JP2001102657A - 積層薄膜機能素子、磁気抵抗効果素子、磁気再生ヘッド、および磁気再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 上下のｆｃｃ強磁性層とのミスフィットを低
減し、原子レベルの平坦性や十分なヘテロエピタクシー
を実現し、ＭＲ特性を向上させた積層薄膜機能素子およ
び磁気抵抗効果素子を提供する。 【解決手段】 該構造の電子反射・絶縁層に関し、優先
配向面の表面格子の陰イオン副格子が０．２９ｎｍ以下
の材料１２｛Ｂｅ系酸化物、酸化アルミニウム、窒化硼
素等｝を用いることで上下のｆｃｃ（１１１）優先配向
・遷移金属合金層１１とのミスフィットを１０％以下に
低減し、優れた平坦性とヘテロエピタクシーを得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は磁気記録や光磁気記
録等のデータ記録再生機器に用いられる読み取り用ヘッ
ドに用いる磁性膜に関する。

【０００２】

【従来の技術】極薄絶縁層（Ｎａｎｏ−Ｉｎｓｕｌａｔ
ｏｒ−ｌａｙｅｒ；ＮＩＬ）を用いたスペキュラー形ス
ピンバルブではＮＩＬ自身のスペキュラー反射率の向
上、ＮＩＬ層上下の磁気的結合の維持・強化、ヘテロエ
ピタクシーの維持（下地の良好なモフォロジーや配向性
の維持）が要求されている。

【０００３】スペキュラー反射率の向上はＭＲ率エンハ
ンスに寄与する。上下の磁気的結合の維持はピン層の異
方性磁場Ｈｕａをはじめとした磁気的諸量を良好に保
つ。ヘテロエピタクシーの維持は磁性層の保磁力劣化の
回避やフリー層の層間結合の磁場Ｈｉｎを低減させる。

【０００４】このような良好な特性を発揮するＮＩＬに
は、原子レベルの平坦性と良好なエピタクシー成長が必
要である。

【０００５】ＮＩＬ成長の下地となる現行の下地強磁性
層はｆｃｃ−Ｃｏやｆｃｃ−ＣｏＦｅ、ｆｃｃ−Ｎｉな
どの材料を用い、基板面に対して（１１１）優先配向さ
せたものを用いている。これは、軟磁性や対称性の観点
から最適な結晶面である。

【０００６】しかし、現状では、両者の配向面の格子定
数のミスマッチが大きく、良好で広い範囲で一様なエピ
タクシー成長の妨げとなっている。ミスマッチが大であ
ると、極薄層の成長でも平面格子の整合が得られず、非
整合が生じる。

【０００７】代表的なＣｏＯ，ＮｉＯ，ＦｅＯの格子定
数、及び、（１１１）面の陰イオン副格子である酸素副
格子の酸素間距離を表１に示した。ｆｃｃ−Ｃｏ，ｆｃ
ｃ−Ｆｅの格子定数も合わせて示した。格子定数のミス
マッチは両者の（１１１）面の面格子のミスマッチに反
映する。

【０００８】以下では３ｄ遷移金属をＴＭで表し、一般
の金属をＭで表す。

【０００９】従来ＮＩＬ層として用いているＴＭ−Ｏの
格子定数は４．２−４．３Å程度で、下地ＴＭ合金層に
対してミスマッチが大きく（例えば、ｆｃｃ−Ｃｏに対
してＣｏ−Ｏは約２０％大きい）、良好なヘテロエピタ
クシーと平坦性が得られない。このため、スペキュラリ
ティの劣化、上下の磁気的結合の不足や分散の拡大が生
じ、さらに、上部磁性層磁気特性の劣化や、非ＭＲ起因
のｄｉｆｆｕｓｉｖｅ散乱を増加させている。しかし、
ＴＭ−Ｏ以外の自然の代表的なＮａＣｌ形Ｍ−Ｏも格子
定数は同程度であり、これらを適用してもミスマッチ改
善効果は小さい。

【００１０】このようなミスマッチを低減し、優れた電
子反射効果によりスペキュラー形スピンバルブの特性を
改善することが切望されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ＮＩＬの格子定数を制
御してミスマッチ改善等を計ることは良好なヘテロエピ
タクシーを得る方策であると共に、スペキュラー層の平
坦化を促進し、スペキュラー反射率を向上させる。

【００１２】しかし、現状ＮＩＬ層は、ｆｃｃ−ＴＭと
の格子ミスマッチが小さくない。これはＣｏ−Ｏ，Ｎｉ
−Ｏ，Ｆｅ−Ｏ全てで共通である。これは極薄層とは言
え、良好なヘテロエピタクシーにとっては不利である。
これらの格子定数については表１に示した。

【００１３】ＴＭ−ＯではバルクでＯの欠損とそれに伴
うＴＭの３＋化が存在するが、イオン半径の観点からよ
り厳しい現行ヘテロエピタクシーでは、Ｏの欠損がさら
に危惧される。これらは従来技術で述べた各要素に対し
てデメリットであると考えられる。

【００１４】そこで、十分な絶縁性を有し、ｆｃｃ遷移
金属合金磁性層との格子ミスマッチを従来ＴＭ−Ｏより
小さくすることが、良好な極薄絶縁層（ＮＩＬ）の実
現、及びこれを用いた良好なスペキュラー反射効果を示
すスピンバルブ膜実現の課題となっている。

【００１５】

【課題を解決するための手段】ＮＩＬとして、ＮａＣｌ
形に代表される従来の立方晶系の枠を越え、六方晶系等
も視野に入れ、新たにｆｃｃ−ＴＭに対して格子ミスマ
ッチの小さい絶縁材料を課題解決の手段とする。ｆｃｃ
−ＴＭ−Ｏで安定に実現できるのは０．２９ｎｍを越え
る平面格子であり、本発明では０．２９ｎｍ以下の平面
三角格子を有する極薄絶縁層を有する積層構造を問題解
決の手段とする。

【００１６】ＮＩＬ用材料に関する発明者の検討の結果
判った、ＮＩＬに好適な絶縁材料の結晶構造について述
べる。

【００１７】絶縁材料は一般にイオン性結合、あるいは
共有性結合によって構成されている。イオン性結合の場
合、該極薄絶縁層の平面三角格子は陰イオンまたは陽イ
オンの副格子の平面三角格子であり、発明者の検討によ
れば本発明の極薄絶縁層ＮＩＬにとっては、特に、陰イ
オンの副格子が重要である。これは、イオン性結合中に
おいて陰イオンが陽イオンに比較して圧倒的に大きなイ
オン半径を有する点、金属表面に対する堆積・吸着時
に、該金属表面との相互作用において一般に陽イオンよ
りも陰イオンの方が主要な役割を担う点による。すなわ
ち、陰イオンの副格子が０．２９ｎｍ以下の平面三角格
子を有する極薄絶縁層を有する積層構造が問題解決の手
段として重要である。

