JP2000216020A - 磁気抵抗効果膜及びその製造方法 - Google Patents
磁気抵抗効果膜及びその製造方法Info
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- H01F10/324—Exchange coupling of magnetic film pairs via a very thin non-magnetic spacer, e.g. by exchange with conduction electrons of the spacer
- H01F10/3268—Exchange coupling of magnetic film pairs via a very thin non-magnetic spacer, e.g. by exchange with conduction electrons of the spacer the exchange coupling being asymmetric, e.g. by use of additional pinning, by using antiferromagnetic or ferromagnetic coupling interface, i.e. so-called spin-valve [SV] structure, e.g. NiFe/Cu/NiFe/FeMn
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 抵抗変化率を低下させることなく、交換バイ
アス磁界が大きく、温度特性に優れた固定磁化層／反強
磁性体層からなる交換結合膜を備えた磁気抵抗効果膜お
よびその製造方法を提供する。 【解決手段】 本発明に係る磁気抵抗効果膜は、自由磁
化層、非磁性体層、固定磁化層及び反強磁性体層から構
成され、前記固定磁化層の磁化方向は前記反強磁性体層
との交換結合により固定され、前記自由磁化層の磁化方
向は外部磁場に対して自由に回転し、該自由磁化層と該
固定磁化層における磁化の向きのなす角度によって磁気
抵抗効果を生ずる磁気抵抗効果膜において、前記反強磁
性体層の結晶粒径が、自由磁化層、非磁性体層及び少な
くとも固定磁化層の一部の結晶粒径より大きいことを特
徴とする。
アス磁界が大きく、温度特性に優れた固定磁化層／反強
磁性体層からなる交換結合膜を備えた磁気抵抗効果膜お
よびその製造方法を提供する。 【解決手段】 本発明に係る磁気抵抗効果膜は、自由磁
化層、非磁性体層、固定磁化層及び反強磁性体層から構
成され、前記固定磁化層の磁化方向は前記反強磁性体層
との交換結合により固定され、前記自由磁化層の磁化方
向は外部磁場に対して自由に回転し、該自由磁化層と該
固定磁化層における磁化の向きのなす角度によって磁気
抵抗効果を生ずる磁気抵抗効果膜において、前記反強磁
性体層の結晶粒径が、自由磁化層、非磁性体層及び少な
くとも固定磁化層の一部の結晶粒径より大きいことを特
徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気抵抗効果膜及
びその製造方法に係る。より詳細には、特定の積層界面
における平坦性を改善することにより、高い抵抗変化率
及び交換バイアスと、優れた温度特性とを兼ね備えた磁
気抵抗効果膜及びその製造方法に関する。特に、本発明
は磁気ディスク装置等に利用される再生用磁気ヘッドに
好適に用いられる。
びその製造方法に係る。より詳細には、特定の積層界面
における平坦性を改善することにより、高い抵抗変化率
及び交換バイアスと、優れた温度特性とを兼ね備えた磁
気抵抗効果膜及びその製造方法に関する。特に、本発明
は磁気ディスク装置等に利用される再生用磁気ヘッドに
好適に用いられる。
【０００２】
【従来の技術】従来より、磁気記録媒体及び磁気ヘッド
から構成される磁気記録装置では、記録密度の向上に伴
い、磁気ヘッドのさらなる高性能化が求められている。
このような高記録密度化に対応するため、現在の磁気ヘ
ッドは、媒体に情報を記録する際に用いる記録ヘッド、
及び、媒体に記録された情報を再生する際に用いる再生
ヘッド、に機能分離した２つのヘッド構成からなってい
る。そして、記録ヘッドには、媒体の高保磁力化に伴
い、飽和磁束密度の大きな材料が要求されている。一
方、再生ヘッドには、媒体の小型化に伴う相対速度の低
下に対応するため、従来の誘導型ヘッドに代えて、磁気
抵抗効果を利用したいわゆるＭＲヘッドを用いることで
再生出力の増加が図られている。
から構成される磁気記録装置では、記録密度の向上に伴
い、磁気ヘッドのさらなる高性能化が求められている。
このような高記録密度化に対応するため、現在の磁気ヘ
ッドは、媒体に情報を記録する際に用いる記録ヘッド、
及び、媒体に記録された情報を再生する際に用いる再生
ヘッド、に機能分離した２つのヘッド構成からなってい
る。そして、記録ヘッドには、媒体の高保磁力化に伴
い、飽和磁束密度の大きな材料が要求されている。一
方、再生ヘッドには、媒体の小型化に伴う相対速度の低
下に対応するため、従来の誘導型ヘッドに代えて、磁気
抵抗効果を利用したいわゆるＭＲヘッドを用いることで
再生出力の増加が図られている。
【０００３】近年、さらに大きな磁気抵抗変化率を示す
伝導電子のスピン依存散乱を利用した巨大磁気抵抗効果
膜（ＧＭＲ膜）が開発され、それを用いたＧＭＲヘッド
の一つとして、スピンバルブ型の構造を用いたヘッドが
提案されている。その一例としては、特開平４−３５８
３１０号公報に開示された技術が挙げられる。
伝導電子のスピン依存散乱を利用した巨大磁気抵抗効果
膜（ＧＭＲ膜）が開発され、それを用いたＧＭＲヘッド
の一つとして、スピンバルブ型の構造を用いたヘッドが
提案されている。その一例としては、特開平４−３５８
３１０号公報に開示された技術が挙げられる。
【０００４】図４は、スピンバルブ型の構造からなる磁
気抵抗効果素子の基本原理を説明する概略的な分解斜視
図である。図４に示すように、スピンバルブ型構造は、
基本的に強磁性体からなる自由磁化層４１、非磁性体層
４２、強磁性体からなる固定磁化層４３、反強磁性体層
４４の４層から構成され、交換相互作用が働かない程度
に厚い膜厚の非磁性体層４２を挟んで２つの強磁性体層
４１、４３が配置された構造となっている。反強磁性体
層４４と接する強磁性体層４３は、反強磁性体層４４と
の交換結合を利用することで磁化が一方向に固定されて
おり、固定磁化層と呼ばれる。これに対して、非磁性体
層４２の下に位置する強磁性体層４１の磁化は外部磁界
に対して自由に回転することができるので、自由磁化層
と呼ばれる。このような構造において、外部磁場を固定
磁化層４３の磁化と同じ方向に印加したときには２つの
強磁性体層４１、４３の磁化は平行に、外部磁場を固定
磁化層４３の磁化と逆方向に印加したときには２つの強
磁性体層４１、４３の磁化は反平行になり、２層の磁化
のなす角の余弦に依存した磁気抵抗効果を得ることがで
きる。上述したスピンバルブ型の構造では、２つの強磁
性体層４１、４３の間には反強磁性結合を用いず、磁性
層厚を厚くすることが可能なため、ＮｉＦｅ合金などの
ソフト性の高い材料を用いることで感度の向上を図れる
ので、最も実用的な構造と言える。
気抵抗効果素子の基本原理を説明する概略的な分解斜視
図である。図４に示すように、スピンバルブ型構造は、
基本的に強磁性体からなる自由磁化層４１、非磁性体層
４２、強磁性体からなる固定磁化層４３、反強磁性体層
４４の４層から構成され、交換相互作用が働かない程度
に厚い膜厚の非磁性体層４２を挟んで２つの強磁性体層
４１、４３が配置された構造となっている。反強磁性体
層４４と接する強磁性体層４３は、反強磁性体層４４と
の交換結合を利用することで磁化が一方向に固定されて
おり、固定磁化層と呼ばれる。これに対して、非磁性体
層４２の下に位置する強磁性体層４１の磁化は外部磁界
に対して自由に回転することができるので、自由磁化層
と呼ばれる。このような構造において、外部磁場を固定
磁化層４３の磁化と同じ方向に印加したときには２つの
強磁性体層４１、４３の磁化は平行に、外部磁場を固定
磁化層４３の磁化と逆方向に印加したときには２つの強
磁性体層４１、４３の磁化は反平行になり、２層の磁化
のなす角の余弦に依存した磁気抵抗効果を得ることがで
きる。上述したスピンバルブ型の構造では、２つの強磁
性体層４１、４３の間には反強磁性結合を用いず、磁性
層厚を厚くすることが可能なため、ＮｉＦｅ合金などの
ソフト性の高い材料を用いることで感度の向上を図れる
ので、最も実用的な構造と言える。
【０００５】図５はスピンバルブ型の構造からなる磁気
