道绝缘层(隧道层)/磁性体为基本构成的TMR元件，能实现高磁阻变化率(MR比)的情况被显示以来，向磁头、MRAM等的应用，就TMR元件的研究相当活跃。
TMR元件是利用夹持隧道层的2个磁性体的磁化相对角，改变磁性体之间的隧道准确率。作为隧道层主要是利用氧化铝。氧化铝一般是将在磁性体上形成的金属铝膜进行氧化形成。例外的报导实例也有利用氮化硼(BN)在氧化铝上制作TMR元件的(特开平4-103013号公报)，若参考其他的众多研究例，目前的状况是都认为氧化铝显示出最大的MR。
为了将TMR元件用于磁头、MRAM等磁器件，要求必须提高磁记录密度和存贮器安装密度，所以希望减小元件的尺寸。由于伴随着元件尺寸的减小，隧道连接电阻升高，所以每单位面积的连接电阻值小为好。降低连接阻值的有效方法之一是减小隧道层的膜厚度。然而，当将金属铝膜薄膜化时，铝会形成岛状，使得隧道层的厚度偏差变得很大，最终难以制作成膜。
当推进隧道层薄膜化时，MR比也下降。认为这是因为随着隧道层变薄，由于所谓的桔皮状缺陷(Orange-peel)效果，导致通过隧道层的磁性层之间的静磁耦合和隧道交换耦合增强了，在磁性层之间得不到最佳的磁化相对角，从而增大了泄漏电流的缘故。
发明的公开
本发明的目的是鉴于上述问题，提供新型的中间层以及中间层的新型制作方法。
本发明的磁阻效应元件，其特征是具有中间层和夹持该中间层的一对磁性层，上述中间层含有选自2～17族中的至少3种元素，该元素至少含有F、O、N、C和B中的1种。
2～17族，若按照旧的IUPAC命名法，相当于IIA～VIII族和IB～VIIB族。在2～17族中，除了1族和18族外，包括所有的元素，例如也包括称作稀土的原子号57～71的元素。
本发明也提供了具有中间层和夹持该中间层的一对磁性层的磁阻效应元件的制造方法。该制造方法包括如下工序，即，形成中间层前体的工序，和在含有至少具有氧原子、氮原子和碳原子中1种的反应种子的反应气氛中，使上述前体与上述反应种子反应，形成至少一部分上述中间层的工序。在该制造方法中，如下述，最好分成多次形成前体。这种情况是将在先形成的前体改变成一部分中间层后，再形成别的前体。
附图的简单说明。
图1是表示实施本发明方法的装置的构成例的图。
图2是表示实施本发明方法的装置的另一构成例的图。
图3是表示本发明的磁阻效应元件的一个例子的剖面图。
图4是表示相对于Al膜的厚度的规格化阻值(RA)的变化的例子的图。
图5是表示相对于Al膜厚度的MR值的变化的例子的图。
发明的实施形态
以下对本发明的最佳实施形态进行说明。
中间层中所含的F、O、N、C和B中至少1种的元素，具有提高元件耐热性的效果。耐热性的提高也带来MR比的提高。上述元素同时还带来势垒高度的升高，本发明中，通过中间层至少含有3种这种元素，可适当降低势垒高度(阻挡层的高度)。因此，可实现高MR比和低连接电阻。
中间层，就膜厚方向，作为绝缘体或半导体而发挥功能，进而作为隧道层或热电子导电层而发挥功能。中间层在和磁性层的界面附近或中间层内部，形成量子能极，或者通过与传导自旋(Spin)形成混成轨道等，进而中间层也可用作和自旋相互作用的层。
中间层也可以含有Al以外的金属元素，最好是该金属元素与Al同时含有。在其他的最好形态中，中间层，除了F、O、C、N和B之外，含有2～17族中至少2种元素。
中间层也可含有Al和O以及N中选出的至少一个，和Al、O与N中选出的至少一个，以及Al、O和N之外从2～17族中选出的至少1种元素。
在其他的最佳形态中，中间层含有B、N以及除了B与N之外的从2～17族中选出的至少1种元素。
中间层，最好含有从B、Al、Ga和In中选出的至少2种和N。在该中间层中，氮量很容易按化学计量法进行调整。因此，很容易实现均质膜质的隧道连接。
中间层的组成也可以沿膜厚方向变化。中间层可以是单层膜，也可以是多层膜。调制中间层的组成，可以利用反应气氛的变化等，导入到单层膜的内部，也可以利用具有相互不同组成的膜的多层结构导入。具有多层结构时，上述各元素可以含在构成中间层的至少一层膜中。
当使用具有调制组成或多层结构的中间层时，伴随着偏置电流的增加，MR比的降低被抑制。
在本发明的最佳形态中，中间层含有势垒高度相互不同的2层膜。中间层含有与一对磁性层中任何一个连接的第1中间膜、与一对磁性层的另一个连接的第2中间膜和夹在这些中间膜中间的第3中间膜时，最好将第3中间膜的势垒高度设定为比第1中间膜和第2中间膜中的至少一个的势垒高度要低。换言之，就是将相对具有高势垒高度的材料配置在与磁性层的界面上，在中间层的内部最好配置具有相对低势垒高度的材料。若能实现这种好的配置，则对于构成层的膜数不必限定。
中间层为多层膜时，对于中间层的最好实例，包括由从AlN、AlON、Al2O3和BN中选出的至少1种物质构成的势垒高度相对高的第1膜和势垒高度比第1膜相对低的第2膜的组合。特别好的是高势垒膜/低势垒膜/高势垒膜的3层构成。认为这种情况，在低势垒膜上形成了离散的隧道能级，这种能级对MR比的提高起到了作用。
中间层也可以含有磁性膜。这种情况最好是在磁性膜和夹持中间层的一对磁性层之间，分别存在至少1层的非磁性膜。作为磁性膜最好是高极化率的材料(例如极化率比构成一对磁性层的材料高的材料)，具体讲，最好是半金属，例如XMnSb(X是从Ni、Cu和Pt中选出的至少1种，以下相同)、LaSrMnO、CrO2、Fe3O4等。
中间层也可以含有非磁性金属膜。在中间层的最好的膜构成中，包括具有非磁性金属膜和电介质的多层膜。
中间层的膜厚虽没有特殊限制，但最好在0.5nm以上、5nm以下。当比0.5nm更薄时，夹持中间层的磁性层之间的磁耦合会变得过强，导致MR值降低。当超过5nm时，隧道准确率降低，导致连接电阻变得过大。
中间层也可以含有单结晶膜、多结晶膜、非晶形膜中的任一种。使用单结晶膜时，层内的电势也变得一样，很容易生成均质的隧道传导。使用非晶形膜时，可降低与磁性层之间的应力。
磁性层中可以使用以前使用的材料，对此没有特殊限制，但一对磁性层中的至少一层，最好含有从F、O、N、C和B中选出的至少1种。这是因为，由于降低磁性层和中间层的界面能量，所以即使薄膜化，也能很容易形成稳定的膜。
在一对磁性层中至少一层和中间层之间，也可以存在强磁性体。这种强磁性体最好是0.5nm以下的强磁性膜。这种强磁性层，例如，作为0.1nm以上的膜可以形成，但也不一定作为膜而形成，也可以作为微粒子分散在与中间层的界面处。
作为存在于与中间层的界面处的强磁性体，最好是①含有从Fe、Co、和Ni中选出的至少1种元素的强磁性体或②半金属。半金属的最好实例，包括XMnXb、LaSrMnO、LaSrMnO、CrO2、Fe2O3和FeCr等半金属强磁性材料。
在该强磁性体和中间层相对侧的面连接的磁性层，最好是含有70原子％以上的从Fe、Co、Ni中选出的至少1种的强磁性体。这种强磁性体的居里温度最好在200℃以上。为了保持较高的居里温度，该磁性层的厚度最好大于0.5nm。这样，特别是存在的强磁性体为半金属时，可提高元件的温度稳定性。
以下对本发明制造方法的最佳形态进行说明。在该方法中，是在含有从氧原子、氮原子和碳原子中选出的至少一个反应种子的反应气氛中使前体成膜。前体也可分数次成膜。这种情况，形成方法，最好包括如下工序，即，在第1反应气氛中使第1前体成膜的工序、使第1前体形成成为一部分中间层的第1中间膜的工序、在第1中间膜上在第2反应气氛中使第2前体成膜的工序和使第2前体形成成为一部分中间层的第2中间膜的工序，第2反应气氛比第1反应气氛具有更高的反应性，换句话说，是“强的”气氛。
在另一种最佳形态中，本发明使用的方法包括如下工序，即，使第1前体成膜的工序、使第1前体在第1反应气氛中形成成为一部分中间层的第1中间膜的工序、在第1中间膜上形成第2前体的工序和使第2前体在第2反应气氛中形成成为一部分上述中间层的第2中间膜的工序，第2反应气氛比第1反应气氛具有更高的反应性。
作用于前体的反应种子，往往甚至对支撑前体的膜(例如磁性层)都会产生影响。为此，使用强反应条件时，磁性层有被氧化等而劣化的危险。然而，最初使用相对较弱的条件，形成覆盖磁性层的膜时，反应种子难以使磁性层劣化。若一边改变反应条件一边形成中间层，则既能抑制磁性层劣化，又能有效率地获得所要求的中间层。
反应气氛的“强度”，即促进与前体反应的能力，利用温度、反应种子的活性化状态、反应种子的分压等可以控制。反应种子的分压是易于控制条件之一。在本发明的最佳形态中包含使适用于第2前体的反应气氛中的反应种子分压高于适用于第1前体的反应气氛中的该反应种子的分压。
在本发明的最佳形态中，在使用“弱的”反应气氛之后，再使用“强的”反应气氛。此处“弱的”反应气氛，最好是使前体反应至具有低于化学计算值的80％的反应种子(例如F、O、N和C)的状态的气氛。所谓“强的”反应气氛，是可使前体反应到化学计算值的80％以上，最好是化学计算值的99％以上的存在反应种子的状态的气氛。
形成中间层的工序可分成3次以上进行。这种情况，第1前体和第2前体也可以不必连续形成。
为了形成中间层，在包括n次前体形成工序时，最好是适用于在第m次形成的前体的反应气氛，调整到具有高于适用于在第(m-1)次形成的前体的反应气氛的反应性。但是n为2以上的整数，m是从n中选出的整数。为了实现由中间层形成的良好连接，有时需要花比较长的反应时间使前体进行氧化等。如慢慢地使条件激烈，则在短的反应时间内可形成良好的中间层。
可以有意识地将最初形成的前体的一部分制成未反应的状态，照此重叠下一个前体。根据这种好的实例，随后通过加热可使未反应状态的一部分上述前体与成为中间层底层的磁性层(基底磁性层)中所含的元素进行反应。虽然对加热温度没有特殊限制，但最好是200～400℃左右。这种加热，可以与器件制造中所需要的热处理工序一并进行。
混在磁性层中的成为反应种子的元素(例如，从O、N和C中选出的至少1种)，有时会使磁性层的特性劣化。若与前体的未反应部分反应后除去这些元素，则可抑制磁性层的劣化。这种未反应的前体，对于随后进行的氧化等，起到了保护基底磁性层的作用。为了在未反应状态下而保留一部分前体，在适用前体膜厚的反应条件下，可以厚厚地控制至其一切未进行反应的程度。
进而本发明者发现，特别是前体含有Al以外的元素时，前体和其后生成的中间层的体积比，对中间层的特性有很大的影响。
即，在本发明的最佳形态中，包括的方法是由该前体形成的膜的体积Va相对于前体的体积Vb的比率(Va/Vb)取为1.05以上、2.0以下。
