JP2002305339A - 被固定膜およびその形成方法、ならびにスピンバルブ構造体およびその形成方法 - Google Patents
被固定膜およびその形成方法、ならびにスピンバルブ構造体およびその形成方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高密度記録化に対応して優れた安定性を確保
可能なスピンバルブ構造体およびその形成方法を提供す
る。 【解決手段】 コバルト鉄合金（ＣｏＦｅ）層２１と、
ルテニウム（Ｒｕ）層２２と、コバルト鉄合金層２３
と、ニッケルクロム合金（ＮｉＣｒ）層２４と、コバル
ト鉄合金層２５とがこの順に積層された５層構成をなす
ピンド層３５を備え、特に、コバルト鉄合金層２５の厚
みγがコバルト鉄合金層２３の厚みβの約１／２となり
（γ＝１／２・β）、かつコバルト鉄合金層２３，２５
の厚みの総和β＋γがコバルト鉄合金層２１の厚みαよ
りも小さくなるように（（β＋γ）＜α）、スピンバル
ブ構造体を構成する。従来のスピンバルブ構造体と比較
してヒステリシス曲線の開度が小さくなるため、ピンド
層３５の強度が向上し、高密度記録化に対応した優れた
安定性が確保される。
可能なスピンバルブ構造体およびその形成方法を提供す
る。 【解決手段】 コバルト鉄合金（ＣｏＦｅ）層２１と、
ルテニウム（Ｒｕ）層２２と、コバルト鉄合金層２３
と、ニッケルクロム合金（ＮｉＣｒ）層２４と、コバル
ト鉄合金層２５とがこの順に積層された５層構成をなす
ピンド層３５を備え、特に、コバルト鉄合金層２５の厚
みγがコバルト鉄合金層２３の厚みβの約１／２となり
（γ＝１／２・β）、かつコバルト鉄合金層２３，２５
の厚みの総和β＋γがコバルト鉄合金層２１の厚みαよ
りも小さくなるように（（β＋γ）＜α）、スピンバル
ブ構造体を構成する。従来のスピンバルブ構造体と比較
してヒステリシス曲線の開度が小さくなるため、ピンド
層３５の強度が向上し、高密度記録化に対応した優れた
安定性が確保される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ディスクシス
テムに搭載され、巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ：Giant Ma
gneto-Resistance）を利用して情報を再生する磁気再生
ヘッドに関し、特に、磁気再生ヘッドを構成するスピン
バルブ構造体の一部をなす被固定膜およびその形成方
法、ならびにその被固定膜を備えたスピンバルブ構造体
およびその形成方法に関する。
テムに搭載され、巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ：Giant Ma
gneto-Resistance）を利用して情報を再生する磁気再生
ヘッドに関し、特に、磁気再生ヘッドを構成するスピン
バルブ構造体の一部をなす被固定膜およびその形成方
法、ならびにその被固定膜を備えたスピンバルブ構造体
およびその形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】磁気再生ヘッドは、主に、磁界中の物質
（以下、単に「磁化物質」という）の抵抗変化（磁気抵
抗変化）を検出することにより、再生機能を実行する。
すなわち、多くの磁性材料は、外部磁界により容易に磁
化可能な所定の方向性（容易軸）を有し、異方性を示
す。容易軸に対して直交する方向に磁化物質が磁化され
ると、磁気抵抗効果が生じることにより磁化物質の抵抗
が増加する。一方、容易軸と平行な方向に磁化物質が磁
化されると、磁気抵抗効果が消失する。この原理を利用
することにより、磁化物質の磁気抵抗変化を通じて磁気
情報（ディスクに書き込まれた磁気信号等）を検出する
ことが可能となる。
（以下、単に「磁化物質」という）の抵抗変化（磁気抵
抗変化）を検出することにより、再生機能を実行する。
すなわち、多くの磁性材料は、外部磁界により容易に磁
化可能な所定の方向性（容易軸）を有し、異方性を示
す。容易軸に対して直交する方向に磁化物質が磁化され
ると、磁気抵抗効果が生じることにより磁化物質の抵抗
が増加する。一方、容易軸と平行な方向に磁化物質が磁
化されると、磁気抵抗効果が消失する。この原理を利用
することにより、磁化物質の磁気抵抗変化を通じて磁気
情報（ディスクに書き込まれた磁気信号等）を検出する
ことが可能となる。
【０００３】磁気抵抗効果は、例えば、磁気再生ヘッド
に「スピンバルブ」と呼ばれる構造を適用することによ
り、顕著に向上する。磁気再生ヘッドの主要部（スピン
バルブ構造体）において生じる磁気抵抗効果は、特に、
「巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）」と呼ばれている。スピ
ンバルブ構造体では、磁化物質全体の磁化方向に対し
て、その磁化物質中における電子自身のスピンに起因す
る磁気ベクトルが平行（方向が反対の場合を除く）にな
ると、結晶格子により電子が極めて散乱されにくくなる
という現象を利用している。
に「スピンバルブ」と呼ばれる構造を適用することによ
り、顕著に向上する。磁気再生ヘッドの主要部（スピン
バルブ構造体）において生じる磁気抵抗効果は、特に、
「巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）」と呼ばれている。スピ
ンバルブ構造体では、磁化物質全体の磁化方向に対し
て、その磁化物質中における電子自身のスピンに起因す
る磁気ベクトルが平行（方向が反対の場合を除く）にな
ると、結晶格子により電子が極めて散乱されにくくなる
という現象を利用している。
【０００４】図６は、従来のスピンバルブ構造体の断面
構成の一例を表すものである。このスピンバルブ構造体
は、例えば、基体１１０上に、シード層１２０と、磁性
材料よりなるフリー層１３０と、非磁性材料よりなるス
ペーサ層１４０と、強磁性材料よりなるピンド層１５０
と、反強磁性材料（ＡＦＭ；Antiferromagnetic Materi
al）よりなるピンニング層１６０と、保護層１７０とが
この順に積層された構成をなしている。スペーサ層１４
０の厚みは、例えば、フリー層１３０とピンド層１５０
とを互いに交換結合が生じない程度（原子レベルにおい
て互いの磁気特性に影響を及ぼし合わない程度）に離間
させ、かつフリー層１３０とピンド層１５０との間の距
離が伝導電子の平均自由行程以内となるような厚みにな
っている。
構成の一例を表すものである。このスピンバルブ構造体
は、例えば、基体１１０上に、シード層１２０と、磁性
材料よりなるフリー層１３０と、非磁性材料よりなるス
ペーサ層１４０と、強磁性材料よりなるピンド層１５０
と、反強磁性材料（ＡＦＭ；Antiferromagnetic Materi
al）よりなるピンニング層１６０と、保護層１７０とが
この順に積層された構成をなしている。スペーサ層１４
０の厚みは、例えば、フリー層１３０とピンド層１５０
とを互いに交換結合が生じない程度（原子レベルにおい
て互いの磁気特性に影響を及ぼし合わない程度）に離間
させ、かつフリー層１３０とピンド層１５０との間の距
離が伝導電子の平均自由行程以内となるような厚みにな
っている。
【０００５】このスピンバルブ構造体では、例えば、磁
化方向が互いに反対になるようにフリー層１３０および
ピンド層１５０が磁化された状態において、これらのフ
リー層１３０およびピンド層１５０の内部を磁化方向
（図中の矢印１８の方向）に沿って電流が流れるとする
と、フリー層１３０およびピンド層１５０の内部を流れ
る半数の電子が散乱現象に寄与し、残りの半数の電子は
散乱現象に寄与しないこととなる。そして、散乱現象に
寄与しない電子のみが、高い確率でフリー層１３０から
ピンド層１５０（またはピンド層１５０からフリー層１
３０）へ移行可能な平均自由行程を有することとなる。
しかしながら、これらの電子は、一旦移動方向を変える
と直ちに散乱現象に寄与し、移動方向が元の方向に戻ら
なくなってしまい、結果として全体として抵抗が大きく
増加することとなる。
化方向が互いに反対になるようにフリー層１３０および
ピンド層１５０が磁化された状態において、これらのフ
リー層１３０およびピンド層１５０の内部を磁化方向
（図中の矢印１８の方向）に沿って電流が流れるとする
と、フリー層１３０およびピンド層１５０の内部を流れ
る半数の電子が散乱現象に寄与し、残りの半数の電子は
散乱現象に寄与しないこととなる。そして、散乱現象に
寄与しない電子のみが、高い確率でフリー層１３０から
ピンド層１５０（またはピンド層１５０からフリー層１
３０）へ移行可能な平均自由行程を有することとなる。
しかしながら、これらの電子は、一旦移動方向を変える
と直ちに散乱現象に寄与し、移動方向が元の方向に戻ら
なくなってしまい、結果として全体として抵抗が大きく
増加することとなる。
【０００６】スピンバルブ構造体では、巨大磁気抵抗効
果（ＧＭＲ）を生じさせるために、ピンド層１５０の磁
化方向が固定される。ピンド層１５０の磁化方向を固定
する際には、主に、成膜処理およびアニール処理を利用
して、ピンド層１５０上に、反強磁性材料よりなるピン
ニング層１６０を形成したのち、ピンニング層１６０に
よりピンド層１５０を磁化する。ピンド層１５０の磁化
方向が固定される一方、フリー層１３の磁化方向は、例
えば磁気ディスクなどの記録媒体の表面のビットに起因
して生じる磁界により自由に変化可能である。
果（ＧＭＲ）を生じさせるために、ピンド層１５０の磁
化方向が固定される。ピンド層１５０の磁化方向を固定
する際には、主に、成膜処理およびアニール処理を利用
して、ピンド層１５０上に、反強磁性材料よりなるピン
ニング層１６０を形成したのち、ピンニング層１６０に
よりピンド層１５０を磁化する。ピンド層１５０の磁化
方向が固定される一方、フリー層１３の磁化方向は、例
えば磁気ディスクなどの記録媒体の表面のビットに起因
して生じる磁界により自由に変化可能である。
【０００７】図６に示したスピンバルブ構造体は、特
に、ピンニング層１６０がフリー層１３０よりも基体１
１０から遠い側（図中の上側）に位置している構成に基
づき、「トップスピンバルブ構造体」と呼ばれる。これ
に対して、基体１１０上に、シード層１２０、ピンニン
グ層１６０、ピンド層１５０、スペーサ層１４０、フリ
ー層１３０、保護層１７０がこの順に積層され、ピンニ
ング層１６０がフリー層１３０よりも基体１１０に近い
側に位置する構成は「ボトムスピンバルブ構造体」と呼
ばれる。
に、ピンニング層１６０がフリー層１３０よりも基体１
１０から遠い側（図中の上側）に位置している構成に基
づき、「トップスピンバルブ構造体」と呼ばれる。これ
に対して、基体１１０上に、シード層１２０、ピンニン
グ層１６０、ピンド層１５０、スペーサ層１４０、フリ
ー層１３０、保護層１７０がこの順に積層され、ピンニ
ング層１６０がフリー層１３０よりも基体１１０に近い
側に位置する構成は「ボトムスピンバルブ構造体」と呼
ばれる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、スピ
ンバルブ構造体の一構成要素をなし、例えばコバルト鉄
合金（ＣｏＦｅ）などの強磁性材料よりなるピンド層１
５０は、反強磁性材料よりなるピンニング層１６０によ
り交換バイアスが印加される必要がある。例えばマンガ
ン白金合金（ＭｎＰｔ）やニッケルマンガン合金（Ｎｉ
Ｍｎ）などのブロッキング温度が高い反強磁性材料より
なるピンニング層１６０によりピンド層１５０の磁化方
向が固定されると、一般に、ピンド層１５０は大きな異
方性を示し、異方性磁界Ｈckはピンニング磁界Ｈpin と
同等になる。これにより、ピンド層１５０が不安定にな
り、ヒステリシス曲線（磁化曲線）の開度（開き具合）
が大きくなってしまう。この問題は、例えば、タンタル
（Ｔａ）よりなるシード層１２０を備えたスピンバルブ
構造体よりも、ニッケルクロム合金（ＮｉＣｒ）やニッ
ケル鉄クロム合金（ＮｉＦｅＣｒ）よりなるシード層１
２０を備えたスピンバルブ構造体において、より深刻と
なる。
ンバルブ構造体の一構成要素をなし、例えばコバルト鉄
合金（ＣｏＦｅ）などの強磁性材料よりなるピンド層１
５０は、反強磁性材料よりなるピンニング層１６０によ
り交換バイアスが印加される必要がある。例えばマンガ
ン白金合金（ＭｎＰｔ）やニッケルマンガン合金（Ｎｉ
Ｍｎ）などのブロッキング温度が高い反強磁性材料より
なるピンニング層１６０によりピンド層１５０の磁化方
向が固定されると、一般に、ピンド層１５０は大きな異
方性を示し、異方性磁界Ｈckはピンニング磁界Ｈpin と
同等になる。これにより、ピンド層１５０が不安定にな
り、ヒステリシス曲線（磁化曲線）の開度（開き具合）
が大きくなってしまう。この問題は、例えば、タンタル
（Ｔａ）よりなるシード層１２０を備えたスピンバルブ
構造体よりも、ニッケルクロム合金（ＮｉＣｒ）やニッ
ケル鉄クロム合金（ＮｉＦｅＣｒ）よりなるシード層１
２０を備えたスピンバルブ構造体において、より深刻と
なる。
【０００９】ところで、例えば、積層構成をなすピンド
層１５０、すなわちシンセティック反平行ピンド層（Ｓ
ｙＡＰ；Synthetic anti-parallel pinned layer）を備