抵抗効果膜の磁気抵抗効果曲線を示すグラフであり、図
６は固定磁化層および反強磁性体層からなる交換結合膜
の磁気特性を示すグラフである。図６の中に示した固定
磁化層が反強磁性体層からうける交換バイアス磁界Ｈex
は、固定磁化層の保磁力に比べて十分大きな値をもつこ
とが必要とされる。
抵抗効果膜の磁気抵抗効果曲線を示すグラフであり、図
６は固定磁化層および反強磁性体層からなる交換結合膜
の磁気特性を示すグラフである。図６の中に示した固定
磁化層が反強磁性体層からうける交換バイアス磁界Ｈex
は、固定磁化層の保磁力に比べて十分大きな値をもつこ
とが必要とされる。
【０００６】また、前記交換結合膜の交換バイアス磁界
は温度上昇とともに減少し、ある温度（ブロッキング温
度）以上では交換結合磁界は得られなくなる。前記磁気
抵抗効果膜を磁気ディスク装置用ヘッドに用いた場合、
磁気抵抗効果素子に流しているセンス電流による発熱や
装置温度の上昇のために、磁気抵抗効果膜自体の温度は
１００℃以上に上昇する。そのため、前記交換結合膜に
は、交換バイアス磁界Ｈexが１００℃以上の高温でも低
下が少ないことが要求される。
は温度上昇とともに減少し、ある温度（ブロッキング温
度）以上では交換結合磁界は得られなくなる。前記磁気
抵抗効果膜を磁気ディスク装置用ヘッドに用いた場合、
磁気抵抗効果素子に流しているセンス電流による発熱や
装置温度の上昇のために、磁気抵抗効果膜自体の温度は
１００℃以上に上昇する。そのため、前記交換結合膜に
は、交換バイアス磁界Ｈexが１００℃以上の高温でも低
下が少ないことが要求される。
【０００７】一般に、交換結合膜の交換バイアス磁界を
大きくする、あるいは温度特性を改善する（すなわち、
高温領域での交換バイアス磁界を増加させる、あるいは
ブロッキング温度を上昇させる）ためには、反強磁性体
層の結晶粒径を大きくすることが効果的であることが知
られている。
大きくする、あるいは温度特性を改善する（すなわち、
高温領域での交換バイアス磁界を増加させる、あるいは
ブロッキング温度を上昇させる）ためには、反強磁性体
層の結晶粒径を大きくすることが効果的であることが知
られている。
【０００８】特開平１０−４２２６号公報には、基板上
に、酸化物反強磁性体からなる反強磁性体層、固定磁化
層、非磁性層、自由磁化層の順に積層し、前記酸化物反
強磁性体層の固定磁化層側における表面粗度を０．６ｎ
ｍ以下にするとともに、前記酸化物反強磁性体層の結晶
粒径を１０〜４０ｎｍとした磁気抵抗効果膜が開示され
ている。同公報に記載された構成によれば、従来の問
題、すなわち、酸化物反強磁性体を反強磁性体層として
用いた揚合、Ｍｎ系合金からなる反強磁性体を用いた場
合と比ベて、交換バイアス磁界が小さいという問題は、
反強磁性体層の結晶粒径と固定磁化層側の面粗度を制御
することで改善されることが説明されている。
に、酸化物反強磁性体からなる反強磁性体層、固定磁化
層、非磁性層、自由磁化層の順に積層し、前記酸化物反
強磁性体層の固定磁化層側における表面粗度を０．６ｎ
ｍ以下にするとともに、前記酸化物反強磁性体層の結晶
粒径を１０〜４０ｎｍとした磁気抵抗効果膜が開示され
ている。同公報に記載された構成によれば、従来の問
題、すなわち、酸化物反強磁性体を反強磁性体層として
用いた揚合、Ｍｎ系合金からなる反強磁性体を用いた場
合と比ベて、交換バイアス磁界が小さいという問題は、
反強磁性体層の結晶粒径と固定磁化層側の面粗度を制御
することで改善されることが説明されている。
【０００９】しかしながら、反強磁性体層として酸化物
反強磁性体を用いた場合、Ｍｎ系合金反強磁性体を用い
た場合と比較すると、交換バイアス磁界はまだ小さく不
十分であった。また、上述した高温領域における交換バ
イアス磁界に関しては記述がないため、技術的に不明な
状態にあった。さらに、反強磁性体層として酸化物反強
磁性体を用いた場合、Ｍｎ系合金反強磁性体を用いた場
合と比較すると、磁気抵抗効果膜としての抵抗変化率も
小さく、改善が求められていた。
反強磁性体を用いた場合、Ｍｎ系合金反強磁性体を用い
た場合と比較すると、交換バイアス磁界はまだ小さく不
十分であった。また、上述した高温領域における交換バ
イアス磁界に関しては記述がないため、技術的に不明な
状態にあった。さらに、反強磁性体層として酸化物反強
磁性体を用いた場合、Ｍｎ系合金反強磁性体を用いた場
合と比較すると、磁気抵抗効果膜としての抵抗変化率も
小さく、改善が求められていた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した問
題を解決するために考案されたものであり、抵抗変化率
を低下させることなく、交換バイアス磁界が大きく、温
度特性に優れた固定磁化層／反強磁性体層からなる交換
結合膜を備えた磁気抵抗効果膜およびその製造方法を提
供することを目的とする。
題を解決するために考案されたものであり、抵抗変化率
を低下させることなく、交換バイアス磁界が大きく、温
度特性に優れた固定磁化層／反強磁性体層からなる交換
結合膜を備えた磁気抵抗効果膜およびその製造方法を提
供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明者は、自由磁化層、非磁性体層及び固定磁化
層の一部の結晶粒径と、反強磁性体層の結晶粒径とをそ
れぞれ所定の大きさに設定することによって、抵抗変化
率が大きく、交換結合膜の交換バイアス磁界が大きく、
温度特性に優れた磁気抵抗効果膜が得られること、及び
前記磁気抵抗効果膜の製造方法を見出した。すなわち、
本発明に係る磁気抵抗効果膜は、自由磁化層、非磁性体
層、固定磁化層及び反強磁性体層から構成され、前記固
定磁化層の磁化方向は前記反強磁性体層との交換結合に
より固定され、前記自由磁化層の磁化方向は外部磁場に
対して自由に回転し、該自由磁化層と該固定磁化層にお
ける磁化の向きのなす角度によって磁気抵抗効果を生ず
る磁気抵抗効果膜において、前記反強磁性体層の結晶粒
径が、自由磁化層、非磁性体層及び少なくとも固定磁化
層の一部の結晶粒径より大きいことを特徴とする。
に、本発明者は、自由磁化層、非磁性体層及び固定磁化
層の一部の結晶粒径と、反強磁性体層の結晶粒径とをそ
れぞれ所定の大きさに設定することによって、抵抗変化
率が大きく、交換結合膜の交換バイアス磁界が大きく、
温度特性に優れた磁気抵抗効果膜が得られること、及び
前記磁気抵抗効果膜の製造方法を見出した。すなわち、
本発明に係る磁気抵抗効果膜は、自由磁化層、非磁性体
層、固定磁化層及び反強磁性体層から構成され、前記固
定磁化層の磁化方向は前記反強磁性体層との交換結合に
より固定され、前記自由磁化層の磁化方向は外部磁場に
対して自由に回転し、該自由磁化層と該固定磁化層にお
ける磁化の向きのなす角度によって磁気抵抗効果を生ず
る磁気抵抗効果膜において、前記反強磁性体層の結晶粒
径が、自由磁化層、非磁性体層及び少なくとも固定磁化
層の一部の結晶粒径より大きいことを特徴とする。
【００１２】上記特徴を備えた磁気抵抗効果膜の具体的
な形態としては、以下に示す３通りが挙げられる。
な形態としては、以下に示す３通りが挙げられる。
【００１３】第一には、基板上又は下地層が載置された
基板上に、前記反強磁性体層、前記固定磁化層、前記非
磁性体層及び前記自由磁化層が順に積層して配され、該
固定磁化層が強磁性体膜ａの単層からなる形態である。
基板上に、前記反強磁性体層、前記固定磁化層、前記非
磁性体層及び前記自由磁化層が順に積層して配され、該
固定磁化層が強磁性体膜ａの単層からなる形態である。
【００１４】第二には、基板上又は下地層が載置された
基板上に、前記反強磁性体層、前記固定磁化層、前記非
磁性体層及び前記自由磁化層が順に積層して配され、該
固定磁化層が強磁性体膜ｂとその上に形成された強磁性
体膜ｃの２層からなる形態である。
基板上に、前記反強磁性体層、前記固定磁化層、前記非
磁性体層及び前記自由磁化層が順に積層して配され、該
固定磁化層が強磁性体膜ｂとその上に形成された強磁性
体膜ｃの２層からなる形態である。
【００１５】第三には、基板上又は下地層が載置された
基板上に、前記自由磁化層、前記非磁性体層、前記固定
磁化層及び前記反強磁性体層が順に積層して配され、該
固定磁化層が強磁性体膜ｄとその上に形成された強磁性
体膜ｅの２層からなる形態である。
基板上に、前記自由磁化層、前記非磁性体層、前記固定
磁化層及び前記反強磁性体層が順に積層して配され、該
固定磁化層が強磁性体膜ｄとその上に形成された強磁性
体膜ｅの２層からなる形態である。
【００１６】上記形態における反強磁性体層としては、
ＮｉＭｎ、ＩｒＭｎ、ＲｕＭｎ、ＰｔＭｎから選択され