前体通常利用溅射法等真空成膜法形成。利用该方法形成的前体一般具有理论密度的60～99.9％的密度。可以说处于“产生了孔穴”的状态的前体，伴随着与反应种子的反应，其体积增加或减少。这时，当Va/Vb小于1.05时，在夹持极薄的中间层的一对磁性层之间存在产生大泄漏电流的危险。另一方面，Va/Vb超过2.0时，中间层不均匀化，电阻值很容易产生偏差，在极端的情况下，由于体积膨胀而产生裂纹。
中间层，最好是使具有理论密度的90％以上的密度的前体与反应种子反应而形成，并使得Va/Vb在1.1以上、1.5以下。这种最佳制法有利于同时具有低连接电阻和高MR值。
如上所述，为了中间层的低电阻化，最好含有多种元素。因此，在上述说明的各方法中，中间层前体与反应种子反应后，含有从2～17族中选出的至少3种元素为好。
反应种子，只要与前体反应就没有特殊限定，例如可以含有从氧原子、氮原子和碳原子中选出的至少1种，更好是含有氧原子和/或氮原子。含有氧原子和氮原子的气氛特别适用。更具体讲，含有从臭氧、氧的等离子体、氮的等离子体、氧的游离基和氮的游离基中选出的至少1种的反应气氛更适用。本说明书中，对于“原子”所包括的状态没有特殊限制，也可以以分子、等离子体、游离基团等形式存在。
在为了前体反应而使用的气氛中，可含有从Kr原子和Xe原子中选出的至少1种。这些惰性气体将从氧和氮中选出的至少一种的等离子体或游离基或臭氧的能量状态均匀化。与这些惰性气体一起也可含有Ar原子。
前体在与含有从Ar原子和氮原子中选出的至少1种原子的第1气氛接触后，可以再与含有从Ar原子和氮原子中选出至少1种原子和氧原子的第2气氛接触。第1气氛的压力最好在100mTorr以上，第2气氛的压力最好在1～100mTorr。预先导入反应性低的第1气氛，提高了反应室内的压力以后，再由第2气氛氧化时，可以抑制易于与氧一起导入的杂物引起的中间层的劣化。
前体只要根据所要求的中间层适当选择即可。例如，作为中间层，为了形成Al2O3，可使用金属铝(Al)或铝的氧化物(AlOx(x＜1.5))。
前体也可以含有非晶型相。非晶型的前体很容易均匀覆盖磁性层。为了非晶型化，例如，含有2种以上过渡金属的前体、或至少1种过渡金属和从B、C、Si和P中选出的至少1种的前体最适宜。当使用它们的组合时，凝固点和玻璃转变点的差异变小，很难产生结晶化。
本发明的最佳形态，包括以下工序，即，在至少2片基板上分别形成第1磁性层的工序、在同一成膜室内在第1磁性层上分别形成前体的工序、将上述至少2片基板从上述成膜室移送到反应室的工序、在上述反应室内在同一反应气氛下使前体分别形成至少一部分中间层的工序以及在上述中间层上分别形成第2磁性层的工序。中间层的特性很容易受到该形成工序的各条件的影响。如上述，对于多片基板如果一起形成中间层膜，则可抑制基板间元件特性的偏差。这种方法，例如如图1和图2所示，可使用通过真空输送室23、33和闸阀25、35将成膜室21、31a、31b和反应室(装载闭锁(ロ一ドロツク)室)22、32连接的装置而实施。使用这种装置时，基板24、34一边保持真空状态，一边可在成膜室和反应室之间移动。再者，如上述那样，当将反应室和装载闭锁室共用时，可使装置小型化。另一方面，当和成膜室及反应室不同地设置装载闭锁室，并配置真空输送室以使它们连接时，能谋求提高生产性。
图3是本发明的磁阻效应元件的一个例子的剖面。磁阻元件10含有作为基本膜的第1磁性层1、中间层2、第2磁性层3。该元件中，通过根据外部磁场改变磁性层1、3的磁化相对角，使中间层2在中间的磁性层1，3之间的电阻变化，这种电阻的变化利用流过电极11、13之间的电流进行检测。两电极间的元素以外的区或利用层间绝缘膜12被绝缘。含有这些各种材料的多层膜可利用溅射法等在基板14上形成。
将两磁性层1，3中的任何一个的磁化进行固定，利用另一个磁性层(自由磁性层)的磁化旋转，可产生电阻的变化。在固定磁化的磁性层(固定磁性层)上，在与中间层相对侧的面上最好配置磁化旋转抑制层。作为磁化旋转抑制层，可举出高保磁力磁性体、反强磁性体、叠层铁(フエリ)等。作为磁化旋转抑制层，可使用叠层铁/反强磁性体、叠层铁/高保磁力磁性体等多层膜。也可以将叠层铁本身用作固定磁性层。
作为高保磁力磁性体，最好是FePt、CoPt、CoPtTa、CoCrPtB等。对于叠层铁，可使用至少2层的磁性层MT和至少1层的非磁性层X的叠层结构。叠层铁使非磁性层在中间，2层的磁性层反强磁性地结合，起到提高固定层的固定磁场的作用。X可以是Cu、Ag、Au，但从界面的热稳定性考虑，最好是Ru、Rh、Ir、Re，特别优良的是Ru。Ru的最佳膜厚为0.6～0.8nm左右。最适宜的MT是含有70原子％以上的从Co和Ni中选出的至少1种磁性金属的强磁性体。该层的最佳膜厚为0.5～5nm。作为反强磁性体，除了Cr单体外，最好是从Ru、Re、Ir、Rh、Pt和Pd中选出的至少1种元素和Mn和/或Cr的合金。反强磁性体的最佳厚度为1～100nm左右。为了提高反强磁性体的特性，或者为了防止反强磁性体和与其相接的非磁性体(例如电极)之间的热扩散，最好与反强磁性体连接形成Hf、Ta、NiFe、NiFeCr、Cr等底层或防扩散层。
对于磁性层1、3，如上述，可使用公知的材料，对此没有限制。磁性层最好是在离中间层界面附近至少0.1nm范围内含有50原子％以上的从Fe、Co、和Ni中选出的至少1种金属磁性元素的磁性体。在满足该条件的材料中，包括Fe25Co75、Fe50Co50等FeCo合金、Ni40Fe60、Ni81Fe19等NiFe合金、NiFeCo合金，另外，包括FeCr、FeSiAl、FeSi、FeAl、FeCoSi、FeCoAl、FeCoSiAl、FeCoTi、Fe(Ni)(Co)Pt、Fe(Ni)(Co)Pd、Fe(Ni)(Co)Rh、Fe(Ni)(Co)Ir、Fe(Ni)(Co)Ru等非磁性元素和磁性元素的合金。作为上述磁性体，可使用FeN、FeTiN、FeAlN、FeSiN、FeTaN、FeCoN、FeCoTiN、FeCoAlN、FeCoSiN、FeCoTaN等氮化物、Fe3O4、MnZn铁氧体、NiZn铁氧体等氧化物、CoNbZr、CoTaNbZr等非晶型磁性材料。作为上述磁性体，也可使用XMnSb、LaSrMnO、LaCaSrMnO、CrO2等半金属(半金属化的强磁性体)。最好是含50原子％以上的半金属。也可使用在ZnO中掺杂从V、Cr、Fe、Co和Ni中选出的元素的磁性半导体。
磁性层1、3，其自身也可不由均匀组成构成。为了软磁性化、硬质磁性化或在中间层界面的费米面附近的高自旋极化率化，或利用人工晶格形成或量子能级形成以增大自旋分极率，可将相互组成和结晶结构不同的多个磁性体叠层来使用，也可以将磁性体和非磁性体叠层来使用。
实施例
在以下实施例中，关于没进行组成分析的材料，并列记载了不带数值的元素。
实施例1
在本实施例中，使用具有和图1相同构成的多元成膜装置，其中，用真空输送室将可进行磁控管溅射的成膜室(达到真空度5×10-9Torr)，和可反溅射并可导入氮游离基、氧和氧游离基，而且可利用灯加热基板的装载闭锁(ロ一ドロツク)室进行连接。在该装置的成膜室内，在6英寸的带有热氧化膜的硅基板上形成以下膜。
Ta(3)/Cu(750)/Ta(3)/PtMn(30)/Co90Fe10(3)/Ru(0.7)/Co90Fe10(2)/Co50Fe50(1)/中间层/Co50Fe50(1)/NiFe(2)/Ru(0.7)/NiFe(2)/Ta(5)
以上所述的是从基板一侧依次示出各膜，括号内表示膜厚(单位：nm，以下相同)。
该多层膜是由基底膜/下部电极/基底膜/反强磁性体/叠层铁/固定磁性层/中间层/自由磁性层/保护层所构成。此处，在相当于自由磁性层的Co50Fe50(1)/NiFe(2)/Ru(0.7)/NiFe(2)中，以交换耦合耦合了夹持Ru的NiFe的软叠层铁，使Co50Fe50的磁区结构简单化。
接着，为了给予固定磁性层单轴各向异性，将形成多层膜的基板在真空中、260℃下，施加5KOe的磁场进行热处理。如图3所示，将该膜加工成台面形状，进而与层间绝缘膜形成上部电极。中间层的元件截面面积取为0.5μm2。作为层间绝缘膜，使用膜厚300nm的Al2O3，在上部电极上使用膜厚5nm的Ta和膜厚750nm的Cu的叠层体。
以下对中间层的制作方法进行说明。首先，通过将由从构成各化合物的元素(参照表1)中除去了氧和氮的元素构成的靶子，在Ar气中进行放电，来制作中间层前体。该前体的膜厚为0.3～0.4nm。但是，除了氧和氮外的上述元素含有碳时，使用碳化物靶子。除了氧、氮和碳外的元素为多种时，按这些元素准备靶子，同时将这些靶子放电。
接着，将基板从成膜室送入装载闭锁室内，进行前体的氧化和/或氮化。氧化是通入10～600Torr的氧，进行10秒～6小时的反应。氮化是通入氮游离基3～900秒而制作的。氧氮化和上述一样，是依次实施氧化和氮化进行制作的。代替通入氮游离基，而是在通入氮气的气氛中，利用反溅射RF放电，确认也能进行氧氮化或氮化。
接着，和先前一样，将中间层前射躯体成膜为膜厚为0.2～0.3nm，重复在装载闭锁室中的氧化、氮化或氧氮化。
对于这样制作的磁阻效应元件，在上部电极和下部电极之间流过电流，测定由于外部磁场而改变的电极间的电阻变化率。另外，测定每单位面积(1μm2)中间层的连接电阻值(RA)。结果与中间层的组成一并示于表1。
表1中，为了方便，示出了化学计算组成，但在此形成的中间层未必就有相同的组成。例如Al2O3，正确的应是AlOx(x＝1.1～1.5)。这样，各中间层的表示也包含偏离化学计算组成20～30％左右的组成。在显示多种化合物的中间层中，以1∶1为目标调整各化合物的比率，由于没有确认，所以有可能偏离该比率。在中间层中添加的化合物(Al2O3·MgO中的MgO)的效果，在5～95重量％的宽范围内可确认。