えたスピンバルブ構造体（ＳｙＡＰ−ＳＶ；Spin Valv
e）において、ピンド層１５０に基づくヒステリシス曲
線の開度を小さくし得ることが知られている。このＳｙ
ＡＰ−ＳＶでは、単層構成よりなる一般的なピンド層１
５０を備えたスピンバルブ構造体と比較して、ピンニン
グ強度が極めて大きくなる。一般に、ＳｙＡＰ−ＳＶ
は、ルテニウム層を挟んで互いに交換結合され、磁化方
向が互いに反平行な２つの磁性層ＡＰ１，ＡＰ２（ピン
ニング層１６０から遠い側の磁性層をＡＰ１，近い側の
磁性層をＡＰ２とする）を備えており、これらの２つの
磁性層ＡＰ１，ＡＰ２の磁化方向は一体的に回転可能に
なっている。具体的なＳｙＡＰ−ＳＶの構成としては、
例えば、シード層／フリー層／スペーサ層（銅）／［Ａ
Ｐ１／ルテニウム層／ＡＰ２］／ピンニング層／保護層
が挙げられる（構成中の［］部分はシンセティック反平
行ピンド層（ＳｙＡＰ）を表す）。このＳｙＡＰ−ＳＶ
では、磁性層ＡＰ２に基づく異方性磁界Ｈckが極めて小
さくなる。このＳｙＡＰ−ＳＶによれば、上記したピン
ド層１５０の不安定性やヒステリシス曲線の開度の拡大
に係る問題を改善し得るが、その改善の程度は未だ十分
なものとはいえない。
層１５０、すなわちシンセティック反平行ピンド層（Ｓ
ｙＡＰ；Synthetic anti-parallel pinned layer）を備
えたスピンバルブ構造体（ＳｙＡＰ−ＳＶ；Spin Valv
e）において、ピンド層１５０に基づくヒステリシス曲
線の開度を小さくし得ることが知られている。このＳｙ
ＡＰ−ＳＶでは、単層構成よりなる一般的なピンド層１
５０を備えたスピンバルブ構造体と比較して、ピンニン
グ強度が極めて大きくなる。一般に、ＳｙＡＰ−ＳＶ
は、ルテニウム層を挟んで互いに交換結合され、磁化方
向が互いに反平行な２つの磁性層ＡＰ１，ＡＰ２（ピン
ニング層１６０から遠い側の磁性層をＡＰ１，近い側の
磁性層をＡＰ２とする）を備えており、これらの２つの
磁性層ＡＰ１，ＡＰ２の磁化方向は一体的に回転可能に
なっている。具体的なＳｙＡＰ−ＳＶの構成としては、
例えば、シード層／フリー層／スペーサ層（銅）／［Ａ
Ｐ１／ルテニウム層／ＡＰ２］／ピンニング層／保護層
が挙げられる（構成中の［］部分はシンセティック反平
行ピンド層（ＳｙＡＰ）を表す）。このＳｙＡＰ−ＳＶ
では、磁性層ＡＰ２に基づく異方性磁界Ｈckが極めて小
さくなる。このＳｙＡＰ−ＳＶによれば、上記したピン
ド層１５０の不安定性やヒステリシス曲線の開度の拡大
に係る問題を改善し得るが、その改善の程度は未だ十分
なものとはいえない。
【００１０】なお、本発明の目的と同様の目的に係る先
願文献を調査したところ、いくつか興味深い文献が発見
された。
願文献を調査したところ、いくつか興味深い文献が発見
された。
【００１１】例えば、米国特許第６１２２１５０号で
は、Gillにより、ルテニウム層を挟んで離間された２つ
の反平行なコバルト鉄合金層を備え、酸化ニッケル（Ｎ
ｉＯ）により覆われたスピンバルブ構造体について開示
されている。また、米国特許第５７３８９４６号では、
Iwasaki 等により、ニッケルクロム合金よりなる保護膜
を備えたスピンバルブ構造体について開示されており、
米国特許第６１１５２２４号では、Saito により、スピ
ンバルブ構造体の形成プロセスについて開示されてい
る。さらに、米国特許第５７０２８３２号（Iwasaki
等），米国特許第５９３６８１０号（Nakamoto），米国
特許第５７８０１７６号（Iwasaki 等）では、いずれも
スピンバルブ構造体の構成およびその形成プロセスにつ
いて開示している。
は、Gillにより、ルテニウム層を挟んで離間された２つ
の反平行なコバルト鉄合金層を備え、酸化ニッケル（Ｎ
ｉＯ）により覆われたスピンバルブ構造体について開示
されている。また、米国特許第５７３８９４６号では、
Iwasaki 等により、ニッケルクロム合金よりなる保護膜
を備えたスピンバルブ構造体について開示されており、
米国特許第６１１５２２４号では、Saito により、スピ
ンバルブ構造体の形成プロセスについて開示されてい
る。さらに、米国特許第５７０２８３２号（Iwasaki
等），米国特許第５９３６８１０号（Nakamoto），米国
特許第５７８０１７６号（Iwasaki 等）では、いずれも
スピンバルブ構造体の構成およびその形成プロセスにつ
いて開示している。
【００１２】さらに、Horng 等により出願された明細書
（出願番号：０９／４９５３４８、出願日：２０００年
２月１日）では、極めて薄いニッケルクロム合金（Ｎｉ
Ｃｒ）層が挿入されてなるピンド層を備えたスピンバル
ブ構造体において、ヒステリシス曲線の開度が小さくな
る旨が開示されている。このピンド層では、ニッケルク
ロム合金層により離間された２つの磁性層Ｐ１，Ｐ２
（ピンニング層から遠い側をＰ１，近い側をＰ２とす
る）が強磁性的に結合されており、その結合強度は約
１．０×１０-7Ｊ／ｃｍ2 （約１．０ｅｒｇ／ｃｍ2 ）
である。このような特徴的な構成を有するピンド層は、
特に、平行ピンド層（ＰＰ；paraller-pinnedlayer ）
と呼ばれている。平行ピンド層（ＰＰ）備えたスピンバ
ルブ構造体の構成は、例えば、シード層／フリー層／ス
ペーサ層（銅）／［Ｐ１／ニッケルクロム合金層／Ｐ
２］／ピンニング層／保護層である（構成中の［］部分
は平行ピンド層（ＰＰ）を表す）。平行ピンド層（Ｐ
Ｐ）を備えたスピンバルブ構造体においてヒステリシス
曲線の開度が小さくなる理由は、主に、シンセティック
反平行ピンド層（ＳｙＡＰ）を備えたスピンバルブ構造
体の場合と同様である。この平行ピンド層（ＰＰ）を備
えたスピンバルブ構造体では、２つの磁性層Ｐ１，Ｐ２
が互いに強磁性的に結合することにより、両磁性層の磁
化方向が一体的に回転可能になると共に、磁性層Ｐ２に
基づく異方性磁界Ｈckは小さくなるが、ピンニング磁界
Ｈpin が十分でないため、高密度記録化に対応できな
い。
（出願番号：０９／４９５３４８、出願日：２０００年
２月１日）では、極めて薄いニッケルクロム合金（Ｎｉ
Ｃｒ）層が挿入されてなるピンド層を備えたスピンバル
ブ構造体において、ヒステリシス曲線の開度が小さくな
る旨が開示されている。このピンド層では、ニッケルク
ロム合金層により離間された２つの磁性層Ｐ１，Ｐ２
（ピンニング層から遠い側をＰ１，近い側をＰ２とす
る）が強磁性的に結合されており、その結合強度は約
１．０×１０-7Ｊ／ｃｍ2 （約１．０ｅｒｇ／ｃｍ2 ）
である。このような特徴的な構成を有するピンド層は、
特に、平行ピンド層（ＰＰ；paraller-pinnedlayer ）
と呼ばれている。平行ピンド層（ＰＰ）備えたスピンバ
ルブ構造体の構成は、例えば、シード層／フリー層／ス
ペーサ層（銅）／［Ｐ１／ニッケルクロム合金層／Ｐ
２］／ピンニング層／保護層である（構成中の［］部分
は平行ピンド層（ＰＰ）を表す）。平行ピンド層（Ｐ
Ｐ）を備えたスピンバルブ構造体においてヒステリシス
曲線の開度が小さくなる理由は、主に、シンセティック
反平行ピンド層（ＳｙＡＰ）を備えたスピンバルブ構造
体の場合と同様である。この平行ピンド層（ＰＰ）を備
えたスピンバルブ構造体では、２つの磁性層Ｐ１，Ｐ２
が互いに強磁性的に結合することにより、両磁性層の磁
化方向が一体的に回転可能になると共に、磁性層Ｐ２に
基づく異方性磁界Ｈckは小さくなるが、ピンニング磁界
Ｈpin が十分でないため、高密度記録化に対応できな
い。
【００１３】上記したシンセティック反平行ピンド層
（ＳｙＡＰ）や平行ピンド層（ＰＰ）を備えたスピンバ
ルブ構造体では、互いに反強磁性的または強磁性的に結
合された２つの磁性層（ＡＰ１，ＡＰ２またはＰ１，Ｐ
２）が非磁性層を挟んで離間された構成に基づき、ピン
ド層の強度を比較的向上させ、かつヒステリシス曲線の
開度を比較的小さくすることができるが、高密度記録化
に係る対応性を考慮すれば、その特性は未だ十分とは言
えない。
（ＳｙＡＰ）や平行ピンド層（ＰＰ）を備えたスピンバ
ルブ構造体では、互いに反強磁性的または強磁性的に結
合された２つの磁性層（ＡＰ１，ＡＰ２またはＰ１，Ｐ
２）が非磁性層を挟んで離間された構成に基づき、ピン
ド層の強度を比較的向上させ、かつヒステリシス曲線の
開度を比較的小さくすることができるが、高密度記録化
に係る対応性を考慮すれば、その特性は未だ十分とは言
えない。
【００１４】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その第１の目的は、従来よりも優れた強度を確保
可能な被固定膜ならびにこれを備えたスピンバルブ構造
体およびその形成方法を提供することにある。
ので、その第１の目的は、従来よりも優れた強度を確保
可能な被固定膜ならびにこれを備えたスピンバルブ構造
体およびその形成方法を提供することにある。
【００１５】また、本発明の第２の目的は、ヒステリシ
ス曲線の開度をより小さくすることが可能な被固定膜な
らびにこれを備えたスピンバルブ構造体およびその形成
方法を提供することにある。
ス曲線の開度をより小さくすることが可能な被固定膜な
らびにこれを備えたスピンバルブ構造体およびその形成
方法を提供することにある。
【００１６】また、本発明の第３の目的は、高密度記録
化に対応して優れた安定性を確保可能な被固定膜ならび
にこれを備えたスピンバルブ構造体およびその形成方法
を提供することにある。
化に対応して優れた安定性を確保可能な被固定膜ならび
にこれを備えたスピンバルブ構造体およびその形成方法
を提供することにある。
【００１７】また、本発明の第４の目的は、上記した被
固定膜およびスピンバルブ構造体の形成方法を提供する
ことにある。
固定膜およびスピンバルブ構造体の形成方法を提供する
ことにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の観点に係
る被固定膜の形成方法は、スピンバルブ構造体の一部を
なす被固定膜を形成する方法であり、非磁性膜上に２．
０ｎｍ以上３．０ｎｍ以下の厚みとなるようにコバルト
鉄合金よりなる第１の膜を形成する工程と、この第１の
膜上に０．６５ｎｍ以上０．８５ｎｍ以下の厚みとなる
ようにルテニウム膜を形成する工程と、このルテニウム
膜上に１．０ｎｍ以上１．６ｎｍ以下の厚みとなるよう
にコバルト鉄合金よりなる第２の膜を形成する工程と、
この第２の膜上に０．３ｎｍ以上０．７ｎｍ以下の厚み
となるようにニッケルクロム合金膜を形成する工程と、
このニッケルクロム合金膜上に０．５ｎｍ以上０．８ｎ
ｍ以下の厚みとなるようにコバルト鉄合金よりなる第３
の膜を形成することにより、この第３の膜の厚みが第２
の膜の厚みの２分の１となり、かつ第２の膜の厚みと第
３の膜の厚みとの総和が第１の膜の厚みよりも小さくな
るようにする工程とを含むようにしたものである。
る被固定膜の形成方法は、スピンバルブ構造体の一部を
なす被固定膜を形成する方法であり、非磁性膜上に２．
０ｎｍ以上３．０ｎｍ以下の厚みとなるようにコバルト
鉄合金よりなる第１の膜を形成する工程と、この第１の
膜上に０．６５ｎｍ以上０．８５ｎｍ以下の厚みとなる
ようにルテニウム膜を形成する工程と、このルテニウム
膜上に１．０ｎｍ以上１．６ｎｍ以下の厚みとなるよう
にコバルト鉄合金よりなる第２の膜を形成する工程と、
この第２の膜上に０．３ｎｍ以上０．７ｎｍ以下の厚み
となるようにニッケルクロム合金膜を形成する工程と、
このニッケルクロム合金膜上に０．５ｎｍ以上０．８ｎ
ｍ以下の厚みとなるようにコバルト鉄合金よりなる第３
の膜を形成することにより、この第３の膜の厚みが第２
の膜の厚みの２分の１となり、かつ第２の膜の厚みと第
３の膜の厚みとの総和が第１の膜の厚みよりも小さくな
るようにする工程とを含むようにしたものである。
【００１９】本発明の第２の観点に係る被固定膜の形成
方法は、スピンバルブ構造体の一部をなす被固定膜を形
成する方法であり、非磁性膜上に１．５ｎｍ以上２．２
ｎｍ以下の厚みとなるようにコバルト鉄合金よりなる第
１の膜を形成する工程と、この第１の膜上に０．６５ｎ
ｍ以上０．８５ｎｍ以下の厚みとなるようにルテニウム
膜を形成する工程と、このルテニウム膜上に１．２ｎｍ
以上２．０ｎｍ以下の厚みとなるようにコバルト鉄合金
よりなる第２の膜を形成する工程と、この第２の膜上に
０．３ｎｍ以上０．７ｎｍ以下の厚みとなるようにニッ
ケルクロム合金膜を形成する工程と、このニッケルクロ
ム合金膜上に０．６ｎｍ以上１．０ｎｍ以下の厚みとな
るようにコバルト鉄合金よりなる第３の膜を形成するこ
とにより、この第３の膜の厚みが第２の膜の厚みの２分
の１となり、かつ第２の膜の厚みと第３の膜の厚みとの
総和が第１の膜の厚みよりも大きくなるようにする工程
とを含むようにしたものである。
方法は、スピンバルブ構造体の一部をなす被固定膜を形
成する方法であり、非磁性膜上に１．５ｎｍ以上２．２
ｎｍ以下の厚みとなるようにコバルト鉄合金よりなる第
１の膜を形成する工程と、この第１の膜上に０．６５ｎ
ｍ以上０．８５ｎｍ以下の厚みとなるようにルテニウム
膜を形成する工程と、このルテニウム膜上に１．２ｎｍ
以上２．０ｎｍ以下の厚みとなるようにコバルト鉄合金
よりなる第２の膜を形成する工程と、この第２の膜上に
０．３ｎｍ以上０．７ｎｍ以下の厚みとなるようにニッ
