JP2002314171A - 被固定層およびその形成方法、ならびにスピンバルブ構造およびその形成方法 - Google Patents
被固定層およびその形成方法、ならびにスピンバルブ構造およびその形成方法Info
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Abstract
ESDによる破壊を受けない安定した被固定層を備える
スピンバルブ構造を、ESD現象の影響を受けることな
く低磁場中において形成するための実用的な方法を提供
する。 【解決手段】 第1の磁性層と、0.6nm以下の厚み
を有するスペーサ層と、第2の磁性層とを順に形成する
工程と、全体を4.0×105 A/m以下という非常に
低い磁場中において、280℃以下の温度でアニールす
る工程とを含むようにしたので、形成過程においてES
D現象の影響を受けずに、ソフトESDによる破壊を受
けない安定した被固定層およびそれを含むスピンバルブ
構造を、実際の製造工程に適用可能な条件で形成するこ
とができる。
Description
が固定される被固定層を含むスピンバルブ構造およびそ
れらの形成方法に関するものである。
れる磁気再生ヘッドの動作は、磁界中に置かれた物質
(以下、単に「磁化物質」という)の抵抗変化によって
規定される。多くの磁化物質は、外部磁界により容易に
磁化可能な所定の方向性(容易軸)を有しており、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、磁気抵抗効果により抵抗が増加し、一方、
容易軸に対して平行な方向に磁化物質が磁化されると抵
抗が0になる。したがって、磁化物質中の磁化方向を変
化させる磁場はすべて抵抗変化として検知することがで
きる。
磁気ヘッドに適用することによって著しく増加する。こ
のように増加した抵抗は、特に巨大磁気抵抗(GMR:
Giant Magnetoresistance )と呼ばれている。このスピ
ンバルブ構造では、磁化物質全体の磁化方向に対して電
子スピンによる磁化方向ベクトルが平行(反平行を除
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。
ブ構造の主要部構成を表す断面図である。この従来型ス
ピンバルブ構造の主要部は、基体110の上に、シード
層120と、下部磁性層130と、非磁性層140と、
上部磁性層150と、反強磁性層160と、保護層17
0とが順に積層されてなるものである。この主要部構成
における特徴は、下部磁性層130と上部磁性層150
とが非磁性層140によって隔てられている点にある。
非磁性層140の層厚は、例えば、交換相互作用を無視
できる程度、すなわち、原子レベルにおいて互いの磁気
特性に影響を及ぼしあわない程度に上部磁性層130と
下部磁性層150とを引き離し、かつ、上部磁性層13
0と下部磁性層150との距離が伝導電子の平均自由行
程以内の距離とするような層厚となっているのである。
れた下部磁性層130および上部150の内部を、図1
6の矢印180で示した磁化方向に沿って電流が流れる
とすると、下部磁性層130および上部磁性層150を
流れる電子のうちの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(一次近似的に)寄与しな
いこととなる。このとき、散乱現象に寄与しない半数の
電子のみが高い確率で非磁性層140を通過し、下部磁
性層130と上部磁性層150との間を移行可能な平均
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
してしまい、移動方向が元の方向に戻らなくなるため、
結果としてスピンバルブ構造全体の抵抗が極めて増加す
ることとなる。
層130および上部磁性層150のうち、いずれか一方
の磁化方向を永久に固定(ピンニング)し、被固定層
(ピンド層)とする必要がある。図16では、上部磁性
層150が被固定層である。磁化方向の固定(ピンニン
グ)は、主に、以下のような手順により行われる。すな
わち、ある磁場中において、成膜およびアニール処理に
よって上部磁性層150を形成したのち、上部磁性層1
50上に反強磁性材料(AFM:antiferromagnetic ma
terial)を用いて反強磁性層(すなわち、ピンニング
層)160を形成するのである。この反強磁性層160
によって、上部磁性層150の磁化方向が固定(ピンニ
ング)される。一方、上部磁性層150とは対照的に、
下部磁性層130の磁化方向は固定されず、例えば、磁
気ディスク等の記録媒体表面のビットに起因して生じる
信号磁界により容易に変化可能になっている。この場
合、下部磁性層130はフリー層となっている。
すなわち、ピンド層としての上部磁性層150がフリー
層としての下部磁性層130よりも基体110から遠い
側に位置するものは「トップスピンバルブ構造」と呼ば
れる。一方、ピンド層がフリー層よりも基体110に近
い側に位置するものは「ボトムスピンバルブ構造」と呼
ばれ、その場合、当然、保護層がフリー層上に積層され
ることとなる。
ンバルブ構造に含まれる被固定層は、反強磁性層による
バイアス交換を必要とする。この被固定層は、一般的
に、コバルト鉄(CoFe)合金あるいはこれと同様の
強磁性材料を用いて形成されるものである。さらに、こ
の被固定層は、ブロッキング温度の高い反強磁性材料で
あるマンガン白金(MnPt)合金あるいはニッケルマ
ンガン(NiMn)合金よりなる反強磁性層によって磁
化方向が固定され、通常、大きな磁気異方性を示す。し
かしながら、図16示したような従来のスピンバルブ構
造の被固定層について、外部磁場を印加した際の抵抗変
化を示すヒステリシス曲線(R−H曲線:Rはデバイス
の抵抗値を表す)を調べると、ヒステリシスのループが
開いてしまい、被固定層の磁化方向が安定しないという
問題があった。また、異方性磁場Hckはピンニング磁
場Hpinに匹敵する大きさであるが、ヒステリシス曲
線の開きと被固定層の不安定性とが原因で両パラメータ
(異方性磁場Hckおよびピンニング磁場Hpin)は
様々な値をとり、大きく広がった分布となるという問題
もあった。これらの問題は、タンタル(Ta)をシード
層とするスピンバルブ構造の場合よりも、ニッケルクロ
ム(NiCr)合金またはニッケル鉄クロム(NiFe
Cr)合金をシード層とするスピンバルブ構造におい
て、より深刻となっていた。
固定層(以下、SyAP:synthetic anti-parallel pi
nned layer層と呼ぶ。)を備えるスピンバルブ構造によ
れば、被固定層のヒステリシス曲線の開きを著しく抑え