る合金が好ましい。また、上記形態における反強磁性体
層は結晶粒径が２０ｎｍ以上であり、かつ、自由磁化
層、非磁性体層及び少なくとも固定磁化層の一部は結晶
粒径が１０ｎｍ以下あるいは非晶質とすることが望まし
い。さらに、上記形態では、自由磁化層及び固定磁化層
の少なくとも一部としてＮｉＦｅ合金が好適に用いられ
る。
ＮｉＭｎ、ＩｒＭｎ、ＲｕＭｎ、ＰｔＭｎから選択され
る合金が好ましい。また、上記形態における反強磁性体
層は結晶粒径が２０ｎｍ以上であり、かつ、自由磁化
層、非磁性体層及び少なくとも固定磁化層の一部は結晶
粒径が１０ｎｍ以下あるいは非晶質とすることが望まし
い。さらに、上記形態では、自由磁化層及び固定磁化層
の少なくとも一部としてＮｉＦｅ合金が好適に用いられ
る。
【００１７】本発明に係る第一乃至第三の磁気抵抗効果
膜の製造方法は、以下の通りである。
膜の製造方法は、以下の通りである。
【００１８】第一の方法は、基板上又は下地層が載置さ
れた基板上に、反強磁性体層、固定磁化層、非磁性体層
及び自由磁化層が順に積層して配され、前記固定磁化層
が強磁性体膜ａの単層からなる磁気抵抗効果膜の製造方
法であり、成膜空間内に基板あるいは下地層が載置され
た基板を配し、該成膜空間をＡｒに対する不純物分圧が
１×１０-10Ｔｏｒｒ以下である成膜雰囲気とした後、
該成膜空間にＡｒガスを導入し、スパッタリング法によ
り該基板上あるいは該下地層上に前記反強磁性体層を形
成する工程と、前記反強磁性体層の形成を終えた前記成
膜空間にＡｒ以外のガスを導入し、その後、再び該成膜
空間をＡｒに対する不純物分圧が１×１０-10Ｔｏｒｒ
以下である成膜雰囲気としてから、該成膜空間にＡｒガ
スを導入し、スパッタリング法により前記反強磁性体層
上に、前記強磁性体膜ａの単層からなる固定磁化層、前
記非磁性体層及び前記自由磁化層を順に積層して形成す
る工程と、を有することを特徴とする。
れた基板上に、反強磁性体層、固定磁化層、非磁性体層
及び自由磁化層が順に積層して配され、前記固定磁化層
が強磁性体膜ａの単層からなる磁気抵抗効果膜の製造方
法であり、成膜空間内に基板あるいは下地層が載置され
た基板を配し、該成膜空間をＡｒに対する不純物分圧が
１×１０-10Ｔｏｒｒ以下である成膜雰囲気とした後、
該成膜空間にＡｒガスを導入し、スパッタリング法によ
り該基板上あるいは該下地層上に前記反強磁性体層を形
成する工程と、前記反強磁性体層の形成を終えた前記成
膜空間にＡｒ以外のガスを導入し、その後、再び該成膜
空間をＡｒに対する不純物分圧が１×１０-10Ｔｏｒｒ
以下である成膜雰囲気としてから、該成膜空間にＡｒガ
スを導入し、スパッタリング法により前記反強磁性体層
上に、前記強磁性体膜ａの単層からなる固定磁化層、前
記非磁性体層及び前記自由磁化層を順に積層して形成す
る工程と、を有することを特徴とする。
【００１９】第二の方法は、基板上又は下地層が載置さ
れた基板上に、反強磁性体層、固定磁化層、非磁性体層
及び自由磁化層が順に積層して配され、前記固定磁化層
が強磁性体膜ｂとその上に形成された強磁性体膜ｃの２
層からなる磁気抵抗効果膜の製造方法であり、成膜空間
内に基板あるいは下地層が載置された基板を配し、該成
膜空間をＡｒに対する不純物分圧が１×１０-10Ｔｏｒ
ｒ以下である成膜雰囲気とした後、該成膜空間にＡｒガ
スを導入し、スパッタリング法により該基板上あるいは
該下地層上に、前記反強磁性体層及び前記強磁性体膜ｂ
からなる固定磁化層を順に積層して形成する工程と、前
記強磁性体膜ｂからなる固定磁化層の形成を終えた前記
成膜空間に、ＡｒとＡｒ以外のガスからなる混合ガスを
導入し、スパッタリング法により前記強磁性体膜ｂから
なる固定磁化層上に、前記強磁性体膜ｃからなる固定磁
化層、前記非磁性体層及び前記自由磁化層を順に積層し
て形成する工程と、を有することを特徴とする。
れた基板上に、反強磁性体層、固定磁化層、非磁性体層
及び自由磁化層が順に積層して配され、前記固定磁化層
が強磁性体膜ｂとその上に形成された強磁性体膜ｃの２
層からなる磁気抵抗効果膜の製造方法であり、成膜空間
内に基板あるいは下地層が載置された基板を配し、該成
膜空間をＡｒに対する不純物分圧が１×１０-10Ｔｏｒ
ｒ以下である成膜雰囲気とした後、該成膜空間にＡｒガ
スを導入し、スパッタリング法により該基板上あるいは
該下地層上に、前記反強磁性体層及び前記強磁性体膜ｂ
からなる固定磁化層を順に積層して形成する工程と、前
記強磁性体膜ｂからなる固定磁化層の形成を終えた前記
成膜空間に、ＡｒとＡｒ以外のガスからなる混合ガスを
導入し、スパッタリング法により前記強磁性体膜ｂから
なる固定磁化層上に、前記強磁性体膜ｃからなる固定磁
化層、前記非磁性体層及び前記自由磁化層を順に積層し
て形成する工程と、を有することを特徴とする。
【００２０】第三の方法は、基板上又は下地層が載置さ
れた基板上に、自由磁化層、非磁性体層、固定磁化層及
び反強磁性体層が順に積層して配され、前記固定磁化層
が強磁性体膜ｄとその上に形成された強磁性体膜ｅの２
層からなる磁気抵抗効果膜の製造方法であり、成膜空間
内に基板あるいは下地層が載置された基板を配し、該成
膜空間をＡｒに対する不純物分圧が１×１０-9Ｔｏｒｒ
以上である成膜雰囲気とした後、該成膜空間にＡｒガス
を導入し、スパッタリング法により該基板上あるいは該
下地層上に前記自由磁化層、前記非磁性体層及び前記強
磁性体膜ｄからなる固定磁化層を順に積層して形成する
工程と、前記強磁性体膜ｄからなる固定磁化層の形成を
終えた前記成膜空間をＡｒに対する不純物分圧が１×１
０-10Ｔｏｒｒ以下である成膜雰囲気とした後、該成膜
空間にＡｒガスを導入し、スパッタリング法により前記
強磁性体膜ｄからなる固定磁化層上に、前記強磁性体膜
ｅからなる固定磁化層及び前記反強磁性体層を順に積層
して形成する工程と、を有することを特徴とする。
れた基板上に、自由磁化層、非磁性体層、固定磁化層及
び反強磁性体層が順に積層して配され、前記固定磁化層
が強磁性体膜ｄとその上に形成された強磁性体膜ｅの２
層からなる磁気抵抗効果膜の製造方法であり、成膜空間
内に基板あるいは下地層が載置された基板を配し、該成
膜空間をＡｒに対する不純物分圧が１×１０-9Ｔｏｒｒ
以上である成膜雰囲気とした後、該成膜空間にＡｒガス
を導入し、スパッタリング法により該基板上あるいは該
下地層上に前記自由磁化層、前記非磁性体層及び前記強
磁性体膜ｄからなる固定磁化層を順に積層して形成する
工程と、前記強磁性体膜ｄからなる固定磁化層の形成を
終えた前記成膜空間をＡｒに対する不純物分圧が１×１
０-10Ｔｏｒｒ以下である成膜雰囲気とした後、該成膜
空間にＡｒガスを導入し、スパッタリング法により前記
強磁性体膜ｄからなる固定磁化層上に、前記強磁性体膜
ｅからなる固定磁化層及び前記反強磁性体層を順に積層
して形成する工程と、を有することを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る磁気抵抗効
果膜及びその製造方法の実施形態を実施例に基づいて説
明する。
果膜及びその製造方法の実施形態を実施例に基づいて説
明する。
【００２２】（実施例１）本例では、本発明に係る第二
の方法を、図１に示す構成の磁気抵抗効果膜に適用した
場合について説明する。
の方法を、図１に示す構成の磁気抵抗効果膜に適用した
場合について説明する。
【００２３】図１は、本発明に係る磁気抵抗効果膜の一
例を示す模式的な断面図であり、ガラス又はＳｉ等から
なる基板１１上に、下地層１２、反強磁性体層１３、第
一の固定磁化層（強磁性体膜ｂ）１４、第二の固定磁化
層（強磁性体膜ｃ）１５、非磁性体層１６、自由磁化層
１７が順に積層された構造である。本例では、基板１１
としてＳｉを、下地層１２としてＴａを、反強磁性体層
１３にはＰｔＭｎ合金を、第１の固定磁化層１４および
第２の固定磁化層１５にはＮｉＦｅ合金を、非磁性体層
１６にはＣｕを、自由磁化層１７にはＮｉＦｅ合金を用
いた。
例を示す模式的な断面図であり、ガラス又はＳｉ等から
なる基板１１上に、下地層１２、反強磁性体層１３、第
一の固定磁化層（強磁性体膜ｂ）１４、第二の固定磁化
層（強磁性体膜ｃ）１５、非磁性体層１６、自由磁化層
１７が順に積層された構造である。本例では、基板１１
としてＳｉを、下地層１２としてＴａを、反強磁性体層
１３にはＰｔＭｎ合金を、第１の固定磁化層１４および
第２の固定磁化層１５にはＮｉＦｅ合金を、非磁性体層
１６にはＣｕを、自由磁化層１７にはＮｉＦｅ合金を用
いた。
【００２４】以下に、上記構成からなる磁気抵抗効果膜
の製造方法について述べる。 （１−１）Ｓｉからなる基板１１を、一つ成膜空間を有