ケルクロム合金膜を形成する工程と、このニッケルクロ
ム合金膜上に０．６ｎｍ以上１．０ｎｍ以下の厚みとな
るようにコバルト鉄合金よりなる第３の膜を形成するこ
とにより、この第３の膜の厚みが第２の膜の厚みの２分
の１となり、かつ第２の膜の厚みと第３の膜の厚みとの
総和が第１の膜の厚みよりも大きくなるようにする工程
とを含むようにしたものである。
【００２０】本発明の第１または第２の観点に係る被固
定膜の形成方法では、コバルト鉄合金よりなる第１の膜
と、ルテニウム膜と、コバルト鉄合金よりなる第２の膜
と、ニッケル鉄合金膜と、コバルト鉄合金よりなる第３
の膜とがこの順に積層されることにより、５層構成の積
層体よりなる被固定膜が形成される。
定膜の形成方法では、コバルト鉄合金よりなる第１の膜
と、ルテニウム膜と、コバルト鉄合金よりなる第２の膜
と、ニッケル鉄合金膜と、コバルト鉄合金よりなる第３
の膜とがこの順に積層されることにより、５層構成の積
層体よりなる被固定膜が形成される。
【００２１】本発明の第１の観点に係るスピンバルブ構
造体の形成方法は、基体上にニッケルクロム合金よりな
るシード層を形成する工程と、このシード層上にニッケ
ル鉄合金層と第１のコバルト鉄合金層とを積層させるこ
とによりフリー層を形成する工程と、この第１のコバル
ト鉄合金層上に非磁性層を形成する工程と、この非磁性
層上に２．０ｎｍ以上３．０ｎｍ以下の厚みとなるよう
に第２のコバルト鉄合金層を形成する工程と、この第２
のコバルト鉄合金層上に０．６５ｎｍ以上０．８５ｎｍ
以下の厚みとなるようにルテニウム層を形成する工程
と、このルテニウム層上に１．０ｎｍ以上１．６ｎｍ以
下の厚みとなるように第３のコバルト鉄合金層を形成す
る工程と、この第３のコバルト鉄合金層上に０．３ｎｍ
以上０．７ｎｍ以下の厚みとなるようにニッケルクロム
合金層を形成する工程と、このニッケルクロム合金層上
に０．５ｎｍ以上０．８ｎｍ以下の厚みとなるように第
４のコバルト鉄合金層を形成することにより、この第４
のコバルト鉄合金層の厚みが第３のコバルト鉄合金層の
厚みの２分の１となり、かつ第３のコバルト鉄合金層の
厚みと第４のコバルト鉄合金層の厚みとの総和が、第２
のコバルト鉄合金層の厚みよりも小さくなるようにする
工程と、この第４のコバルト鉄合金層上にマンガン白金
合金層を形成する工程と、このマンガン白金合金層上に
保護層を形成する工程とを含むようにしたものである。
造体の形成方法は、基体上にニッケルクロム合金よりな
るシード層を形成する工程と、このシード層上にニッケ
ル鉄合金層と第１のコバルト鉄合金層とを積層させるこ
とによりフリー層を形成する工程と、この第１のコバル
ト鉄合金層上に非磁性層を形成する工程と、この非磁性
層上に２．０ｎｍ以上３．０ｎｍ以下の厚みとなるよう
に第２のコバルト鉄合金層を形成する工程と、この第２
のコバルト鉄合金層上に０．６５ｎｍ以上０．８５ｎｍ
以下の厚みとなるようにルテニウム層を形成する工程
と、このルテニウム層上に１．０ｎｍ以上１．６ｎｍ以
下の厚みとなるように第３のコバルト鉄合金層を形成す
る工程と、この第３のコバルト鉄合金層上に０．３ｎｍ
以上０．７ｎｍ以下の厚みとなるようにニッケルクロム
合金層を形成する工程と、このニッケルクロム合金層上
に０．５ｎｍ以上０．８ｎｍ以下の厚みとなるように第
４のコバルト鉄合金層を形成することにより、この第４
のコバルト鉄合金層の厚みが第３のコバルト鉄合金層の
厚みの２分の１となり、かつ第３のコバルト鉄合金層の
厚みと第４のコバルト鉄合金層の厚みとの総和が、第２
のコバルト鉄合金層の厚みよりも小さくなるようにする
工程と、この第４のコバルト鉄合金層上にマンガン白金
合金層を形成する工程と、このマンガン白金合金層上に
保護層を形成する工程とを含むようにしたものである。
【００２２】本発明の第１の観点に係るスピンバルブ構
造体の形成方法では、第１のコバルト鉄合金層と、ルテ
ニウム層と、第２のコバルト鉄合金層と、ニッケル鉄合
金層と、第３のコバルト鉄合金層とがこの順に積層さ
れ、特に、第４のコバルト鉄合金層の厚みが第３のコバ
ルト鉄合金層の厚みの２分の１となり、かつ第３のコバ
ルト鉄合金層の厚みと第４のコバルト鉄合金層の厚みと
の総和が第２のコバルト鉄合金層の厚みよりも小さくな
るように、第２、第３および第４のコバルト鉄合金層が
形成される。
造体の形成方法では、第１のコバルト鉄合金層と、ルテ
ニウム層と、第２のコバルト鉄合金層と、ニッケル鉄合
金層と、第３のコバルト鉄合金層とがこの順に積層さ
れ、特に、第４のコバルト鉄合金層の厚みが第３のコバ
ルト鉄合金層の厚みの２分の１となり、かつ第３のコバ
ルト鉄合金層の厚みと第４のコバルト鉄合金層の厚みと
の総和が第２のコバルト鉄合金層の厚みよりも小さくな
るように、第２、第３および第４のコバルト鉄合金層が
形成される。
【００２３】本発明の第２の観点に係るスピンバルブ構
造体の形成方法は、基体上にニッケルクロム合金よりな
るシード層を形成する工程と、このシード層上にニッケ
ル鉄合金層と第１のコバルト鉄合金層とを積層させるこ
とによりフリー層を形成する工程と、この第１のコバル
ト鉄合金層上に非磁性層を形成する工程と、この非磁性
層上に１．５ｎｍ以上２．２ｎｍ以下の厚みとなるよう
に第２のコバルト鉄合金層を形成する工程と、この第２
のコバルト鉄合金層上に０．６５ｎｍ以上０．８５ｎｍ
以下の厚みとなるようにルテニウム層を形成する工程
と、このルテニウム層上に１．２ｎｍ以上２．０ｎｍ以
下の厚みとなるように第３のコバルト鉄合金層を形成す
る工程と、この第３のコバルト鉄合金層上に０．３ｎｍ
以上０．７ｎｍ以下の厚みとなるようにニッケルクロム
合金層を形成する工程と、このニッケルクロム合金層上
に０．６ｎｍ以上１．０ｎｍ以下の厚みとなるように第
４のコバルト鉄合金層を形成することにより、この第４
のコバルト鉄合金層の厚みが第３のコバルト鉄合金層の
厚みの２分の１となり、かつ第３のコバルト鉄合金層の
厚みと第４のコバルト鉄合金層の厚みとの総和が第２の
コバルト鉄合金層の厚みよりも大きくなるようにする工
程と、この第４のコバルト鉄合金層上にマンガン白金合
金層を形成する工程と、このマンガン白金合金層上に保
護層を形成する工程とを含むようにしたものである。
造体の形成方法は、基体上にニッケルクロム合金よりな
るシード層を形成する工程と、このシード層上にニッケ
ル鉄合金層と第１のコバルト鉄合金層とを積層させるこ
とによりフリー層を形成する工程と、この第１のコバル
ト鉄合金層上に非磁性層を形成する工程と、この非磁性
層上に１．５ｎｍ以上２．２ｎｍ以下の厚みとなるよう
に第２のコバルト鉄合金層を形成する工程と、この第２
のコバルト鉄合金層上に０．６５ｎｍ以上０．８５ｎｍ
以下の厚みとなるようにルテニウム層を形成する工程
と、このルテニウム層上に１．２ｎｍ以上２．０ｎｍ以
下の厚みとなるように第３のコバルト鉄合金層を形成す
る工程と、この第３のコバルト鉄合金層上に０．３ｎｍ
以上０．７ｎｍ以下の厚みとなるようにニッケルクロム
合金層を形成する工程と、このニッケルクロム合金層上
に０．６ｎｍ以上１．０ｎｍ以下の厚みとなるように第
４のコバルト鉄合金層を形成することにより、この第４
のコバルト鉄合金層の厚みが第３のコバルト鉄合金層の
厚みの２分の１となり、かつ第３のコバルト鉄合金層の
厚みと第４のコバルト鉄合金層の厚みとの総和が第２の
コバルト鉄合金層の厚みよりも大きくなるようにする工
程と、この第４のコバルト鉄合金層上にマンガン白金合
金層を形成する工程と、このマンガン白金合金層上に保
護層を形成する工程とを含むようにしたものである。
【００２４】本発明の第２の観点に係るスピンバルブ構
造体の形成方法では、第１のコバルト鉄合金層と、ルテ
ニウム層と、第２のコバルト鉄合金層と、ニッケル鉄合
金層と、第３のコバルト鉄合金層とがこの順に積層さ
れ、特に、第４のコバルト鉄合金層の厚みが第３のコバ
ルト鉄合金層の厚みの２分の１となり、かつ第３のコバ
ルト鉄合金層の厚みと第４のコバルト鉄合金層の厚みと
の総和が第２のコバルト鉄合金層の厚みよりも大きくな
るように、第２、第３および第４のコバルト鉄合金層が
形成される。
造体の形成方法では、第１のコバルト鉄合金層と、ルテ
ニウム層と、第２のコバルト鉄合金層と、ニッケル鉄合
金層と、第３のコバルト鉄合金層とがこの順に積層さ
れ、特に、第４のコバルト鉄合金層の厚みが第３のコバ
ルト鉄合金層の厚みの２分の１となり、かつ第３のコバ
ルト鉄合金層の厚みと第４のコバルト鉄合金層の厚みと
の総和が第２のコバルト鉄合金層の厚みよりも大きくな
るように、第２、第３および第４のコバルト鉄合金層が
形成される。
【００２５】本発明の第１の観点に係る被固定膜は、ス
ピンバルブ構造体の一部をなすものであり、２．０ｎｍ
以上３．０ｎｍ以下の厚みをなし、コバルト鉄合金より
なる第１の膜と、０．６５ｎｍ以上０．８５ｎｍ以下の
厚みをなすルテニウム膜と、１．０ｎｍ以上１．６ｎｍ
以下の厚みをなし、コバルト鉄合金よりなる第２の膜
と、０．３ｎｍ以上０．７ｎｍ以下の厚みをなすニッケ
ルクロム合金膜と、０．５ｎｍ以上０．８ｎｍ以下の厚
みをなし、コバルト鉄合金よりなる第３の膜とがこの順
に積層された積層体を含み、第３の膜の厚みが第２の膜
の厚みの２分の１となり、かつ第２の膜の厚みと第３の
膜の厚みとの総和が第１の膜の厚みよりも小さくなよう
にしたものである。
ピンバルブ構造体の一部をなすものであり、２．０ｎｍ
以上３．０ｎｍ以下の厚みをなし、コバルト鉄合金より
なる第１の膜と、０．６５ｎｍ以上０．８５ｎｍ以下の
厚みをなすルテニウム膜と、１．０ｎｍ以上１．６ｎｍ
以下の厚みをなし、コバルト鉄合金よりなる第２の膜
と、０．３ｎｍ以上０．７ｎｍ以下の厚みをなすニッケ
ルクロム合金膜と、０．５ｎｍ以上０．８ｎｍ以下の厚
みをなし、コバルト鉄合金よりなる第３の膜とがこの順
に積層された積層体を含み、第３の膜の厚みが第２の膜
の厚みの２分の１となり、かつ第２の膜の厚みと第３の
膜の厚みとの総和が第１の膜の厚みよりも小さくなよう
にしたものである。
【００２６】本発明の第２の観点に係る被固定膜は、ス
ピンバルブ構造体の一部をなすものであり、１．５ｎｍ
以上２．２ｎｍ以下の厚みをなし、コバルト鉄合金より
なる第１の膜と、０．６５ｎｍ以上０．８５ｎｍ以下の
厚みをなすルテニウム膜と、１．２ｎｍ以上２．０ｎｍ
以下の厚みをなし、コバルト鉄合金よりなる第２の膜
と、０．３ｎｍ以上０．７ｎｍ以下の厚みをなすニッケ
ルクロム合金膜と、０．６ｎｍ以上１．０ｎｍ以下の厚
みをなし、コバルト鉄合金よりなる第３の膜とがこの順
に積層された積層体を含み、第３の膜の厚みが第２の膜
の厚みの２分の１となり、かつ第２の膜の厚みと第３の
膜の厚みとの総和が第１の膜の厚みよりも大きくなるよ
うにしたものである。
ピンバルブ構造体の一部をなすものであり、１．５ｎｍ
以上２．２ｎｍ以下の厚みをなし、コバルト鉄合金より
なる第１の膜と、０．６５ｎｍ以上０．８５ｎｍ以下の
厚みをなすルテニウム膜と、１．２ｎｍ以上２．０ｎｍ
以下の厚みをなし、コバルト鉄合金よりなる第２の膜
と、０．３ｎｍ以上０．７ｎｍ以下の厚みをなすニッケ
ルクロム合金膜と、０．６ｎｍ以上１．０ｎｍ以下の厚
みをなし、コバルト鉄合金よりなる第３の膜とがこの順
に積層された積層体を含み、第３の膜の厚みが第２の膜
の厚みの２分の１となり、かつ第２の膜の厚みと第３の
膜の厚みとの総和が第１の膜の厚みよりも大きくなるよ
うにしたものである。
【００２７】本発明の第１または第２の観点に係る被固
定膜では、コバルト鉄合金よりなる第１の膜と、ルテニ
ウム膜と、コバルト鉄合金よりなる第２の膜と、ニッケ
ル鉄合金膜と、コバルト鉄合金よりなる第３の膜とがこ
の順に積層された構成に基づき、強度が向上する。
定膜では、コバルト鉄合金よりなる第１の膜と、ルテニ
ウム膜と、コバルト鉄合金よりなる第２の膜と、ニッケ
ル鉄合金膜と、コバルト鉄合金よりなる第３の膜とがこ
の順に積層された構成に基づき、強度が向上する。
【００２８】本発明の第１の観点に係るスピンバルブ構
造体は、基体と、ニッケルクロム合金よりなるシード層
と、ニッケル鉄合金層と第１のコバルト鉄合金層とが積
層されてなるフリー層と、非磁性層と、２．０ｎｍ以上
３．０ｎｍ以下の厚みをなす第２のコバルト鉄合金層
と、０．６５ｎｍ以上０．８５ｎｍ以下の厚みをなすル
テニウム層と、１．０ｎｍ以上１．６ｎｍ以下の厚みを
なす第３のコバルト鉄合金層と、０．３ｎｍ以上０．７
ｎｍ以下の厚みをなすニッケルクロム合金層と、０．５
ｎｍ以上０．８ｎｍ以下の厚みをなす第４のコバルト鉄
合金層と、マンガン白金合金層と、ニッケル鉄合金より
なる保護層とがこの順に積層された積層体を含み、第４
のコバルト鉄合金層の厚みが第３のコバルト鉄合金層の
厚みの２分の１となり、かつ第３のコバルト鉄合金層の
厚みと第４のコバルト鉄合金層の厚みとの総和が第２の
コバルト鉄合金層の厚みよりも小さくなるようにしたも
のである。
造体は、基体と、ニッケルクロム合金よりなるシード層
と、ニッケル鉄合金層と第１のコバルト鉄合金層とが積
層されてなるフリー層と、非磁性層と、２．０ｎｍ以上
３．０ｎｍ以下の厚みをなす第２のコバルト鉄合金層
と、０．６５ｎｍ以上０．８５ｎｍ以下の厚みをなすル
テニウム層と、１．０ｎｍ以上１．６ｎｍ以下の厚みを