【００１８】さらに、発明者の検討によれば、陰イオン
副格子をはじめとする該平面三角格子は、その副格子の
最密充填面であることがＮＩＬとしてより望ましい。一
般に最密充填面はエピタクシー成長が容易、すなわち良
好な電子反射をもたらすＮＩＬの作製が容易である。ま
た、スペキュラー電子反射の散乱能の観点からも、より
疎な他の面よりも優れている。

【００１９】最密充填では無い面が優先配向面である場
合、同じ散乱能を得るためにより深い領域の原子からの
散乱も必要であり、ユニットセル程度の深さ方向の範囲
で比較考慮しなければ、最密充填面に迫る反射は得られ
ない。これは１から２モノレイヤー程度の極薄絶縁層に
よる界面の反射を利用するスペキュラー反射形スピンバ
ルブとしては短所となる。あるいは最密充填面に対し
て、膜面が零ではないある角度を有する場合はステップ
等による乱れが生じる恐れがある。このように、最密充
填面以外については最適な面配置とは言えない。

【００２０】陰イオンの副格子が該陰イオンの実質的な
最密充填面で三角格子を示す面に平行な面としては、Ｎ
ａＣｌ形立方晶の（１１１）面、六方晶系材料のいわゆ
るｃ面などが挙げられる。

【００２１】例えば、現行のＮＩＬでは、ＮｉＯ，Ｃｏ
Ｏ，Ｆｅ−Ｏ（Ｆｅ_２Ｏ_３．．．）等が検討されてい
る。その代表的材料はＮａＣｌ形の結晶構造を有する。
ＮａＣｌ形ＮＩＬ材料の場合、下地ｆｃｃの（１１１）
面に対して（１１１）配向することが、上述のように、
平坦性、エピタクシー性の観点から適している。

【００２２】本発明の構成の概念図を図１に示す。
「｛窒素、酸素、フッ素、塩素、硫黄｝から選ばれる少
なくとも１種以上の陰イオン元素を含む化合物層であっ
て、膜面に平行に陰イオン副格子の最密充填面が存在す
る極薄絶縁層」１２と「Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉの少なくとも
１種を含むｆｃｃ強磁性層」１１が接する構造が基本要
素であって、より一般的には極薄絶縁層１２の上下に強
磁性層１１が接する構造を取る。この上下の強磁性層１
１はそれぞれ別の組成より成る材料で良い。さらに、極
薄絶縁層１２は、該最密充填面の陰イオン副格子の距離
が０．２９ｎｍ以下であること望ましい。強磁性層１１
はｆｃｃ構造であり、かつ膜面に平行に（１１１）優先
配向していることが望ましい。

【００２３】以下に手段を具体的に示す。

【００２４】ｆｃｃ金属に対してＮａＣｌ形のイオン性
結晶は構造上も類似しており、主要な各指数面での対応
も良い。しかし、本発明分野のスペキュラー形スピンバ
ルブ素子において専ら利用されるｆｃｃ金属（１１１）
面は平面格子が３角格子であり、六方晶系のいわゆるｃ
面等も対称性の観点から適している。さらに、発明者の
検討によれば、格子ミスフィットの観点からは、後述す
るように、非立方晶系の方に、従来の立方晶系遷移金属
酸化物よりも小ミスフィットを実現できる材料が存在す
る。

【００２５】発明者が見出した手法として、立方晶系新
材料、非立方晶系の酸化物、非立方晶系の非酸化物、の
３系統を順に述べる。

【００２６】立方晶系新材料について述べる。一般に２
−を取る酸素イオンのイオン半径は０．１４ｎｍ前後と
非常に大きい。このため、０．１２−０．１３ｎｍ程度
の原子半径を取る３ｄ遷移金属元素のｆｃｃ構造と格子
定数をマッチさせるのは本質的に難しい。立方晶系の酸
化物を考える場合のポイントの一つは、結晶構造が維持
される範囲で、出来るだけ陽イオン側の半径を小さくす
ることである。ＮａＣｌ形の場合、電気的中性の点か
ら、２＋のイオンが適当であり、実用的に格子縮小、す
なわちｆｃｃ−ＴＭとのミスフィット低減に有効なのは
ベリリウムである。この手法で０．２９ｎｍ以下の平面
３角格子を実現できる。よって、ベリリウム置換のＮａ
Ｃｌ形ＴＭ−Ｂｅ−Ｏ材料を問題解決の１手法とする。

【００２７】また、ｃｕｂｉｃ−ＢＮも０．２９ｎｍ以
下の平面三角格子を実現できる材料である。ｃｕｂｉｃ
−ＢＮは閃亜鉛構造の立方晶であり、（１１１）面の陰
イオンまたは陽イオンの三角格子は約０．２５５ｎｍで
ある。これは非酸化物系の立方晶系新材料である。

【００２８】続いて非立方晶系酸化物について述べる。
ＮａＣｌ形立方晶は空間の対称性が高く、陰イオンから
見たときの陽イオンの配位は等方性が高い。この場合、
一般に陰イオン半径もほぼ等方的になっていると考えら
れる。一方、六方晶系等の非立方晶系を考えた場合、陽
イオンの配置に偏りがあり、一般に一軸的な異方性が高
い。このため陰イオン半径も実質的に方向によって異な
る場合が多いと考えられる。この結果、適当な材料を選
ぶことで、目的とするｃ面で陰イオン間距離を比較的短
縮させることが可能になり、酸素イオンを有する絶縁材
料のｆｃｃ−ＴＭに対する格子ミスフィットを低減する
ことが可能になる。具体的には、α−Ａｌ_２Ｏ_３に代表
されるアルミニウム酸化物であり、アルミニウム酸化
物、及び、アルミニウムの一部をＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉ等の
遷移金属で置換したＴＭ−Ａｌ−Ｏで０．２９ｎｍ以下
の平面３角格子を実現できる。よって、Ａｌ−Ｏ、及
び、ＴＭ−Ａｌ−Ｏを問題解決の１手法とする。また、
ウルツ鉱形のベリリウム酸化物、ベリリアも絶縁性が良
好で０．２９ｎｍ以下の平面３角格子がｃ面で得られ
る。よって、ベリリアを問題解決の１手法とする。