关于Al2O3层，为了减少RA，制作比上述逐渐减少中间层前体膜厚的样品，实施相同的测定。表1中带*号的样品是按照和其他材料的样品相同的操作而得到的中间层。(表1-1)中间层               MR(％)                    RA(Ωμm2)Al2O3              3                         1Al2O3              8                         5Al2O3              15                        10Al2O3              21                        15Al2O3              28                        20*Al2O3             38                        30Al2O3·MgO         31                        15Al2O3·SrTiO3     35                        18Al2O3·Y2O3      37                        14Al2O3·CeO2       33                        13Al2O3·TiO2       36                        12Al2O3·ZrO2       35                        14Al2O3·HfO2       37                        18Al2O3·V2O5      33                        16Al2O3·Nb2O5     34                        17Al2O3·Ta2O5     38                        18Al2O3·Cr2O3     35                        16Al2O3·MnO          30                        12Al2O3·Cu2O        37                        10Al2O3·ZnO          30                        14Al2O3·Ga2O3     33                        16Al2O3·SiO2       34                        12Al2O3·AlF3       31                        15Al2O3·Al4C3     28                        10Al2O3·AlN          26                        10(表1-2)中间层                MR(％)                   RA(Ωμm2)AlN                   24                       18AlN·HfN              25                       8AlN·ZrN              24                       7AlN·TiN              23                       6AlN·TaN              25                       5AlN·NbN              26                       6AlN·VN               24                       7AlN·BN               31                       5AlN·GaN              28                       3AlN·InN              26                       3AlN·Al4C3          20                       3(表1-3)中间层           MR(％)                     RA(Ωμm2)BN               18                         12BN·HfN          22                         2BN·ZrN          19                         1BN·TiN          18                         3BN·TaN          19                         2BN·NbN          18                         2BN·VN           16                         1BN·GaN          20                         1BN·InN          19                         1
由表1可知，当只减少Al2O3膜的厚度从而降低RA时，MR比也同时降低。与其相反，在Al2O3中添加了其他元素的中间层中，若MR比是相同程度的话，则RA也比只是Al2O3时低。同样，在AlN、BN中添加其他元素的中间层中，以同等的MR比，也可获得相对低的RA。特别是将从Al、B、Ga、In中选出的至少1种的氮化物作为中间层的材料时，既能确保MR比又能实现低的RA。
再者，制作在膜厚方向调制组成的中间层时，和上述一样，可同时获得高的MR和低的RA。调制组成，可通过将含有表中一并记载的2种化合物中的任何一种的膜进行叠层的多层膜形成、向多个靶子施加电压的调整、作为反应种子的氧、氮的调整等进行。即使在中间层中不均匀地含有多种元素，也能获得添加元素的效果。
又，关于各中间层膜厚和RA的关系，可以确认相对于中间层的膜厚，RA以指数函数增加。基于这一点，可以按照作为目的的装置，调整中间层的电阻值。
实施例2
准备具有与图2相同的构成的多元成膜装置，其中，将磁控管溅射(真空度为5×10-9Torr)用的成膜室、IBD(离子束沉积，真空度为5×10-9Torr)用的成膜室和装载闭锁室相互用真空输送室连接。使用该装置，在6英寸的带热氧化膜的硅基板上形成以下的膜。
Ta(3)/Cu(500)/Ta(3)/MnRh(30)/Co90Fe10(3)/Ru(0.7)/Co90/Fe10(2)/Co75Fe25(1)/中间层/Co75Fe25(1)/NiFe(5)/Ta(5)
形成中间层的前体利用IBD形成，其他各层利用磁控管溅射形成。该多层膜是由基底膜/下部电极/基底膜/反强磁性体/叠层铁/固定磁性层/中间层/自由磁性层/保护层构成的。
其次，为了给予固定磁性层单轴各向异性，在真空中、250℃下，施加5kOe的磁场进行热处理。对该膜进行台面加工，以便如图3所示，元件面积为0.5μm2，作为上部电极形成Cu(500)。
此处，作为中间层，依次形成1.5nm的Al2O3膜和0.25nm的非磁性元素膜。另外，也制作用膜厚0.25nm的一对非磁性元素夹持膜厚1.5nm的Al2O3膜的多层膜的中间层。
这种多层膜的膜构成示于表2。将测定偏压取为-0.5V和0.5V，测定制作的元件的MR比。(表2)中间层         MR(％)                       MR降低率(％)Al2O3        15/15                        50Al2O3/Cu     -3/3                         -20Al2O3/Ag     -0.1/0.5                     -30Al2O3/Au     -2/2                         -10Al2O3/Ru     -2/2                         -15Ru/Al2O3/Ru  -3/5                         -20Al2O3/Rh     -1/2                         -5Al2O3/Ir     -1/2                         -10Al2O3/Re     -2/3                         -10Al2O3/Pt     12/18                        30Al2O3/Pd     15/18                        40Al2O3/Ti     11/21                        20Al2O3/Zr     11/16                        30Al2O3/Hf     12/17                        40Al2O3/V      11/18                        30Al2O3/Nb     13/19                        20Al2O3/Ta     15/20                        30Al2O3/Cr     13/23                        20Al2O3/Mo     11/15                        10Al2O3/W      13/15                        20
对于表2中的MR比，显示施加正负偏压时的值以使相对小的值在左侧。所谓MR降低率，表示相对于零偏压时的MR比(施加偏压时相对大的MR比)的降低率。负的降低率表示施加偏压引起的MR比的上升。
如表2所示，当将Cu、Ag、Au、Ru、Rh、Ir、Re叠层时，观察负的MR比。显示负MR比的元件，通过使标准电阻值与比较的比较器组合等，可作为判断偏压的符号的元件而使用。当将非磁性膜进行叠层时，也有施加偏压时的降低率减小、MR比增大的情况。强的非对称性，提高了MR变化的S/N，所以对需要高功率的器件是有用的。
以上现象，在使用AlN、BN取代Al2O3时也能发现。另外，非对称性在非磁性层的厚度为0.1～1nm的范围时，显示出根据膜厚而不同的偏压依赖性，但当超过1nm时，几乎观察不到MR。
实施例3
使用在实施例2中用的多元成膜装置，在6英寸的带热氧化膜的硅基板上形成以下的膜。
Ta(3)/Cu(500)/Ta(3)/PtMn(30)/Co(3)/Ru(0.7)/Co(2)/Co50Fe50(1)/中间层/Co74Fe26(1)/NiFe(5)/Ta(5)