するスパッタ装置（不図示）内に配置し、該成膜空間内
を５×１０-11Ｔｏｒｒの真空度まで排気した後、同一
の成膜空間内において、基板１１上に下地層１２、反強
磁性層１３及び第１の固定磁化層（強磁性体膜ｂ）１４
を順に積層形成させた。
の製造方法について述べる。 （１−１）Ｓｉからなる基板１１を、一つ成膜空間を有
するスパッタ装置（不図示）内に配置し、該成膜空間内
を５×１０-11Ｔｏｒｒの真空度まで排気した後、同一
の成膜空間内において、基板１１上に下地層１２、反強
磁性層１３及び第１の固定磁化層（強磁性体膜ｂ）１４
を順に積層形成させた。
【００２５】まず、下地層１２としてはＴａをＤＣマグ
ネトロンスパッタ法で、Ａｒ圧５ｍＴｏｒｒで厚さ２ｎ
ｍ成膜した。次に、反強磁性層１３としてはＰｔＭｎ合
金をＤＣマグネトロンスパッタ法で、Ａｒ圧５ｍＴｏｒ
ｒで厚さ２０ｎｍ成膜した。その際、ＰｔＭｎ合金の組
成は４８ａｔ％Ｐｔとした。さらに、第一の固定磁化層
（強磁性体膜ｂ）１４としてはＮｉＦｅ合金をＲＦコン
ベンショナルスパッタ法で、Ａｒ圧５ｍＴｏｒｒで厚さ
１ｎｍ成膜する。その際、一方向に約７０Ｏｅの磁場を
印加しながら成膜を行った。なお、ここまでの成膜は、
スパッタガスとして不純物濃度が１ｐｐｂ以下のＡｒガ
スを用い、スパッタ時の不純物分圧は、残留ガスを含め
て約５．５×１０-11Ｔｏｒｒ以下とした。
ネトロンスパッタ法で、Ａｒ圧５ｍＴｏｒｒで厚さ２ｎ
ｍ成膜した。次に、反強磁性層１３としてはＰｔＭｎ合
金をＤＣマグネトロンスパッタ法で、Ａｒ圧５ｍＴｏｒ
ｒで厚さ２０ｎｍ成膜した。その際、ＰｔＭｎ合金の組
成は４８ａｔ％Ｐｔとした。さらに、第一の固定磁化層
（強磁性体膜ｂ）１４としてはＮｉＦｅ合金をＲＦコン
ベンショナルスパッタ法で、Ａｒ圧５ｍＴｏｒｒで厚さ
１ｎｍ成膜する。その際、一方向に約７０Ｏｅの磁場を
印加しながら成膜を行った。なお、ここまでの成膜は、
スパッタガスとして不純物濃度が１ｐｐｂ以下のＡｒガ
スを用い、スパッタ時の不純物分圧は、残留ガスを含め
て約５．５×１０-11Ｔｏｒｒ以下とした。
【００２６】（１−２）次いで、前記第一の固定磁化層
（強磁性体膜ｂ）１４の上に、第二の固定磁化層（強磁
性体膜ｃ）１５、非磁性体層１６及び自由磁化層１７を
順に積層形成させた。その際、スパッタガスとしてＡｒ
に若干の空気を混合し、不純物濃度が１００ｐｐｍ程度
としたＡｒガスを用いた。また、スパッタ時の不純物分
圧は、残留ガスを含めて約５×１０-7Ｔｏｒｒとした。
（強磁性体膜ｂ）１４の上に、第二の固定磁化層（強磁
性体膜ｃ）１５、非磁性体層１６及び自由磁化層１７を
順に積層形成させた。その際、スパッタガスとしてＡｒ
に若干の空気を混合し、不純物濃度が１００ｐｐｍ程度
としたＡｒガスを用いた。また、スパッタ時の不純物分
圧は、残留ガスを含めて約５×１０-7Ｔｏｒｒとした。
【００２７】まず、第二の固定磁化層（強磁性体膜ｃ）
１５としてはＮｉＦｅをＲＦコンベンショナルスパッタ
法で、Ａｒ圧５ｍＴｏｒｒで厚さ４ｎｍ成膜した。その
際、第一の固定磁化層１４成膜時と同じ方向に約７０Ｏ
ｅの磁場を印加しながら成膜を行った。次に、非磁性体
層１６としてはＣｕをＤＣマグネトロンスパッタ法で、
Ａｒ圧５ｍＴｏｒｒで厚さ２．２ｎｍ成膜した。さら
に、自由磁化層１７としてはＮｉＦｅをＲＦコンベンシ
ョナルスパッタ法で、厚さ１０ｎｍ成膜した。その際、
第一及び第二の固定磁化層１４、１５成膜時に磁場を印
加した方向と直交する方向に約７０Ｏｅの磁場を印加し
ながら成膜を行った。
１５としてはＮｉＦｅをＲＦコンベンショナルスパッタ
法で、Ａｒ圧５ｍＴｏｒｒで厚さ４ｎｍ成膜した。その
際、第一の固定磁化層１４成膜時と同じ方向に約７０Ｏ
ｅの磁場を印加しながら成膜を行った。次に、非磁性体
層１６としてはＣｕをＤＣマグネトロンスパッタ法で、
Ａｒ圧５ｍＴｏｒｒで厚さ２．２ｎｍ成膜した。さら
に、自由磁化層１７としてはＮｉＦｅをＲＦコンベンシ
ョナルスパッタ法で、厚さ１０ｎｍ成膜した。その際、
第一及び第二の固定磁化層１４、１５成膜時に磁場を印
加した方向と直交する方向に約７０Ｏｅの磁場を印加し
ながら成膜を行った。
【００２８】（１−３）その後、反強磁性体層１３であ
るＰｔＭｎ合金を規則化させるために、第一及び第二の
固定磁化層１４、１５成膜時に磁場を印加した方向と同
じ方向に約３００Ｏｅの磁場を印加しながら、２５０
℃、６時間の熱処理を行った。
るＰｔＭｎ合金を規則化させるために、第一及び第二の
固定磁化層１４、１５成膜時に磁場を印加した方向と同
じ方向に約３００Ｏｅの磁場を印加しながら、２５０
℃、６時間の熱処理を行った。
【００２９】以上の工程（１−１）〜（１−３）によ
り、本例に係る磁気抵抗効果膜（サンプル＃１と呼称す
る）を作製した。
り、本例に係る磁気抵抗効果膜（サンプル＃１と呼称す
る）を作製した。
【００３０】比較のために、サンプル＃１と同じ構造
で、全ての層を、スパッタガスとして不純物濃度が１０
０ｐｐｍ程度のＡｒガスを用い、磁気抵抗効果膜（比較
サンプル＃１と呼称する）を作製した。
で、全ての層を、スパッタガスとして不純物濃度が１０
０ｐｐｍ程度のＡｒガスを用い、磁気抵抗効果膜（比較
サンプル＃１と呼称する）を作製した。
【００３１】また、比較のために、サンプル＃１と同じ
構造で、全ての層を、スパッタガスとして不純物濃度が
１ｐｐｂ以下のＡｒガスを用い、磁気抵抗効果膜（比較
サンプル＃２と呼称する）を作製した。
構造で、全ての層を、スパッタガスとして不純物濃度が
１ｐｐｂ以下のＡｒガスを用い、磁気抵抗効果膜（比較
サンプル＃２と呼称する）を作製した。
【００３２】表１は、上記３つの磁気抵抗効果膜に対し
て、交換バイアス磁界と抵抗変化率を測定した結果であ
る。
て、交換バイアス磁界と抵抗変化率を測定した結果であ
る。
【００３３】
【表１】
【００３４】表１より、これらの磁気抵抗効果膜の交換
バイアス磁界の大きさは、 サンプル＃１＝比較サンプル＃２＞比較サンプル＃１ となることが明らかとなった。この大小関係は、交換バ
イアス磁界を測定する際の温度が室温でも１００℃でも
同様であることが分かった。従って、本発明者は、反強
磁性体層を作製する際の不純物濃度が小さいほうが、結
晶粒径が大きくなることに起因していると考えた。
バイアス磁界の大きさは、 サンプル＃１＝比較サンプル＃２＞比較サンプル＃１ となることが明らかとなった。この大小関係は、交換バ
イアス磁界を測定する際の温度が室温でも１００℃でも
同様であることが分かった。従って、本発明者は、反強
磁性体層を作製する際の不純物濃度が小さいほうが、結
晶粒径が大きくなることに起因していると考えた。
【００３５】また表１より、これらの磁気抵抗効果膜の
抵抗変化率の大きさは、 サンプル＃１＝比較サンプル＃１＞比較サンプル＃２ となることが分かった。比較サンプル＃２は、本発明の
磁気抵抗効果膜（サンプル＃１）と同等の交換バイアス
磁界が得られているにもかかわらず抵抗変化率は低下し
ていた。比較サンプル＃２の結果は、Ｍｎ系合金からな
る反強磁性体の結晶粒径を大きくした揚合、結晶粒径を
大きくすることによって反強磁性体の固定磁化層側表面
の面粗度が粗くなってしまい、そのため、反強磁性体
層、固定磁化層、非磁性体層、自由磁化層の順に形成す
るとき、固定磁化層／非磁性体層／自由磁化層の積層界
面の平坦性が悪くなるため磁気抵抗効果膜の抵抗変化率
が低下したことを示す。これに対し、本発明に係る磁気
抵抗効果膜（サンプル＃１）では、第一の固定磁化層
（強磁性体膜ｂ）１４までは結晶粒径は大きいが、第二
の固定磁化層（強磁性体膜ｃ）１５からは結晶粒径は小
さく、大きくなった面粗度を平坦化する効果があるた
め、第二の固定磁化層１５／非磁性体層１６／自由磁化
層１７の積層界面の平坦性が良好となった。その結果、
サンプル＃１は、交換バイアス磁界及び抵抗変化率が両
方とも高くなったと本発明者は考察した。
抵抗変化率の大きさは、 サンプル＃１＝比較サンプル＃１＞比較サンプル＃２ となることが分かった。比較サンプル＃２は、本発明の
磁気抵抗効果膜（サンプル＃１）と同等の交換バイアス
磁界が得られているにもかかわらず抵抗変化率は低下し
ていた。比較サンプル＃２の結果は、Ｍｎ系合金からな
る反強磁性体の結晶粒径を大きくした揚合、結晶粒径を
大きくすることによって反強磁性体の固定磁化層側表面
の面粗度が粗くなってしまい、そのため、反強磁性体
層、固定磁化層、非磁性体層、自由磁化層の順に形成す
るとき、固定磁化層／非磁性体層／自由磁化層の積層界
面の平坦性が悪くなるため磁気抵抗効果膜の抵抗変化率
が低下したことを示す。これに対し、本発明に係る磁気