ることが可能であることはわかっている。SyAP層を
備えたスピンバルブ構造における固定作用の強さは、従
来の単一層よりなる被固定層を有するスピンバルブ構造
よりはるかに強い。一般的に、このスピンバルブ構造に
は、AP1層およびAP2層という二つの反平行層が含
まれる(反強磁性層に近い層をAP2とする)。これら
AP1層とAP2層とが0.75nm程度の厚みを有す
るルテニウム(Ru)層を介して互いに結合し、磁化方
向が整然と回転する。このため、AP2からの磁気異方
性効果は非常に弱くなる。従来は、このようなSyAP
層を備えたスピンバルブ構造が、ヒステリシス曲線の開
きを抑える最も確実な方法であるとみなされていた。し
かしながら、このようなSyAP層を備えたスピンバル
ブ構造であってもヒステリシス曲線が開いてしまう傾向
が見られ、さらに、ソフトなESD(electrostatic di
scharges,静電放電)による破壊を受けやすいという問
題が生じていた。
いてESD現象の影響を受ける可能性もある。ESD現
象が発生すると、その間、スピンバルブ構造の温度は上
昇し、被固定層に誘導磁場が生じる。これはESD現象
による電流が大きいためであり、その値はしばしば10
mAから50mAの範囲にまで到達する。ESD現象に
よる破壊形態については、次のように分類することがで
きる。
スピンバルブ構造の温度が過度に上昇することにより磁
気ヘッド抵抗が増加し、さらには内部拡散により破壊が
決定的なものとなって、回復不可能となるような形態。
以下、この形態を「ハードESD」と呼ぶこととする。
温度上昇の程度がそれほど高くない場合である。この場
合、第1の形態のような重大な内部拡散は生じず、磁気
ヘッド抵抗も増加しないものの、ESD現象による誘導
磁場によって、磁化方向が固定されていたピンド層の磁
化が回転する逆ピンニングが発生してしまい、結果、信
号やデバイス特性の劣化を引き起こす可能性がある。こ
の第2の形態では、ほとんどの場合、ピンド層の磁化方
向を復元することが可能であるので、以下、この状態を
「ソフトESD」と呼ぶことにする。R−H曲線のルー
プが開くほど、「ソフトESD」によるヘッド破壊がす
すむ。
は、特にAFM材料がニッケルマンガン(NiMn)合
金、マンガンパラジウム白金(MnPdPt)合金ある
いはマンガン白金(MnPt)合金である場合、R−H
ループのループが開きやすくなることがわかっている。
つまり、R−Hループが開くほど、励起された磁場下で
のセンサの不安定と「ソフト」ESD破壊とがすすむの
である。
構造では、AP1層およびAP2層を互いに反平行状態
に固定するために、非常に高い磁場におけるアニール処
理が必要であるとされてきた。しかしながら、上記のよ
うな高磁場を必要とする工程を実際のスピンバルブ構造
の製造工程に適用することは現実的でないという問題も
あった。
献を調査したところ、いくつかの興味深い文献が発見さ
れた。
場下において、イオンビーム蒸着によって形成されたN
iMn合金のピンド層を備えたスピンバルブ構造」("N
iMnpinned spin valves with high pinning field made
by ion beam deposition,Appl.Phys.Letters,69(23),1
996,3593 )がある。その他にも、H. Kishi等による
「ニッケル鉄(NiFe)合金/パラジウム白金マンガ
ン(PdPtMn)合金薄膜における交換結合バイアス
磁場に関する研究)」("Study of exchange-coupled bi
as field in NiFe/PdPtMn thin films,IEEE Trans.Magn
etics.V32(5),1996,3380)、M.Saito 等による「シンセ
ティック・フェリ磁性ピンド層を備えた白金マンガン
(PtMn)合金のシングルスピンバルブ構造およびデ
ュアルスピンバルブ構造」("PtMn single and dual spi
n valves with synthetic ferrimagnet pinned layers,
J.Appl.Phys.V85(8),1999,4928) 、M.Saito 等による
「シンセティック・フェリ磁性のフリー層およびピンド
層を備えたPtMn合金スピンバルブ構造」("PtMn spi
n valve with synthetic ferrimagnet free and pinned
layers,J.Appl.Phys.87,2000,6974) 、あるいは、C.Ho
rng 等による「シンセティック反強磁性材料によってバ
イアスされたスピンバルブ構造の低磁場アニール処理」
("Low field annealing for the spin valves biased b
y synthetic antiferromagnets, 米国特許出願第09/
458,727号などがある。
ある。
では、例えば、ルテニウムを含むスペーサ層を備えたシ
ンセティックフェリ磁性層について開示されている。一
方、Mauri 等による米国特許第5856897号では、
ルテニウムを含むスペーサ層を備えたデュアルスピンバ
ルブセンサについて開示されている。さらに、Gurney等
による米国特許第5408377号およびMao 等による
米国特許第6134090号では、スピンバルブ構造に
関連するセンサについて開示されている。
ので、その第1の目的は、ヒステリシス曲線の開きが抑
えられ、ソフトESDによる破壊を受けない安定した被
固定層を提供することにある。
を受けることなく低磁場中において被固定層を形成する
ための実用的な方法を提供することにある。
の開きが抑えられ、ソフトESDによる破壊を受けない
安定した被固定層を備えたスピンバルブ構造を提供する
ことにある。
を受けることなく低磁場中においてスピンバルブ構造を
形成するための実用的な方法を提供することにある。
の開きが抑えられ、ソフトESDによる破壊を受けない
安定した被固定層を備えるスピンバルブ構造を提供する
ことにある。
を受けることなく低磁場中においてスピンバルブ構造を
形成するための実用的な方法を提供することにある。
方法は、フリー層と、非磁性層と、被固定層と、反強磁
性層とを有するスピンバルブ構造における被固定層の形
成方法であって、第1の磁性層を形成する第1の工程
と、この第1の磁性層上に、0.6nm以下の厚みを有
するスペーサ層を形成する第2工程と、このスペーサ層
上に、第2の磁性層を形成する第3の工程と、全体を、
4.0×105 A/m(5000Oe)以下の磁場中に
おいて、280℃以下の温度でアニールすることで、第