形成中间层的前体及Co74Fe26利用IBD形成，其他各层利用磁控管溅射形成。该膜是由基底层/下部电极层/基底/反强磁性体/叠层铁/固定磁性层/中间层/自由磁性层/保护层构成。接着，与实施2一样，进行热处理、台面加工和上部电极的形成。
作为中间层，采用表3所示的膜构成。3层膜的两端的Al2O3膜是分别形成0.3mm厚的Al膜后，在20℃下，在20Torr的氧气氛中氧化1分钟，在200Torr的氧气氛中氧化1分钟后，再形成0.2nm厚的Al膜后，在200Torr的氧气氛中氧化3分钟而制成的。单层的Al2O3膜，可重复上述工序形成，以使氧化前的Al厚的层厚合计为1nm。
3层膜的两端的AlN膜是形成0.5nm厚的Al膜后，在Ar+N2气氛中进行10秒钟的反溅射而形成的。
3层膜的中间的AlN膜和BN膜，是一边进行氮等离子体的促进，一边分别使用AlN和BN靶子，形成0.2nm厚的膜。同样配置在中间的其他化合物膜，是使用各化合物的靶子形成0.2nm厚的膜。
对于如上制作的元件，测定MR比。结果与中间层的构成一起示于表3。再者，在表3中，关于霍伊斯勒高导磁率合金(NiMnSb，CuMnSb，PtmNsB)的成分，由于由溅射形成的组成偏离大，所以仅示出成分。但是，在显示的膜中，即使组成偏离化学计算比为10％，也可获得同样的效果。(表3)中间层                                       MR(％)Al2O3                                      40Al2O3/Fe3O4/Al2O3                     49Al2O3/NiMnSb/Al2O3                       52Al2O3/CuMnSb/Al2O3                       53Al2O3/PtMnSb/Al2O3                       55Al2O3/LaSrMnO/Al2O3                      51Al2O3/CrO2/Al2O3                        55Al2O3/AlN/Al2O3                          46Al2O3/BN/Al2O3                           45AlN/BN/AlN                                    45
如表3所示，由使用3层膜的中间层的元件，可获得比使用Al2O3单层膜的中间层时还高的MR比。
另外，具有3层结构的中间层的膜厚合计量虽然限制在0.1～2nm之内，但使中间层的膜厚在0.1～1.2nm范围内变化时，可得到更高的MR比。
进而，将中间层的膜厚取为0.2nm，改变成为两端的层的Al2O3膜和AlN膜的厚度时，中间层整体的膜厚在0.5nm～5nm范围内时，可获得高的MR比。
以下将构成中间层的各层膜厚比率保持一致，同时改变中间层的总膜厚，研究中间层的稳定性。
在此，制作具有Ta(3)/Cu(500)/Cr(2.2)/Co(3)/Ru(0.7)/Co(2)/Fe(1)/中间层/Fe(1)/NiFe(5)/Ta(5)的膜构成的元件，和在该膜构成中，用FeN、FeHfC、FeTaC、FeTaN、FeHfN、FeZrN、FeNbB、FeAlO、FeSiO或FeAlF置换Fe层的元件。测定作为600Oe的外加磁场，结果，制作的元件即使都不使用反强磁性体，也显示出自旋管(スピンバルブ)型的MR曲线。然而，随着中间层变薄，在将Fe作为磁性层的元件中，不能观测到MR。另一方面，当将含有从F、O、C和N中选出的至少1种的上述磁性材料用作中间层时，中间层的膜厚若在0.5nm以上的话，可以确认显示出MR。
实施例4
使用在实施例2中使用的多元成膜装置，在6英寸的带热氧化膜的硅基板上形成以下的膜。
Ta(3)/Cu(500)/Ta(3)/PtPdMn(30)/Co(3)/Ru(0.7)/Co(2)/Fe24Co76(1)/AlON/自由磁性层/Ta(5)
构成自由磁性层的第1磁性膜由IBD形成，其他各层利用磁控管溅射形成。该多层膜是由基底层/下部电极层/基底层/反强磁性体/叠层铁/固定磁性层/中间层/自由磁性层/保护膜构成。
此处，AlON中间层是形成Al膜后，通过通入氧·氮混合游离基而形成的。另外，自由磁性层，从中间层一侧形成第1磁性膜和第2磁性膜的2层结构，在第1磁性膜上使用表4所示的磁性层，在第2磁性膜上使用5nm厚的Fe50Co50。
其次，为了给予固定层单轴各向异性，在真空中、250℃下施加5kOe的磁场进行热处理。将该膜进行台面加工，以使元件面积为0.5μm2，作为上部电极形成Cu(500)，测定MR比，结果示于表4。(表4)第1磁性膜(膜厚；单位nm)                             MR(％)无                                                  40Fe3O4(0.1)                                        43Fe3O4(0.25)                                       48Fe3O4(0.5)                                        46Fe3O4(1)                                          40NiMnSb(0.1)                                         45NiMnSb(0.25)                                        47NiMnSb(0.5)                                         45NiMnSb(1.0)                                         40CuMnSb(0.25)                                        46PtMnSb(0.25)                                        45LaSrMnO(0.25)                                       45CrO2(0.25)                                         48FeCr(0.25)                                          49Co75Fe25(0.25)                                    49Co80Fe20(0.25)                                    49
从表4可知，使具有0.1～0.5nm厚的强磁性体介于磁性层和中间层之间时，可以确认MR比变高。
实施例5
本实施例中，使用了多元成膜装置(参照图1简易图)，其中，分别通过真空输送室(真空度1×10-8Torr)和闸阀将磁控管溅射成膜室(真空度5×10-9Torr)和反应室兼装载闭锁室(真空度8×10-8Torr)进行连接。在反应室和装载闭锁室共用的室中安装12片直径为6英寸的带热氧化膜的硅基板(基板S1～S12)。
首先，将基板S1送入成膜室，形成以下的多层膜，再返回到装载闭锁室内。
Ta(3)/Cu(500)/Ta(3)/PtMn(30)/Co90Fe10(3)/Ru(0.7)/Co90Fe10(3)/Al(0.4)
该膜是由基底/下部电极层/基底/反强磁性体/固定磁性层(叠层铁)/中间层前体构成。
同样，对于基板S2～S12，依次形成上述多层膜后，再输送到装载闭锁室内。
接着，停止装载闭锁室的排气，在O2气体分压为150Torr的条件下反应1分钟，使12片基板中的中间层前体进行一起氧化。随后，再对装载闭锁室进行真空排气，再将12片基板送入成膜室，形成变为中间层前体的膜厚度为0.3nm的Al。再将12片基板送入装载闭锁室，在和上述相同的条件下使前体一同进行氧化。
继续将12片基板送入成膜室，在中间层(Al2O3)上进一步形成Co90Fe10(1)/NiFe(3)/Ta(15)的膜。Co90Fe10(1)/NiFe(3)是自由磁性层。
为了给予固定磁性层单轴各向异性，在真空中、280℃下施加5kOe的磁场进行热处理。将该膜进行台面加工，使得元件截面面积为2μm2，作为上部电极，形成Cu(500)/Ta(5)。
对制作的基板1～12测定MR，结果均在RA＝30Ωμm2下得到33％左右的MR比。基板间MR比的偏差在5％以内。
当适用上述的一批氧化法时，可大幅度削减氧化所需要的时间。结果和各别氧化时比较，可将上述多层膜整体的形成时间缩短约1/3。
又，改变装载闭锁室内氧分压、反应时间和辐射热产生的基板加热温度，制作元件，求出多种获得约30％以上的MR比的氧化条件。在同一样品中，分成2次成膜的前体的氧化条件取为相同。
在上述基板上直接形成0.3nm厚的Al膜，将该Al膜使用上述求出的氧化条件进行氧化。重复该工序，得到50nm厚的氧化铝(AlOx)膜。利用RBS法分析此膜，结果可确认获得30％以上的MR比的x值为1.2～1.5。
对于氮化铝(AlNx)，改变氮游离基的分压、反应时间、基板加热条件，进行同样的实验。结果是获得30％以上的MR的x为0.8～1。
实施例6
在本实施例中，使用具有与图2相同构成的多元成膜装置，其中，分别通过闸阀将反应性磁控管溅射用的第1成膜室(真空度5×10-9Torr)和磁控管溅射用的第2成膜室(真空度5×10-9Torr)及反应室兼装载闭锁室(真空度8×10-8Torr)与真空输送室(真空度1×10-8Torr)连接起来。在该装置的反应室兼装载闭锁室中安装12片直径6英寸的带热氧化膜的硅基板(基板S1～S12)。
将基板S1从输送室送入第2成膜室，形成以下构成的多层膜。
Ta(3)/Cu(500)/Ta(3)/PtPdMn(30)/Co90Fe10(3)/Ru(0.7)/Co90Fe10(3)
该多层膜具有基底/下部电极层/基底/反强磁性体/固定磁性层的膜构成。
接着将基板S1送入第1成膜室，在该成膜室内，在加有氧气的Ar气气氛中利用反应性溅射形成0.3nm的Al-O膜，作为第1中间层前体，随后，再将该基板送入装载闭锁室。
同样，在基板S2～S12上形成多层膜后，重复送入装载闭锁室内。