抵抗効果膜（サンプル＃１）では、第一の固定磁化層
（強磁性体膜ｂ）１４までは結晶粒径は大きいが、第二
の固定磁化層（強磁性体膜ｃ）１５からは結晶粒径は小
さく、大きくなった面粗度を平坦化する効果があるた
め、第二の固定磁化層１５／非磁性体層１６／自由磁化
層１７の積層界面の平坦性が良好となった。その結果、
サンプル＃１は、交換バイアス磁界及び抵抗変化率が両
方とも高くなったと本発明者は考察した。
【００３６】本発明に係る磁気抵抗効果膜（サンプル＃
１）について、成膜時の成膜雰囲気の不純物濃度を変化
させて同じ構成の磁気抵抗効果膜を作製した場合、反強
磁性体層１３成膜時の成膜雰囲気の不純物濃度が１×１
０-10Ｔｏｒｒ以下、第二の固定磁化層１５、非磁性体
層１６及び自由磁化層１７成膜時の成膜雰囲気の不純物
濃度が１×１０-8Ｔｏｒｒ以上で同様の効果が得られる
ことが確認された。また、この効果が得られる場合は、
反強磁性体層１３の結晶粒径が２０ｎｍ以上であり、第
二の固定磁化層１５、非磁性体層１６及び自由磁化層１
７の結晶粒径が１０ｎｍ以下であることが判明した。さ
らに、第二の固定磁化層１５、非磁性体１６層及び自由
磁化層１７として、非晶質からなる材料を用いても同様
の効果が認められた。
１）について、成膜時の成膜雰囲気の不純物濃度を変化
させて同じ構成の磁気抵抗効果膜を作製した場合、反強
磁性体層１３成膜時の成膜雰囲気の不純物濃度が１×１
０-10Ｔｏｒｒ以下、第二の固定磁化層１５、非磁性体
層１６及び自由磁化層１７成膜時の成膜雰囲気の不純物
濃度が１×１０-8Ｔｏｒｒ以上で同様の効果が得られる
ことが確認された。また、この効果が得られる場合は、
反強磁性体層１３の結晶粒径が２０ｎｍ以上であり、第
二の固定磁化層１５、非磁性体層１６及び自由磁化層１
７の結晶粒径が１０ｎｍ以下であることが判明した。さ
らに、第二の固定磁化層１５、非磁性体１６層及び自由
磁化層１７として、非晶質からなる材料を用いても同様
の効果が認められた。
【００３７】本例では、反強磁性体層１３としてＭｎＰ
ｔ合金を用いた場合を示したが、ＭｎＰｔ合金に代えて
ＮｉＭｎ、ＩｒＭｎ、ＲｕＭｎ等の合金を用いても、上
述した本発明の効果は得られた。
ｔ合金を用いた場合を示したが、ＭｎＰｔ合金に代えて
ＮｉＭｎ、ＩｒＭｎ、ＲｕＭｎ等の合金を用いても、上
述した本発明の効果は得られた。
【００３８】（実施例２）本例では、本発明に係る第一
の方法を、図２に示す構成の磁気抵抗効果膜に適用した
場合について説明する。
の方法を、図２に示す構成の磁気抵抗効果膜に適用した
場合について説明する。
【００３９】図２は、本発明に係る磁気抵抗効果膜の他
の一例を示す模式的な断面図であり、ガラス又はＳｉ等
からなる基板２１上に、下地層２２、反強磁性体層２
３、固定磁化層２４、非磁性体層２５、自由磁化層２６
が順に積層された構造である。本例では、基板２１とし
てＳｉを、下地層２２としてＴａを、反強磁性体層２３
にはＰｔＭｎ合金を、固定磁化層（強磁性体膜ａの単
層）２４にはＮｉＦｅ合金を、非磁性体層２５にはＣｕ
を、自由磁化層２６にはＮｉＦｅ合金を用いた。
の一例を示す模式的な断面図であり、ガラス又はＳｉ等
からなる基板２１上に、下地層２２、反強磁性体層２
３、固定磁化層２４、非磁性体層２５、自由磁化層２６
が順に積層された構造である。本例では、基板２１とし
てＳｉを、下地層２２としてＴａを、反強磁性体層２３
にはＰｔＭｎ合金を、固定磁化層（強磁性体膜ａの単
層）２４にはＮｉＦｅ合金を、非磁性体層２５にはＣｕ
を、自由磁化層２６にはＮｉＦｅ合金を用いた。
【００４０】以下に、上記構成からなる磁気抵抗効果膜
の製造方法について述べる。
の製造方法について述べる。
【００４１】（２−１）Ｓｉからなる基板２１を、一つ
成膜空間を有するスパッタ装置（不図示）内に配置し、
該成膜空間内を５×１０-11Ｔｏｒｒの真空度まで排気
した後、同一の成膜空間内において、基板２１上に下地
層２２及び反強磁性層２３を順に積層形成させた。
成膜空間を有するスパッタ装置（不図示）内に配置し、
該成膜空間内を５×１０-11Ｔｏｒｒの真空度まで排気
した後、同一の成膜空間内において、基板２１上に下地
層２２及び反強磁性層２３を順に積層形成させた。
【００４２】まず、下地層２２としてはＴａをＤＣマグ
ネトロンスパッタ法で、Ａｒ圧５ｍＴｏｒｒで厚さ２ｎ
ｍ成膜した。次に、反強磁性層２３としてはＰｔＭｎ合
金をＤＣマグネトロンスパッタ法で、Ａｒ圧５ｍＴｏｒ
ｒで厚さ２０ｎｍ成膜した。その際、ＰｔＭｎ合金の組
成は４８ａｔ％Ｐｔとした。なお、ここまでの成膜は、
スパッタガスとして不純物濃度が１ｐｐｂ以下のＡｒガ
スを用い、スパッタ時の不純物分圧は、残留ガスを含め
て約５．５×１０-11Ｔｏｒｒ以下とした。
ネトロンスパッタ法で、Ａｒ圧５ｍＴｏｒｒで厚さ２ｎ
ｍ成膜した。次に、反強磁性層２３としてはＰｔＭｎ合
金をＤＣマグネトロンスパッタ法で、Ａｒ圧５ｍＴｏｒ
ｒで厚さ２０ｎｍ成膜した。その際、ＰｔＭｎ合金の組
成は４８ａｔ％Ｐｔとした。なお、ここまでの成膜は、
スパッタガスとして不純物濃度が１ｐｐｂ以下のＡｒガ
スを用い、スパッタ時の不純物分圧は、残留ガスを含め
て約５．５×１０-11Ｔｏｒｒ以下とした。
【００４３】（２−２）その後、成膜を中断し、Ａｒに
若干の空気を混合し、不純物濃度が１００ｐｐｍ程度と
したＡｒガスを成膜空間内に導入し、反強磁性体層２３
の表面を、該Ａｒに若干の空気を加えたＡｒガスに曝露
した。
若干の空気を混合し、不純物濃度が１００ｐｐｍ程度と
したＡｒガスを成膜空間内に導入し、反強磁性体層２３
の表面を、該Ａｒに若干の空気を加えたＡｒガスに曝露
した。
【００４４】（２−３）次に、再び成膜空間内を５×１
０-11Ｔｏｒｒの真空度まで排気した後、前記反強磁性
層２３の上に、固定磁化層（強磁性体膜ａ）２４、非磁
性体層２５及び自由磁化層２６を順に積層形成させた。
その際、スパッタガスとして、不純物濃度が１ｐｐｂ以
下のＡｒガスを用いた。
０-11Ｔｏｒｒの真空度まで排気した後、前記反強磁性
層２３の上に、固定磁化層（強磁性体膜ａ）２４、非磁
性体層２５及び自由磁化層２６を順に積層形成させた。
その際、スパッタガスとして、不純物濃度が１ｐｐｂ以
下のＡｒガスを用いた。
【００４５】まず、固定磁化層（強磁性体膜ａ）２４と
してはＮｉＦｅ合金をＲＦコンベンショナルスパッタ法
で、Ａｒ圧５ｍＴｏｒｒで厚さ５ｎｍ成膜した。その
際、一方向に約７０Ｏｅの磁場を印加しながら成膜を行
った。次に、非磁性体層２５としてはＣｕをＤＣマグネ
トロンスパッタ法で、Ａｒ圧５ｍＴｏｒｒで厚さ２．２
ｎｍ成膜した。さらに、自由磁化層２６としてはＮｉＦ
ｅをＲＦコンベンショナルスパッタ法で、厚さ１０ｎｍ
成膜した。その際、固定磁化層２４成膜時に磁場を印加
した方向と直交する方向に約７０Ｏｅの磁場を印加しな
がら成膜を行った。
してはＮｉＦｅ合金をＲＦコンベンショナルスパッタ法
で、Ａｒ圧５ｍＴｏｒｒで厚さ５ｎｍ成膜した。その
際、一方向に約７０Ｏｅの磁場を印加しながら成膜を行
った。次に、非磁性体層２５としてはＣｕをＤＣマグネ
トロンスパッタ法で、Ａｒ圧５ｍＴｏｒｒで厚さ２．２
ｎｍ成膜した。さらに、自由磁化層２６としてはＮｉＦ
ｅをＲＦコンベンショナルスパッタ法で、厚さ１０ｎｍ
成膜した。その際、固定磁化層２４成膜時に磁場を印加
した方向と直交する方向に約７０Ｏｅの磁場を印加しな
がら成膜を行った。
【００４６】（２−４）その後、反強磁性体層２３であ
るＰｔＭｎ合金を規則化させるために、固定磁化層２４
成膜時に磁場を印加した方向と同じ方向に約３００Ｏｅ
の磁場を印加しながら、２５０℃、６時間の熱処理を行
った。
るＰｔＭｎ合金を規則化させるために、固定磁化層２４
成膜時に磁場を印加した方向と同じ方向に約３００Ｏｅ
の磁場を印加しながら、２５０℃、６時間の熱処理を行
った。
【００４７】以上の工程（２−１）〜（２−４）によ
り、本例に係る磁気抵抗効果膜（サンプル＃２と呼称す
る）を作製した。
り、本例に係る磁気抵抗効果膜（サンプル＃２と呼称す
る）を作製した。
【００４８】表２は、上記磁気抵抗効果膜に対して、交
換バイアス磁界と抵抗変化率を測定した結果である。比
較のため、表１にも示した比較サンプル＃１、＃２も表
２に示した。
換バイアス磁界と抵抗変化率を測定した結果である。比
較のため、表１にも示した比較サンプル＃１、＃２も表
２に示した。
【００４９】
【表２】
【００５０】表２より、これらの磁気抵抗効果膜の交換
バイアス磁界の大きさは、 サンプル＃２＝比較サンプル＃２＞比較サンプル＃１ となることが明らかとなった。この大小関係は、交換バ
イアス磁界を測定する際の温度が室温でも１００℃でも