なす第３のコバルト鉄合金層と、０．３ｎｍ以上０．７
ｎｍ以下の厚みをなすニッケルクロム合金層と、０．５
ｎｍ以上０．８ｎｍ以下の厚みをなす第４のコバルト鉄
合金層と、マンガン白金合金層と、ニッケル鉄合金より
なる保護層とがこの順に積層された積層体を含み、第４
のコバルト鉄合金層の厚みが第３のコバルト鉄合金層の
厚みの２分の１となり、かつ第３のコバルト鉄合金層の
厚みと第４のコバルト鉄合金層の厚みとの総和が第２の
コバルト鉄合金層の厚みよりも小さくなるようにしたも
のである。
【００２９】本発明の第１の観点に係るスピンバルブ構
造体では、第２のコバルト鉄合金層と、ルテニウム層
と、第３のコバルト鉄合金層と、ニッケル鉄合金層と、
第４のコバルト鉄合金層とがこの順に積層された積層体
を備え、特に、第４のコバルト鉄合金層の厚みが第３の
コバルト鉄合金層の厚みの２分の１となり、かつ第３の
コバルト鉄合金層の厚みと第４のコバルト鉄合金層の厚
みとの総和が第２のコバルト鉄合金層の厚みよりも小さ
いため、この積層体の特徴的な構成に基づき、優れた安
定性が確保される。
造体では、第２のコバルト鉄合金層と、ルテニウム層
と、第３のコバルト鉄合金層と、ニッケル鉄合金層と、
第４のコバルト鉄合金層とがこの順に積層された積層体
を備え、特に、第４のコバルト鉄合金層の厚みが第３の
コバルト鉄合金層の厚みの２分の１となり、かつ第３の
コバルト鉄合金層の厚みと第４のコバルト鉄合金層の厚
みとの総和が第２のコバルト鉄合金層の厚みよりも小さ
いため、この積層体の特徴的な構成に基づき、優れた安
定性が確保される。
【００３０】本発明の第２の観点に係るスピンバルブ構
造体は、基体と、ニッケルクロム合金よりなるシード層
と、ニッケル鉄合金層と第１のコバルト鉄合金層とが積
層されてなるフリー層と、非磁性層と、１．５ｎｍ以上
２．２ｎｍ以下の厚みをなす第２のコバルト鉄合金層
と、０．６５ｎｍ以上０．８５ｎｍ以下の厚みをなすル
テニウム層と、１．２ｎｍ以上２．０ｎｍ以下の厚みを
なす第３のコバルト鉄合金層と、０．３ｎｍ以上０．７
ｎｍ以下の厚みをなすニッケルクロム合金層と、０．６
ｎｍ以上１．０ｎｍ以下の厚みをなす第４のコバルト鉄
合金層と、マンガン白金合金層と、ニッケル鉄合金より
なる保護層とがこの順に積層された積層体を含み、第４
のコバルト鉄合金層の厚みが第３のコバルト鉄合金層の
厚みの２分の１となり、かつ第３のコバルト鉄合金層の
厚みと第４のコバルト鉄合金層の厚みとの総和が第２の
コバルト鉄合金層の厚みよりも大きくなるようにしたも
のである。
造体は、基体と、ニッケルクロム合金よりなるシード層
と、ニッケル鉄合金層と第１のコバルト鉄合金層とが積
層されてなるフリー層と、非磁性層と、１．５ｎｍ以上
２．２ｎｍ以下の厚みをなす第２のコバルト鉄合金層
と、０．６５ｎｍ以上０．８５ｎｍ以下の厚みをなすル
テニウム層と、１．２ｎｍ以上２．０ｎｍ以下の厚みを
なす第３のコバルト鉄合金層と、０．３ｎｍ以上０．７
ｎｍ以下の厚みをなすニッケルクロム合金層と、０．６
ｎｍ以上１．０ｎｍ以下の厚みをなす第４のコバルト鉄
合金層と、マンガン白金合金層と、ニッケル鉄合金より
なる保護層とがこの順に積層された積層体を含み、第４
のコバルト鉄合金層の厚みが第３のコバルト鉄合金層の
厚みの２分の１となり、かつ第３のコバルト鉄合金層の
厚みと第４のコバルト鉄合金層の厚みとの総和が第２の
コバルト鉄合金層の厚みよりも大きくなるようにしたも
のである。
【００３１】本発明の第２の観点に係るスピンバルブ構
造体では、第２のコバルト鉄合金層と、ルテニウム層
と、第３のコバルト鉄合金層と、ニッケル鉄合金層と、
第４のコバルト鉄合金層とがこの順に積層された積層体
を備え、特に、第４のコバルト鉄合金層の厚みが第３の
コバルト鉄合金層の厚みの２分の１となり、かつ第３の
コバルト鉄合金層の厚みと第４のコバルト鉄合金層の厚
みとの総和が第２のコバルト鉄合金層の厚みよりも大き
いため、この積層体の特徴的な構成に基づき、優れた安
定性が確保される。
造体では、第２のコバルト鉄合金層と、ルテニウム層
と、第３のコバルト鉄合金層と、ニッケル鉄合金層と、
第４のコバルト鉄合金層とがこの順に積層された積層体
を備え、特に、第４のコバルト鉄合金層の厚みが第３の
コバルト鉄合金層の厚みの２分の１となり、かつ第３の
コバルト鉄合金層の厚みと第４のコバルト鉄合金層の厚
みとの総和が第２のコバルト鉄合金層の厚みよりも大き
いため、この積層体の特徴的な構成に基づき、優れた安
定性が確保される。
【００３２】本発明の第１または第２の観点に係る被固
定膜の形成方法では、原子百分率で８５％以上９５％以
下のコバルトを含むように第１、第２および第３の膜を
形成するのが好ましい。
定膜の形成方法では、原子百分率で８５％以上９５％以
下のコバルトを含むように第１、第２および第３の膜を
形成するのが好ましい。
【００３３】本発明の第１または第２の観点に係るスピ
ンバルブ構造体の形成方法では、原子百分率で８５％以
上９５％以下のコバルトを含むように第１、第２、第３
および第４のコバルト鉄合金層を形成するのが好まし
い。
ンバルブ構造体の形成方法では、原子百分率で８５％以
上９５％以下のコバルトを含むように第１、第２、第３
および第４のコバルト鉄合金層を形成するのが好まし
い。
【００３４】また、本発明の第１または第２の観点に係
るスピンバルブ構造体の形成方法では、原子百分率で５
５％以上６５％以下のニッケルを含むようにシード層お
よびニッケルクロム合金層を形成するのが好ましい。
るスピンバルブ構造体の形成方法では、原子百分率で５
５％以上６５％以下のニッケルを含むようにシード層お
よびニッケルクロム合金層を形成するのが好ましい。
【００３５】また、本発明の第１または第２の観点に係
るスピンバルブ構造体の形成方法では、７．０ｎｍ以上
２５．０ｎｍ以下の厚みとなるようにマンガン白金合金
層を形成してもよい。
るスピンバルブ構造体の形成方法では、７．０ｎｍ以上
２５．０ｎｍ以下の厚みとなるようにマンガン白金合金
層を形成してもよい。
【００３６】また、本発明の第１または第２の観点に係
るスピバルブ構造体の形成方法では、原子百分率で５０
％以上６０％以下のマンガンを含むようにマンガン白金
合金層を形成するのが好ましい。
るスピバルブ構造体の形成方法では、原子百分率で５０
％以上６０％以下のマンガンを含むようにマンガン白金
合金層を形成するのが好ましい。
【００３７】本発明の第１または第２の観点に係る被固
定膜では、第１、第２および第３の膜が、原子百分率で
８５％以上９５％以下のコバルトを含んで構成されてい
るのが好ましい。
定膜では、第１、第２および第３の膜が、原子百分率で
８５％以上９５％以下のコバルトを含んで構成されてい
るのが好ましい。
【００３８】本発明の第１または第２の観点に係るスピ
ンバルブ構造体では、第１，第２，第３および第４のコ
バルト鉄合金層が、原子百分率で８５％以上９５％以下
のコバルトを含んで構成されているのが好ましい。
ンバルブ構造体では、第１，第２，第３および第４のコ
バルト鉄合金層が、原子百分率で８５％以上９５％以下
のコバルトを含んで構成されているのが好ましい。
【００３９】また、本発明の第１または第２の観点に係
るスピンバルブ構造体では、シード層およびニッケルク
ロム合金層が、原子百分率で５５％以上６５％以下のニ
ッケルを含んで構成されているのが好ましい。
るスピンバルブ構造体では、シード層およびニッケルク
ロム合金層が、原子百分率で５５％以上６５％以下のニ
ッケルを含んで構成されているのが好ましい。
【００４０】また、本発明の第１または第２の観点に係
るスピンバルブ構造体では、マンガン白金合金層が、１
０．０ｎｍ以上２５．０ｎｍ以下の厚みをなすようにし
てもよい。
るスピンバルブ構造体では、マンガン白金合金層が、１
０．０ｎｍ以上２５．０ｎｍ以下の厚みをなすようにし
てもよい。
【００４１】また、本発明の第１または第２の観点に係
るスピンバルブ構造体では、マンガン白金合金層が、原
子百分率で５０％以上６０％以下のマンガンを含んで構
成されているのが好ましい。
るスピンバルブ構造体では、マンガン白金合金層が、原
子百分率で５０％以上６０％以下のマンガンを含んで構
成されているのが好ましい。
【００４２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
て図面を参照して説明する。
【００４３】［第１の実施の形態］ ＜スピンバルブ構造体の構成＞まず、図１を参照して、
本発明の第１の実施の形態に係るスピンバルブ構造体の
構成について説明する。図１は、本実施の形態に係るス
ピンバルブ構造体の断面構成を表すものである。なお、
本発明の「被固定膜（ピンド層）」は本実施の形態に係
るスピンバルブ構造体の一要素をなすものであるため、
以下併せて説明する。
本発明の第１の実施の形態に係るスピンバルブ構造体の
構成について説明する。図１は、本実施の形態に係るス
ピンバルブ構造体の断面構成を表すものである。なお、
本発明の「被固定膜（ピンド層）」は本実施の形態に係
るスピンバルブ構造体の一要素をなすものであるため、
以下併せて説明する。
【００４４】このスピンバルブ構造体は、主に、基体１
１上に、シード層１２と、フリー層１３と、スペーサ層
１４と、ピンド層３５と、ピンニング層１６と、保護層
１７とがこの順に積層された構成をなしている。すなわ
ち、このスピンバルブ構造体は、ピンニング層１６がフ
リー層１３よりも基体１１から遠い側に位置するトップ
型構造をなすものである。
１上に、シード層１２と、フリー層１３と、スペーサ層
１４と、ピンド層３５と、ピンニング層１６と、保護層
１７とがこの順に積層された構成をなしている。すなわ
ち、このスピンバルブ構造体は、ピンニング層１６がフ
リー層１３よりも基体１１から遠い側に位置するトップ
型構造をなすものである。
【００４５】基体１１は、例えば酸化アルミニウム（Ａ
ｌ2 Ｏ3 ）や酸化珪素（ＳｉＯ2 ）などにより構成され
ている。
ｌ2 Ｏ3 ）や酸化珪素（ＳｉＯ2 ）などにより構成され
ている。
【００４６】シード層１２は、例えば、約４．５ｎｍ〜
６．０ｎｍの厚みをなし、原子百分率で約５５％〜６５
％のニッケル（Ｎｉ）および約３５％〜４５％のクロム
（Ｃｒ）を含むニッケルクロム合金（ＮｉＣｒ）により
構成されている。このシード層１２は、主に、磁気抵抗
効果を高めるためのものであり、上記したニッケルクロ
ム合金により構成されることにより、例えばタンタル
（Ｔａ）により構成される場合とは異なり、フリー層１
３中を流れる伝導電子を完全反射させる。
６．０ｎｍの厚みをなし、原子百分率で約５５％〜６５
％のニッケル（Ｎｉ）および約３５％〜４５％のクロム
（Ｃｒ）を含むニッケルクロム合金（ＮｉＣｒ）により
構成されている。このシード層１２は、主に、磁気抵抗
効果を高めるためのものであり、上記したニッケルクロ
ム合金により構成されることにより、例えばタンタル
（Ｔａ）により構成される場合とは異なり、フリー層１
３中を流れる伝導電子を完全反射させる。
【００４７】フリー層１３は、例えば、磁性材料を含む
積層体、すなわち約２．０ｎｍ〜６．０ｎｍの厚みをな
し、原子百分率で約７７％〜８３％のニッケルおよび約
１７％〜２３％の鉄（Ｆｅ）を含むニッケル鉄合金（Ｎ
ｉＦｅ）層１３Ａと、約０．５ｎｍ〜１．５ｎｍの厚み
をなし、原子百分率で約８５％〜９５％のコバルト（Ｃ
ｏ）を含むコバルト鉄合金（ＣｏＦｅ）層１３Ｂとがこ
の順に積層された構成をなしている。ここで、フリー層
１３を構成するコバルト鉄合金層１３Ｂが、本発明中の
請求項５，１９における「第１のコバルト鉄合金層」の
一具体例に対応する。
積層体、すなわち約２．０ｎｍ〜６．０ｎｍの厚みをな
し、原子百分率で約７７％〜８３％のニッケルおよび約
１７％〜２３％の鉄（Ｆｅ）を含むニッケル鉄合金（Ｎ
ｉＦｅ）層１３Ａと、約０．５ｎｍ〜１．５ｎｍの厚み
をなし、原子百分率で約８５％〜９５％のコバルト（Ｃ
ｏ）を含むコバルト鉄合金（ＣｏＦｅ）層１３Ｂとがこ
の順に積層された構成をなしている。ここで、フリー層
１３を構成するコバルト鉄合金層１３Ｂが、本発明中の
請求項５，１９における「第１のコバルト鉄合金層」の
一具体例に対応する。
【００４８】スペーサ層１４は、例えば、約１．６ｎｍ
〜２．５ｎｍの厚みをなし、銅（Ｃｕ）などの非磁性材
料により構成されている。ここで、スペーサ層１４が本
発明における「非磁性層」の一具体例に対応する。
〜２．５ｎｍの厚みをなし、銅（Ｃｕ）などの非磁性材
料により構成されている。ここで、スペーサ層１４が本
発明における「非磁性層」の一具体例に対応する。
【００４９】ピンド層３５は、本発明の特徴部分であ
り、磁性材料を含む積層体により構成されている。具体
的には、ピンド層３５は、主に、約２．０ｎｍ〜３．０
ｎｍ、好ましくは約２．５ｎｍの厚みをなすコバルト鉄
合金層２１（ＡＰ１）と、約０．６５ｎｍ〜０．８５ｎ
ｍ、好ましくは約０．７５ｎｍの厚みをなすルテニウム
（Ｒｕ）層２２と、約１．０ｎｍ〜１．６ｎｍ、好まし
くは約１．４ｎｍの厚みをなすコバルト鉄合金層２３
（ＡＰ２Ａ）と、約０．３ｎｍ〜０．７ｎｍ、好ましく
は約０．５ｎｍの厚みをなし、原子百分率で約５５％〜
６５％のニッケルを含むニッケルクロム合金層２４と、