将12片成膜后的基板送入装载闭锁室后，停止装载闭锁室的排气，在60Torr、1分钟的条件下将12片基板一起氧化。再次对装载闭锁室进行真空排气后，再次依次将氧化的12片基板分别送入第1成膜室，在和第1中间层前体相同的氧分压下形成0.2nm厚的Al-O膜，作为第2中间层前体。在每片基板上形成前体膜后，再在装载闭锁室内，在与上述相同的条件下，将中间层前体进行一起氧化。
在这样制作的中间层上，再形成Co90Fe10(1)/NiFe(3)/Ta(15)的膜。接着，为了给予固定磁性层单轴各向异性，在真空中、260℃下施加5kOe的磁场进行热处理。将该膜进行台面加工使得元件面积为0.5μm2的。又，作为上部电极形成Cu(500)/(Ta(5)。
在以上条件下，使Al-O成膜时的氧流量比O2/(ArtO2)变化0％～2％时，测定各自的MR比(％)和规格化电阻RA(Ωμm2)，结果示于表5。
测定制作的基板1～12的MR，结果在同一条件下制作的基板间的偏差在5％以内。(表5)氧流量比(％)            RA(Ωμm2)           MR(％)0                       8                     50.05                    8                     140.1                     8                     160.5                     9                     151.0                     10                    142.0                     11                    5
*氧流量比对于第1前体、第2前体一样。
由表5可以确认，对于在形成Al膜时，一边通入0.05～1％的氧一边制作中间层前体的样品而言，同时获得了低RA和高MR。然而，伴随着氧流量的增加，RA变大，在2％以上的流量下，MR降低。再者，在上述基板上一边改变氧流量比一边形成100nm厚的膜，直接用XRD研究形成的Al-O膜时，可以确认随着氧流量比的增多，晶粒被细化，流量在0.5％以上时，则含有非晶型相。
利用四端子法和电桥法求出该Al-O膜的电阻率，结果可以看到在电阻值很高的流量比为2％的情况下，膜仍有导电性，这就显示出Al-O膜没有成为完全的化学计算氧化物。将氧流量比取为2％，在碳基板上形成制作的Al-O膜，利用RBS测定，结果AlOx中的x为1.18。
晶粒被细化的效果，除氧外，即使使用氮、氨气等也能获得。
其次，在上述方法中，将对第2中间层前体成膜时的氧流量比取为2％，将对第1中间层前体成膜时的氧流量比取为0～1％，制作元件，测定的元件的MR和RA示于表6。(表6)氧流量比(％)             RA(Ωμm2)          MR(％)0                        9                    120.05                     9                    160.1                      9                    180.5                      9                    171.0                      10                   16
*氧流量比适用于第1前体，第2前体的氧流量比为2％。
由表6可以确认，当在反应性比第2中间层前体低的气氛中使第1中间层前体成膜时，能够改善MR。同样的现象在制作Al-N、Si-C等氮化物、碳化物时也能测得到。
实施例7
在直径6英寸的带热氧化膜的硅基板上形成以下构成的多层膜。
Ta(3)/Cu(500)/Ta(3)/PtMn(30)/Co90Fe10(3)/Ru(0.7)/Co90Fe10(3)
其次，作为第1中间层前体形成0.3nm厚的Al膜，在氧分压为0.2Torr的气氛中保持3分钟后，再在氧分压60Torr的气氛中保持30秒。接着作为第2中间层前体，形成0.3nm厚的Al膜，在氧分压0.2Torr的气氛中保持3分钟后，在氧分压60Torr的气氛中保持30秒。前体的氧化与上述各实施例一样，是通过向装载闭锁室内通入Ar和氧的混合气来进行的。
接着，在多层膜上形成Co90Fe10(1)/NiFe(5)/Ta(15)的膜，在磁场中、280℃下进行热处理。再使用逐次移动曝光装置(ステツパ-)进行台面加工，以使接合面积为0.2～4μm2，使上部电极叠层，制作成MR元件。这样得到样品a的元件。
为了比较，将第1和第2中间层前体一起在氧分压0.2Torr的气氛中保持3分钟从而制作氧化的元件(样品b)，以及将第1和第2中间层前体一起在氧分压60Torr的气氛中保持30秒从而制作氧化的元件(样品C)。
测定各样品的MR比和RA，结果样品a获得MR比为10％、RA为7Ωμm2。另一方面，样品b看不到MR的变化，RA在0.1Ωμm2以下。样品C的MR比停留在5％左右。
如样品a那样，将各种厚度的Al在氧分压相对低的气氛中预先氧化后，再在氧分压相对高的气氛中进行氧化，制作中间层。
相对于横轴Al的总膜厚的RA示于图4，相对于Al的总膜厚的MR比示于图5。根据图4可知，相对于Al的总膜厚，RA以指数函数增大。这就显示出：制作的AlOx中间层作为隧道电阻起了作用，和RA从几Ω到几MΩ，不管中间层的厚度如何，膜质都是均匀的。另外，同时参照图5，可以确认，在RA的很宽的范围内，能获得高的MR。
即使在一块硅基板上形成多个元件时，利用上述方法，基板内的MR比的偏差都在5％以内。为了比较，对于等离子体氧化并形成1nm厚的Al膜从而作为中间层的元件，进行同样的测定，结果MR比的偏差为10％左右。
对于氮化物和碳化物的中间层，通过在曝露于弱反应气氛后，再曝露于强反应气氛中形成中间层前体，从而偏差很小，可制作从低接合电阻到高接合电阻具有高MR比的元件。
实施例8
在带有热氧化膜的硅基板上形成以下多层膜。
Ta(3)/Cu(500)/Ta(2)/NiFeCr(3)/PtMn(30)/Co75Fe25(3)/Ru(0.7)/Co75Fe25(3)
又，作为中间层前体形成Al膜后，将该前体在游离基氮中进行氮化，将此工序重复3次形成中间层AlNx。前体的厚度和氮化程度，其变化如表7所示。表中，例如(0.3，1.0)是指将0.3nm厚的前体(Al)在AlNx中的x为1.0的条件下进行氮化。再者，在规定条件下的x，是在碳基板上形成规定厚度的Al膜，在将其在上述规定的条件下进行氮化，重复此工序，利用RBS求出制作的100nm厚的AlNx膜的组成，通过平均值进行估算。
进而在中间层上形成Co75Fe25(1)/NiFe(3)/Ta(5)的膜，在磁场中、280℃下进行热处理后，进行台面加工，设置上部电极，制成MR元件。对各个MR元件测定MR和RA，结果示于表7。(表7)中间层制作条件                          MR           RA(第1次/第2次/第3次)                     (％)         (Ωμm2)(0.3，0.7)/(0.3，0.7)/(0.3，0.7)        5            40(0.3，1.0)/(0.3，1.0)/(0.3，1.0)        22           430(0.3，1.0)/(0.3，0.7)/(0.3，0.5)        6            130(0.3，0.5)/(0.3，0.7)/(0.3，1.0)        47           300(0.3，0.7)/(0.3，0.9)/(0.3，1.0)        49           320
由表7可知，分n次(n为2以上的整数)制作中间层时，当随着n的增加，增强反应条件时，可得到高的MR。适用于在第n次制作的中间层前体的反应条件，比适用于在第(n-1)次制作的中间层前体的反应条件强为好。
设定这样的反应条件，并不限于氮化物，对于AlOx、SiOx、TaOx等的氧化物，SiC等的碳化物，例如石墨的金刚石化反应中，也具有同样的效果。
实施例9
使用多元成膜装置，其中，由真空输送室将磁控管溅射的成膜室(真空度5×10-9Torr)和可反溅射的、可通入氮游离基、氧和氧游离基而且可利用灯进行基板加热的反应室相连接，在直径3英寸的带热氧化膜硅基板上形成下面所示的多层膜。
Ta(3)/Cu(750)/Ta(3)/NiFeCr(4)/PtMn(30)/Co90Fe10(3)/Ru(0.9)/Co90Fe10(3)/中间层/Ni60Fe40(4)/Ru(0.9)/NiFe(4)/Ta(5)
接着，为了给予该多层膜的固定磁性层(Co90Fe10(3)/Ru(0.9)/Co90Fe10(3))单轴各向异性，在真空中、350℃下施加5kOe的磁场，使用抗蚀图(レジストパタ一ン)，将该多层膜加工成台面形状，以使中间层中的元件面积为0.5μm2，再设置层间绝缘膜和上部电极。作为层间绝缘膜使用300nm厚的氧化铝膜，对上部电极实施Ta的离子研磨后，形成Cu(750)。
作为中间层，使用表8所示化合物按以下顺序制作。首先，使用由除了氧和氮以外的组成构成的靶子，在Ar气气氛中，使中间层前体形成膜，并且厚度为0.3～0.4nm。接着，中间层为氧化物时，将该前体送入装载闭锁室内，向其中通入10～600Torr的氧，反应10秒～6小时左右，对前体进行氧化。中间层为氧氮化物时，同样进行氧化后，再向装载闭锁室内通入3～900秒的氮游离基进行制作。
进而将相同的中间层前体形成0.2～0.3nm厚的膜，和上述一样，在装载闭锁室内将其氧化(氧氮化)。
对于制作的各元件测定MR。另外，测定由氧化(氧氮化)引起的中间层前体的体积变化率。此处，使体积变化率为反应后中间层的膜厚相对于未反应中间层前体膜厚的比率。膜厚的比率使用透射型电子显微镜(TEM)进行测定。