同様であった。従って、本発明者は、反強磁性体層を作
製する際の不純物濃度が小さいほうが、結晶粒径が大き
くなることに起因していると考えた。
バイアス磁界の大きさは、 サンプル＃２＝比較サンプル＃２＞比較サンプル＃１ となることが明らかとなった。この大小関係は、交換バ
イアス磁界を測定する際の温度が室温でも１００℃でも
同様であった。従って、本発明者は、反強磁性体層を作
製する際の不純物濃度が小さいほうが、結晶粒径が大き
くなることに起因していると考えた。
【００５１】また表２より、これらの磁気抵抗効果膜の
抵抗変化率の大きさは、 サンプル＃２＝比較サンプル＃１＞比較サンプル＃２ となることが分かった。比較サンプル＃２は、本発明の
磁気抵抗効果膜（サンプル＃２）と同等の交換バイアス
磁界が得られているにもかかわらず抵抗変化率は低下し
ていた。比較サンプル＃２の結果は、Ｍｎ系合金からな
る反強磁性体の結晶粒径を大きくした揚合、結晶粒径を
大きくすることによって反強磁性体の固定磁化層側表面
の面粗度が粗くなってしまい、そのため、反強磁性体
層、固定磁化層、非磁性体層、自由磁化層の順に形成す
るとき、固定磁化層／非磁性体層／自由磁化層の積層界
面の平坦性が悪くなるため磁気抵抗効果膜の抵抗変化率
が低下したことを示す。これに対し、本発明に係る磁気
抵抗効果膜（サンプル＃２）では、反強磁性体層２３を
成膜した後、不純物ガスを導入したことにより、反強磁
性体層２３の表面にガスが吸着した結果、その後成膜す
る固定磁化層２４の結晶粒成長を抑制され、固定磁化層
２４／非磁性体層２５／自由磁化層２６の積層界面の平
坦性が良好となった。その結果、サンプル＃２は、交換
バイアス磁界及び抵抗変化率が両方とも高くなったと本
発明者は考察した。
抵抗変化率の大きさは、 サンプル＃２＝比較サンプル＃１＞比較サンプル＃２ となることが分かった。比較サンプル＃２は、本発明の
磁気抵抗効果膜（サンプル＃２）と同等の交換バイアス
磁界が得られているにもかかわらず抵抗変化率は低下し
ていた。比較サンプル＃２の結果は、Ｍｎ系合金からな
る反強磁性体の結晶粒径を大きくした揚合、結晶粒径を
大きくすることによって反強磁性体の固定磁化層側表面
の面粗度が粗くなってしまい、そのため、反強磁性体
層、固定磁化層、非磁性体層、自由磁化層の順に形成す
るとき、固定磁化層／非磁性体層／自由磁化層の積層界
面の平坦性が悪くなるため磁気抵抗効果膜の抵抗変化率
が低下したことを示す。これに対し、本発明に係る磁気
抵抗効果膜（サンプル＃２）では、反強磁性体層２３を
成膜した後、不純物ガスを導入したことにより、反強磁
性体層２３の表面にガスが吸着した結果、その後成膜す
る固定磁化層２４の結晶粒成長を抑制され、固定磁化層
２４／非磁性体層２５／自由磁化層２６の積層界面の平
坦性が良好となった。その結果、サンプル＃２は、交換
バイアス磁界及び抵抗変化率が両方とも高くなったと本
発明者は考察した。
【００５２】上記効果が得られる場合は、反強磁性体層
２３の結晶粒径が２０ｎｍ以上であり、固定磁化層（強
磁性体膜ａ）２４、非磁性体層２５及び自由磁化層２６
の結晶粒径が１０ｎｍ以下であることが判明した。
２３の結晶粒径が２０ｎｍ以上であり、固定磁化層（強
磁性体膜ａ）２４、非磁性体層２５及び自由磁化層２６
の結晶粒径が１０ｎｍ以下であることが判明した。
【００５３】本例では、反強磁性体層２３成膜後、不純
物濃度の大きいガスを導入し、再び不純物分圧の低い状
態で固定磁化層２４／非磁性体層２５／自由磁化層２６
を成膜しているが、実施例１と同様に、固定磁化層２４
／非磁性体層２５／自由磁化層２６成膜時スパッタガス
の不純物分圧を大きくしておいても同様の効果が得られ
ることが分かった。
物濃度の大きいガスを導入し、再び不純物分圧の低い状
態で固定磁化層２４／非磁性体層２５／自由磁化層２６
を成膜しているが、実施例１と同様に、固定磁化層２４
／非磁性体層２５／自由磁化層２６成膜時スパッタガス
の不純物分圧を大きくしておいても同様の効果が得られ
ることが分かった。
【００５４】本例では、反強磁性体層２３としてＭｎＰ
ｔ合金を用いた場合を示したが、ＭｎＰｔ合金に代えて
ＮｉＭｎ、ＩｒＭｎ、ＲｕＭｎ等の合金を用いても、上
述した本発明の効果は得られた。
ｔ合金を用いた場合を示したが、ＭｎＰｔ合金に代えて
ＮｉＭｎ、ＩｒＭｎ、ＲｕＭｎ等の合金を用いても、上
述した本発明の効果は得られた。
【００５５】（実施例３）本例では、本発明に係る第三
の方法を、図３に示す構成の磁気抵抗効果膜に適用した
場合について説明する。
の方法を、図３に示す構成の磁気抵抗効果膜に適用した
場合について説明する。
【００５６】図３は、本発明に係る磁気抵抗効果膜の他
の一例を示す模式的な断面図であり、ガラス又はＳｉ等
からなる基板３１上に、下地層３２、自由磁化層３３、
非磁性体層３４、第一の固定磁化層（強磁性体膜ｄ）３
５、第二の固定磁化層（強磁性体膜ｅ）３６、反強磁性
体層３７が順に積層された構造である。本例では、基板
３１としてＳｉを、下地層３２としてＴａを、自由磁化
層３３にはＮｉＦｅ合金を、非磁性体層３４にはＣｕ
を、第一の固定磁化層（強磁性体膜ｄ）３５にはＣｏ
を、第二の固定磁化層（強磁性体膜ｅ）３６にはＮｉＦ
ｅ合金を、反強磁性体層３７にはＰｔＭｎ合金を用い
た。
の一例を示す模式的な断面図であり、ガラス又はＳｉ等
からなる基板３１上に、下地層３２、自由磁化層３３、
非磁性体層３４、第一の固定磁化層（強磁性体膜ｄ）３
５、第二の固定磁化層（強磁性体膜ｅ）３６、反強磁性
体層３７が順に積層された構造である。本例では、基板
３１としてＳｉを、下地層３２としてＴａを、自由磁化
層３３にはＮｉＦｅ合金を、非磁性体層３４にはＣｕ
を、第一の固定磁化層（強磁性体膜ｄ）３５にはＣｏ
を、第二の固定磁化層（強磁性体膜ｅ）３６にはＮｉＦ
ｅ合金を、反強磁性体層３７にはＰｔＭｎ合金を用い
た。
【００５７】以下に、上記構成からなる磁気抵抗効果膜
の製造方法について述べる。
の製造方法について述べる。
【００５８】なお、以下に示す成膜では、スパッタガス
として不純物濃度が１ｐｐｂ以下のＡｒガスを用いた。 （３−１）Ｓｉからなる基板１１を、一つ成膜空間を有
するスパッタ装置（不図示）内に配置し、該成膜空間内
を５×１０-7Ｔｏｒｒの真空度まで排気した後、同一の
成膜空間内において、基板３１上に下地層３２、自由磁
化層３３、非磁性体層３４及び第一の固定磁化層（強磁
性体膜ｄ）３５を順に積層形成させた。
として不純物濃度が１ｐｐｂ以下のＡｒガスを用いた。 （３−１）Ｓｉからなる基板１１を、一つ成膜空間を有
するスパッタ装置（不図示）内に配置し、該成膜空間内
を５×１０-7Ｔｏｒｒの真空度まで排気した後、同一の
成膜空間内において、基板３１上に下地層３２、自由磁
化層３３、非磁性体層３４及び第一の固定磁化層（強磁
性体膜ｄ）３５を順に積層形成させた。
【００５９】まず、下地層３２としてはＴａをＤＣマグ
ネトロンスパッタ法で、Ａｒ圧５ｍＴｏｒｒで厚さ２ｎ
ｍ成膜した。次に、自由磁化層３３としてはＮｉＦｅを
ＲＦコンベンショナルスパッタ法で、厚さ１０ｎｍ成膜
した。その際、一方向に約７０Ｏｅの磁場を印加しなが
ら成膜を行った。次に、非磁性体層３４としてはＣｕを
ＤＣマグネトロンスパッタ法で、厚さ２．２ｎｍ成膜し
た。さらに、第一の固定磁化層（強磁性体膜ｄ）３５と
してはＣｏをＤＣマグネトロンスパッタ法で、Ａｒ圧５
ｍＴｏｒｒで厚さ１ｎｍ成膜した。その際、自由磁化層
３３成膜時に磁場を印加した方向と直交する方向に約７
０Ｏｅの磁場を印加しながら成膜を行った。
ネトロンスパッタ法で、Ａｒ圧５ｍＴｏｒｒで厚さ２ｎ
ｍ成膜した。次に、自由磁化層３３としてはＮｉＦｅを
ＲＦコンベンショナルスパッタ法で、厚さ１０ｎｍ成膜
した。その際、一方向に約７０Ｏｅの磁場を印加しなが
ら成膜を行った。次に、非磁性体層３４としてはＣｕを
ＤＣマグネトロンスパッタ法で、厚さ２．２ｎｍ成膜し
た。さらに、第一の固定磁化層（強磁性体膜ｄ）３５と
してはＣｏをＤＣマグネトロンスパッタ法で、Ａｒ圧５
ｍＴｏｒｒで厚さ１ｎｍ成膜した。その際、自由磁化層
３３成膜時に磁場を印加した方向と直交する方向に約７
０Ｏｅの磁場を印加しながら成膜を行った。
【００６０】（３−２）次に、成膜空間内を５×１０
-11Ｔｏｒｒの真空度まで排気した後、前記第一の固定
磁化層（強磁性体膜ｄ）３５の上に、第二の固定磁化層
（強磁性体膜ｅ）３６及び反強磁性体層３７を順に積層
形成させた。
-11Ｔｏｒｒの真空度まで排気した後、前記第一の固定
磁化層（強磁性体膜ｄ）３５の上に、第二の固定磁化層
（強磁性体膜ｅ）３６及び反強磁性体層３７を順に積層