1および第2の磁性層の磁化方向を互いに反平行にする
と共に、内部ピンニング磁場を発生させる第4の工程と
を含むようにしたものである。
磁性層と、0.6nm以下の厚みを有するスペーサ層
と、第2の磁性層とを順に形成する工程と、全体を、
4.0×105 A/m(5000Oe)以下の磁場中に
おいて、280℃以下の温度でアニールする工程とを含
むようにしたので、第1の磁性層と第2の磁性層との交
換エネルギーJsを大きくすることができる。
工程において、ルテニウム(Ru)を用いて、0.25
nm以上0.4nm以下の厚みとなるようにスペーサ層
を形成すると共に、第4の工程において、1.2×10
5 A/m(1500Oe)以上2.0×105 A/m
(2500Oe)以下の磁場中で、250℃以上280
℃以下の温度とし、5時間以上8時間以下に渡って全体
をアニールするようにしてもよい。
工程において、イリジウム(Ir)を用いて、0.25
nm以上0.6nm以下の厚みとなるようにスペーサ層
を形成すると共に、第4の工程において、0.8×10
5 A/m(1000Oe)以上2.4×105 A/m
(3000Oe)以下の磁場中で、250℃以上280
℃以下の温度とし、5時間以上8時間以下に渡って全体
をアニールするようにしてもよい。
工程において、ロジウム(Rh)を用いて、0.4nm
以上0.6nm以下の厚みとなるようにスペーサ層を形
成すると共に、第4の工程において、1.6×105 A
/m(2000Oe)以上3.2×105 A/m(40
00Oe)以下の磁場中で、250℃以上280℃以下
の温度とし、5時間以上8時間以下に渡って全体をアニ
ールするようにしてもよい。
工程において、4.0×105 A/m(5000Oe)
以上6.4×105 A/m(8000Oe)以下の内部
ピンニング磁場が発生するようにすることが望ましい。
層と、被固定層と、反強磁性層とを有するスピンバルブ
構造における被固定層であって、第1の磁性層と、第1
の磁性層上に形成される0.6nm以下の厚みを有する
スペーサ層と、スペーサ層上に形成され、第1の磁性層
に対して反平行の磁化方向を有する第2の磁性層とを有
し、4.0×105 A/m(5000Oe)以上6.4
×105 A/m(8000Oe)以下の内部ピンニング
磁場を示すようにしたものである。
第1の磁性層上に形成される0.6nm以下の厚みを有
するスペーサ層と、スペーサ層上に形成され、第1の磁
性層に対して反平行の磁化方向を有する第2の磁性層と
を有し、4.0×105 A/m(5000Oe)以上
6.4×105 A/m(8000Oe)以下の内部ピン
ニング磁場を示すようにしたので、第1の磁性層と第2
の磁性層との交換エネルギーJsを大きくすることがで
きる。
テニウム(Ru)からなり、0.25nm以上0.4n
m以下の厚みであってもよい。
リジウム(Ir)からなり、イリジウム(Ir)からな
り、0.25nm以上0.6nm以下の厚みであっても
よい。
ジウム(Rh)からなり、0.4nm以上0.6nm以
下の厚みであってもよい。
場が、250℃以下の場合に発生するようになっていて
もよい。
シード層を形成する第1の工程と、このシード層上に、
フリー層を形成する第2の工程と、このフリー層上に、
銅(Cu)を用いて非磁性層を形成する第3の工程と、
この非磁性層上に、1.5nm以上2.5nm以下の厚
みを有する第1の磁性層を形成する第4の工程と、この
第1の磁性層上に、0.6nm以下の厚みを有するスペ
ーサ層を形成する第5の工程と、このスペーサ層上に、
1.5nm以上2.5nm以下の厚みを有する第2の磁
性層を形成する第6の工程と、この第2の磁性層上に、
反強磁性層を形成する第7の工程と、この反強磁性層上
に、保護層を形成する第8の工程と、全体を、4.0×
105 A/m(5000Oe)以下の磁場中において、
280℃以下の温度でアニールする第9の工程とを含む
ようにしたものである。
は、1.5nm以上2.5nm以下の厚みを有する第1
の磁性層と、0.6nm以下の厚みを有するスペーサ層
と、1.5nm以上2.5nm以下の厚みを有する第2
の磁性層とを順に形成する工程と、全体を、4.0×1
05 A/m(5000Oe)以下の磁場中において、2
80℃以下の温度でアニールする工程とを含むようにし
たので、第1の磁性層と第2の磁性層との交換エネルギ
ーJsを大きくすることができると共に、第1および第
2の磁性層を互いに磁気的に反平行に固定することがで
きる。
は、第5の工程において、ルテニウム(Ru)を用い
て、0.25nm以上0.4nm以下の厚みとなるよう
にスペーサ層を形成すると共に、第9の工程において、
1.2×105 A/m(1500Oe)以上2.0×1
05 A/m(2500Oe)以下の磁場中で、250℃
以上280℃以下の温度とし、5時間以上8時間以下に
渡って全体をアニールするようにしてもよい。
は、第5の工程において、イリジウム(Ir)を用い
て、0.25nm以上0.6nm以下の厚みとなるよう
にスペーサ層を形成すると共に、第9の工程において、
0.8×105 A/m(1000Oe)以上2.4×1
05 A/m(3000Oe)以下の磁場中で、250℃
以上280℃以下の温度とし、5時間以上8時間以下に
渡って全体をアニールするようにしてもよい。
は、第5の工程において、ロジウム(Rh)を用いて、
0.4nm以上0.6nm以下の厚みとなるようにスペ
ーサ層を形成すると共に、第9の工程において、1.6
×105 A/m(2000Oe)以上3.2×105 A
/m(4000Oe)以下の磁場中で、250℃以上2
80℃以下の温度とし、5時間以上8時間以下に渡って
全体をアニールするようにしてもよい。
は、第2,第4および第6の工程において、原子比で8
5%以上95%以下のコバルトを含むコバルト鉄合金を
用いて、フリー層ならびに第1および第2の磁性層を形
成するようにしてもよい。
は、第1および第8の工程において、原子比で55%以
上65%以下のニッケルを含むニッケルクロム合金を用
いて、シード層および保護層を形成するようにしてもよ
い。
は、第7の工程において、マンガン白金合金を用いて、
7nm以上25nm以下の厚みとなるように反強磁性層
を形成するようにしてもよい。
は、第7の工程において、原子比で50%以上60%以
下のマンガンを含むマンガン白金合金を用いて、反強磁
性層を形成するようにしてもよい。
の基体上に形成された、シード層と、このシード層上に
形成された、フリー層と、このフリー層上に形成された
銅(Cu)からなる非磁性層と、この非磁性層上に形成
され、4.0×105 A/m(5000Oe)以上6.