体积变化率和MR示于下表8。(表8)中间层            体积变化率(％)      MR(％)MgO               0.8                 10CaO               0.6                 1FeO               2.1                 0WO3              3.5                 0Cr2O3           2.1                 1MgO·Cr2O3      1.05                25Al2O3·Cu2O    1.4                 27Al2O3·MgO      1.1                 32Al2O3·FeO      1.5                 37Al2O3·WO3     2.1                 10Al2O3·Cr2O3 2.0                 21Al2O3·AlN      1.2                 35
由表8可知，体积变化率在1.05～2.0，特别是在1.1～1.5的范围内时，MR变高。在评价各自的泄漏电流时，氧氮化的Al2O3·AlN显示出最低的泄漏电流特性。
实施例10
使用由磁控管溅射形成的多元成膜装置，在直径6英寸的带热氧化膜的硅基板上，形成具有以下构成的多层膜。
Ta(3)/Cu(750)/Ta(3)/Ni60Fe40(4)/中间层/Co76Fe24(3)/Ru(0.9)/Co76Fe24(1)/Ni80Fe20(3)/PtMn(30)/Ta(5)
为了给予该多层膜的固定磁性层(Co76Fe24(3)/Ru(0.9)/Co76Fe24(1))单轴各向异性，在真空中、350℃下施加5kOe的磁场。
再者，为了提高向其上形成的PtMn的(111)面的结晶取向性，而形成Ni80Fe20。当提高PtMn的结晶取向性时，可提高单向各向异性Hua，热处理时能抑制Mn的扩散。
接着使用抗蚀图，进行台面形状的加工，使中间层的元件面积为1μm2，设置层间绝缘膜和上部电极。作为层间绝缘膜形成300nm的氧化铝，另外，对上部电极实施Ta离子研磨后，形成Cu(750)。
作为中间层，依次使用表9中示出的P1～P3，形成Al氧化物或Al氧氮化物。
P1是基底磁性层Ni60Fe40表面的氧化或氮化处理的工序。P2是抽真空成膜的Al膜(0.4nm厚)的氧化条件。P3是抽真空成膜的Al膜(0.3nm厚)的氧化条件。
表9中的P1～P3以该顺序示出了气体的种类及其压力。例如，O2/10T对应于氧气10Torr的反应气氛。在气氛中保持的时间取为1分钟。制作的元件的MR和RA示于表9。(表9)样品         P1          P2           P3           RA         MR
                                              (Ωμm2)  (％)S1           无          O2/10T      O2/10T      30         25S2           N2/10T     O2/10T      O2/10T      30         38S3           O2/10T     O2/10T      O2/10T      45         40S4           无          O2/10T      O2/100T     35         26S5           N2/10T     O2/10T      O2/1T       30         41S6           O2/10T     O2/10T      O2/1T       45         42
由表9可知，当实施将基底磁性层Ni60Fe40氮化或氧化的P1时，可得到高的MR。但是在P1中的氧化或氮化条件过强时，则引起基底磁性层磁劣化，MR减少。
实施例11
使用多元成膜装置，用真空输送室将磁控管溅射成膜室(真空度5×10-9Torr)和可反溅射、可通入氮游离基、氧以及氧游离基且可利用灯进行基板加热的反应室进行连接。使用这种装置，在直径3英寸的带热氧化膜的硅基板上形成以下示出的多层膜。
Ta(3)/Cu(750)/Ta(3)/NiFeCr(4)/PtMn(30)/Co91Zr5Ta4(3)/Ru(0.9)/CoZrTa(1.5)/Co75F25(1)/中间层/Ni60Fe40(4)/Ru(0.9)/NiFe(3)/Ru(0.9)/NiFe(2)/Ta(5)
在该多层膜中，NiFe/Ru/NiFe/Ru/NiFe层是叠层铁型自由磁性层。当使用叠层铁时，自由磁性层的热稳定性增高。NiFeCr是通过提高PtMn的结晶性，来抑制层间Mn的扩散，提高元件的耐热性的，由于Co91Zr5Ta4是非晶型的，所以起到同样的效果。
为了给予多层膜的固定磁性层单轴各向异性，在真空中、350℃下施加5kOe的磁场。接着，使用抗蚀图加工成台面形状，以使中间层的元件面积为0.01μm2的，再设置层间绝缘膜和上部电极。作为层间绝缘膜形成300nm的氧化铝，另外，对上部电极实施Ta离子研磨后，形成Cu(750)。
中间层是通过使0.7nm厚的Al膜与表10所示的混合气的游离基反应而制作的。在各自的混合气体条件下，使反应时间最佳化，以使MR值达到最大。(表10)气体种类                    RA               MR
                        (Ωμm2)        (％)Ar+O2                      120              28Kr+O2                      110              42Xe+O2                      110              40Ar+Kr+O2                   110              37Ar+Xe+O2                   110              36Ar+N2                      100              32Ar+Kr+N2                   100              37Ar+Xe+N2                   100              35Ar+Kr+N2+O2               110              43Ar+Xe+N2+O2               110              41Kr+N2+O2                  110              45Xe+N2+O2                  110              43
由表10可知，当在含有Kr或Xe的气氛中使前体与氧和/或氮反应时，MR增高。含有氧和氮的气氛，特别是其中加有Kr的混合气是最适宜的。
实施例12
使用多元成膜装置，其中，用真空输送室将可磁控管溅射的成膜室(真空度5×10-9Torr)和可反溅射、可通入氮游离基、氧以及氧游离基且可利用灯进行基板加热的反应室进行连接。使用该装置，在直径3英寸的带热氧化膜的硅基板上形成以下多层膜。
Ta(3)/Cu(750)/Ta(3)/NiFeCr(4)/PtMn(30)/Co75Fe25(3)/第1中间层/Fe(4)/第2中间层/Cu(10)/Ta(5)
第1中间层是隧道绝缘层、第2中间层是传导热电子的绝缘层。将该多层膜加工成台面形状，以使在中间层的元件面积为1μm2，再设置层间绝缘膜和上部电极。作为层间绝缘膜形成300nm的氧化铝，另外，对上部电极实施Ta离子研磨后，形成Cu(750)。
在样品A中，作为第1中间层，使用分别将分0.3nm、0.2nm、和0.2nm这三次形成的Al膜进行氧化的层；作为第2中间层使用分别将分四次形成的Al膜进行氧化的层，并且膜总厚度为1nm。
在样品B中，作为第1中间层使用和样品A一样形成的层；作为第2中间层，使用分别将分四次形成的AlMg合金进行氧化的层，并且膜总厚度为1nm。
施加外部磁场时，从夹持第1中间层的磁性层之间的电位变化调查MR，结果显示出比样品B高的MR。虽然其详细理由不明确，但可认为第2中间层的第3种元素(Mg)起作用的缘故。
实施例13
使用由磁控管溅射形成的多元成膜装置，在直径6英寸的带热氧化膜的硅基板上形成以下多层膜。
Ta(3)/Cu(750)/Ta(3)/NiFeCr(4)/PtMn(30)/Co75Fe25(4)/第1中间层/Ni60Fe40(4)/Ru(0.9)/Ni60Fe40(4)/Ru(0.9)/Ni60Fe40(4)/第2中间层/Co75Fe25(4)/PtMn(30)/Ta(5)
为了给予该多层膜的固定磁性层单轴各向异性，在真空中、280℃下施加5kOe的磁场。在该元件中配置一对固定磁性层(Co75Fe25)，以便夹持自由磁性层(NiFe/Ru/NiFe/Ru/NiFe)。第1中间层和第2中间层都是隧道绝缘层。使用抗蚀图，将该多层膜加工成台面形状，使得在2个中间层的元件面积分别为0.5μm2，再设置层间绝缘膜和上部电极。作为层间绝缘膜形成300nm的氧化铝，另外，对上部电极实施Ta的离子研磨后，形成Cu(750)。
作为第1中间层和第2中间层，按表11所示的P1～P3顺序，形成Al的氧化物或Al的氧氮化物。
P1是在排气成为真空后，向Co75Fe25表面形成的0.4nm厚的Al膜通入的气体种类和气体压力。P2是继P1之后通入100Torr氧时的气体种类和气体压力。P3是继续排气成为真空后形成的0.3nm厚的Al膜的氧化条件。
此处，在P1～P3中依次记载了气体的种类和气体的压力。例如，O2/100T表示100Torr的氧气的反应气氛。P2表示与在P1中通入的气体的总计的气体压力。气氛中的保持时间，P1～P3都取为1分钟。制作的膜的MR及RA示于表11。(表11)样品         P1           P2             P3           RA         MR
                                                 (Ωμm2)  (％)S1           无           O2/100T       O2/100T     60         32S2           N2/100T      O2+N2/200T   O2/100T     30         39S3           Ar/100T      O2+Ar/200T    O2/100T     45         38S4           Ar+N2/100T   O2+N2+Ar/10T O2/100T     35         38
