JP2003204092A - 磁気抵抗効果センサ、磁気抵抗効果センサを有する薄膜磁気ヘッド、磁気抵抗効果センサの製造方法及び薄膜磁気ヘッドの製造方法 - Google Patents
磁気抵抗効果センサ、磁気抵抗効果センサを有する薄膜磁気ヘッド、磁気抵抗効果センサの製造方法及び薄膜磁気ヘッドの製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 従来技術よりもさらに大きなＭＲ比及び抵抗
変化ΔＲｓを得ることができ、しかも熱的に安定してい
ると共にリードオーバレイド構造とすることも可能なＭ
Ｒセンサ、このＭＲセンサを備えた薄膜磁気ヘッド、Ｍ
Ｒセンサの製造方法、及び薄膜磁気ヘッドの製造方法を
提供する。 【解決手段】 磁化方向が固定されている磁化固定層１
３と、磁化固定層上に積層された非磁性中間層１４と、
非磁性中間層上に積層されており印加される磁界に応じ
て磁化方向が可変の磁化自由層１５と、磁化自由層上に
積層された非磁性導電層１６と、非磁性導電層上に積層
されており非磁性導電層とは反対側の界面が酸化されて
いる第１の保護金属層１７’と、第１の保護金属層上に
積層されており酸素供給を遮断するための第２の保護金
属層１８とを備えている。
変化ΔＲｓを得ることができ、しかも熱的に安定してい
ると共にリードオーバレイド構造とすることも可能なＭ
Ｒセンサ、このＭＲセンサを備えた薄膜磁気ヘッド、Ｍ
Ｒセンサの製造方法、及び薄膜磁気ヘッドの製造方法を
提供する。 【解決手段】 磁化方向が固定されている磁化固定層１
３と、磁化固定層上に積層された非磁性中間層１４と、
非磁性中間層上に積層されており印加される磁界に応じ
て磁化方向が可変の磁化自由層１５と、磁化自由層上に
積層された非磁性導電層１６と、非磁性導電層上に積層
されており非磁性導電層とは反対側の界面が酸化されて
いる第１の保護金属層１７’と、第１の保護金属層上に
積層されており酸素供給を遮断するための第２の保護金
属層１８とを備えている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、巨大磁気抵抗効果
（ＧＭＲ）又はトンネル磁気抵抗効果（ＴＭＲ）を利用
した磁気抵抗効果（ＭＲ）センサ、このＭＲセンサを備
えており例えばハードディスク装置（ＨＤＤ）、フロッ
ピー（登録商標）ディスク装置（ＦＤＤ）等の磁気記録
再生装置に用いられる薄膜磁気ヘッド、ＭＲセンサの製
造方法、及び薄膜磁気ヘッドの製造方法に関する。
（ＧＭＲ）又はトンネル磁気抵抗効果（ＴＭＲ）を利用
した磁気抵抗効果（ＭＲ）センサ、このＭＲセンサを備
えており例えばハードディスク装置（ＨＤＤ）、フロッ
ピー（登録商標）ディスク装置（ＦＤＤ）等の磁気記録
再生装置に用いられる薄膜磁気ヘッド、ＭＲセンサの製
造方法、及び薄膜磁気ヘッドの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＨＤＤの高密度化に伴って高感度
及び高出力の磁気ヘッドが要求されており、このような
要求に答えるものとして、ＧＭＲを呈するセンサの１つ
であるスピンバルブ効果を利用したＭＲセンサを備えた
薄膜磁気ヘッドが提案されている。スピンバルブＭＲ
（ＳＶＭＲ）センサは、２つの強磁性層を非磁性金属層
で磁気的に分離してサンドイッチ構造とし、その一方の
強磁性層に反強磁性層を積層することによってその界面
で生じる交換バイアス磁界をこの一方の強磁性層（磁化
固定層、ピンド（ｐｉｎｎｅｄ）層）に印加するように
したものである。交換バイアス磁界を受ける磁化固定層
と受けない他方の強磁性層（磁化自由層、フリー（ｆｒ
ｅｅ）層）とでは磁化反転する磁界が異なるので、非磁
性金属層を挟むこれら２つの強磁性層の磁化の向きが平
行、反平行と変化し、これにより電気抵抗率が大きく変
化するのでＧＭＲが得られる。
及び高出力の磁気ヘッドが要求されており、このような
要求に答えるものとして、ＧＭＲを呈するセンサの１つ
であるスピンバルブ効果を利用したＭＲセンサを備えた
薄膜磁気ヘッドが提案されている。スピンバルブＭＲ
（ＳＶＭＲ）センサは、２つの強磁性層を非磁性金属層
で磁気的に分離してサンドイッチ構造とし、その一方の
強磁性層に反強磁性層を積層することによってその界面
で生じる交換バイアス磁界をこの一方の強磁性層（磁化
固定層、ピンド（ｐｉｎｎｅｄ）層）に印加するように
したものである。交換バイアス磁界を受ける磁化固定層
と受けない他方の強磁性層（磁化自由層、フリー（ｆｒ
ｅｅ）層）とでは磁化反転する磁界が異なるので、非磁