4×105 A/m(8000Oe)以下の内部ピンニン
グ磁場を有する被固定層と、この被固定層上に、形成さ
れた反強磁性層と、この反強磁性層上に形成された保護
層とを有するスピンバルブ構造であって、被固定層は、
厚みが1.5nm以上2.5nm以下となるように形成
された第1の磁性層と、この第1の磁性層上に、厚みが
0.6nm以下となるように形成されたスペーサ層と、
このスペーサ層上に、第1の磁性層に対して磁化方向が
反平行であり、厚みが1.5nm以上2.5nm以下と
なるように形成された第2の磁性層とを含むようにした
ものである。
に、1.5nm以上2.5nm以下の厚みとなるように
形成された第1の磁性層と、0.6nm以下の厚みとな
るように形成されたスペーサ層と、磁化方向が第1の磁
性層に対して反平行であり、1.5nm以上2.5nm
以下の厚みとなるように形成された第2の磁性層とを含
むようにしたので、第1の磁性層と第2の磁性層との交
換エネルギーJsを大きくすることができると共に、第
1および第2の磁性層を互いに磁気的に反平行に固定す
ることができる。
層が、ルテニウム(Ru)からなり、0.25nm以上
0.4nm以下の厚みであってもよい。
層は、イリジウム(Ir)からなり、0.25nm以上
0.6nm以下の厚みであってもよい。
層は、ロジウム(Rh)からなり、0.4nm以上0.
6nm以下の厚みであってもよい。
ならびに第1および第2の磁性層は、原子比で85%以
上95%以下のコバルトを含むコバルト鉄合金からなる
ようにしてもよい。
および前記保護層は、原子比で55%以上65%以下の
ニッケルを含むニッケルクロム合金からなるようにして
もよい。
層は、マンガン白金合金からなり、7nm以上25nm
以下の厚みであってもよい。
層は、原子比で50%以上60%以下のマンガンを含む
マンガン白金合金からなるようにしてもよい。
て適宜、図面を参照して詳細に説明する。
して、本発明の実施の形態に係るスピンバルブ構造につ
いて説明する。なお、本発明の実施の形態に係る被固定
層は、上記スピンバルブ構造に含まれるので、併せて説
明する。
層を含んでなるスピンバルブ構造の断面構造を示したも
のである。このスピンバルブ構造は、基体11と、シー
ド層12と、スピンバルブ型再生素子30と、保護層1
7とが、この順に積層された構成を含んでいる。この場
合、磁気記録媒体等、外部からの信号磁場に応じてスピ
ンバルブ型再生素子30における電気抵抗が変化する。
例えば、このスピンバルブ構造が再生ヘッドに用いられ
た場合、この電気抵抗変化を利用し、磁気記録媒体等の
記録情報を読み出すことが可能である。
や、シリコン酸化物等を含んでなるものである。シード
層12は、磁気抵抗効果を高めるためのものであり、例
えば、ニッケルクロム(NiCr)合金等を含み、4.
5nm以上6.0nm以下の範囲内の厚みを有してい
る。この場合、NiCr合金には、原子比で55%以上
65%以下のニッケル(Ni)が含まれていることが望
ましい。さらに、シード層12は、例えば、タンタル
(Ta)を含んでなるようにしてもよい。スピンバルブ
構造が境界面で正反射を示す可能性がある場合、上記の
材料の使用が不可欠となる。
13と、非磁性層14と、シンセティック反平行被固定
層(SyAP層)15と、反強磁性層16とが、この順
に積層された構成を含んでいる。フリー層13は、コバ
ルト鉄(CoFe)合金やニッケル鉄(NiFe)合金
等を含んでなるものである。特に、0.5nm以上1.
5nm以下の厚みを有するCoFe合金層と、1.0n
m以上3.0nm以下の厚みを有するNiFe合金層と
の複合層であることが望ましい。この場合、NiFe合
金には、原子比で77%以上83%以下のニッケルが含
まれ、一方のCoFe合金には、原子比で85%以上9
5%以下のコバルト(Co)が含まれていることが望ま
しい。非磁性層14は、例えば、銅(Cu)等の非磁性
材料からなり、1.6nm以上2.5nm以下の厚みを
有している。SyAP層15は、第1の磁性層21と、
スペーサ層52と、第2の磁性層23とが、この順に積
層された、3層構造を含んでなるものである。この3層
構造については、後に詳述する。反強磁性層16は、例
えば、マンガン白金(MnPt)合金からなり、7nm
以上25nm以下の範囲内の厚みを有することが望まし
く、特に、12nmの厚みがより好ましい。この場合、
MnPt合金には、原子比で50%以上60%以下の範
囲内のマンガン(Mn)が含まれていることが望まし
い。なお、SyAP層15は、本発明における「被固定
層」の一具体例に対応する。
ング磁場を示し、特に、4.0×105 A/m以上6.
4×105 A/m以下の磁場であることが望ましい。さ
らに、この非常に高い内部ピンニング磁場は、250℃
以下の場合に発生することが望ましい。
なり、SyAP層15におけるAP1層、すなわち、S
yAP層15に含まれる2つの強磁性層のうち、反強磁
性層16から遠い側の層に相当する。第1の磁性層21
の厚みは、1.5nm以上2.5nm以下の範囲内であ
ることが好ましく、特に、2.0nmであることがより
好ましい。スペーサ層52は、ルテニウム、イリジウム
あるいはロジウム等の非磁性金属層であり、0.6nm
以下の厚みを有するものである。スペーサ層52は、ル
テニウムからなる場合には0.25nm以上0.4nm
以下の厚みであることが好ましく、イリジウムからなる
場合には0.25nm以上0.6nm以下の厚みである
ことが好ましく、特に、0.3nmの厚みであることが
より好ましい。一方、ロジウムからなるスペーサ層52
の場合、0.4nm以上0.6nm以下の厚みであるこ
とが好ましい。このスペーサ層52が、本実施の形態に
おける重要な特徴部分である。第2の磁性層23は、C
oFe合金等からなり、SyAP層15におけるAP2
層、すなわち、SyAP層15に含まれる2つの強磁性
層のうち、反強磁性層16に近い側の層に相当する。第
1および第2の磁性層21,23は、互いに反平行とな
るような磁化方向を有している。第2の磁性層23の厚
みは、1.5nm以上2.5nm以下の範囲内であるこ
とが好ましく、特に、1.5nmであることがより好ま
しい。さらに、第1および第2の磁性層21,23を構
成するCoFe合金には、原子比で85%以上95%以
下の範囲内のコバルト(Co)が含まれていることが望
ましい。
(NiCr)合金からなり、2.0nm以上4.0nm
以下の範囲内の厚みを有することが好ましく、3.0n
mの厚みであることがより好ましい。この場合、NiC
r合金には、原子比で55%以上65%以下のニッケル
(Ni)が含まれていることが望ましい。
1を参照して、上述した本発明の一実施の形態に係る被
固定層を含むスピンバルブ構造の形成方法について説明
する。なお、各構成部分の材質、厚みあるいは構造的特
徴等、すでに説明したものについては、以下では随時省
略する。
2、フリー層13、非磁性層14、第1の磁性層21、
スペーサ層52、第2の磁性層23、反強磁性層16お
よび保護層17を形成する。各層の形成には、例えば、
DCマグネトロンスパッタリングを適用する。
層17までを、4.0×105 A/m以下の磁場中にお
いて、280℃以下の温度でアニール処理する。これに
より、第1および第2の磁性層21,23を互いに磁気
的に反平行に固定し、かつ、非常に高い内部ピンニング
磁場(4.0×105 A/m〜6.4×105 A/m)
を発生させる。この点も、本実施の形態における重要な
特徴部分である。
した場合、1.2×105 A/m以上2.0×105 A
/m以下の磁場中で、処理温度を250℃以上280℃
以下とし、5時間以上8時間以下の範囲内でアニール処
理することが望ましい。イリジウムを用いてスペーサ層
52を形成した場合には、0.8×105 A/m以上
2.4×105 A/m以下の磁場中で、処理温度を25
0℃以上280℃以下とし、5時間以上8時間以下の範
囲内でアニール処理することが望ましい。さらに、ロジ
ウムを用いてスペーサ層52を形成した場合には、1.