【００２９】さらに、非立方晶系の非酸化物について述
べる。良好な絶縁性と上述のｆｃｃ−ＴＭに対する格子
ミスフィットが小さければ、極薄絶縁層としてＩＩ−Ｖ
Ｉ族化合物以外でも良い。検討の結果、発明者はＩＩＩ
−Ｖ族系の六方晶系のｈ−ＢＮが最適であることを見出
した。これにより、十分な絶縁性と０．２９ｎｍ以下の
平面３角格子が実現できる。特に、ミスフィットに関し
ては、ｈ−ＢＮは、ｆｃｃ−Ｃｏにほぼ等しい０．２５
０−０．２５１ｎｍの平面格子を有し、実質的にミスフ
ィットを無視できる。よって、ＢとＮを主要な構成要素
とする化合物を問題解決の１手法とする。なお、ｈ−Ｂ
Ｎは前述の立方晶系新材料で挙げたｃ−ＢＮと同組成の
材料である。結晶構造が違っても副格子がほぼ同じであ
るため、Ｂ−Ｎ系に関しては、立方晶系、六方晶系のど
ちらか一方の単相でなくても極薄絶縁層として一定の効
果が期待できる。

【００３０】

【発明の実施の形態】実施の形態として、立方晶系新材
料、非立方晶系の酸化物、非酸化物の窒化ボロン、の３
系統を順に詳細に述べる。

【００３１】第１に、立方晶系酸化物の系統であるベリ
リウム置換のＮａＣｌ形ＴＭ−Ｂｅ−Ｏ材料を極薄絶縁
層としてスピンバルブ膜に適用した本発明の実施の形態
を示す。

【００３２】ＮａＣｌ構造の酸化物Ｍ−Ｏは自然には一
般に２価のＭである必要がある。但し、これは十分条件
ではなく、イオン半径の観点からも適当な範囲の場合に
ＮａＣｌ構造を取る。

【００３３】自然の代表的ＮａＣｌ形Ｍ−Ｏは、Ｃｏ−
Ｏ等を始め、みな格子定数がｆｃｃ−ＴＭに比較して、
０．６−０．９Å大きい。これらは表１に示した。例え
ば、ｆｃｃ−Ｃｏに対してＣｏ−Ｏは約２０％大きい。
現状はどちらも（１１１）面配向が主流と考えられ、実
際に適用されているので、この比はそのまま（１１１）
面の三角格子の比に反映する。積層構造がそれぞれ薄い
とは言え、これは良い対応とは言えない。

【００３４】代表的ＮａＣｌ形酸化物の格子定数が皆ｆ
ｃｃ−ＴＭより大であるということは、ＴＭ−Ｏ以外の
ＮａＣｌ形の酸化物を適用してもミスマッチ改善効果が
得られないことを意味する。

【００３５】そこで、その他の元素で適用可能な元素を
検討・実験し、発明者等は、置換元素としてＢｅが適す
ることを見出した。Ｂｅは２価をとる。また、Ｂｅ^２＋
のイオン半径は約０．３Åである。本解決手法は、現行
ＴＭ−Ｏ等のＴＭの一部をＢｅ置換することで課題を解
決するものである。

【００３６】発明者の種々の検討によって、ＴＭ−Ｂｅ
−Ｏ系の格子定数は概略、イオン半径＋Ｖｅｇａｒｄ則
で把握できることが妥当であることが確認された。例え
ば、ＴＭがＣｏの場合、格子定数ａは（Ｃｏ_１−αＢｅ
_α）Ｏにおいて、おおよそ、ａ≒４．２４−０．８２α
で表すことが出来る。

【００３７】同様に、ＴＭ＝Ｆｅではａ≒４．２８−
０．８６α、ＴＭ＝Ｎｉではａ≒４．１８−０．７６
α、ＴＭの変わりにメタルＭとしてＭｇを用いたＭｇ−
Ｂｅ−Ｏ系ではａ≒４．１０−０．７０αとなる。

【００３８】このように、αが大きいほどｆｃｃ−ＴＭ
に格子定数は近づくが、大きくなりすぎると、ＮａＣｌ
構造が破綻する。ｆｃｃ−ＴＭ（１１１）とマッチする
面はｃ面であることに変化はないが、レイヤー間の距離
がＮａＣｌ形とｗｕｒｔｚｉｔｅ形では違うので、レイ
ヤーの積層から破綻が生じ始める。この意味で、本特許
のＢｅ置換の有効範囲は半分置換の０．５までが適当で
ある。

【００３９】実例としてボトム形スピンバルブに本発明
の積層構造を適用した試料についてその形態と効果を示
す。

【００４０】最初に、実施例１から４及び比較例１から
２に共通の積層プロセス部分や評価手法について述べ
る。なお後述するが、その他の実施例や比較例において
も同一の装置で同様の成膜をおこない、積層構造の異な
る試料を作製した。

【００４１】試料作製には多元マグネトロンスパッタリ
ング装置、及び真空を破らずに該装置に接続される別体
の酸化／窒化用チャンバを用いた。なお、この装置に
は、さらに、真空を破らずに接続される別体の除害装置
付き単元マグネトロンスパッタリング装置が接続されて
おり、個々の実施例等では必要に応じこれも使用した。

【００４２】まず多元マグネトロンスパッタリング装置
中で、熱酸化Ｓｉ基板上にＴａとＮｉＦｅの積層より成
る下地層を形成し、続いて反強磁性ＩｒＭｎ層を積層し
た。この上に約２ｎｍ厚の第一のｆｃｃ遷移金属合金層
を成膜した。

【００４３】該ｆｃｃ遷移金属合金としてはＣｏ９０Ｆ
ｅ１０を用いた。該ｆｃｃ遷移金属合金層が膜面に平行
に（１１１）優先配向していることをＸ線回折で確認し
た。

【００４４】以上の構造を本発明実施例１から４、及び
比較例１，２の極薄絶縁層形成前の共通の下部構造とし
た。

【００４５】さらに、以下に示す種々の極薄絶縁層形成
後、再び約２ｎｍ相当の第２のｆｃｃ遷移金属合金層を
成膜した。第１の遷移金属合金層、極薄絶縁層、及び第
２の遷移金属合金層の３層積層部分はスピンバルブ膜に
おけるピン層を担うものである。

【００４６】引き続き、Ｃｕを積層し、その上にさらに
第３の遷移金属合金層を成膜した。これはスピンバルブ
のフリー層を担うものである。最後に極薄のＣｕ酸化層
とＴａ層を積層した。全てのプロセスは真空を破らずに
連続的に実行した。ここで示した極薄絶縁層の上部構造
は本発明実施例１から４で共通としたが、これは発明の
効果を明確化するための一例に過ぎず、限定されないこ
とは言うまでもない。