約０．５ｎｍ〜０．８ｎｍ、好ましくは約０．７ｎｍの
厚みをなすコバルト鉄合金層２５（ＡＰ２Ｂ）とが積層
された構成をなしている。このピンド層３５では、特
に、コバルト鉄合金層２５（ＡＰ２Ｂ）の厚みγがコバ
ルト鉄合金層２３（ＡＰ２Ａ）の厚みβの約１／２にな
っていると共に（γ＝１／２・β）、コバルト鉄合金層
２３（ＡＰ２Ａ）の厚みβとコバルト鉄合金層２５（Ａ
Ｐ２Ｂ）の厚みγとの総和β＋γがコバルト鉄合金層２
１（ＡＰ１）の厚みαよりも小さくなっている（（β＋
γ）＜α）。また、コバルト鉄合金層２１，２３，２５
は、例えば、いずれも原子百分率で約８５％〜９５％の
コバルトを含んで構成されている。以下では、上記「従
来の技術」の項において説明したシンセティック反平行
ピンド層（ＳｙＡＰ）に対して、本実施の形態における
ピンド層３５を「シンセティック反平行／平行ピンド層
（ＳｙＡＰＰ：Synthetic anti-parallel parallel-pin
ned ）」と呼ぶこととし、随時この名称を用いることと
する。ここで、ピンド層３５を構成するコバルト鉄合金
層２１，２３，２５が、本発明中の請求項１，１５にお
ける「第１の膜」，「第２の膜」，「第３の膜」の一具
体例にそれぞれ対応すると共に、請求項５，１９におけ
る「第２のコバルト鉄合金層」，「第３のコバルト鉄合
金層」，「第４のコバルト鉄合金層」の一具体例にそれ
ぞれ対応する。
り、磁性材料を含む積層体により構成されている。具体
的には、ピンド層３５は、主に、約２．０ｎｍ〜３．０
ｎｍ、好ましくは約２．５ｎｍの厚みをなすコバルト鉄
合金層２１（ＡＰ１）と、約０．６５ｎｍ〜０．８５ｎ
ｍ、好ましくは約０．７５ｎｍの厚みをなすルテニウム
（Ｒｕ）層２２と、約１．０ｎｍ〜１．６ｎｍ、好まし
くは約１．４ｎｍの厚みをなすコバルト鉄合金層２３
（ＡＰ２Ａ）と、約０．３ｎｍ〜０．７ｎｍ、好ましく
は約０．５ｎｍの厚みをなし、原子百分率で約５５％〜
６５％のニッケルを含むニッケルクロム合金層２４と、
約０．５ｎｍ〜０．８ｎｍ、好ましくは約０．７ｎｍの
厚みをなすコバルト鉄合金層２５（ＡＰ２Ｂ）とが積層
された構成をなしている。このピンド層３５では、特
に、コバルト鉄合金層２５（ＡＰ２Ｂ）の厚みγがコバ
ルト鉄合金層２３（ＡＰ２Ａ）の厚みβの約１／２にな
っていると共に（γ＝１／２・β）、コバルト鉄合金層
２３（ＡＰ２Ａ）の厚みβとコバルト鉄合金層２５（Ａ
Ｐ２Ｂ）の厚みγとの総和β＋γがコバルト鉄合金層２
１（ＡＰ１）の厚みαよりも小さくなっている（（β＋
γ）＜α）。また、コバルト鉄合金層２１，２３，２５
は、例えば、いずれも原子百分率で約８５％〜９５％の
コバルトを含んで構成されている。以下では、上記「従
来の技術」の項において説明したシンセティック反平行
ピンド層（ＳｙＡＰ）に対して、本実施の形態における
ピンド層３５を「シンセティック反平行／平行ピンド層
（ＳｙＡＰＰ：Synthetic anti-parallel parallel-pin
ned ）」と呼ぶこととし、随時この名称を用いることと
する。ここで、ピンド層３５を構成するコバルト鉄合金
層２１，２３，２５が、本発明中の請求項１，１５にお
ける「第１の膜」，「第２の膜」，「第３の膜」の一具
体例にそれぞれ対応すると共に、請求項５，１９におけ
る「第２のコバルト鉄合金層」，「第３のコバルト鉄合
金層」，「第４のコバルト鉄合金層」の一具体例にそれ
ぞれ対応する。
【００５０】ピンニング層１６は、約７．０ｎｍ〜２
５．０ｎｍ、好ましくは約２０．０ｎｍの厚みをなし、
原子百分率で約５０％〜６０％のマンガン（Ｍｎ）を含
むマンガン白金合金（ＭｎＰｔ）などの反強磁性材料に
より構成されている。
５．０ｎｍ、好ましくは約２０．０ｎｍの厚みをなし、
原子百分率で約５０％〜６０％のマンガン（Ｍｎ）を含
むマンガン白金合金（ＭｎＰｔ）などの反強磁性材料に
より構成されている。
【００５１】保護層１７は、例えば、約３．０ｎｍ〜
５．０ｎｍ、好ましくは約５．０ｎｍの厚みをなし、ニ
ッケルクロム合金により構成されている。
５．０ｎｍ、好ましくは約５．０ｎｍの厚みをなし、ニ
ッケルクロム合金により構成されている。
【００５２】このスピンバルブ構造体では、バイアスが
印加された状態においてセンス電流が流れると、巨大磁
気抵抗効果（ＧＭＲ）が生じる。そして、この巨大磁気
抵抗効果を利用して、磁気記録媒体に記録された信号磁
界が検出されることにより、情報が再生される。
印加された状態においてセンス電流が流れると、巨大磁
気抵抗効果（ＧＭＲ）が生じる。そして、この巨大磁気
抵抗効果を利用して、磁気記録媒体に記録された信号磁
界が検出されることにより、情報が再生される。
【００５３】＜スピンバルブ構造体の形成方法＞次に、
図１を参照して、本実施の形態に係るスピンバルブ構造
体の形成方法について説明する。なお、スピンバルブ構
造体を構成する各要素の材質や寸法等については、上記
「スピンバルブ構造体の構成」の項において既に詳述し
たので、以下の説明では、各要素の材質等に関する説明
を適宜省略するものとする。本発明の「被固定膜（ピン
ド層）の形成方法」は本実施の形態に係るスピンバルブ
構造体の形成方法に含まれるため、以下併せて説明す
る。
図１を参照して、本実施の形態に係るスピンバルブ構造
体の形成方法について説明する。なお、スピンバルブ構
造体を構成する各要素の材質や寸法等については、上記
「スピンバルブ構造体の構成」の項において既に詳述し
たので、以下の説明では、各要素の材質等に関する説明
を適宜省略するものとする。本発明の「被固定膜（ピン
ド層）の形成方法」は本実施の形態に係るスピンバルブ
構造体の形成方法に含まれるため、以下併せて説明す
る。
【００５４】本実施の形態に係るスピンバルブ構造体
は、例えばＤＣマグネトロンスパッタリングを利用し
て、基体１１上に順次成膜処理を施すことにより形成さ
れる。すなわち、まず、基体１１を準備したのち、この
基体１１上に、ニッケルクロム合金よりなるシード層１
２を形成する。
は、例えばＤＣマグネトロンスパッタリングを利用し
て、基体１１上に順次成膜処理を施すことにより形成さ
れる。すなわち、まず、基体１１を準備したのち、この
基体１１上に、ニッケルクロム合金よりなるシード層１
２を形成する。
【００５５】続いて、このシード層１２上に、ニッケル
鉄合金層１３Ａとコバルト鉄合金層１３Ｂとを積層する
ことにより、これらの積層体よりなるフリー層１３を形
成する。続いて、このフリー層１３上に、銅よりなるス
ペーサ層１４を形成する。
鉄合金層１３Ａとコバルト鉄合金層１３Ｂとを積層する
ことにより、これらの積層体よりなるフリー層１３を形
成する。続いて、このフリー層１３上に、銅よりなるス
ペーサ層１４を形成する。
【００５６】続いて、このスペーサ層１４上に、コバル
ト鉄合金層２１（ＡＰ１）と、ルテニウム層２２と、コ
バルト鉄合金層２３（ＡＰ２Ａ）と、ニッケルクロム合
金層２４と、コバルト鉄合金層２５（ＡＰ２Ｂ）とをこ
の順に積層することにより、これらの積層体よりなるピ
ンド層（シンセティック反平行／平行ピンド層（ＳｙＡ
ＰＰ））３５を形成する。ピンド層３５を形成する際に
は、特に、コバルト鉄合金層２５（ＡＰ２Ｂ）の厚みγ
がコバルト鉄合金層２３（ＡＰ２Ａ）の厚みβの約１／
２になるようにすると共に（γ＝１／２・β）、コバル
ト鉄合金層２３の厚みβとコバルト鉄合金層２５の厚み
γとの総和β＋γがコバルト鉄合金層２１（ＡＰ１）の
厚みαよりも小さくなるようにする（（β＋γ）＜
α）。
ト鉄合金層２１（ＡＰ１）と、ルテニウム層２２と、コ
バルト鉄合金層２３（ＡＰ２Ａ）と、ニッケルクロム合
金層２４と、コバルト鉄合金層２５（ＡＰ２Ｂ）とをこ
の順に積層することにより、これらの積層体よりなるピ
ンド層（シンセティック反平行／平行ピンド層（ＳｙＡ
ＰＰ））３５を形成する。ピンド層３５を形成する際に
は、特に、コバルト鉄合金層２５（ＡＰ２Ｂ）の厚みγ
がコバルト鉄合金層２３（ＡＰ２Ａ）の厚みβの約１／
２になるようにすると共に（γ＝１／２・β）、コバル
ト鉄合金層２３の厚みβとコバルト鉄合金層２５の厚み
γとの総和β＋γがコバルト鉄合金層２１（ＡＰ１）の
厚みαよりも小さくなるようにする（（β＋γ）＜
α）。
【００５７】続いて、このピンド層３５上に、マンガン
白金合金よりなるピンニング層１６を形成する。最後
に、このピンニング層１６上に、ニッケルクロム合金よ
りなる保護層１７を形成することにより、スピンバルブ
構造体が完成する。
白金合金よりなるピンニング層１６を形成する。最後
に、このピンニング層１６上に、ニッケルクロム合金よ
りなる保護層１７を形成することにより、スピンバルブ
構造体が完成する。
【００５８】＜スピンバルブ構造体に関する実験結果＞
次に、本実施の形態に係るスピンバルブ構造体に関する
実験結果について説明する。シンセティック反平行／平
行ピンド層３５（ＳｙＡＰＰ）を備えた本実施の形態に
係るスピンバルブ構造体（図１参照）と、シンセティッ
ク反平行ピンド層ピンド層１５０（ＳｙＡＰ）を備えた
従来のスピンバルブ構造体（図６参照）とについて再生
特性を調べたところ、図２および図３に示した結果が得
られた。図２および図３は、スピンバルブ構造体の再生
特性（Ｒ−Ｈ曲線）を表すものであり、図２は本実施の
形態，図３は従来についてそれぞれ示している。図２お
よび図３中の「横軸」は磁界（×１０4 Ａ／ｍ），「縦
軸」はＭＲ比（％）をそれぞれ示している。
次に、本実施の形態に係るスピンバルブ構造体に関する
実験結果について説明する。シンセティック反平行／平
行ピンド層３５（ＳｙＡＰＰ）を備えた本実施の形態に
係るスピンバルブ構造体（図１参照）と、シンセティッ
ク反平行ピンド層ピンド層１５０（ＳｙＡＰ）を備えた
従来のスピンバルブ構造体（図６参照）とについて再生
特性を調べたところ、図２および図３に示した結果が得
られた。図２および図３は、スピンバルブ構造体の再生
特性（Ｒ−Ｈ曲線）を表すものであり、図２は本実施の
形態，図３は従来についてそれぞれ示している。図２お
よび図３中の「横軸」は磁界（×１０4 Ａ／ｍ），「縦
軸」はＭＲ比（％）をそれぞれ示している。
【００５９】再生特性を調べるために用いたスピンバル
ブ構造体の構成は、本実施の形態についてＮｉＣｒ（約
５．５ｎｍ厚）／Ｃｕ（約１．０ｎｍ厚）／ＮｉＦｅ
（約３．０ｎｍ厚）／ＮｉＣｒ（約０．５ｎｍ厚）／Ｎ
ｉＦｅ（約３．０ｎｍ厚）／ＣｏＦｅ（約０．３ｎｍ
厚）／Ｃｕ（約２．１ｎｍ厚）／［ＣｏＦｅ（約１．９
ｎｍ厚；ＡＰ１）／Ｒｕ（約７．５ｎｍ厚）／ＣｏＦｅ
（約１．４ｎｍ厚；ＡＰ２Ａ）／ＮｉＣｒ（約０．３ｎ
ｍ厚）／ＣｏＦｅ（約０．７ｎｍ厚；ＡＰ２Ｂ）］／Ｍ
ｎＰｔ（約２０．０ｎｍ厚）／ＮｉＣｒ（約５．０ｎｍ
厚），従来についてＮｉＣｒ（約５．５ｎｍ厚）／Ｃｕ
（約１．０ｎｍ厚）／ＮｉＦｅ（約３．０ｎｍ厚）／Ｎ
ｉＣｒ（約０．５ｎｍ厚）／ＮｉＦｅ（約３．０ｎｍ
厚）／ＣｏＦｅ（約０．３ｎｍ厚）／Ｃｕ（約２．１ｎ
ｍ厚）／［ＣｏＦｅ（約１．９ｎｍ厚；ＡＰ１）／Ｒｕ
（約０．７５ｎｍ厚）／ＣｏＦｅ（約２．１ｎｍ厚；Ａ
Ｐ２）］／ＭｎＰｔ（約２０．０ｎｍ厚）／ＮｉＣｒ
（約５．０ｎｍ厚）である。なお、上記構成中、［］部
分はピンド層を表している。
ブ構造体の構成は、本実施の形態についてＮｉＣｒ（約
５．５ｎｍ厚）／Ｃｕ（約１．０ｎｍ厚）／ＮｉＦｅ
（約３．０ｎｍ厚）／ＮｉＣｒ（約０．５ｎｍ厚）／Ｎ
ｉＦｅ（約３．０ｎｍ厚）／ＣｏＦｅ（約０．３ｎｍ
厚）／Ｃｕ（約２．１ｎｍ厚）／［ＣｏＦｅ（約１．９
ｎｍ厚；ＡＰ１）／Ｒｕ（約７．５ｎｍ厚）／ＣｏＦｅ
（約１．４ｎｍ厚；ＡＰ２Ａ）／ＮｉＣｒ（約０．３ｎ
ｍ厚）／ＣｏＦｅ（約０．７ｎｍ厚；ＡＰ２Ｂ）］／Ｍ
ｎＰｔ（約２０．０ｎｍ厚）／ＮｉＣｒ（約５．０ｎｍ
厚），従来についてＮｉＣｒ（約５．５ｎｍ厚）／Ｃｕ
（約１．０ｎｍ厚）／ＮｉＦｅ（約３．０ｎｍ厚）／Ｎ
ｉＣｒ（約０．５ｎｍ厚）／ＮｉＦｅ（約３．０ｎｍ
厚）／ＣｏＦｅ（約０．３ｎｍ厚）／Ｃｕ（約２．１ｎ
ｍ厚）／［ＣｏＦｅ（約１．９ｎｍ厚；ＡＰ１）／Ｒｕ
（約０．７５ｎｍ厚）／ＣｏＦｅ（約２．１ｎｍ厚；Ａ
Ｐ２）］／ＭｎＰｔ（約２０．０ｎｍ厚）／ＮｉＣｒ
（約５．０ｎｍ厚）である。なお、上記構成中、［］部
分はピンド層を表している。
【００６０】図２，図３の比較から明らかなように、シ
ンセティック反平行／平行ピンド層３５（ＳｙＡＰＰ）
を備えた本実施の形態に係るスピンバルブ構造体では、
シンセティック反平行ピンド層１５０（ＳｙＡＰ）を備
えた従来のスピンバルブ構造体よりもヒステリシス曲線
（Ｒ−Ｈ曲線）の開度が小さくなった。この結果は、回
転磁化モデルに基づくシミュレーション結果と一致する
ものであった。
ンセティック反平行／平行ピンド層３５（ＳｙＡＰＰ）
を備えた本実施の形態に係るスピンバルブ構造体では、
シンセティック反平行ピンド層１５０（ＳｙＡＰ）を備
えた従来のスピンバルブ構造体よりもヒステリシス曲線
（Ｒ−Ｈ曲線）の開度が小さくなった。この結果は、回
転磁化モデルに基づくシミュレーション結果と一致する
ものであった。
【００６１】＜第１の実施の形態の作用および効果＞以
上説明したように、本実施の形態に係るスピンバルブ構
造体およびその形成方法では、コバルト鉄合金層２１
（ＡＰ１）と、ルテニウム層２２と、コバルト鉄合金層