6×105 A/m以上3.2×105 A/m以下の磁場
中で、処理温度を250℃以上280℃以下とし、5時
間以上8時間以下の範囲内でアニール処理することが望
ましい。
る被固定層を含むスピンバルブ構造では、SyAP層1
5に含まれるスペーサ層52の厚みを0.6nm以下に
抑えるようにしたので、4.0×105 A/m以下とい
う低磁場中でのアニール処理であっても、第1および第
2の磁性層21,23が有する磁化方向が反平行に固定
される。よって、ヒステリシス曲線の開きを抑えられ、
ソフトESDによる破壊を防止でき、優れた諸特性が確
保される。
造に関する実験結果について説明する。
ピンバルブ構造に外部磁場を印加し、ヒステリシス曲線
(R−H曲線)を得た結果である。各図において、横軸
が印加磁場(×104 A/m)を示し、縦軸が抵抗
(Ω)を示す。図2〜図4におけるR−H曲線を示した
スピンバルブ構造では、CoFe合金よりなる第1およ
び第2の磁性層21,23は互いに同じ厚みを有する
が、第1の磁性層21と、第2の磁性層23との交換エ
ネルギー(すなわち、交換結合の強度)Jsは各図で異
なる。図2はJs=0.4×10-3J/m2 の場合の結
果であり、図3はJs=0.8×10-3J/m2 の場合
の結果であり、さらに、図4はJs=1.2×10-3J
/m2 の場合の結果である。これら、図2〜図4のR−
H曲線が示したように、交換エネルギーJsが大きくな
ると共に、ヒステリシス曲線の開きが小さくなることが
わかった。すなわち、ヒステリシス曲線の開きを抑える
ためには、交換エネルギーJsを大きくする必要がある
のである。
2の磁性層21,23と、ルテニウムよりなるスペーサ
層52とから構成されるSyAP層15において、交換
エネルギーJsについてのスペーサ層52の厚み依存性
を調査した。その結果を図5に示す。図5では、横軸が
スペーサ層52であるルテニウム層の厚み(×10-1n
m)を示し、縦軸が、第1の磁性層21と第2の磁性層
23との交換エネルギーJs(×10-3J/m2 )を示
す。従来のSyAP層では、0.75nm厚のルテニウ
ムからなるスペーサ層を用いたが、この場合、交換エネ
ルギーJsは、およそ0.8×10-3J/m2 にとどま
る。一方、本実施の形態に係るSyAP層15では、
0.25nm以上0.4nm以下の範囲内の厚みを有す
るルテニウムからなるスペーサ層52を用いるので、
1.5×10-3J/m2 を越える交換エネルギーJsを
示すこととなる。このように、スペーサ層52を、0.
25nm以上0.4nm以下の範囲内の厚みを有するル
テニウムによって形成すれば、高い交換エネルギーJs
が得られ、従って、ヒステリシス曲線の開きを抑制する
ことが可能となる。
0.75nmのスペーサ層52を備えたSyAP層15
について、アニール処理した後に飽和磁場Hsを測定し
たところ、およそ4.8〜5.6×105 A/mとなっ
た。アニール条件としては、磁場の大きさを8.0×1
05 A/mとし、処理温度を250℃以上280℃以下
とした。すなわち、従来のスペーサ層を備えたSyAP
層においても、8.0×105 A/mという大きさ磁場
の中でアニール処理を行えば、SyAP層に含まれる2
つの磁性層における磁化の反平行状態が完全に固定され
ることがわかった。一方、0.25nm以上0.4nm
以下の厚みを有するルテニウムからなるスペーサ層52
を備えたSyAP層15について、飽和磁場Hsを調べ
ると、16〜20×105 A/mという大きな数値をが
得られた。
れば、0.75nmもあるような厚いスペーサ層を有す
る場合であっても、SyAP層に含まれる2つの磁性層
の反平行状態を維持可能であることを示すものである。
しかし、このような方法では、以前は考えられていなか
った実用的なデバイスを製造するプロセス(例えば、ス
ピンバルブ構造の形成工程)への適用という面では現実
的でない。ところが、以下に述べるとおり、本実施の形
態によれば低磁場という限られた範囲におけるアニール
条件が確立され、実際の製造工程に適用することが可能
となった。
52/第2の磁性層23」という構造、具体的には「C
oFe合金(2.0nm厚)/ルテニウム(0.3nm
厚)/CoFe合金(1.5nm厚)」という構造から
なるSyAP層15を形成し、アニール処理の前にヒス
テリシス曲線(R−H曲線)の測定を室温下で行った結
果である。図6の縦軸は磁気抵抗変化率(%)を示し、
横軸は磁場(×104A/m)を示す。一方、図7は、
同様の構造を有するSyAP層15について、アニール
処理後に測定したR−H曲線を示す。図7の縦軸は抵抗
(Ω)を示し、横軸は磁場(×104 A/m)を示す。
図6および図7に示したR−H曲線からわかるように、
抵抗が最も低くなる部分が低磁場領域にあることがわか
る。この低磁場領域の平坦な部分は、第1および第2の
磁性層21,23における磁化方向の反平行状態を表す
ものであり、すなわち、この限られた範囲の磁場中での
アニール処理が可能であることを示す。さらに、図6と
図7とを比較すると、アニール処理によって低抵抗領域
におけるヒステリシス曲線の開きが無くなり、第1およ
び第2の磁性層21,23における磁化方向の反平行状
態が完全に固定されることがわかる。
様の構造からなるSyAP層15について、印加磁場の
磁化方向に対し、第1および第2の磁性層21,23
(AP1層およびAP2層)の磁化方向がなす角度(A
P1角度およびAP2角度と表記)の印加磁場依存性を