【００４７】以上のプロセスにより、ピン層とフリー層
の接合部分を極薄絶縁層によるスペキュラー反射層によ
って挟み込んだボトム形スピンバルブ積層構造を得た。
このボトム型スピンバルブ積層構造を本発明の積層構造
の一例として図２に示す。成膜後は必要に応じ、所定の
磁場中熱処理を施した。

【００４８】なお、図３は本発明のトップ形スピンバル
ブ積層構造の一例であり、図２のボトム型スピンバルブ
積層構造と同様の手法によって得られるものである。さ
らに、図４は本発明のシンセティック形スピンバルブ積
層構造の一例であり、電子反射・絶縁層とシンセティッ
ク構造を両有する発明者等の積層構造（特願平Ｈ０９−
１１１４１９）の電子反射・絶縁層として、該電子反射
絶縁層の優先配向面の陰イオン副格子が０．２９ｎｍ以
下の三角格子である材料を用いた場合の一例である。

【００４９】膜厚の測定は触針型膜厚計を用いた。各金
属元素の組成分析はＩＣＰ質量分析法でおこなった。Ｍ
Ｒ特性は４端子法で測定した。ＣｏとＦｅの間の組成比
の成膜による変化は小さく、無視できるものであった。
Ｂｅ組成比を式１のαで纏めた。結晶状態をＸ線回折で
調べ、ｆｃｃ−Ｃｏ９０Ｆｅ１０ の（１１１）ピーク
強度の相対比較で配向性、平坦性の目安とした。これ
は、ＮＩＬ自身が一般に１ｎｍ程度と薄く、特別な場合
以外は良好な比較に耐えるＸ線強度が得られないためで
ある。

【００５０】実施例１，２，３，４及び比較例１，２の
スピンバルブ積層構造の極薄絶縁層として、Ｂｅ組成比
を種々変化させたＴＭ−Ｂｅ−Ｏ層を作製した。ＴＭ−
Ｂｅ−Ｏ層作製には上述のマグネトロンスパッタリング
装置、及び酸化用チャンバを用い、真空を破らずに作製
した。スパッタリング・ターゲットにはＢｅ組成比を各
種変化させたＣｏ９０Ｆｅ１０−Ｂｅ焼結ターゲットを
用い、上記の共通の下地構造上へＡｒガス中で所定量を
堆積させた。続いて試料を酸化用チャンバに移し、ＥＣ
Ｒプラズマで励起した酸素ガスをチャンバに導入しＣｏ
−Ｆｅ−Ｂｅ層を酸化させた。さらに、この上に前述の
所定の上部構造を積層した。面内に平行に磁場を印可
し、約２７０℃で真空中熱処理した。得られた試料の遷
移金属合金層が（１１１）配向していることをＸ線回折
で確認した。

【００５１】得られた実施例１，２，３，４、比較例
１，２の諸量を表２に示す。なお、ピン層の一方向磁気
異方性磁場Ｈｕａは試料に依らず０．５ｋＯｅ程度でほ
ぼ一定であった。これは、本発明によってピン層と反強
磁性層の相互作用、本ＮＩＬを介したピン層同士の結合
の双方に悪影響が生じていないことを意味する結果と言
える。

【００５２】表２には各試料をＢｅ組成比αの大きい順
に並べた。両端が比較例、中央の４例が実施例である。
このように、Ｂｅ添加に伴い、膜成長の平坦性や凹凸の
目安であるＩ（１１１）は増加した。ＭＲ率も増大し
た。しかし、α＞０．５ではＩ（１１１）とＭＲ率は共
に減少した。

【００５３】フリー層の層間結合磁場Ｈｉｎは凹凸等に
より劣化（増加）すると考えられる量である。フリー層
の保磁力Ｈｃは種々の要素の影響を受ける敏感量であ
り、凹凸等により劣化（増加）する。Ｈｉｎ及びＨｃは
Ｂｅ添加量αの増大に伴い減少した。しかし、α＞０．
５では増加した。

【００５４】以上の実験結果より、適当な範囲のＢｅ添
加でＭＲ率や磁場特性が明確に改善されることが確認さ
れた。これはＢｅ添加によって格子のミスフィットが減
少し、界面のヘテロエピタクシーや平坦性が改善された
ために得られたと考えられる。

【００５５】なお、本特許の成膜法は特に限定されな
い。例えば、ＴＭとＢｅの同時デポ、焼結体合金等のデ
ポ＋ドライ酸化／ラジカル酸化、ＴＭとＢｅのデポ時の
反応性スパッタリングなどで作製することが出来る。ま
た、各種ＣＶＤで作製してもよい。ＴＭとＢｅを時間的
に、あるいは線源として別々に導入しても良い。チャン
バ内で膜堆積前に酸化物を形成し、これを堆積させる方
法でも良い。選択する組成比によっては、Ｂｅ単体やＢ
ｅと式１より選ばれるＴＭ以外のＭの組み合わせでこれ
らの手法を採用できるのは当然である。

【００５６】第２に、非立方晶系酸化物の系統である酸
化アルミニウム系材料、及び、酸化ベリリウム系材料を
極薄絶縁層としてスピンバルブ膜に適用した本発明の実
施の形態を示す。

【００５７】これは、現行の（１１１）面優先配向のＮ
ａＣｌ形ＴＭ−Ｏをｃ面優先配向したＢｅ−Ｏ系のウル
ツ鉱形結晶、あるいは酸化アルミニウムで置き換えるも
のである。該ＴＭ−Ｏ（１１１）面とＢｅ−Ｏやα−Ａ
ｌ_２Ｏ_３のｃ面はともに酸素イオンの最密充填面に平行
な面であり、類似している。かつ、ＢｅＯやα−Ａｌ _２
Ｏ_３の面格子の方がＮａＣｌ形ＴＭ−Ｏ（１１１）面の
面格子より小であり、ｆｃｃ−ＴＭ（１１１）面とのミ
スマッチは小さい。また、酸化ベリリウム、酸化アルミ
ニウム、共に十分な絶縁性を有し、極薄絶縁層として適
する。