２３（ＡＰ２Ａ）と、ニッケルクロム合金層２４と、コ
バルト鉄合金層２５（ＡＰ２Ｂ）とがこの順に積層され
た５層構成をなすシンセティック反平行／平行ピンド層
３５（ＳｙＡＰＰ）を備え、特に、コバルト鉄合金層２
５（ＡＰ２Ｂ）の厚みγがコバルト鉄合金層（ＡＰ２
Ａ）２３の厚みβの約１／２となり（γ＝１／２・
β）、かつコバルト鉄合金層２３の厚みβとコバルト鉄
合金層２５の厚みγとの総和β＋γがコバルト鉄合金層
２１（ＡＰ１）の厚みαよりも小さくなるようにしてい
る（（β＋γ）＜α）。このような特徴的な構成をなす
シンセティック反平行／平行ピンド層３５を備えたスピ
ンバルブ構造体では、図２，図３に示した磁再生特性の
比較結果から明らかなように、シンセティック反平行ピ
ンド層１５０（ＳｙＡＰ）を備えた従来のスピンバルブ
構造体よりもヒステリシス曲線の開度が小さくなるた
め、ピンド層３５の強度が向上する。したがって、ピン
ド層３５の強度の向上に伴い、高密度記録化に対応した
優れた安定性を確保することができる。
上説明したように、本実施の形態に係るスピンバルブ構
造体およびその形成方法では、コバルト鉄合金層２１
（ＡＰ１）と、ルテニウム層２２と、コバルト鉄合金層
２３（ＡＰ２Ａ）と、ニッケルクロム合金層２４と、コ
バルト鉄合金層２５（ＡＰ２Ｂ）とがこの順に積層され
た５層構成をなすシンセティック反平行／平行ピンド層
３５（ＳｙＡＰＰ）を備え、特に、コバルト鉄合金層２
５（ＡＰ２Ｂ）の厚みγがコバルト鉄合金層（ＡＰ２
Ａ）２３の厚みβの約１／２となり（γ＝１／２・
β）、かつコバルト鉄合金層２３の厚みβとコバルト鉄
合金層２５の厚みγとの総和β＋γがコバルト鉄合金層
２１（ＡＰ１）の厚みαよりも小さくなるようにしてい
る（（β＋γ）＜α）。このような特徴的な構成をなす
シンセティック反平行／平行ピンド層３５を備えたスピ
ンバルブ構造体では、図２，図３に示した磁再生特性の
比較結果から明らかなように、シンセティック反平行ピ
ンド層１５０（ＳｙＡＰ）を備えた従来のスピンバルブ
構造体よりもヒステリシス曲線の開度が小さくなるた
め、ピンド層３５の強度が向上する。したがって、ピン
ド層３５の強度の向上に伴い、高密度記録化に対応した
優れた安定性を確保することができる。
【００６２】なお、本実施の形態では、スピンバルブ構
造体がトップ型構造をなすようにしたが、必ずしもこれ
に限られるものではなく、ボトム型構造をなすようにし
てもよい。この場合においても、シンセティック反平行
／平行ピンド層３５（ＳｙＡＰＰ）を備える限り、上記
実施の形態の場合と同様の効果を得ることができる。
造体がトップ型構造をなすようにしたが、必ずしもこれ
に限られるものではなく、ボトム型構造をなすようにし
てもよい。この場合においても、シンセティック反平行
／平行ピンド層３５（ＳｙＡＰＰ）を備える限り、上記
実施の形態の場合と同様の効果を得ることができる。
【００６３】［第２の実施の形態］次に、本発明の第２
の実施の形態について説明する。
の実施の形態について説明する。
【００６４】本発明の第２の実施の形態に係るスピンバ
ルブ構造体は、コバルト鉄合金層２３，２５（ＡＰ２
Ａ，ＡＰ２Ｂ）の厚みの総和β＋γがコバルト鉄合金層
２１（ＡＰ１）の厚みαよりも小さくなるようにシンセ
ティック反平行／平行ピンド層３５（ＳｙＡＰＰ）を構
成した上記第１の実施の形態の場合とは異なり、コバル
ト鉄合金層２３，２５の厚みの総和β＋γがコバルト鉄
合金層２１の厚みαよりも大きくなるようにしたもので
ある。
ルブ構造体は、コバルト鉄合金層２３，２５（ＡＰ２
Ａ，ＡＰ２Ｂ）の厚みの総和β＋γがコバルト鉄合金層
２１（ＡＰ１）の厚みαよりも小さくなるようにシンセ
ティック反平行／平行ピンド層３５（ＳｙＡＰＰ）を構
成した上記第１の実施の形態の場合とは異なり、コバル
ト鉄合金層２３，２５の厚みの総和β＋γがコバルト鉄
合金層２１の厚みαよりも大きくなるようにしたもので
ある。
【００６５】本実施の形態に係るスピンバルブ構造体を
構成するピンド層３５のうち、コバルト鉄合金層２１
（ＡＰ１）の厚みαは約１．５ｎｍ〜２．２ｎｍ、好ま
しくは約１．９ｎｍ、コバルト鉄合金層２３（ＡＰ２
Ａ）の厚みβは約１．２ｎｍ〜２．０ｎｍ、好ましくは
約１．４ｎｍ、コバルト鉄合金層２５（ＡＰ２Ｂ）の厚
みγは約０．６ｎｍ〜１．０ｎｍ、好ましくは約０．７
ｎｍである。なお、本実施の形態に係るスピンバルブ構
造体について、上記特徴部分以外の構成、材質および厚
み等は、上記第１の実施の形態の場合と同様である。こ
こで、本実施の形態のピンド層３５を構成するコバルト
鉄合金層２１，２３，２５が、本発明中の請求項３，１
７における「第１の膜」，「第２の膜」，「第３の膜」
の一具体例にそれぞれ対応すると共に、請求項１０，２
４における「第２のコバルト鉄合金層」，「第３のコバ
ルト鉄合金層」，「第４のコバルト鉄合金層」の一具体
例にそれぞれ対応する。
構成するピンド層３５のうち、コバルト鉄合金層２１
（ＡＰ１）の厚みαは約１．５ｎｍ〜２．２ｎｍ、好ま
しくは約１．９ｎｍ、コバルト鉄合金層２３（ＡＰ２
Ａ）の厚みβは約１．２ｎｍ〜２．０ｎｍ、好ましくは
約１．４ｎｍ、コバルト鉄合金層２５（ＡＰ２Ｂ）の厚
みγは約０．６ｎｍ〜１．０ｎｍ、好ましくは約０．７
ｎｍである。なお、本実施の形態に係るスピンバルブ構
造体について、上記特徴部分以外の構成、材質および厚
み等は、上記第１の実施の形態の場合と同様である。こ
こで、本実施の形態のピンド層３５を構成するコバルト
鉄合金層２１，２３，２５が、本発明中の請求項３，１
７における「第１の膜」，「第２の膜」，「第３の膜」
の一具体例にそれぞれ対応すると共に、請求項１０，２
４における「第２のコバルト鉄合金層」，「第３のコバ
ルト鉄合金層」，「第４のコバルト鉄合金層」の一具体
例にそれぞれ対応する。
【００６６】本実施の形態に係るスピンバルブ構造体
は、上記第１の実施の形態において説明した手法を用い
て上記構成をなすようにピンド層３５を構成することに
より、形成可能である。
は、上記第１の実施の形態において説明した手法を用い
て上記構成をなすようにピンド層３５を構成することに
より、形成可能である。
【００６７】本実施の形態に係るスピンバルブ構造体に
ついても、上記第１の実施の形態の場合と同様に、再生
特性を調べた。図４および図５は、スピンバルブ構造体
に関する再生特性（Ｒ−Ｈ曲線）を表すものであり、図
４は本実施の形態、図５は従来についてそれぞれ示した
ものである。再生特性を調べるために用いたスピンバル
ブ構造体の構成は、本実施の形態についてＮｉＣｒ（約
５．５ｎｍ厚）／ＮｉＦｅ（約６．５ｎｍ厚）／ＣｏＦ
ｅ（約１．０ｎｍ厚）／Ｃｕ（約２．０ｎｍ厚）／［Ｃ
ｏＦｅ（約２．５ｎｍ厚；ＡＰ１）／Ｒｕ／ＣｏＦｅ
（約１．４ｎｍ厚；ＡＰ２Ａ）／ＮｉＣｒ（約０．５ｎ
ｍ厚）／ＣｏＦｅ（約０．７ｎｍ厚；ＡＰ２Ｂ）］／Ｍ
ｎＰｔ（約２０．０ｎｍ厚）／ＮｉＣｒ（約５．０ｎｍ
厚）、従来についてＮｉＣｒ（約５．５ｎｍ厚）／Ｎｉ
Ｆｅ（約６．５ｎｍ厚）／ＣｏＦｅ（約１．０ｎｍ厚）
／［Ｃｕ（約２．０ｎｍ厚）／ＣｏＦｅ（約２．５ｎｍ
厚；ＡＰ１）／Ｒｕ／ＣｏＦｅ（約２．０ｎｍ厚；ＡＰ
２）／ＭｎＰｔ（約２０．０ｎｍ厚）］／ＮｉＣｒ（約
５．０ｎｍ厚）である。
ついても、上記第１の実施の形態の場合と同様に、再生
特性を調べた。図４および図５は、スピンバルブ構造体
に関する再生特性（Ｒ−Ｈ曲線）を表すものであり、図
４は本実施の形態、図５は従来についてそれぞれ示した
ものである。再生特性を調べるために用いたスピンバル
ブ構造体の構成は、本実施の形態についてＮｉＣｒ（約
５．５ｎｍ厚）／ＮｉＦｅ（約６．５ｎｍ厚）／ＣｏＦ
ｅ（約１．０ｎｍ厚）／Ｃｕ（約２．０ｎｍ厚）／［Ｃ
ｏＦｅ（約２．５ｎｍ厚；ＡＰ１）／Ｒｕ／ＣｏＦｅ
（約１．４ｎｍ厚；ＡＰ２Ａ）／ＮｉＣｒ（約０．５ｎ
ｍ厚）／ＣｏＦｅ（約０．７ｎｍ厚；ＡＰ２Ｂ）］／Ｍ
ｎＰｔ（約２０．０ｎｍ厚）／ＮｉＣｒ（約５．０ｎｍ
厚）、従来についてＮｉＣｒ（約５．５ｎｍ厚）／Ｎｉ
Ｆｅ（約６．５ｎｍ厚）／ＣｏＦｅ（約１．０ｎｍ厚）
／［Ｃｕ（約２．０ｎｍ厚）／ＣｏＦｅ（約２．５ｎｍ
厚；ＡＰ１）／Ｒｕ／ＣｏＦｅ（約２．０ｎｍ厚；ＡＰ
２）／ＭｎＰｔ（約２０．０ｎｍ厚）］／ＮｉＣｒ（約
５．０ｎｍ厚）である。
【００６８】図４，図５の比較から明らかなように、上
記第１の実施の形態の場合（図２，図３参照）と同様
に、シンセティック反平行／平行ピンド層３５（ＳｙＡ
ＰＰ）を備えた本実施の形態に係るスピンバルブ構造体
では、シンセティック反平行ピンド層１５０（ＳｙＡ
Ｐ）を備えた従来のスピンバルブ構造体よりもヒステリ
シス曲線（Ｒ−Ｈ曲線）の開度が小さくなった。
記第１の実施の形態の場合（図２，図３参照）と同様
に、シンセティック反平行／平行ピンド層３５（ＳｙＡ
ＰＰ）を備えた本実施の形態に係るスピンバルブ構造体
では、シンセティック反平行ピンド層１５０（ＳｙＡ
Ｐ）を備えた従来のスピンバルブ構造体よりもヒステリ
シス曲線（Ｒ−Ｈ曲線）の開度が小さくなった。
【００６９】本実施の形態では、コバルト鉄合金層２１
（ＡＰ１）と、ルテニウム層２２と、コバルト鉄合金層
２３（ＡＰ２Ａ）と、ニッケルクロム合金層２４と、コ
バルト鉄合金層２５（ＡＰ２Ｂ）とがこの順に積層され
た５層構成をなすシンセティック反平行／平行ピンド層
３５（ＳｙＡＰＰ）を備え、特に、コバルト鉄合金層２
５（ＡＰ２Ｂ）の厚みγがコバルト鉄合金層（ＡＰ２
Ａ）２３の厚みβの約１／２となり（γ＝１／２・
β）、かつコバルト鉄合金層２３の厚みβとコバルト鉄
合金層２５の厚みγとの総和β＋γがコバルト鉄合金層
２１（ＡＰ１）の厚みαよりも大きくなるようにしたの
で（（β＋γ）＞α）、図４，図５に示した再生特性の
比較結果から明らかなように、上記第１の実施の形態の
場合と同様の作用により、高密度記録化に対応した優れ
た安定性を確保することができる。
（ＡＰ１）と、ルテニウム層２２と、コバルト鉄合金層
２３（ＡＰ２Ａ）と、ニッケルクロム合金層２４と、コ
バルト鉄合金層２５（ＡＰ２Ｂ）とがこの順に積層され
た５層構成をなすシンセティック反平行／平行ピンド層
３５（ＳｙＡＰＰ）を備え、特に、コバルト鉄合金層２
５（ＡＰ２Ｂ）の厚みγがコバルト鉄合金層（ＡＰ２
Ａ）２３の厚みβの約１／２となり（γ＝１／２・
β）、かつコバルト鉄合金層２３の厚みβとコバルト鉄
合金層２５の厚みγとの総和β＋γがコバルト鉄合金層
２１（ＡＰ１）の厚みαよりも大きくなるようにしたの
で（（β＋γ）＞α）、図４，図５に示した再生特性の
比較結果から明らかなように、上記第１の実施の形態の
場合と同様の作用により、高密度記録化に対応した優れ
た安定性を確保することができる。
【００７０】なお、本実施の形態に関する上記以外の作
用、効果および変形等は、上記第１の実施の形態の場合
と同様である。
用、効果および変形等は、上記第１の実施の形態の場合
と同様である。
【００７１】以上、各実施の形態を挙げて本発明を説明
したが、本発明は上記各実施の形態に限定されず、種々
の変形が可能である。すなわち、上記各実施の形態にお
いて説明したスピンバルブ構造体およびその形成方法
（被固定膜（ピンド層）およびその形成方法を含む）に
関する詳細は、必ずしもこれに限られるものではなく、
コバルト鉄合金層（ＡＰ１）と、ルテニウム層と、コバ
ルト鉄合金層（ＡＰ２Ａ）と、ニッケルクロム合金層
と、コバルト鉄合金層（ＡＰ２Ｂ）とがこの順に積層さ
れた５層構成をなすピンド層（シンセティック反平行／
平行ピンド層）を備え、特に、コバルト鉄合金層（ＡＰ
２Ｂ）の厚みがコバルト鉄合金層（ＡＰ２Ａ）の厚みの
約１／２となり、かつコバルト鉄合金層（ＡＰ２Ａ，Ａ
Ｐ２Ｂ）の厚みの総和がコバルト鉄合金層（ＡＰ１）の
厚みよりも小さいまたは大きいことにより、ピンド層の
強度を向上させ、スピンバルブ構造体について高密度記
録化に対応した優れた安定性を確保可能な限り、自由に
変更可能である。ただし、スピンバルブ構造体において
交換結合力が及ぶ範囲は極めて狭いため、本発明の効果
を確保するならば、上記各実施の形態においてスピンバ
ルブ構造体の構成について列挙した設計寸法等を遵守す
るのが好ましい。
したが、本発明は上記各実施の形態に限定されず、種々
の変形が可能である。すなわち、上記各実施の形態にお
いて説明したスピンバルブ構造体およびその形成方法
（被固定膜（ピンド層）およびその形成方法を含む）に
関する詳細は、必ずしもこれに限られるものではなく、
コバルト鉄合金層（ＡＰ１）と、ルテニウム層と、コバ
ルト鉄合金層（ＡＰ２Ａ）と、ニッケルクロム合金層
と、コバルト鉄合金層（ＡＰ２Ｂ）とがこの順に積層さ
れた５層構成をなすピンド層（シンセティック反平行／
平行ピンド層）を備え、特に、コバルト鉄合金層（ＡＰ
２Ｂ）の厚みがコバルト鉄合金層（ＡＰ２Ａ）の厚みの
約１／２となり、かつコバルト鉄合金層（ＡＰ２Ａ，Ａ
Ｐ２Ｂ）の厚みの総和がコバルト鉄合金層（ＡＰ１）の
厚みよりも小さいまたは大きいことにより、ピンド層の
強度を向上させ、スピンバルブ構造体について高密度記
録化に対応した優れた安定性を確保可能な限り、自由に
変更可能である。ただし、スピンバルブ構造体において
交換結合力が及ぶ範囲は極めて狭いため、本発明の効果
を確保するならば、上記各実施の形態においてスピンバ