計算して求めたシュミレーションの結果である。図8お
よび図9の縦軸は、AP1角度およびAP2角度(°)
を示し、横軸は印加磁場(×104 A/m)を示す。な
お、図示しないが、この計算結果は実験値によく一致す
る。図8および図9に示したように、図6および図7に
示した低磁場領域の平坦部分と一致する印加磁場の場
合、第1および第2の磁性層21,23(AP1層およ
びAP2層)の磁化方向は、互いに反平行状態にあるこ
とが確認できた。以上の図6から図9の結果によれば、
この低磁場領域の平坦部分は、2つのCoFe合金層、
すなわち、第1および第2の磁性層21,23の磁化方
向の反平行状態に対応することが確認できた。従って、
従来より薄いスペーサ層52を備えたSyAP層15で
あれば、4.0×105 A/m以下という低磁場でのア
ニール処理であっても、第1および第2の磁性層21,
23における磁化の反平行状態が完全に固定される。
の低磁場平坦部分が、第1および第2の磁性層21,2
3の厚みや、厚みの差分、あるいは、交換エネルギーJ
sに依存することがわかった。第1および第2の磁性層
21,23の厚みが小さくなるほど、差分が大きくなる
ほど、あるいは、交換エネルギーJsが大きくなるほ
ど、低磁場平坦部分が拡大される。したがって、交換エ
ネルギーJsがより大きい0.4nm以下の範囲の厚み
を有するルテニウム、イリジウム、あるいはロジウムを
スペーサ層52として用いると、低磁場平坦部分がさら
に拡大するので、低磁場におけるアニール処理の実現可
能範囲が拡大される。なお、高温度でアニール処理を実
施する場合の磁場については、交換エネルギーJsの減
少および第1および第2の磁性層21,23の磁化を考
慮しつつ、図6に示した室温下でのR−H曲線から計算
して求めた。さらに得られた結果については実験により
確認した。
の交換エネルギーJsを増加させると、第1および第2
の磁性層21,23が垂直方向により強く固定される。
したがって、このようなスピンバルブ構造を再生ヘッド
に適用した場合、ヘッドからの信号レベルが改善され、
これによって、線形のダイナミック・レンジを拡大する
ことができる。
を含む場合よりも、ロジウムまたはイリジウムを含む場
合の方が、第1および第2の磁性層21,23の交換エ
ネルギーJsがより大きくなることも見出された。した
がって、ロジウムあるいはイリジウムよりなるスペーサ
層52をもつSyAP層15を備えるスピンバルブ構造
は、安定性を高め、再生ヘッドに適用された場合、その
再生ヘッド性能をより改善することができる。加えて、
ルテニウムよりなるスペーサ層52を有するスピンバル
ブ構造と比較して、より低磁場のアニール処理が可能に
なると共に、そのアニール処理の可能な低磁場領域の範
囲がより拡大される。また、ロジウムあるいはイリジウ
ムをスペーサ層52として備えるSyAP層15の飽和
磁場Hsを調べると、ルテニウムの場合よりもさらに高
くなる。
ンプルAを作製し、一方、本実施の形態の一具体例とし
てサンプルBを作製し、磁気抵抗変化率の比較を行っ
た。サンプルAおよびBは共に、図1の断面図に対応し
て「NiCr合金/NiFe合金/CoFe合金/銅
(Cu)/CoFe合金(2nm厚)/ルテニウム(R
u)/CoFe合金(1.5nm厚)/MnPt合金/
NiCr合金」という構成を有する。すなわち、順に、
NiCr合金層がシード層12に、NiFe合金/Co
Fe合金複合層がフリー層13に、銅(Cu)層が非磁
性層14に、CoFe合金層(2nm厚)が第1の磁性
層21に、ルテニウム(Ru)層がスペーサ層52に、
CoFe合金層(1.5nm厚)が第2の磁性層23
に、MnPt合金層が反強磁性層16に、NiCr合金
層が保護層17に対応するものである。サンプルA,B
の相違点は、スペーサ層52にある。サンプルAでは、
0.75nmの厚みを有するルテニウム層であるのに対
し、サンプルBでは、0.3nmの厚みを有するルテニ
ウム層である。これに加えて、アニール条件も異なる。
サンプルAについては、8.0×105 A/mの磁場の
中でアニール処理したが、一方のサンプルBについて
は、1.6×105 A/mという低磁場の中でアニール
処理を行った。
磁気抵抗変化率の磁場依存性を示す。図10は室温下で
の測定結果、図11は150℃の雰囲気下での測定結
果、さらに図12は250℃の雰囲気下での測定結果で
ある。一方、図13〜図15に、サンプルBについての
磁気抵抗変化率の磁場依存性を示す。図13は室温下で
の測定結果、図14は150℃の雰囲気下での測定結
果、さらに図15は250℃の雰囲気下での測定結果で
ある。図10〜図15に示したように、スペーサ層52
としてのルテニウム層の厚みが、より薄いサンプルBの
方が、従来例のサンプルAよりもはるかに良好な、開き
のないヒステリシス曲線を示すことがわかった。加え
て、サンプルBでは、250℃付近の高温であっても、
内部ピンニング磁場が4.8×105 A/mと、非常に
高いこともわかった。このように開きのないヒステリシ
ス曲線を示すスピンバルブ構造は、SyAP層の不安定
性や、逆ピンニング、あるいはソフトESDなどの問題
の発生をすべて低減することができる。
実施例によれば、第1の磁性層21と、厚みが0.6n
m以下である薄いスペーサ層52と、第1の磁性層21
に対し反平行の磁化方向を有する第2の磁性層とを含む
SyAP層15を備えるようにしたので、全体を、4.