形成させた。
【００６１】まず、第二の固定磁化層（強磁性体膜ｅ）
３６としてはＮｉＦｅ合金をＲＦコンベンショナルスパ
ッタ法で、Ａｒ圧５ｍＴｏｒｒで厚さ４ｎｍ成膜した。
その際、第一の固定磁化層３５成膜時と同じ方向に約７
０Ｏｅの磁場を印加しながら成膜を行った。次に、反強
磁性体層３７としてはＲｕＭｎ合金をＤＣマグネトロン
スパッタ法で、Ａｒ圧１５ｍＴｏｒｒで厚さ２０ｎｍ成
膜した。その際、ＲｕＭｎ合金の組成は１７ａｔ％Ｒｕ
とした。
３６としてはＮｉＦｅ合金をＲＦコンベンショナルスパ
ッタ法で、Ａｒ圧５ｍＴｏｒｒで厚さ４ｎｍ成膜した。
その際、第一の固定磁化層３５成膜時と同じ方向に約７
０Ｏｅの磁場を印加しながら成膜を行った。次に、反強
磁性体層３７としてはＲｕＭｎ合金をＤＣマグネトロン
スパッタ法で、Ａｒ圧１５ｍＴｏｒｒで厚さ２０ｎｍ成
膜した。その際、ＲｕＭｎ合金の組成は１７ａｔ％Ｒｕ
とした。
【００６２】以上の工程（３−１）〜（３−２）によ
り、本例に係る磁気抵抗効果膜（サンプル＃３と呼称す
る）を作製した。
り、本例に係る磁気抵抗効果膜（サンプル＃３と呼称す
る）を作製した。
【００６３】比較のために、第二の固定磁化層（強磁性
体膜ｅ）３６成膜後に、成膜空間内を５×１０-11Ｔｏ
ｒｒの真空度まで排気する点のみ変更し、サンプル＃３
と同じ構造の磁気抵抗効果膜（比較サンプル＃３と呼称
する）を作製した。
体膜ｅ）３６成膜後に、成膜空間内を５×１０-11Ｔｏ
ｒｒの真空度まで排気する点のみ変更し、サンプル＃３
と同じ構造の磁気抵抗効果膜（比較サンプル＃３と呼称
する）を作製した。
【００６４】また、比較のために、第一の固定磁化層
（強磁性体膜ｄ）３５成膜後に、成膜空間内を５×１０
-11Ｔｏｒｒの真空度まで排気する操作を行わない点の
み変更し、サンプル＃３と同じ構造の磁気抵抗効果膜
（比較サンプル＃４と呼称する）を作製した。
（強磁性体膜ｄ）３５成膜後に、成膜空間内を５×１０
-11Ｔｏｒｒの真空度まで排気する操作を行わない点の
み変更し、サンプル＃３と同じ構造の磁気抵抗効果膜
（比較サンプル＃４と呼称する）を作製した。
【００６５】さらに、比較のために、下地層３２を形成
する前に、成膜空間内を５×１０-1 1Ｔｏｒｒの真空度
まで排気する点のみ変更し、サンプル＃３と同じ構造の
磁気抵抗効果膜（比較サンプル＃５と呼称する）を作製
した。
する前に、成膜空間内を５×１０-1 1Ｔｏｒｒの真空度
まで排気する点のみ変更し、サンプル＃３と同じ構造の
磁気抵抗効果膜（比較サンプル＃５と呼称する）を作製
した。
【００６６】表３は、上記４つの磁気抵抗効果膜に対し
て、交換バイアス磁界と抵抗変化率を測定した結果であ
る。
て、交換バイアス磁界と抵抗変化率を測定した結果であ
る。
【００６７】
【表３】
【００６８】表３より、これらの磁気抵抗効果膜の抵抗
変化率の大きさは、 サンプル＃３＝比較サンプル＃３＝比較サンプル＃４＞
比較サンプル＃５ となることが分かった。比較サンプル＃５の抵抗変化率
が他のサンプルに比べて小さいのは、自由磁化層から結
晶粒径が大きくなったことにより、自由磁化層の非磁性
体層側の表面粗度が大きくなり、自由磁化層／非磁性体
層／固定磁化層の積層界面の平坦性が低下したことに起
因する。
変化率の大きさは、 サンプル＃３＝比較サンプル＃３＝比較サンプル＃４＞
比較サンプル＃５ となることが分かった。比較サンプル＃５の抵抗変化率
が他のサンプルに比べて小さいのは、自由磁化層から結
晶粒径が大きくなったことにより、自由磁化層の非磁性
体層側の表面粗度が大きくなり、自由磁化層／非磁性体
層／固定磁化層の積層界面の平坦性が低下したことに起
因する。
【００６９】また表３より、これらの磁気抵抗効果膜の
交換バイアス磁界の大きさは、 サンプル＃３＝比較サンプル＃５＞比較サンプル＃３＝
比較サンプル＃４ であり、この傾向は１００℃においてさらに顕著にな
る。比較サンプル＃４で交換バイアス磁界が小さいの
は、反強磁性層形成時の成膜雰囲気の不純物分圧が大き
いため、固定磁化層の結晶粒径が小さいためである。ま
た、比較サンプル＃３で交換バイアス磁界が小さいの
は、反強磁性層の下地となる固定磁化層形成時の成膜雰
囲気の不純物分圧が大きいため固定磁化層の結晶粒径が
小さく、反強磁性層の結晶粒径を増大させるための十分
な下地効果が得られなかったためである。
交換バイアス磁界の大きさは、 サンプル＃３＝比較サンプル＃５＞比較サンプル＃３＝
比較サンプル＃４ であり、この傾向は１００℃においてさらに顕著にな
る。比較サンプル＃４で交換バイアス磁界が小さいの
は、反強磁性層形成時の成膜雰囲気の不純物分圧が大き
いため、固定磁化層の結晶粒径が小さいためである。ま
た、比較サンプル＃３で交換バイアス磁界が小さいの
は、反強磁性層の下地となる固定磁化層形成時の成膜雰
囲気の不純物分圧が大きいため固定磁化層の結晶粒径が
小さく、反強磁性層の結晶粒径を増大させるための十分
な下地効果が得られなかったためである。
【００７０】本例では、第二の固定磁化層（強磁性体膜
ｅ）３６としてＮｉＦｅ合金を用いた場合を示したが、
反強磁性体層３７の下地層として十分な下地効果をもつ
強磁性体であれば同様の効果が得られることは言うまで
もない。
ｅ）３６としてＮｉＦｅ合金を用いた場合を示したが、
反強磁性体層３７の下地層として十分な下地効果をもつ
強磁性体であれば同様の効果が得られることは言うまで
もない。
【００７１】実施例１の場合と同様に、上記効果が得ら
れる場合は、反強磁性体層３７の結晶粒径が２０ｎｍ以
上であり、第一の固定磁化層（強磁性体膜ｄ）３５、非
磁性体層３４及び自由磁化層３３の結晶粒径が１０ｎｍ
以下であることが判明した。
れる場合は、反強磁性体層３７の結晶粒径が２０ｎｍ以
上であり、第一の固定磁化層（強磁性体膜ｄ）３５、非
磁性体層３４及び自由磁化層３３の結晶粒径が１０ｎｍ
以下であることが判明した。
【００７２】また、本例では、反強磁性体層３７として
ＲｕＭｎ合金を用いたが、ＲｕＭｎ合金に代えてＮｉＭ
ｎ、ＩｒＭｎ、ＰｔＭｎ等の合金を用いても、上述した
本発明の効果は得られた。
ＲｕＭｎ合金を用いたが、ＲｕＭｎ合金に代えてＮｉＭ
ｎ、ＩｒＭｎ、ＰｔＭｎ等の合金を用いても、上述した
本発明の効果は得られた。
【００７３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る磁気
抵抗効果膜は、自由磁化層、非磁性体層、固定磁化層、
反強磁性体層から構成され、前記反強磁性体層の結晶粒
径が、自由磁化層、非磁性体層及び少なくとも固定磁化
層の一部の結晶粒径より大きいため、抵抗変化率を低下
させることなく反強磁性体層と固定磁化層からなる交換
結合膜の交換バイアス磁界とその温度特性を改善するこ
とができる。
抵抗効果膜は、自由磁化層、非磁性体層、固定磁化層、
反強磁性体層から構成され、前記反強磁性体層の結晶粒
径が、自由磁化層、非磁性体層及び少なくとも固定磁化
層の一部の結晶粒径より大きいため、抵抗変化率を低下
させることなく反強磁性体層と固定磁化層からなる交換
結合膜の交換バイアス磁界とその温度特性を改善するこ
とができる。
【００７４】また、本発明に係る磁気抵抗効果膜の製造
方法は、スパッタ時の成膜雰囲気の不純物濃度を制御す
る、あるいは、成膜を中断して不純物ガスを導入して再
び排気後成膜を行うことで、上述した磁気抵抗効果膜を
作製することが可能となる。
方法は、スパッタ時の成膜雰囲気の不純物濃度を制御す
る、あるいは、成膜を中断して不純物ガスを導入して再
び排気後成膜を行うことで、上述した磁気抵抗効果膜を
作製することが可能となる。
【図１】本発明に係る磁気抵抗効果膜の一例を示す模式
的な断面図である。
的な断面図である。
【図２】本発明に係る磁気抵抗効果膜の他の一例を示す
模式的な断面図である。
模式的な断面図である。
【図３】本発明に係る磁気抵抗効果膜の他の一例を示す
模式的な断面図である。
模式的な断面図である。
【図４】スピンバルブ型の構造からなる磁気抵抗効果素
子の基本原理を説明する概略的な分解斜視図である。
子の基本原理を説明する概略的な分解斜視図である。
【図５】スピンバルブ型の構造からなる磁気抵抗効果膜
の磁気抵抗効果曲線を示すグラフである。
の磁気抵抗効果曲線を示すグラフである。
【図６】固定磁化層および反強磁性体層からなる交換結
合膜の磁気特性を示すグラフである。
合膜の磁気特性を示すグラフである。