【００５８】酸化ベリリウムの安定な化合物としてウル
ツ鉱形のＢｅＯがある。ＮａＣｌ形ではないが、ウルツ
鉱のＣ面はＢｅまたはＯの最密充填面の構造をとり、こ
れはＮａＣｌ形の（１１１）面とほぼ等価である。さら
に、ｃ面の陰イオン副格子の間隔が０．２７０ｎｍ程度
であり、（１１１）面の表面格子が０．２５０ｎｍから
０．２５１ｎｍ程度であるｆｃｃ−Ｃｏやｆｃｃ−Ｃｏ
９０Ｆｅ１０に値が近い。よって、ＢｅＯ自体でもｆｃ
ｃ−ＴＭ（１１１）面とミスフィットの小さい接続は可
能である。従来のＮａＣｌ形のＣｏＯ，ＮｉＯ，ＦｅＯ
の（１１１）面の陰イオン副格子の間隔は０．２９７ｎ
ｍから０．３０５ｎｍ程度であり、本発明では従来で得
られない０．２９ｎｍ以下のミスフィットの小さい陰イ
オン副格子が提供できる。

【００５９】酸化アルミニウムではコランダム形のα−
Ａｌ_２Ｏ_３が極薄絶縁層として最も適する。酸化ベリリ
ウムの場合と同様、α−Ａｌ_２Ｏ_３のｃ面が対称性と格
子定数の点から、ｆｃｃ−ＴＭ（１１１）面とミスフィ
ットの小さい接続に適する。ｃ面の陰イオン副格子の間
隔が０．２７４ｎｍ程度であり、（１１１）面の表面格
子が０．２５０ｎｍから０．２５１ｎｍ程度であるｆｃ
ｃ−Ｃｏやｆｃｃ−Ｃｏ９０Ｆｅ１０に値が近い。

【００６０】酸化アルミニウムは添加元素や欠陥、コン
タミネーションや作製法によってコランダム形ではない
結晶構造を取る場合もあるが、陰イオンである酸素イオ
ンとアルミニウム陽イオンとの距離に格段の変化はな
く、極薄絶縁層としてｆｃｃ−ＴＭ（１１１）上に形成
する場合、そのメリットは維持される。

【００６１】実施例５のスピンバルブ積層構造の極薄絶
縁層として、Ｂｅ−Ｏ層を作製した。Ｂｅターゲットを
用い、別体の単元マグネトロンスパッタリング装置中で
図２に示したボトム形スピンバルブ積層構造共通の下地
構造上へ所定量を堆積させた。スパッタリングガスはＡ
ｒとした。続いて試料を酸化用チャンバに移し、ＥＣＲ
プラズマで励起した酸素ガスをチャンバに導入しＢｅ層
を酸化させ極薄絶縁層２６を得た。さらに、この上に前
述の所定の上部構造を積層し、図２に示す積層構造を得
た。

【００６２】スピンバルブ積層構造膜全体の要請や除害
の容易性、Ｂｅ−Ｏ層の品質によっては、Ｂｅ−Ｏ層を
ＣＶＤ等で作製しても良く、作成方法は限定されない。

【００６３】実施例６のスピンバルブ積層構造の極薄絶
縁層として、Ａｌ−Ｏ層を作製した。Ａｌ_２Ｏ_３ターゲ
ットを用い、多元マグネトロンスパッタリング装置中で
図２に示したボトム形スピンバルブ積層構造共通の下地
構造上へ所定量を堆積させた。スパッタリングガスはＡ
ｒとした。続いて試料を酸化用チャンバに移し、ＥＣＲ
プラズマで励起した酸素ガスをチャンバに導入し、Ａｌ
−Ｏ層のストイキオメトリー回復のための酸素を供給し
極薄絶縁層２６を得た。さらに、この上に前述の所定の
上部構造を積層し、図２に示す積層構造を得た。

【００６４】実施例５、実施例６、共に面内に平行に磁
場を印可し、約２７０℃で１時間真空中熱処理した。得
られた試料の遷移金属合金層が（１１１）配向している
ことをＸ線回折で確認した。

【００６５】第３に、非酸化物の系統である窒化ホウ素
系材料を極薄絶縁層としてスピンバルブ膜に適用した本
発明の実施の形態を示す。発明者の知見によれば、上下
の遷移金属合金との良好なヘテロエピタクシーと絶縁性
が得られれば、極薄絶縁層は酸化物でなくとも良い。こ
れにより材料の選択の余地が広がるが、絶縁性と格子定
数の観点からこれを満たす材料はほとんど無い。発明者
は独自の検討の結果、ｈ−ＢＮのｃ面とｃ−ＢＮの（１
１１）面が適すること、特に六方晶系のｈ−ＢＮが特段
に適することを見出した。

【００６６】これは、現行の（１１１）面優先配向のＮ
ａＣｌ形ＴＭ−Ｏをｃ面優先配向したｈ−ＢＮ等で置き
換えるものである。ｈ−ＢＮのｃ面はＢとＮが交互に並
んだ六角形の網目状の構造を持ち、陰イオン、または陽
イオンの副格子の格子間距離は０．２５０ｎｍ程度であ
る。これはｆｃｃ−ＴＭ（１１１）面の表面格子とのミ
スマッチが無視できるほど小さいことを意味する。ま
た、前述のように、ｃ−ＢＮの（１１１）面配向でも
０．２５５ｎｍの三角格子が得られ、ミスマッチは十分
小さい。この結果、ｈ−ＢＮとｃ−ＢＮが峻別できない
混相においても一定の効果が期待される。

【００６７】実施例７のスピンバルブ積層構造の極薄絶
縁層として、Ｂ−Ｎ層を作製した。図２に示したボトム
形スピンバルブ積層構造の共通の下地構造上に別体の単
元マグネトロンスパッタリング装置でｈ−ＢＮターゲッ
トをＡｒとＮ_２の混合ガスでスパッタリング成膜をおこ
ない、続いて試料を別体の窒化用チャンバに移し、ＥＣ
Ｒプラズマで励起した窒素ガスをチャンバに導入しＢ−
Ｎ層に作用させ、極薄絶縁層２６を得た。さらに、この
上に前述の所定の上部構造を積層し、図２に示す積層構
造を得た。面内に平行に磁場を印可し、約２７０℃で真
空中熱処理した。得られた試料の遷移金属合金層が（１
１１）配向していることをＸ線回折で確認した。

【００６８】なお、スピンバルブ積層構造膜全体の要請
や品質によっては、Ｂ−Ｎ層はＣＶＤ等で作製しても良
いのは当然であり、例えば、Ｈ_２をキャリアガスとした
Ｂ_２Ｈ_６とＮＨ_３のｐｌａｓｍａ−ＣＶＤ等で作製して
も良い。

【００６９】実施例５，６，７の諸量を表３に示す。な
お、ピン層の一方向磁気異方性磁場Ｈｕａは実施例１か
ら４と同様、試料に依らず０．５ｋＯｅ程度でほぼ一定
であった。これは、本発明によってピン層と反強磁性層
の相互作用、本ＮＩＬを介したピン層同士の結合の双方
に悪影響が生じていないことを意味する。