0×105 A/m以下の低磁場、かつ、280℃以下の
温度という条件であってもアニール処理することができ
る。これにより、第1および第2の磁性層21,23の
磁化方向を互いに反平行状態に固定でき、かつ、非常に
高い内部ピンニング磁場を発生させるすることができ
る。よって、従来よりもより良好な、開きのないヒステ
リシス曲線を示すスピンバルブ構造を得ることができ
る。
を挙げて本発明を説明したが、本発明は、これらの実施
の形態および実施例に限定されず、種々変形可能であ
る。例えば、上記の実施の形態および実施例では、ルテ
ニウムやイリジウムあるいはロジウムを用いてスペーサ
層を形成するようにしたが、これに限定されるものでは
なく、他の方法によって形成されてもよい。ヒステリシ
ス曲線の開きが抑えられ、ソフトESDによる破壊を受
けない安定した被固定層を構成することが可能な限り、
また、ESD現象の影響を受けることなく低磁場中でス
ピンバルブ構造を形成することが可能な限り、自由に変
形可能である。
る交換エネルギーJsは、非常に限られた距離の範囲内
にその作用を及ぼすものである。このため、本発明の被
固定層およびスピンバルブ構造を構成する各層の厚み
は、特許請求の範囲に示した範囲となるようにすること
が重要である。したがって、各層の構成要素および積層
順序が本発明のスピンバルブ構造と同一である積層体で
あっても、特許請求の範囲に示した層の厚みの範囲を外
れた場合には、本発明の効果が十分に得られなくなる。
求項5のいずれか1項に記載の被固定層の形成方法また
は請求項11ないし請求項18のいずれか1項に記載の
スピンバルブ構造の形成方法によれば、第1の磁性層
と、0.6nm以下の厚みを有するスペーサ層と、第2
の磁性層とを順に形成する工程と、全体を、4.0×1
0 5 A/m以下という非常に低い磁場中において、28
0℃以下の温度でアニールする工程とを含むようにした
ので、形成過程においてESD現象の影響を受けず、ソ
フトESDによる破壊を受けない安定した被固定層およ
びそれを含むスピンバルブ構造を、実際の製造工程に適
用可能な条件で形成することができる。
れか1項に記載の被固定層または請求項19ないし請求
項26のいずれか1項に記載のスピンバルブ構造によれ
ば、第1の磁性層と、この第1の磁性層上に形成される
0.6nm以下の厚みを有する薄いスペーサ層と、この
スペーサ層上に形成され、第1の磁性層と反平行の磁化
方向を有する第2の磁性層とを有し、4.0×105 A
/m以上6.4×10 5 A/m以下の内部ピンニング磁
場を示すようにしたので、ヒステリシス曲線の開きが抑
えられ、ソフトESDによる破壊を受けない安定した被
固定層およびそれを含むスピンバルブ構造を得ることが
できる。
の断面構成を説明するための断面図である。
存性を示す特性図である。
存性を示す特性図である。
存性を示す特性図である。
ーJsのスペーサ層厚依存性を示す特性図である。
理前の抵抗の磁場依存性を示す特性図である。
理後の抵抗の磁場依存性を示す特性図である。
なす磁化方向の磁場依存性(計算値)を示す特性図であ
る。
なす磁化方向の磁場依存性(計算値)を示す特性図であ
る。
における、室温下での磁気抵抗変化率の磁場依存性を示
す特性図である。
における、150℃での磁気抵抗変化率の磁場依存性を
示す特性図である。
における、250℃での磁気抵抗変化率の磁場依存性を
示す特性図である。
の磁気抵抗変化率の磁場依存性を示す特性図である。
での磁気抵抗変化率の磁場依存性を示す特性図である。
での磁気抵抗変化率の磁場依存性を示す特性図である。
構造の断面構成を説明するための断面図である。
非磁性層、15…シンセティック反平行被固定層(Sy
AP層)、16…反強磁性層、17…保護層、21…第
1の磁性層、23…第2の磁性層、30…スピンバルブ
型再生素子、52…スペーサ層。
Claims (26)
- 【請求項1】 フリー層と、非磁性層と、被固定層と、
反強磁性層とを有するスピンバルブ構造における前記被
固定層の形成方法であって、 第1の磁性層を形成する第1の工程と、 この第1の磁性層上に、0.6nm以下の厚みを有する
スペーサ層を形成する第2工程と、 このスペーサ層上に、第2の磁性層を形成する第3の工
程と、 全体を、4.0×105 A/m以下の磁場中において、
280℃以下の温度でアニールすることで、前記第1お
よび第2の磁性層の磁化方向を互いに反平行にすると共
に、内部ピンニング磁場を発生させる第4の工程とを含
むことを特徴とする被固定層の形成方法。 - 【請求項2】 前記第2の工程において、 ルテニウム(Ru)を用いて、0.25nm以上0.4
nm以下の厚みとなるように前記スペーサ層を形成する
と共に、 前記第4の工程において、 1.2×105 A/m以上2.0×105 A/m以下の
磁場中で、250℃以上280℃以下の温度とし、5時
間以上8時間以下に渡って全体をアニールすることを特
徴とする請求項1に記載の被固定層の形成方法。 - 【請求項3】 前記第2の工程において、 イリジウム(Ir)を用いて、0.25nm以上0.6
nm以下の厚みとなるように前記スペーサ層を形成する
と共に、 前記第4の工程において、 0.8×105 A/m以上2.4×105 A/m以下の
磁場中で、250℃以上280℃以下の温度とし、5時
間以上8時間以下に渡って全体をアニールすることを特
徴とする請求項1に記載の被固定層の形成方法。 - 【請求項4】 前記第2の工程において、 ロジウム(Rh)を用いて、0.4nm以上0.6nm
以下の厚みとなるように前記スペーサ層を形成すると共
に、 前記第4の工程において、 1.6×105 A/m以上3.2×105 A/m以下の
磁場中で、250℃以上280℃以下の温度とし、5時
間以上8時間以下に渡って全体をアニールすることを特
徴とする請求項1に記載の被固定層の形成方法。 - 【請求項5】 前記第4の工程において、 4.0×105 A/m以上6.4×105 A/m以下の
内部ピンニング磁場が発生するようにすることを特徴と
する請求項1に記載の被固定層の形成方法。 - 【請求項6】 フリー層と、非磁性層と、被固定層と、
反強磁性層とを有するスピンバルブ構造における前記被
固定層であって、 第1の磁性層と、 前記第1の磁性層上に形成される0.6nm以下の厚み
を有するスペーサ層と、 前記スペーサ層上に形成され、前記第1の磁性層に対し
て反平行の磁化方向を有する第2の磁性層とを有し、 4.0×105 A/m以上6.4×105 A/m以下の
内部ピンニング磁場を示すことを特徴とする被固定層。 - 【請求項7】 前記スペーサ層は、ルテニウム(Ru)
からなり、0.25nm以上0.4nm以下の厚みを有