ルブ構造体の構成について列挙した設計寸法等を遵守す
るのが好ましい。
【００７２】なお、コバルト鉄合金層（ＡＰ２Ａ，ＡＰ
２Ｂ）の厚みの総和とコバルト鉄合金層（ＡＰ１）の厚
みとの関係については、特に、コバルト鉄合金層（ＡＰ
２Ａ，ＡＰ２Ｂ）の厚みの総和がコバルト鉄合金層（Ａ
Ｐ１）の厚みよりも小さくなるようにするのが好まし
い。なぜなら、図２〜図５に示した一連の再生特性の比
較結果から明らかなように、コバルト鉄合金層（ＡＰ２
Ａ，ＡＰ２Ｂ）の厚みの総和がコバルト鉄合金層（ＡＰ
１）の厚みよりも小さい場合について、大きい場合より
もヒステリシス曲線の開度がより小さくなり、スピンバ
ルブ構造体についてより優れた安定性を確保可能だから
である。
２Ｂ）の厚みの総和とコバルト鉄合金層（ＡＰ１）の厚
みとの関係については、特に、コバルト鉄合金層（ＡＰ
２Ａ，ＡＰ２Ｂ）の厚みの総和がコバルト鉄合金層（Ａ
Ｐ１）の厚みよりも小さくなるようにするのが好まし
い。なぜなら、図２〜図５に示した一連の再生特性の比
較結果から明らかなように、コバルト鉄合金層（ＡＰ２
Ａ，ＡＰ２Ｂ）の厚みの総和がコバルト鉄合金層（ＡＰ
１）の厚みよりも小さい場合について、大きい場合より
もヒステリシス曲線の開度がより小さくなり、スピンバ
ルブ構造体についてより優れた安定性を確保可能だから
である。
【００７３】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１または請
求項２に記載の被固定膜の形成方法によれば、コバルト
鉄合金よりなる第１の膜と、ルテニウム膜と、コバルト
鉄合金よりなる第２の膜と、ニッケルクロム合金膜と、
コバルト鉄合金よりなる第３の膜とをこの順に積層し、
特に、第３の膜の厚みが第２の膜の厚みの２分の１とな
り、かつ第２の膜の厚みと第３の膜の厚みとの総和が第
１の膜の厚みよりも小さくなるようにしたので、極めて
優れた強度を確保可能な本発明の被固定膜を形成するこ
とができる。
求項２に記載の被固定膜の形成方法によれば、コバルト
鉄合金よりなる第１の膜と、ルテニウム膜と、コバルト
鉄合金よりなる第２の膜と、ニッケルクロム合金膜と、
コバルト鉄合金よりなる第３の膜とをこの順に積層し、
特に、第３の膜の厚みが第２の膜の厚みの２分の１とな
り、かつ第２の膜の厚みと第３の膜の厚みとの総和が第
１の膜の厚みよりも小さくなるようにしたので、極めて
優れた強度を確保可能な本発明の被固定膜を形成するこ
とができる。
【００７４】また、請求項３または請求項４に記載の被
固定膜の形成方法によれば、コバルト鉄合金よりなる第
１の膜と、ルテニウム膜と、コバルト鉄合金よりなる第
２の膜と、ニッケルクロム合金膜と、コバルト鉄合金よ
りなる第３の膜とをこの順に積層し、特に、第３の膜の
厚みが第２の膜の厚みの２分の１となり、かつ第２の膜
の厚みと第３の膜の厚みとの総和が第１の膜の厚みより
も大きくなるようにしたので、優れた強度を確保可能な
本発明の被固定膜を形成することができる。
固定膜の形成方法によれば、コバルト鉄合金よりなる第
１の膜と、ルテニウム膜と、コバルト鉄合金よりなる第
２の膜と、ニッケルクロム合金膜と、コバルト鉄合金よ
りなる第３の膜とをこの順に積層し、特に、第３の膜の
厚みが第２の膜の厚みの２分の１となり、かつ第２の膜
の厚みと第３の膜の厚みとの総和が第１の膜の厚みより
も大きくなるようにしたので、優れた強度を確保可能な
本発明の被固定膜を形成することができる。
【００７５】また、請求項５ないし請求項９のいずれか
１項に記載のスピンバルブ構造体の形成方法によれば、
第２のコバルト鉄合金層と、ルテニウム層と、第３のコ
バルト鉄合金層と、ニッケルクロム合金層と、第４のコ
バルト鉄合金層とをこの順に積層し、特に、第４のコバ
ルト鉄合金層の厚みが第３のコバルト鉄合金層の厚みの
２分の１となり、かつ第３のコバルト鉄合金層の厚みと
第４のコバルト鉄合金層の厚みとの総和が第２のコバル
ト鉄合金層の厚みよりも小さくなるようにしたので、極
めて優れた安定性を確保可能な本発明のスピンバルブ構
造体を形成することができる。
１項に記載のスピンバルブ構造体の形成方法によれば、
第２のコバルト鉄合金層と、ルテニウム層と、第３のコ
バルト鉄合金層と、ニッケルクロム合金層と、第４のコ
バルト鉄合金層とをこの順に積層し、特に、第４のコバ
ルト鉄合金層の厚みが第３のコバルト鉄合金層の厚みの
２分の１となり、かつ第３のコバルト鉄合金層の厚みと
第４のコバルト鉄合金層の厚みとの総和が第２のコバル
ト鉄合金層の厚みよりも小さくなるようにしたので、極
めて優れた安定性を確保可能な本発明のスピンバルブ構
造体を形成することができる。
【００７６】また、請求項１０ないし請求項１４のいず
れか１項に記載のスピンバルブ構造体の形成方法によれ
ば、第２のコバルト鉄合金層と、ルテニウム層と、第３
のコバルト鉄合金層と、ニッケルクロム合金層と、第４
のコバルト鉄合金層とをこの順に積層するようにし、特
に、第４のコバルト鉄合金層の厚みが第３のコバルト鉄
合金層の厚みの２分の１となり、かつ第３のコバルト鉄
合金層の厚みと第４のコバルト鉄合金層の厚みとの総和
が第２のコバルト鉄合金層の厚みよりも大きくなるよう
にしたので、優れた安定性を確保可能な本発明のスピン
バルブ構造体を形成することができる。
れか１項に記載のスピンバルブ構造体の形成方法によれ
ば、第２のコバルト鉄合金層と、ルテニウム層と、第３
のコバルト鉄合金層と、ニッケルクロム合金層と、第４
のコバルト鉄合金層とをこの順に積層するようにし、特
に、第４のコバルト鉄合金層の厚みが第３のコバルト鉄
合金層の厚みの２分の１となり、かつ第３のコバルト鉄
合金層の厚みと第４のコバルト鉄合金層の厚みとの総和
が第２のコバルト鉄合金層の厚みよりも大きくなるよう
にしたので、優れた安定性を確保可能な本発明のスピン
バルブ構造体を形成することができる。
【００７７】また、請求項１５または請求項１６に記載
の被固定膜によれば、コバルト鉄合金よりなる第１の膜
と、ルテニウム膜と、コバルト鉄合金よりなる第２の膜
と、ニッケルクロム合金膜と、コバルト鉄合金よりなる
第３の膜とがこの順に積層され、特に、第３の膜の厚み
が第２の膜の厚みの２分の１となり、かつ第２の膜の厚
みと第３の膜の厚みとの総和が第１の膜の厚みよりも小
さくなるようにしたので、極めて優れた強度を確保する
ことができる。
の被固定膜によれば、コバルト鉄合金よりなる第１の膜
と、ルテニウム膜と、コバルト鉄合金よりなる第２の膜
と、ニッケルクロム合金膜と、コバルト鉄合金よりなる
第３の膜とがこの順に積層され、特に、第３の膜の厚み
が第２の膜の厚みの２分の１となり、かつ第２の膜の厚
みと第３の膜の厚みとの総和が第１の膜の厚みよりも小
さくなるようにしたので、極めて優れた強度を確保する
ことができる。
【００７８】また、請求項１７または請求項１８に記載
の被固定膜によれば、コバルト鉄合金よりなる第１の膜
と、ルテニウム膜と、コバルト鉄合金よりなる第２の膜
と、ニッケルクロム合金膜と、コバルト鉄合金よりなる
第３の膜とがこの順に積層され、特に、第３の膜の厚み
が第２の膜の厚みの２分の１となり、かつ第２の膜の厚
みと第３の膜の厚みとの総和が第１の膜の厚みよりも大
きくなるようにしたので、優れた強度を確保することが
できる。
の被固定膜によれば、コバルト鉄合金よりなる第１の膜
と、ルテニウム膜と、コバルト鉄合金よりなる第２の膜
と、ニッケルクロム合金膜と、コバルト鉄合金よりなる
第３の膜とがこの順に積層され、特に、第３の膜の厚み
が第２の膜の厚みの２分の１となり、かつ第２の膜の厚
みと第３の膜の厚みとの総和が第１の膜の厚みよりも大
きくなるようにしたので、優れた強度を確保することが
できる。
【００７９】また、請求項１９または請求項２３のいず
れか１項に記載のスピンバルブ構造体によれば、第２の
コバルト鉄合金層と、ルテニウム層と、第３のコバルト
鉄合金層と、ニッケルクロム合金層と、第４のコバルト
鉄合金層とがこの順に積層された５層構成の積層体を備
え、特に、第４のコバルト鉄合金層の厚みが第３のコバ
ルト鉄合金層の厚みの２分の１となり、かつ第３のコバ
ルト鉄合金層の厚みと第４のコバルト鉄合金層の厚みと
の総和が第２のコバルト鉄合金層の厚みよりも小さくな
るようにしたので、５層積層体の特徴的な構成に基づ
き、従来のスピンバルブ構造体よりもヒステリシス曲線
の開度が小さくなり、積層体の強度が極めて向上する。
したがって、高密度記録化に対応した極めて優れた安定
性を確保することができる。
れか１項に記載のスピンバルブ構造体によれば、第２の
コバルト鉄合金層と、ルテニウム層と、第３のコバルト
鉄合金層と、ニッケルクロム合金層と、第４のコバルト
鉄合金層とがこの順に積層された５層構成の積層体を備
え、特に、第４のコバルト鉄合金層の厚みが第３のコバ
ルト鉄合金層の厚みの２分の１となり、かつ第３のコバ
ルト鉄合金層の厚みと第４のコバルト鉄合金層の厚みと
の総和が第２のコバルト鉄合金層の厚みよりも小さくな
るようにしたので、５層積層体の特徴的な構成に基づ
き、従来のスピンバルブ構造体よりもヒステリシス曲線
の開度が小さくなり、積層体の強度が極めて向上する。
したがって、高密度記録化に対応した極めて優れた安定
性を確保することができる。
【００８０】また、請求項２４または請求項２８のいず
れか１項に記載のスピンバルブ構造体によれば、第２の
コバルト鉄合金層と、ルテニウム層と、第３のコバルト
鉄合金層と、ニッケルクロム合金層と、第４のコバルト
鉄合金層とがこの順に積層された５層構成の積層体を備
え、特に、第４のコバルト鉄合金層の厚みが第３のコバ
ルト鉄合金層の厚みの２分の１となり、かつ第３のコバ
ルト鉄合金層の厚みと第４のコバルト鉄合金層の厚みと
の総和が第２のコバルト鉄合金層の厚みよりも大きくな
るようにしたので、５層積層体の特徴的な構成に基づ
き、従来のスピンバルブ構造体よりもヒステリシス曲線
の開度が小さくなり、積層体の強度が向上する。したが
って、高密度記録化に対応した優れた安定性を確保する
ことができる。
れか１項に記載のスピンバルブ構造体によれば、第２の
コバルト鉄合金層と、ルテニウム層と、第３のコバルト
鉄合金層と、ニッケルクロム合金層と、第４のコバルト
鉄合金層とがこの順に積層された５層構成の積層体を備
え、特に、第４のコバルト鉄合金層の厚みが第３のコバ
ルト鉄合金層の厚みの２分の１となり、かつ第３のコバ
ルト鉄合金層の厚みと第４のコバルト鉄合金層の厚みと
の総和が第２のコバルト鉄合金層の厚みよりも大きくな
るようにしたので、５層積層体の特徴的な構成に基づ
き、従来のスピンバルブ構造体よりもヒステリシス曲線
の開度が小さくなり、積層体の強度が向上する。したが
って、高密度記録化に対応した優れた安定性を確保する
ことができる。
【図１】本発明の一実施の形態に係るスピンバルブ構造
体の断面構成を表す断面図である。
体の断面構成を表す断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係るスピンバルブ構造
体の再生特性を表す図である。
体の再生特性を表す図である。
【図３】従来のスピンバルブ構造体の再生特性を表す図
である。
である。
【図４】本発明の一実施の形態に係るスピンバルブ構造
体の他の再生特性を表す図である。
体の他の再生特性を表す図である。
【図５】従来のスピンバルブ構造体の他の再生特性を表
す図である。
す図である。
【図６】従来のスピンバルブ構造体の断面構成を表す断
面図である。
面図である。
１１…基体、１２…シード層、１３…フリー層、１３
Ａ，２４…ニッケルクロム合金層、１３Ｂ，２１，２
３，２５…コバルト鉄合金層、１４…スペーサ層、１６
…ピンニング層、１７…保護層、２２…ルテニウム層、
３５…ピンド層。
Ａ，２４…ニッケルクロム合金層、１３Ｂ，２１，２
３，２５…コバルト鉄合金層、１４…スペーサ層、１６
…ピンニング層、１７…保護層、２２…ルテニウム層、
３５…ピンド層。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 43/12 Ｇ０１Ｒ 33/06 Ｒ (72)発明者 民 季 アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94538 フレモント レスリー ストリー ト 39663 アパート408 (72)発明者 茹瑛 童 アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95130 サンノゼ レバイン ドライブ 2433 (72)発明者 ▲煥▼中 廖 アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94539 フレモント ベナベンテ アベニ ュー 39757 (72)発明者 克▲強▼ 朱 アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94539 フレモント ウッドサイド テラ ス 3535 Ｆターム(参考） 2G017 AD55 AD63 AD65 5D034 BA03 BA04 BA05 CA08 5E049 AA04 BA12 DB12
Claims (28)
- 【請求項１】 スピンバルブ構造体の一部をなす被固定