【００７０】このように、実施例５，６，７はそれぞれ
比較例１に比較して圧倒的に優れたＭＲ率とＨｉｎを示
した。

【００７１】さらに、実施例５，６，７及び比較例１の
熱処理時間を倍の２０時間に変更して作製したところ、
比較例１ではＭＲ率の５％以上の減少等の劣化が観察さ
れたが、実施例５，６，７では劣化がほとんど観察され
ず、ＭＲ率の減少は２％以下であった。特に実施例７で
はＭＲ率の減少は１％以下であった。このように、本発
明の実施例では、耐熱性も向上することが確認された。
これはＢＮ等が安定した結合を有し、遷移金属に対する
拡散や固溶が十分小さいためと考えられる。

【００７２】以上の実施例１から７はボトム形スピンバ
ルブ積層構造の実施例である。これら実施例に見られる
ように、ボトム形のピン層に極薄絶縁層を挿入する場
合、該絶縁層の上部構造に直上のピン層上部構造である
ｆｃｃ強磁性層やフリー層の強磁性層などが存在する。
ピン層上部構造にどのような固着磁場を与えるか、フリ
ー層に如何に優れた軟磁気特性を与えるかは、スピンバ
ルブ特性の中心課題であり、該極薄絶縁層の平坦性やヘ
テロエピタクシーが乱れた場合、この不完全性が直接ピ
ン特性、フリー層磁気特性に大きな影響を与える。以上
の実施例１から７に示したように、本発明の極薄絶縁層
では優れたヘテロエピタクシーや平坦性が実現できるた
め、ボトム形スピンバルブ積層構造の特性改善に非常に
効果的である。

【００７３】ＭＲ効果のエンハンスには極薄絶縁層の被
覆率やヘテロエピタクシー等に随伴する結晶構造の歪み
や不完全性が特に関係するが、本発明では実施例１から
７で示したように、優れたＭＲ特性を実現しており、ボ
トム形スピンバルブ積層構造への改善効果は明白であ
る。

【００７４】本発明の極薄絶縁層はボトム形スピンバル
ブ積層構造のみならず、反強磁性層がトップ側にあるト
ップ形スピンバルブ積層構造や、強磁性層に人為的に反
強磁性的配列をとらせるシンセティック形スピンバルブ
積層構造に関しても無論、有効である。

【００７５】図３は、実施例６や実施例７と同じ装置で
同様の手法により作製されたトップ形スピンバルブ積層
構造の一例である。図３の極薄絶縁層３９として、実施
例６と同じ手法によりＡｌ−Ｏ層を形成した実施例８
と、図３の極薄絶縁層３９として、実施例７と同じ手法
によりＢ−Ｎ層を形成した実施例９を作製した。磁場中
熱処理は面内に平行に直流磁場を印可し、２７０℃で５
時間おこなった。

【００７６】トップ形スピンバルブの場合、該極薄絶縁
層３９はその下部構造に対するスペキュラー反射効果の
みならず、該極薄絶縁層３９の上部に形成される反強磁
性層３１１の配向性や膜質に特に影響を与える。これは
該極薄絶縁層３９の直上に形成されるｆｃｃ強磁性層３
１０の配向性や膜質を通じて反強磁性層３１１に極薄絶
縁層３９のモフォロジーが影響するためである。実際、
比較例３として、実施例６と同一の積層構造で、極薄絶
縁層３９の部位のみ、比較例１と同等のＣｏ９０Ｆｅ１
０−Ｏを形成した試料を作製し、ピン層の固着磁場を調
べたところ、実施例８が５８０エルステッド、実施例９
が６２０エルステッドであるのに対して比較例３は３７
０エルステッドであった。ピン層の固着磁場は反強磁性
層の品質と極薄絶縁層３９を介した強磁性層３８の磁気
的結合を反映する量であり、このように、トップ形スピ
ンバルブ積層構造でも本発明の極薄絶縁層を用いた積層
構造が優れていることが確認できた。

【００７７】図４は、実施例６や実施例７と同じ装置で
同様の手法により作製されたシンセティック形スピンバ
ルブ積層構造の一例である。図４の極薄絶縁層４８とし
て、実施例６と同じ手法によりＡｌ−Ｏ層を形成した実
施例１０と、図４の極薄絶縁層４８として、実施例７と
同じ手法によりＢ−Ｎ層を形成した実施例１１を作製し
た。磁場中熱処理は面内に平行に直流磁場を印可し、２
７０℃で５時間おこなった。

【００７８】図４に示すシンセティック形スピンバルブ
の場合、図２のボトム形スピンバルブ積層構造と同様、
該絶縁層の上部構造に直上のピン層上部構造であるｆｃ
ｃ強磁性層やフリー層の強磁性層などが存在する。すな
わち、ボトム形スピンバルブ積層構造と同様、極薄絶縁
層４８の平坦性やヘテロエピタクシーがピン特性、フリ
ー層磁気特性に大きな影響を与える。実際、比較例４と
して、実施例１０と同一の積層構造で、極薄絶縁層４８
の部位のみ、比較例１と同等のＣｏ９０Ｆｅ１０−Ｏを
形成した試料を作製した。比較例１の極薄絶縁層である
Ｃｏ９０Ｆｅ１０−Ｏは格子ミスフィットが約２０％と
大きい従来材料である。フリー層の層間結合磁場Ｈｉｎ
を評価したところ、実施例１０が７エルステッド前後、
実施例１１が４エルステッド前後であるのに対して比較
例４は２２エルステッドであった。また、フリー層の保
磁力Ｈｃについては、実施例１０が３エルステッド前
後、実施例１１が２エルステッド以下であったのに対
し、比較例４は１０エルステッド程度であった。

【００７９】これらの結果は、シンセティック形スピン
バルブ積層構造において、格子ミスフィットを小さくす
ることがＭＲ素子特性改善に有効であることを示してい
る。

【００８０】さらに、比較例５として、実施例１０と同
一のシンセティック形スピンバルブ積層構造で、極薄絶
縁層４８の部位のみ、比較例２と同等の（Ｃｏ_０．９Ｆ
ｅ_{０ ．１}）_０．４２Ｂｅ_０．５８−Ｏ、すなわち、Ｃｏ
_{０．３７８}Ｆｅ_{０．０４２}Ｂｅ_０．５８−Ｏを形成した
試料を作製した。比較例２の極薄絶縁層Ｃｏ_{０．３７ ８}
Ｆｅ_{０．０４２}Ｂｅ_０．５８−Ｏは格子のミスフィット
は約６％と小さいものの良好な（１１１）エピタキシー
が期待できない材料である。