由表11可知，对于在含有从Ar和N2中选出的至少一种的气氛中保持形成的Al膜的样品S2～S4，它们都获得了优良的MR特性。

Claims (24)

1、一种磁阻效应元件，其特征是：它含有中间层和夹持该中间层的一对磁性层，上述中间层含有从2～17族中选出的至少3种元素，上述元素含有从F、O、N、C和B中选出的至少1种元素。
2、根据权利要求1记载的磁阻效应元件，其特征是：它含有除Al以外的金属元素。
3、根据权利要求1记载的磁阻效应元件，其特征是：中间层含有除F、O、C、N和B以外，从2～17族中选出的至少2种元素。
4、根据权利要求1记载的磁阻效应元件，其特征是：中间层含有从B、Al、Ga和In中选出的至少2种元素和N。
5、根据权利要求1记载的磁阻效应元件，其特征是：中间层的组成沿膜厚方向变化。
6、根据权利要求1记载的磁阻效应元件，其特征是：中间层具有多层结构。
7、根据权利要求6记载的磁阻效应元件，其特征是：中间层含有势垒高度相互不同的2个膜。
8、根据权利要求7记载的磁阻效应元件，其特征是：中间层含有与一对磁性层中的任一个相接的第1中间膜、与上述一对磁性层中的另一个相接的第2中间膜和夹持在上述第1中间膜和上述第2中间膜之间的第3中间膜，上述第3中间膜的势垒高度比从上述第1中间膜和上述第2中间膜中选出的至少一个的势垒高度低。
9、根据权利要求6记载的磁阻效应元件，其特征是：中间层含有磁性膜，在上述磁性膜和上述一对磁性层之间，分别存在至少1层的非磁性膜。
10、根据权利要求6记载的磁阻效应元件，其特征是：中间层含有非磁性金属膜。
11、根据权利要求1记载的磁阻效应元件，其特征是：一对磁性层的至少一个含有从F、O、N、C和B中选出的至少1种元素。
12、根据权利要求1记载的磁阻效应元件，其特征是：一对磁性层的至少一个与中间层之间，存在膜厚为0.5nm以下的强磁性体。
13、根据权利要求1记载的磁阻效应元件，其特征是：中间层的膜厚为0.5nm以上、5nm以下。
14、一种磁阻效应元件的制造方法，它是具有中间层和夹持上述中间层的一对磁性层的磁阻效应元件的制造方法，其特征是：它包括使前体成膜的工序、和在含有从氧原子、氮原子和碳原子中选出的至少1种反应种子的反应气氛中，使上述前体与上述反应种子反应从而形成上述中间层的至少一部分的工序。
15、根据权利要求14记载的磁阻效应元件的制造方法，其特征是：在含有从氧原子、氮原子和碳原子中选出的至少1种反应种子的反应气氛中，使前体成膜。
16、根据权利要求15记载的磁阻效应元件的制造方法，其特征是：它包括在第1反应气氛下使第1前体成膜的工序、使上述第1前体成为上述中间层的一部分的第1中间膜的工序、在第2反应气氛下在上述第1中间膜上使第2前体成膜的工序、使上述第2前体成为作为上述中间层的一部分的第2中间膜的工序，上述第2反应气氛具有比上述第1反应气氛高的反应性。
17、根据权利要求14记载的磁阻效应元件的制造方法，其特征是：它包括使第1前体成膜的工序、在第1反应气氛下使上述第1前体成为作为上述中间层的一部分的第1中间膜的工序、在上述第1中间膜上形成第2前体的工序、和在第2反应气氛下使上述第2前体成为作为上述中间层的一部分的第2中间膜的工序，上述第2反应气氛具有比上述第1反应气氛高的反应性。
18、根据权利要求14记载的磁阻效应元件的制造方法，其特征是：由上述前体形成的膜的体积Va相对于前体的体积Vb的比率为1.05以上、2.0以下。
19、根据权利要求18记载的磁阻效应元件的制造方法，其特征是：前体含有Al以外的金属元素。
20、根据权利要求14记载的磁阻效应元件的制造方法，其特征是：反应气氛至少含有氧原子和氮原子。
21、根据权利要求14记载的磁阻效应元件的制造方法，其特征是：反应气氛含有从Kr原子和Xe原子中选出的至少1种原子。
22、根据权利要求14记载的磁阻效应元件的制造方法，其特征是：使前体与含有从Ar原子和氮原子中选出的至少1种原子的第1气氛接触后，再与含有从Ar原子和氮原子中选出的至少1种原子和氧原子的第2气氛接触。
23、根据权利要求14记载的磁阻效应元件的制造方法，其特征是：中间层前体含有非晶型相。
24、根据权利要求14记载的磁阻效应元件的制造方法，其特征是：它包括以下工序，即，在至少2片基板上分别形成第1磁性层的工序、在同一成膜室内在上述第1磁性层上分别形成前体的工序、将上述至少2片的基板从上述成膜室输送到反应室内的工序、在上述反应室内在同一反应气氛下使上述前体分别形成中间层的至少一部分的工序、和在上述中间层上分别形成第2磁性层的工序。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100459205C (zh) * 2002-11-15 2009-02-04 三星电子株式会社 磁性隧道结器件及其制造方法

Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6771473B2 (en) * 2001-01-22 2004-08-03 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Magnetoresistive element and method for producing the same
KR100886602B1 (ko) * 2001-05-31 2009-03-05 도꾸리쯔교세이호진 상교기쥬쯔 소고겡뀨죠 터널자기저항소자
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
JP4123806B2 (ja) * 2002-03-29 2008-07-23 高橋 研 磁気記録媒体、その製造方法および磁気記録装置
US6967350B2 (en) * 2002-04-02 2005-11-22 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Memory structures
JP2004165451A (ja) * 2002-11-13 2004-06-10 Sony Corp 磁気記憶素子及び磁気記憶素子の記録方法
DE10309244A1 (de) * 2003-03-03 2004-09-23 Siemens Ag Magnetisches Speicherelement, insbesondere MRAM-Element, mit einem TMR-Dünnschichtensystem
US7274080B1 (en) 2003-08-22 2007-09-25 International Business Machines Corporation MgO-based tunnel spin injectors
US7598555B1 (en) 2003-08-22 2009-10-06 International Business Machines Corporation MgO tunnel barriers and method of formation
US7252852B1 (en) 2003-12-12 2007-08-07 International Business Machines Corporation Mg-Zn oxide tunnel barriers and method of formation
KR100624417B1 (ko) * 2004-01-31 2006-09-18 삼성전자주식회사 터널링 자기 저항 소자
WO2005088745A1 (ja) 2004-03-12 2005-09-22 Japan Science And Technology Agency 磁気抵抗素子及びその製造方法
US7372116B2 (en) * 2004-06-16 2008-05-13 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Heat assisted switching in an MRAM cell utilizing the antiferromagnetic to ferromagnetic transition in FeRh
US7477490B2 (en) * 2004-06-30 2009-01-13 Seagate Technology Llc Single sensor element that is naturally differentiated
JP4550713B2 (ja) * 2005-10-21 2010-09-22 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子の製造方法
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
JP2007189039A (ja) * 2006-01-13 2007-07-26 Alps Electric Co Ltd トンネル型磁気検出素子及びその製造方法
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
US7715156B2 (en) * 2007-01-12 2010-05-11 Tdk Corporation Tunnel magnetoresistive effect element and thin-film magnetic head with tunnel magnetoresistive effect read head element
JP2008192634A (ja) * 2007-01-31 2008-08-21 Fujitsu Ltd トンネル磁気抵抗効果膜および磁気デバイス
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
US7957106B2 (en) * 2007-04-30 2011-06-07 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands, B.V. Chemically disordered material used to form a free layer or a pinned layer of a magnetoresistance (MR) read element