膜を形成する方法であって、 非磁性膜上に、２．０ｎｍ以上３．０ｎｍ以下の厚みと
なるように、コバルト鉄合金（ＣｏＦｅ）よりなる第１
の膜を形成する工程と、 この第１の膜上に、０．６５ｎｍ以上０．８５ｎｍ以下
の厚みとなるようにルテニウム（Ｒｕ）膜を形成する工
程と、 このルテニウム膜上に、１．０ｎｍ以上１．６ｎｍ以下
の厚みとなるように、コバルト鉄合金よりなる第２の膜
を形成する工程と、 この第２の膜上に、０．３ｎｍ以上０．７ｎｍ以下の厚
みとなるように、ニッケルクロム合金（ＮｉＣｒ）膜を
形成する工程と、 このニッケルクロム合金膜上に、０．５ｎｍ以上０．８
ｎｍ以下の厚みとなるように、コバルト鉄合金よりなる
第３の膜を形成することにより、この第３の膜の厚み
が、前記第２の膜の厚みの２分の１となり、かつ前記第
２の膜の厚みと前記第３の膜の厚みとの総和が、前記第
１の膜の厚みよりも小さくなるようにする工程とを含む
ことを特徴とする被固定膜の形成方法。 - 【請求項２】 原子百分率で８５％以上９５％以下のコ
バルトを含むように、前記第１、第２および第３の膜を
形成することを特徴とする請求項１記載の被固定膜の形
成方法。 - 【請求項３】 スピンバルブ構造体の一部をなす被固定
膜を形成する方法であって、 非磁性膜上に、１．５ｎｍ以上２．２ｎｍ以下の厚みと
なるように、コバルト鉄合金（ＣｏＦｅ）よりなる第１
の膜を形成する工程と、 この第１の膜上に、０．６５ｎｍ以上０．８５ｎｍ以下
の厚みとなるようにルテニウム（Ｒｕ）膜を形成する工
程と、 このルテニウム膜上に、１．２ｎｍ以上２．０ｎｍ以下
の厚みとなるように、コバルト鉄合金よりなる第２の膜
を形成する工程と、 この第２の膜上に、０．３ｎｍ以上０．７ｎｍ以下の厚
みとなるように、ニッケルクロム合金（ＮｉＣｒ）膜を
形成する工程と、 このニッケルクロム合金膜上に、０．６ｎｍ以上１．０
ｎｍ以下の厚みとなるように、コバルト鉄合金よりなる
第３の膜を形成することにより、この第３の膜の厚み
が、前記第２の膜の厚みの２分の１となり、かつ前記第
２の膜の厚みと前記第３の膜の厚みとの総和が、前記第
１の膜の厚みよりも大きくなるようにする工程とを含む
ことを特徴とする被固定膜の形成方法。 - 【請求項４】 原子百分率で８５％以上９５％以下のコ
バルトを含むように、前記第１、第２および第３の膜を
形成することを特徴とする請求項３記載の被固定膜の形
成方法。 - 【請求項５】 基体上に、ニッケルクロム合金（ＮｉＣ
ｒ）よりなるシード層を形成する工程と、 このシード層上に、ニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）層と第
１のコバルト鉄合金（ＣｏＦｅ）層とを積層させること
によりフリー層を形成する工程と、 この第１のコバルト鉄合金層上に、非磁性層を形成する
工程と、 この非磁性層上に、２．０ｎｍ以上３．０ｎｍ以下の厚
みとなるように第２のコバルト鉄合金層を形成する工程
と、 この第２のコバルト鉄合金層上に、０．６５ｎｍ以上
０．８５ｎｍ以下の厚みとなるようにルテニウム（Ｒ
ｕ）層を形成する工程と、 このルテニウム層上に、１．０ｎｍ以上１．６ｎｍ以下
の厚みとなるように第３のコバルト鉄合金層を形成する
工程と、 この第３のコバルト鉄合金層上に、０．３ｎｍ以上０．
７ｎｍ以下の厚みとなるようにニッケルクロム合金層を
形成する工程と、 このニッケルクロム合金層上に、０．５ｎｍ以上０．８
ｎｍ以下の厚みとなるように第４のコバルト鉄合金層を
形成することにより、この第４のコバルト鉄合金層の厚
みが、前記第３のコバルト鉄合金層の厚みの２分の１と
なり、かつ前記第３のコバルト鉄合金層の厚みと前記第
４のコバルト鉄合金層の厚みとの総和が、前記第２のコ
バルト鉄合金層の厚みよりも小さくなるようにする工程
と、 この第４のコバルト鉄合金層上に、マンガン白金合金
（ＭｎＰｔ）層を形成する工程と、 このマンガン白金合金層上に、保護層を形成する工程と
を含むことを特徴とするスピンバルブ構造体の形成方
法。 - 【請求項６】 原子百分率で８５％以上９５％以下のコ
バルトを含むように、前記第１、第２、第３および第４
のコバルト鉄合金層を形成することを特徴とする請求項
５記載のスピンバルブ構造体の形成方法。 - 【請求項７】 原子百分率で５５％以上６５％以下のニ
ッケルを含むように、前記シード層および前記ニッケル
クロム合金層を形成することを特徴とする請求項５記載
のスピンバルブ構造体の形成方法。 - 【請求項８】 ７．０ｎｍ以上２５．０ｎｍ以下の厚み
となるように、前記マンガン白金合金層を形成すること
を特徴とする請求項５記載のスピンバルブ構造体の形成
方法。 - 【請求項９】 原子百分率で５０％以上６０％以下のマ
ンガンを含むように、前記マンガン白金合金層を形成す
ることを特徴とする請求項５記載のスピンバルブ構造体
の形成方法。 - 【請求項１０】 基体上に、ニッケルクロム合金（Ｎｉ
Ｃｒ）よりなるシード層を形成する工程と、 このシード層上に、ニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）層と第
１のコバルト鉄合金（ＣｏＦｅ）層とを積層させること
によりフリー層を形成する工程と、 この第１のコバルト鉄合金層上に、非磁性層を形成する
工程と、 この非磁性層上に、１．５ｎｍ以上２．２ｎｍ以下の厚
みとなるように第２のコバルト鉄合金層を形成する工程
と、 この第２のコバルト鉄合金層上に、０．６５ｎｍ以上
０．８５ｎｍ以下の厚みとなるようにルテニウム（Ｒ
ｕ）層を形成する工程と、 このルテニウム層上に、１．２ｎｍ以上２．０ｎｍ以下
の厚みとなるように第３のコバルト鉄合金層を形成する
工程と、 この第３のコバルト鉄合金層上に、０．３ｎｍ以上０．
７ｎｍ以下の厚みとなるようにニッケルクロム合金層を
形成する工程と、 このニッケルクロム合金層上に、０．６ｎｍ以上１．０
ｎｍ以下の厚みとなるように第４のコバルト鉄合金層を
形成することにより、この第４のコバルト鉄合金層の厚
みが、前記第３のコバルト鉄合金層の厚みの２分の１と
なり、かつ前記第３のコバルト鉄合金層の厚みと前記第
４のコバルト鉄合金層の厚みとの総和が、前記第２のコ
バルト鉄合金層の厚みよりも大きくなるようにする工程
と、 この第４のコバルト鉄合金層上に、マンガン白金合金
（ＭｎＰｔ）層を形成する工程と、 このマンガン白金合金層上に、保護層を形成する工程と
を含むことを特徴とするスピンバルブ構造体の形成方
法。 - 【請求項１１】 原子百分率で８５％以上９５％以下の
コバルトを含むように、前記第１、第２、第３および第
４のコバルト鉄合金層を形成することを特徴とする請求
項１０記載のスピンバルブ構造体の形成方法。 - 【請求項１２】 原子百分率で５５％以上６５％以下の
ニッケルを含むように、前記シード層および前記ニッケ
ルクロム合金層を形成することを特徴とする請求項１０
記載のスピンバルブ構造体の形成方法。 - 【請求項１３】 ７．０ｎｍ以上２５．０ｎｍ以下の厚
みとなるように、前記マンガン白金合金層を形成するこ
とを特徴とする請求項１０記載のスピンバルブ構造体の
形成方法。 - 【請求項１４】 原子百分率で５０％以上６０％以下の
マンガンを含むように、前記マンガン白金合金層を形成
することを特徴とする請求項１０記載のスピンバルブ構
造体の形成方法。 - 【請求項１５】 スピンバルブ構造体の一部をなす被固
定膜であって、 ２．０ｎｍ以上３．０ｎｍ以下の厚みをなし、コバルト
鉄合金（ＣｏＦｅ）よりなる第１の膜と、 ０．６５ｎｍ以上０．８５ｎｍ以下の厚みをなすルテニ
ウム（Ｒｕ）膜と、 １．０ｎｍ以上１．６ｎｍ以下の厚みをなし、コバルト
鉄合金よりなる第２の膜と、 ０．３ｎｍ以上０．７ｎｍ以下の厚みをなすニッケルク
ロム合金（ＮｉＣｒ）膜と、 ０．５ｎｍ以上０．８ｎｍ以下の厚みをなし、コバルト
鉄合金よりなる第３の膜とがこの順に積層された積層体
を含み、 前記第３の膜の厚みが、前記第２の膜の厚みの２分の１
であり、かつ前記第２の膜の厚みと前記第３の膜の厚み
との総和が、前記第１の膜の厚みよりも小さくなってい
ることを特徴とする被固定膜。 - 【請求項１６】 前記第１、第２および第３の膜は、原
子百分率で８５％以上９５％以下のコバルトを含んで構
成されていることを特徴とする請求項１５記載の被固定
膜。 - 【請求項１７】 スピンバルブ構造体の一部をなす被固
定膜であって、 １．５ｎｍ以上２．２ｎｍ以下の厚みをなし、コバルト
鉄合金（ＣｏＦｅ）よりなる第１の膜と、 ０．６５ｎｍ以上０．８５ｎｍ以下の厚みをなすルテニ
ウム（Ｒｕ）膜と、 １．２ｎｍ以上２．０ｎｍ以下の厚みをなし、コバルト
鉄合金よりなる第２の膜と、 ０．３ｎｍ以上０．７ｎｍ以下の厚みをなすニッケルク
ロム合金（ＮｉＣｒ）膜と、 ０．６ｎｍ以上１．０ｎｍ以下の厚みをなし、コバルト
鉄合金よりなる第３の膜とがこの順に積層された積層体
を含み、 前記第３の膜の厚みが、前記第２の膜の厚みの２分の１
であり、かつ前記第２の膜の厚みと前記第３の膜の厚み
との総和が、前記第１の膜の厚みよりも大きくなってい
ることを特徴とする被固定膜。 - 【請求項１８】 前記第１、第２および第３の膜は、原
子百分率で８５％以上９５％以下のコバルトを含んで構
成されていることを特徴とする請求項１７記載の被固定
膜。 - 【請求項１９】 基体と、 ニッケルクロム合金（ＮｉＣｒ）よりなるシード層と、 ニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）層と第１のコバルト鉄合金
（ＣｏＦｅ）層とが積層されてなるフリー層と、 非磁性層と、 ２．０ｎｍ以上３．０ｎｍ以下の厚みをなす第２のコバ
ルト鉄合金層と、 ０．６５ｎｍ以上０．８５ｎｍ以下の厚みをなすルテニ
ウム（Ｒｕ）層と、 １．０ｎｍ以上１．６ｎｍ以下の厚みをなす第３のコバ
ルト鉄合金層と、 ０．３ｎｍ以上０．７ｎｍ以下の厚みをなすニッケルク
ロム合金層と、 ０．５ｎｍ以上０．８ｎｍ以下の厚みをなす第４のコバ
ルト鉄合金層と、 マンガン白金合金（ＭｎＰｔ）層と、 ニッケル鉄合金よりなる保護層とがこの順に積層された
積層体を含み、 前記第４のコバルト鉄合金層の厚みが、前記第３のコバ
ルト鉄合金層の厚みの２分の１であり、かつ前記第３の
コバルト鉄合金層の厚みと前記第４のコバルト鉄合金層
の厚みとの総和が、前記第２のコバルト鉄合金層の厚み
よりも小さくなっていることを特徴とするスピンバルブ
構造体。 - 【請求項２０】 前記第１、第２、第３および第４のコ
バルト鉄合金層は、原子百分率で８５％以上９５％以下
のコバルトを含んで構成されていることを特徴とする請
求項１９記載のスピンバルブ構造体。 - 【請求項２１】 前記シード層および前記ニッケルクロ
ム合金ラミネート層は、原子百分率で５５％以上６５％
以下のニッケルを含んで構成されていることを特徴とす
る請求項１９記載のスピンバルブ構造体。 - 【請求項２２】 前記マンガン白金合金層は、１０．０
ｎｍ以上２５．０ｎｍ以下の厚みをなしていることを特
徴とする請求項１９記載のスピンバルブ構造体。 - 【請求項２３】 前記マンガン白金合金層は、原子百分
率で５０％以上６０％以下のマンガンを含んで構成され
ていることを特徴とする請求項１９記載のスピンバルブ
構造体。 - 【請求項２４】 基体と、 ニッケルクロム合金（ＮｉＣｒ）よりなるシード層と、 ニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）層と第１のコバルト鉄合金
（ＣｏＦｅ）層とが積層されてなるフリー層と、 非磁性層と、 １．５ｎｍ以上２．２ｎｍ以下の厚みをなす第２のコバ
ルト鉄合金層と、 ０．６５ｎｍ以上０．８５ｎｍ以下の厚みをなすルテニ
ウム層と、 １．２ｎｍ以上２．０ｎｍ以下の厚みをなす第３のコバ
ルト鉄合金層と、 ０．３ｎｍ以上０．７ｎｍ以下の厚みをなすニッケルク
ロム合金層と、 ０．６ｎｍ以上１．０ｎｍ以下の厚みをなす第４のコバ
ルト鉄合金層と、 マンガン白金合金（ＭｎＰｔ）層と、 ニッケル鉄合金よりなる保護層とがこの順に積層された
積層体を含み、 前記第４のコバルト鉄合金層の厚みが、前記第３のコバ
ルト鉄合金層の厚みの２分の１であり、かつ前記第３の
コバルト鉄合金層の厚みと前記第４のコバルト鉄合金層
の厚みとの総和が、前記第２のコバルト鉄合金層の厚み
よりも大きくなっていることを特徴とするスピンバルブ
構造体。 - 【請求項２５】 前記第１、第２、第３および第４のコ
バルト鉄合金層は、原子百分率で８５％以上９５％以下
のコバルトを含んで構成されていることを特徴とする請
求項２４記載のスピンバルブ構造体。 - 【請求項２６】 前記シード層および前記ニッケルクロ
ム合金層は、原子百分率で５５％以上６５％以下のニッ
ケルを含んで構成されていることを特徴とする請求項２
４記載のスピンバルブ構造体。 - 【請求項２７】 前記マンガン白金合金層は、１０．０
ｎｍ以上２５．０ｎｍ以下の厚みをなしていることを特
徴とする請求項２４記載のスピンバルブ構造体。 - 【請求項２８】 前記マンガン白金合金層は、原子百分
率で５０％以上６０％以下のマンガンを含んで構成され
ていることを特徴とする請求項２４記載のスピンバルブ
構造体。
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