【００８１】フリー層の層間結合磁場Ｈｉｎを評価した
ところ約４０エルステッドの値が得られた。フリー層の
保磁力Ｈｃについては１２から１５エルステッドの値が
得られた。これらの結果は上述の実施例１０及び実施例
１１の値に比較して著しく劣る値であった。また、比較
例５ではＭＲ率に関しても実施例１０や１１の約半分の
値しか得られなかった。

【００８２】Ｘ線回折でシンセティック形スピンバルブ
構造の比較例５、実施例１０、実施例１１のｆｃｃ遷移
金属の（１１１）ピークの強度Ｉ（１１１）を評価した
ところ、実施例１０の強度を１とした場合に、実施例１
１は同様に約１であったが、比較例５の強度は０．５か
ら０．６程度であった。さらに、実施例１０と比較例５
の極薄絶縁層４８をＴＥＭ観察したところ、実施例１０
では観察されたイオン平面三角格子の良好な積層による
エピタクシーが比較例５では観察されなかった。さらに
比較例５では極薄絶縁層４８の明瞭な（１１１）優先配
向も見られなかった。これらの結果は、格子ミスフィッ
トが実施例同様に十分小さくても、比較例５のように、
陰イオン副格子の最密面が膜面に平行に成長しない場合
にはＭＲ素子としての特性が劣化することを示してい
る。

【００８３】このように、シンセティック形スピンバル
ブ積層構造でも本発明の極薄絶縁層を用いることで従来
の遷移金属酸化物の絶縁層を用いた場合に比較してＭＲ
素子用積層構造として優れた特性が得られた。これは、
反強磁性層等の、極薄絶縁層からの距離が比較的ある層
でさまざまな構成や変更が生じても、ｆｃｃ遷移金属合
金層と接する本発明の極薄酸化層、及び該極薄酸化層を
含む積層構造がスペキュラー形スピンバルブ積層構造に
対して有益であることを示す証左と言える。シンセティ
ック形では該極薄絶縁層の下部構造が従来より複雑化す
るため、良好なヘテロエピタクシーと平坦性を実現する
本発明の寄与は特に重要である。

【００８４】以上の実験結果より、本発明の極薄絶縁層
であるミスフィットや対称性の観点からより良い整合が
得られる系、具体的にはアルミニウム酸化物、ベリリウ
ム酸化物、窒化硼素では、ＭＲ率や磁場特性が明確に改
善されることが確認された。また、極薄絶縁層を介した
磁気的結合は切断されず維持された。これらは格子のミ
スフィットが減少し、界面のヘテロエピタクシーや平坦
性が改善されたために得られたと考えられる。

【００８５】本特許はｆｃｃ−ＴＭ（１１１）層の途中
に挿入する（スペキュラー反射用）ＮＩＬ層の積層構造
に関するものである。すなわち、ＳＶヘッド積層構造全
体の形式やＳＶヘッド積層構造の適用先には特に限定さ
れないものであるが、一例としてヘッド・デバイスへの
加工例と磁気記録装置への適用について述べる。

【００８６】実施例１２の磁気抵抗効果素子として、ア
ルチック（Ａｌ_２Ｏ_３・ＴｉＣ）基板上に実施例７と同
等の積層構造を作製し微細パターンに加工した。出力特
性を測定したところ、加工劣化が無視でき、従来の比較
例１でアルチック基板上に同様に作製した比較例３の磁
気抵抗効果素子よりも約５割高い出力電圧がセンス電流
によらず得られた。

【００８７】本発明の薄膜積層構造は磁気抵抗効果素子
として、例えば、記録再生一体型の磁気ヘッドに組み込
まれ、磁気記録装置に搭載される。図５はこのような磁
気記録装置の概略構成を例示する要部斜視図である。磁
気ディスク５１はスピンドル５２に装着され、図示しな
い駆動装置部からの制御信号に応答する図示しないモー
ターにより回転する。磁気ディスク５１に情報の記録再
生をおこなうヘッドスライダ５３は薄膜状のサスペンシ
ョン５４の先端に取り付けられている。ここで、ヘッド
スライダ５３は、例えば、前述のいずれかの積層構造よ
り成る磁気抵抗効果素子を磁気ヘッドの一部として搭載
している。

【００８８】サスペンション５４は、図示しない駆動コ
イルを保持するボビン部などを有するアクチュエータア
ーム５５の一端に接続されている。アクチュエータアー
ム５５の他端にはボイスコイルモータ５６が設けられて
いる。

【００８９】アクチュエータアーム５５は固定軸５７の
上下２個所に設けられた図示しないボールベアリングに
よって保持され、ボイスコイルモータ５６により回転摺
動が自在に出来るようになっている。本発明によれば、
前述した各実施形態にかかる磁気抵抗効果素子を磁気ヘ
ッドの要部として採用することにより、高記録密度で記
録再生特性が極めて安定したじき黄色く装置を実現でき
る。また、本発明によれば、大きな再生出力信号と良好
な熱安定性とを得ることが出来る。さらに、その結果と
して再生出力の経時変化を低減できる。以上の効果か
ら、挟トラック化、低素子ハイト化が可能となり、高密
度磁気記録に対応した磁気記録装置を実現できる。

【００９０】諸材料の格子定数を（表１）に示す。

【表１】 ボトム形スピンバルブ積層構造を有する実施例１，２，
３，４と比較例１，２の評価結果一覧を（表２）に示
す。

【表２】 ここでαは、膜組成式 （Ｍ_１−αＢｅ_α）Ｏ_１＋βの
α、Ｉ（１１１）は、ＸＲＤの（１１１）回折ピークの
比較例１に対するピーク相対強度である。ｍｆは該絶縁
物層の格子定数とｆｃｃ遷移金属合金層の格子定数との
ミスフィット百分率の計算値である。（絶縁物層の格子
定数／ｆｃｃ遷移金属合金の格子定数−１）×１００で
定義した。

【００９１】ボトム形スピンバルブ積層構造を有する実
施例５，６，７の評価結果一覧を（表３）に示す。

【表３】

【００９２】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
磁気抵抗効果素子に代表される積層薄膜機能デバイスに
おいて、遷移金属合金層に対してスペキュラー反射率が
高く、すなわち、ヘテロエピタクシー性と平坦性に優
れ、上下の磁気的結合を阻害せず、かつ、上部構造のモ
フォロジーを劣化させない極薄酸化物層（Ｎａｎｏ−Ｏ
ｘｉｄｅ Ｌａｙｅｒ； ＮＩＬ）を挿入することが出
来る。また、遷移金属合金層と該ＮＩＬを積層させた構
造を各素子に提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の積層構造の模式図。