１１ 基板、 １２ 下地層、 １３ 反強磁性体層、 １４ 第一の固定磁化層（強磁性体膜ｂ）、 １５ 第二の固定磁化層（強磁性体膜ｃ）、 １６ 非磁性体層、 １７ 自由磁化層、 ２１ 基板、 ２２ 下地層、 ２３ 反強磁性体層、 ２４ 固定磁化層（強磁性体膜ａ）、 ２５ 非磁性体層、 ２６ 自由磁化層、 ３１ 基板、 ３２ 下地層、 ３３ 自由磁化層、 ３４ 非磁性体層、 ３５ 第一の固定磁化層（強磁性体膜ｄ）、 ３６ 第二の固定磁化層（強磁性体膜ｅ） ３７ 反強磁性体層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 薦田 智久 大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ 株式会社内 (72)発明者 高橋 研 宮城県仙台市太白区人来田２丁目20−２ Ｆターム(参考） 4K029 BA21 BA22 BA25 BB02 BB07 BC06 BD11 CA05 EA03 5E049 AA07 AA09 AA10 AC00 BA12 BA16 EB01 GC04
Claims (10)
- 【請求項１】 自由磁化層、非磁性体層、固定磁化層及
び反強磁性体層から構成され、前記固定磁化層の磁化方
向は前記反強磁性体層との交換結合により固定され、前
記自由磁化層の磁化方向は外部磁場に対して自由に回転
し、該自由磁化層と該固定磁化層における磁化の向きの
なす角度によって磁気抵抗効果を生ずる磁気抵抗効果膜
において、 前記反強磁性体層の結晶粒径が、自由磁化層、非磁性体
層及び少なくとも固定磁化層の一部の結晶粒径より大き
いことを特徴とする磁気抵杭効果膜。 - 【請求項２】 基板上又は下地層が載置された基板上
に、前記反強磁性体層、前記固定磁化層、前記非磁性体
層及び前記自由磁化層が順に積層して配され、該固定磁
化層が強磁性体膜ａの単層からなることを特徴とする請
求項１に記載の磁気抵抗効果膜。 - 【請求項３】 基板上又は下地層が載置された基板上
に、前記反強磁性体層、前記固定磁化層、前記非磁性体
層及び前記自由磁化層が順に積層して配され、該固定磁
化層が強磁性体膜ｂとその上に形成された強磁性体膜ｃ
の２層からなることを特徴とする請求項１に記載の磁気
抵抗効果膜。 - 【請求項４】 基板上又は下地層が載置された基板上
に、前記自由磁化層、前記非磁性体層、前記固定磁化層
及び前記反強磁性体層が順に積層して配され、該固定磁
化層が強磁性体膜ｄとその上に形成された強磁性体膜ｅ
の２層からなることを特徴とする請求項１に記載の磁気
抵抗効果膜。 - 【請求項５】 前記反強磁性体層は、ＮｉＭｎ、ＩｒＭ
ｎ、ＲｕＭｎ、ＰｔＭｎから選択される合金であること
を特徴とする請求項１に記載の磁気抵抗効果膜。 - 【請求項６】 前記反強磁性体層は結晶粒径が２０ｎｍ
以上であり、かつ、前記自由磁化層、前記非磁性体層及
び少なくとも固定磁化層の一部は結晶粒径が１０ｎｍ以
下あるいは非晶質であることを特徴とする請求項１に記
載の磁気抵抗効果膜。 - 【請求項７】 前記自由磁化層及び前記固定磁化層の少
なくとも一部が、ＮｉＦｅ合金であることを特徴とする
請求項１に記載の磁気抵抗効果膜。 - 【請求項８】 基板上又は下地層が載置された基板上
に、反強磁性体層、固定磁化層、非磁性体層及び自由磁
化層が順に積層して配され、前記固定磁化層が強磁性体
膜ａの単層からなる磁気抵抗効果膜の製造方法は、 成膜空間内に基板あるいは下地層が載置された基板を配
し、該成膜空間をＡｒに対する不純物分圧が１×１０
-10Ｔｏｒｒ以下である成膜雰囲気とした後、該成膜空
間にＡｒガスを導入し、スパッタリング法により該基板
上あるいは該下地層上に前記反強磁性体層を形成する工
程と、 前記反強磁性体層の形成を終えた前記成膜空間にＡｒ以
外のガスを導入し、その後、再び該成膜空間をＡｒに対
する不純物分圧が１×１０-10Ｔｏｒｒ以下である成膜
雰囲気としてから、該成膜空間にＡｒガスを導入し、ス
パッタリング法により前記反強磁性体層上に、前記強磁
性体膜ａの単層からなる固定磁化層、前記非磁性体層及
び前記自由磁化層を順に積層して形成する工程と、 を有することを特徴とする磁気抵抗効果膜の製造方法。 - 【請求項９】 基板上又は下地層が載置された基板上
に、反強磁性体層、固定磁化層、非磁性体層及び自由磁
化層が順に積層して配され、前記固定磁化層が強磁性体
膜ｂとその上に形成された強磁性体膜ｃの２層からなる
磁気抵抗効果膜の製造方法は、 成膜空間内に基板あるいは下地層が載置された基板を配
し、該成膜空間をＡｒに対する不純物分圧が１×１０
-10Ｔｏｒｒ以下である成膜雰囲気とした後、該成膜空
間にＡｒガスを導入し、スパッタリング法により該基板
上あるいは該下地層上に、前記反強磁性体層及び前記強
磁性体膜ｂからなる固定磁化層を順に積層して形成する
工程と、 前記強磁性体膜ｂからなる固定磁化層の形成を終えた前
記成膜空間に、ＡｒとＡｒ以外のガスからなる混合ガス
を導入し、スパッタリング法により前記強磁性体膜ｂか
らなる固定磁化層上に、前記強磁性体膜ｃからなる固定
磁化層、前記非磁性体層及び前記自由磁化層を順に積層
して形成する工程と、 を有することを特徴とする磁気抵抗効果膜の製造方法。 - 【請求項１０】 基板上又は下地層が載置された基板上
に、自由磁化層、非磁性体層、固定磁化層及び反強磁性
体層が順に積層して配され、前記固定磁化層が強磁性体
膜ｄとその上に形成された強磁性体膜ｅの２層からなる
磁気抵抗効果膜の製造方法は、 成膜空間内に基板あるいは下地層が載置された基板を配
し、該成膜空間をＡｒに対する不純物分圧が１×１０-9
Ｔｏｒｒ以上である成膜雰囲気とした後、該成膜空間に
Ａｒガスを導入し、スパッタリング法により該基板上あ
るいは該下地層上に前記自由磁化層、前記非磁性体層及
び前記強磁性体膜ｄからなる固定磁化層を順に積層して
形成する工程と、 前記強磁性体膜ｄからなる固定磁化層の形成を終えた前
記成膜空間をＡｒに対する不純物分圧が１×１０-10Ｔ
ｏｒｒ以下である成膜雰囲気とした後、該成膜空間にＡ
ｒガスを導入し、スパッタリング法により前記強磁性体
膜ｄからなる固定磁化層上に、前記強磁性体膜ｅからな
る固定磁化層及び前記反強磁性体層を順に積層して形成
する工程と、 を有することを特徴とする磁気抵抗効果膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01201599A JP3585028B2 (ja) | 1999-01-20 | 1999-01-20 | 磁気抵抗効果膜及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01201599A JP3585028B2 (ja) | 1999-01-20 | 1999-01-20 | 磁気抵抗効果膜及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000216020A true JP2000216020A (ja) | 2000-08-04 |
| JP3585028B2 JP3585028B2 (ja) | 2004-11-04 |
Family
ID=11793782
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01201599A Expired - Fee Related JP3585028B2 (ja) | 1999-01-20 | 1999-01-20 | 磁気抵抗効果膜及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3585028B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| JP2005333106A (ja) * | 2004-04-20 | 2005-12-02 | Ken Takahashi | 交換結合素子とその製造方法並びに交換結合素子を具備したデバイス |
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| US7342751B2 (en) | 2004-10-28 | 2008-03-11 | Fujitsu Limited | Magnetoresistive effect having multiple base layers between an electrode and an antiferromagnetic layer, magnetic head, and magnetic recording device |
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-
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