することを特徴とする請求項6に記載の被固定層。 - 【請求項8】 前記スペーサ層は、イリジウム(Ir)
からなり、0.25nm以上0.6nm以下の厚みを有
することを特徴とする請求項6に記載の被固定層。 - 【請求項9】 前記スペーサ層は、ロジウム(Rh)か
らなり、0.4nm以上0.6nm以下の厚みを有する
ことを特徴とする請求項6に記載の被固定層。 - 【請求項10】 前記内部ピンニング磁場は、250℃
以下の場合に発生することを特徴とする請求項6に記載
の被固定層。 - 【請求項11】 基体上に、シード層を形成する第1の
工程と、 このシード層上に、フリー層を形成する第2の工程と、 このフリー層上に、銅(Cu)を用いて非磁性層を形成
する第3の工程とこの非磁性層上に、1.5nm以上
2.5nm以下の厚みを有する第1の磁性層を形成する
第4の工程と、 この第1の磁性層上に、0.6nm以下の厚みを有する
スペーサ層を形成する第5の工程と、 このスペーサ層上に、1.5nm以上2.5nm以下の
厚みを有する第2の磁性層を形成する第6の工程と、 この第2の磁性層上に、反強磁性層を形成する第7の工
程と、 この反強磁性層上に、保護層を形成する第8の工程と、 全体を、4.0×105 A/m以下の磁場中において、
280℃以下の温度でアニールする第9の工程とを含む
ことを特徴とするスピンバルブ構造の形成方法。 - 【請求項12】 前記第5の工程において、 ルテニウム(Ru)を用いて、0.25nm以上0.4
nm以下の厚みとなるように前記スペーサ層を形成する
と共に、 前記第9の工程において、 1.2×105 A/m以上2.0×105 A/m以下の
磁場中で、250℃以上280℃以下の温度とし、5時
間以上8時間以下に渡って全体をアニールすることを特
徴とする請求項11に記載のスピンバルブ構造の形成方
法。 - 【請求項13】 前記第5の工程において、 イリジウム(Ir)を用いて、0.25nm以上0.6
nm以下の厚みとなるように前記スペーサ層を形成する
と共に、 前記第9の工程において、 0.8×105 A/m以上2.4×105 A/m以下の
磁場中で、250℃以上280℃以下の温度とし、5時
間以上8時間以下に渡って全体をアニールすることを特
徴とする請求項11に記載のスピンバルブ構造の形成方
法。 - 【請求項14】 前記第5の工程において、 ロジウム(Rh)を用いて、0.4nm以上0.6nm
以下の厚みとなるように前記スペーサ層を形成すると共
に、 前記第9の工程において、 1.6×105 A/m以上3.2×105 A/m以下の
磁場中で、250℃以上280℃以下の温度とし、5時
間以上8時間以下に渡って全体をアニールすることを特
徴とする請求項11に記載のスピンバルブ構造の形成方
法。 - 【請求項15】 前記第2,第4および第6の工程にお
いて、 原子比で85%以上95%以下のコバルト(Co)を含
むコバルト鉄(CoFe)合金を用いて、前記フリー層
ならびに前記第1および第2の磁性層を形成することを
特徴とする請求項11に記載のスピンバルブ構造の形成
方法。 - 【請求項16】 前記第1および第8の工程において、 原子比で55%以上65%以下のニッケル(Ni)を含
むニッケルクロム(NiCr)合金を用いて、前記シー
ド層および前記保護層を形成することを特徴とする請求
項11に記載のスピンバルブ構造の形成方法。 - 【請求項17】 前記第7の工程において、 マンガン白金(MnPt)合金を用いて、7nm以上2
5nm以下の厚みとなるように前記反強磁性層を形成す
ることを特徴とする請求項11に記載のスピンバルブ構
造の形成方法。 - 【請求項18】 前記第7の工程において、 原子比で50%以上60%以下のマンガン(Mn)を含
むマンガン白金(MnPt)合金を用いて、前記反強磁
性層を形成することを特徴とする請求項11に記載のス
ピンバルブ構造の形成方法。 - 【請求項19】 基体と、 この基体上に形成された、シード層と、 このシード層上に形成された、フリー層と、 このフリー層上に形成された銅(Cu)からなる非磁性
層と、 この非磁性層上に形成され、4.0×105 A/m以上
6.4×105 A/m以下の内部ピンニング磁場を有す
る被固定層と、 この被固定層上に、形成された反強磁性層と、 この反強磁性層上に形成された保護層とを有するスピン
バルブ構造であって、前記被固定層は、 厚みが1.5nm以上2.5nm以下となるように形成
された第1の磁性層と、 この第1の磁性層上に、厚みが0.6nm以下となるよ
うに形成されたスペーサ層と、 このスペーサ層上に、前記第1の磁性層に対して磁化方
向が反平行であり、厚みが1.5nm以上2.5nm以
下となるように形成された第2の磁性層とを含むことを
特徴とするスピンバルブ構造。 - 【請求項20】 前記スペーサ層は、ルテニウム(R
u)からなり、0.25nm以上0.4nm以下の厚み
を有することを特徴とする請求項19に記載のスピンバ
ルブ構造。 - 【請求項21】 前記スペーサ層は、イリジウム(I
r)からなり、0.25nm以上0.6nm以下の厚み
を有することを特徴とする請求項19に記載のスピンバ
ルブ構造。 - 【請求項22】 前記スペーサ層は、ロジウム(Rh)
からなり、0.4nm以上0.6nm以下の厚みを有す
ることを特徴とする請求項19に記載のスピンバルブ構
造。 - 【請求項23】 前記フリー層ならびに前記第1および
第2の磁性層は、原子比で85%以上95%以下のコバ
ルト(Co)を含むコバルト鉄(CoFe)合金からな
ることを特徴とする請求項19に記載のスピンバルブ構
造。 - 【請求項24】 前記シード層および前記保護層は、 原子比で55%以上65%以下のニッケル(Ni)を含
むニッケルクロム(NiCr)合金からなることを特徴
とする請求項19に記載のスピンバルブ構造。 - 【請求項25】 前記反強磁性層は、マンガン白金(M
nPt)合金からなり、7nm以上25nm以下の厚み
を有することを特徴とする請求項19に記載のスピンバ
ルブ構造。 - 【請求項26】 前記反強磁性層は、 原子比で50%以上60%以下のマンガン(Mn)を含
むマンガン白金(MnPt)合金からなることを特徴と
する請求項19に記載のスピンバルブ構造。
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2002
- 2002-01-23 JP JP2002014712A patent/JP2002314171A/ja active Pending
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