【図２】本発明のボトム形スピンバルブ積層構造の一
例。

【図３】本発明のトップ形スピンバルブ積層構造の一
例。

【図４】本発明のシンセティック形スピンバルブ積層構
造の一例。

【図５】本発明を適用した磁気記録装置。

【符号の説明】

ＮＩＬ 極薄絶縁層（Ｎａｎｏ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ
Ｌａｙｅｒ） α 膜組成式 （Ｍ_１−αＢｅ_α）Ｏ_１＋βのα Ｉ（１１１） 遷移金属合金層のＸＲＤのｆｃｃ（１１
１）回折ピークの比較例１に対するピーク相対強度。 ｍｆ 絶縁物層の格子定数とｆｃｃ遷移金属合金層の格
子定数とのミスフィット百分率の計算値。 Ｈｉｎ フリー層の層間結合磁場 Ｈｃ フリー層の保磁力 １１ Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉの少なくとも１種を含むｆｃｃ
強磁性層 １２ ｛窒素、酸素、フッ素、塩素、硫黄｝から選ばれ
る少なくとも１種以上の陰イオン元素を含む化合物層で
あって、膜面に平行に陰イオン副格子の最密充填面が存
在する極薄絶縁層 ２１ 下地基板 ２２ Ｔａ下地層 ２３ ＮｉＦｅ下地層 ２４ ＩｒＭｎ反強磁性層 ２５ ｆｃｃ遷移金属合金層（強磁性層） ２６ 極薄絶縁層（ＮＩＬ） ２７ ｆｃｃ遷移金属合金層（強磁性層） ２８ 非磁性Ｃｕ層 ２９ ｆｃｃ遷移金属合金層（強磁性層） ２１０ 酸化Ｃｕ極薄絶縁層 ２１１ Ｔａ保護層 ３１ 下地基板 ３２ Ｔａ下地層 ３３ ＮｉＦｅ下地層 ３４ 極薄絶縁層 ３５ 非磁性Ｃｕ層 ３６ ｆｃｃ遷移金属合金層（強磁性層） ３７ 非磁性Ｃｕ層 ３８ ｆｃｃ遷移金属合金層（強磁性層） ３９ 極薄絶縁層（ＮＩＬ） ３１０ ｆｃｃ遷移金属合金層（強磁性層） ３１１ ＰｔＭｎ反強磁性層 ３１２ Ｔａ保護層 ４１ 下地基板 ４２ Ｔａ下地層 ４３ Ｒｕ層 ４４ ＰｔＭｎ反強磁性層 ４５ ｆｃｃ遷移金属合金層（強磁性層） ４６ Ｒｕ層 ４７ ｆｃｃ遷移金属合金層（強磁性層） ４８ 極薄絶縁層（ＮＩＬ） ４９ ｆｃｃ遷移金属合金層（強磁性層） ４１０ 非磁性Ｃｕ層 ４１１ ｆｃｃ遷移金属合金層（強磁性層） ４１２ 極薄絶縁層 ４１３ Ｔａ保護層 ５１ 磁気ディスク ５２ スピンドル ５３ ヘッドスライダ ５４ サスペンション ５５ アクチュエータアーム ５６ ボイスコイルモータ ５７ 固定軸

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉの少なくとも１種を含
   む強磁性層、及び、｛窒素、酸素、フッ素、塩素、硫
   黄｝から選ばれる少なくとも１種以上の陰イオン元素を
   含む化合物層、及び、該強磁性層と該化合物層の界面を
   有し、該化合物層の優先配向面に概略平行に該化合物層
   の陰イオン副格子の最密充填面が存在することを特徴と
   する積層薄膜機能素子。
2. 【請求項２】 請求項１において、該最密充填面の陰イ
   オン副格子の距離が０．２９ｎｍ以下であることを特徴
   とする積層薄膜機能素子。
3. 【請求項３】 請求項２において、該強磁性層が概略ｆ
   ｃｃ構造であり、かつ膜面に平行に（１１１）優先配向
   していることを特徴とする積層薄膜機能素子。
4. 【請求項４】 請求項３において、該化合物層が主にボ
   ロンと窒素より成る化合物であることを特徴とする積層
   薄膜機能素子。
5. 【請求項５】 請求項３において、該化合物層が主にア
   ルミニウムと酸素より成る化合物であることを特徴とす
   る積層薄膜機能素子。
6. 【請求項６】 請求項５において、該化合物層の直上及
   び直下にそれぞれ強磁性層を有し、その２強磁性層の面
   内磁化の方位が常に概略同方向であることを特徴とする
   積層薄膜機能素子。
7. 【請求項７】 請求項３において、該化合物薄膜層が組
   成式（１）を概略満たすことを特徴とする積層薄膜機能
   素子。 組成式（１）：（Ｍ_１−αＡ_α）Ｏ_１＋β ここでＭは少なくとも｛Ｍｇ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃ
   ｏ，Ｔｉ，Ｃａ，Ｖ，Ｃｄ｝から選ばれる１種以上の元
   素，Ａは少なくとも｛Ｂｅ，Ｂ｝から選ばれる１種以上
   の元素、 また、α，βは ０＜α＜０．５、−０．５＜β＜０．
   ５を満たす。
8. 【請求項８】 請求項７において、該化合物層が概略Ｎ
   ａＣｌ構造であり、かつ膜面に平行に（１１１）優先配
   向していることを特徴とする積層薄膜機能素子。
9. 【請求項９】 請求項３において、該化合物層が立方晶
   系の結晶構造を有さないことを特徴とする積層薄膜機能
   素子。
10. 【請求項１０】 請求項８において、該酸化物層の陽イ
    オンが主にＢｅより成ることを特徴とする積層薄膜機能
    素子。
11. 【請求項１１】 請求項１において、の薄膜積層構造で
    あって、該強磁性層及び該酸化物層の層厚がおのおの１
    ０ｎｍ以下であることを特徴とする積層薄膜機能素子。
12. 【請求項１２】 請求項１の積層薄膜機能素子を適用し
    たことを特徴とする磁気抵抗効果素子。
13. 【請求項１３】 請求項１１記載の磁気抵抗効果素子を
    搭載した磁気再生ヘッド。
14. 【請求項１４】 請求項１２記載の磁気再生ヘッドを搭
    載したことを特徴とする磁気再生装置。