JP2009239121A (ja) * 2008-03-27 2009-10-15 Toshiba Corp 磁気抵抗効果素子及び磁気ランダムアクセスメモリ
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
US8705213B2 (en) * 2010-02-26 2014-04-22 Seagate Technology Llc Magnetic field detecting device with shielding layer at least partially surrounding magnetoresistive stack
DE102012101456A1 (de) 2012-02-23 2013-08-29 Schott Solar Ag Verfahren zum Herstellen einer Solarzelle
CN102928132B (zh) * 2012-10-22 2014-10-08 清华大学 隧道磁阻压力传感器
US8760818B1 (en) 2013-01-09 2014-06-24 Western Digital (Fremont), Llc Systems and methods for providing magnetic storage elements with high magneto-resistance using heusler alloys

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2533860B2 (ja) * 1986-09-24 1996-09-11 株式会社日立製作所 磁性超格子膜およびそれを用いた磁気ヘツド
JPH04103013A (ja) 1990-08-22 1992-04-06 Hitachi Ltd 強磁性トンネル効果素子
US5390061A (en) 1990-06-08 1995-02-14 Hitachi, Ltd. Multilayer magnetoresistance effect-type magnetic head
US5487356A (en) * 1992-08-07 1996-01-30 Advanced Technology Materials, Inc. Chemical vapor deposition method of growing oxide films with giant magnetoresistance
KR19990035958A (ko) 1995-07-28 1999-05-25 미가꾸 다까하시 자기저항소자 및 그 제조방법
JP3217703B2 (ja) * 1995-09-01 2001-10-15 株式会社東芝 磁性体デバイス及びそれを用いた磁気センサ
JPH0978234A (ja) 1995-09-11 1997-03-25 Toshiba Corp スパッタリング装置およびその方法
US5764567A (en) * 1996-11-27 1998-06-09 International Business Machines Corporation Magnetic tunnel junction device with nonferromagnetic interface layer for improved magnetic field response
JP3461999B2 (ja) * 1996-03-28 2003-10-27 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子
JP2856165B2 (ja) * 1996-08-12 1999-02-10 日本電気株式会社 磁気抵抗効果素子及びその製造方法
KR19980030960A (ko) * 1996-10-30 1998-07-25 김광호 반도체 센서연결용 커넥터
US6110751A (en) * 1997-01-10 2000-08-29 Fujitsu Limited Tunnel junction structure and its manufacture and magnetic sensor
JP2871670B1 (ja) * 1997-03-26 1999-03-17 富士通株式会社 強磁性トンネル接合磁気センサ、その製造方法、磁気ヘッド、および磁気記録／再生装置
JPH1168192A (ja) * 1997-08-18 1999-03-09 Hitachi Ltd 多重トンネル接合、トンネル磁気抵抗効果素子、磁気センサおよび磁気記録センサヘッド
JPH1196515A (ja) * 1997-09-18 1999-04-09 Fujitsu Ltd Ｇｍｒ磁気センサ、その製造方法、および磁気ヘッド
FR2774774B1 (fr) * 1998-02-11 2000-03-03 Commissariat Energie Atomique Magnetoresistance a effet tunnel et capteur magnetique utilisant une telle magnetoresistance
US6069820A (en) * 1998-02-20 2000-05-30 Kabushiki Kaisha Toshiba Spin dependent conduction device
US6183859B1 (en) * 1998-07-20 2001-02-06 Motorola, Inc Low resistance MTJ
JP2000077744A (ja) 1998-09-02 2000-03-14 Sumitomo Metal Ind Ltd 強磁性トンネル接合磁気抵抗効果素子の製造方法
JP2000150233A (ja) 1998-09-03 2000-05-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd 磁性膜とその製造方法
KR100348920B1 (ko) * 1998-09-03 2002-08-14 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤 자성막과 그 제조 방법
JP2000150984A (ja) 1998-11-13 2000-05-30 Yamaha Corp オゾン酸化絶縁膜を使用した磁気トンネル素子
JP2000188435A (ja) 1998-12-22 2000-07-04 Sony Corp 磁気トンネリング接合素子およびその製造方法、これを用いた磁気ヘッド、磁気センサ、磁気メモリならびに磁気記録再生装置、磁気センサ装置、磁気メモリ装置
US6583971B1 (en) * 1999-03-09 2003-06-24 Sae Magnetics (Hk) Ltd. Elimination of electric-pop noise in MR/GMR device
JP4125465B2 (ja) 1999-03-15 2008-07-30 株式会社東芝 磁気メモリ装置
JP3400750B2 (ja) * 1999-07-23 2003-04-28 ティーディーケイ株式会社 トンネル磁気抵抗効果型ヘッドの製造方法
US6359289B1 (en) * 2000-04-19 2002-03-19 International Business Machines Corporation Magnetic tunnel junction device with improved insulating tunnel barrier
US6429497B1 (en) * 2000-11-18 2002-08-06 Hewlett-Packard Company Method for improving breakdown voltage in magnetic tunnel junctions
US6771473B2 (en) * 2001-01-22 2004-08-03 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Magnetoresistive element and method for producing the same
US20040082081A1 (en) * 2002-10-29 2004-04-29 Manish Sharma Ultra-violet treatment for a tunnel barrier layer in a tunnel junction device
US7093347B2 (en) * 2003-12-05 2006-08-22 Seagate Technology Llc Method of making a current-perpendicular to the plane (CPP) magnetoresistive (MR) sensor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100459205C (zh) * 2002-11-15 2009-02-04 三星电子株式会社 磁性隧道结器件及其制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20020191355A1 (en) 2002-12-19
KR20020077797A (ko) 2002-10-14
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US20040228046A1 (en) 2004-11-18
DE10202103A1 (de) 2002-09-12
US6771473B2 (en) 2004-08-03

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