性金属層を挟むこれら２つの強磁性層の磁化の向きが平
行、反平行と変化し、これにより電気抵抗率が大きく変
化するのでＧＭＲが得られる。
【０００３】ＳＶＭＲセンサの出力特性等は、非磁性金
属層を挟むこれら２つの強磁性層（磁化固定層及び磁化
自由層）の磁化のなす角度によって定まる。磁化自由層
の磁化方向は磁気記録媒体からの漏洩磁界の方向に容易
に向く。一方、磁化固定層の磁化方向は反強磁性層との
交換結合により一方向（ピンニングされる方向、ピンド
方向）に制御される。
属層を挟むこれら２つの強磁性層（磁化固定層及び磁化
自由層）の磁化のなす角度によって定まる。磁化自由層
の磁化方向は磁気記録媒体からの漏洩磁界の方向に容易
に向く。一方、磁化固定層の磁化方向は反強磁性層との
交換結合により一方向（ピンニングされる方向、ピンド
方向）に制御される。
【０００４】このような一般的な構造のＳＶＭＲセンサ
によると、得られるＭＲ比は、たかだか２〜６％程度で
ある。なお、ＭＲセンサのＭＲ比（ＭＲ変化率）ＭＲ
は、そのシート抵抗をＲｓ、その抵抗変化をΔＲｓとす
ると、ＭＲ（％）＝１００×ΔＲｓ（Ω／□）／Ｒｓ
（Ω／□）で与えられる。
によると、得られるＭＲ比は、たかだか２〜６％程度で
ある。なお、ＭＲセンサのＭＲ比（ＭＲ変化率）ＭＲ
は、そのシート抵抗をＲｓ、その抵抗変化をΔＲｓとす
ると、ＭＲ（％）＝１００×ΔＲｓ（Ω／□）／Ｒｓ
（Ω／□）で与えられる。
【０００５】磁化固定層を２つの強磁性層間に非磁性層
を挟んでなる積層構造としたシンセティック型ＳＶＭＲ
センサにおいても、ＭＲ比の向上には限界があり、１０
％を越えるＭＲ比は望むことができなかった。
を挟んでなる積層構造としたシンセティック型ＳＶＭＲ
センサにおいても、ＭＲ比の向上には限界があり、１０
％を越えるＭＲ比は望むことができなかった。
【０００６】特開２００１−１８４６１３号公報には、
ＳＶＭＲセンサの磁性層表面に酸化膜を設けることによ
り、抵抗変化ΔＲｓを増大させること、及びこの表面に
形成された酸化膜から酸素が磁性層に拡散するのを防止
するため、磁性層と酸化膜との間にスピンフィルタ層と
しても動作する非磁性酸化遮蔽導電層を設けることが開
示されている。
ＳＶＭＲセンサの磁性層表面に酸化膜を設けることによ
り、抵抗変化ΔＲｓを増大させること、及びこの表面に
形成された酸化膜から酸素が磁性層に拡散するのを防止
するため、磁性層と酸化膜との間にスピンフィルタ層と
しても動作する非磁性酸化遮蔽導電層を設けることが開
示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこの公報
記載の技術によると、最表面に絶縁性の酸化膜が存在
しているため、ＭＲ膜の幅より内側にリード電極を突出
して配置したリードオーバレイド構造を有するＭＲセン
サを形成することができない、非磁性酸化遮蔽導電層
を内部に設けたのみでは酸素を充分に遮蔽することがで
きず、熱処理等が行われた際に、酸化膜を介して供給さ
れた過剰な酸素がこの非磁性酸化遮蔽導電層を通って磁
性層内に拡散されてしまい、磁気特性の劣化が生じる恐
れがある。
記載の技術によると、最表面に絶縁性の酸化膜が存在
しているため、ＭＲ膜の幅より内側にリード電極を突出
して配置したリードオーバレイド構造を有するＭＲセン
サを形成することができない、非磁性酸化遮蔽導電層
を内部に設けたのみでは酸素を充分に遮蔽することがで
きず、熱処理等が行われた際に、酸化膜を介して供給さ
れた過剰な酸素がこの非磁性酸化遮蔽導電層を通って磁
性層内に拡散されてしまい、磁気特性の劣化が生じる恐
れがある。
【０００８】従って本発明の目的は、従来技術よりもさ
らに大きなＭＲ比及び抵抗変化ΔＲｓを得ることがで
き、しかも熱的に安定しているＭＲセンサ、このＭＲセ
ンサを備えた薄膜磁気ヘッド、ＭＲセンサの製造方法、
及び薄膜磁気ヘッドの製造方法を提供することにある。
らに大きなＭＲ比及び抵抗変化ΔＲｓを得ることがで
き、しかも熱的に安定しているＭＲセンサ、このＭＲセ
ンサを備えた薄膜磁気ヘッド、ＭＲセンサの製造方法、
及び薄膜磁気ヘッドの製造方法を提供することにある。
【０００９】本発明の他の目的は、より大きなＭＲ比及
び抵抗変化ΔＲｓを得ることができ、しかもリードオー
バレイド構造とすることも可能なＭＲセンサ、このＭＲ
センサを備えた薄膜磁気ヘッド、ＭＲセンサの製造方
法、及び薄膜磁気ヘッドの製造方法を提供することにあ
る。
び抵抗変化ΔＲｓを得ることができ、しかもリードオー
バレイド構造とすることも可能なＭＲセンサ、このＭＲ
センサを備えた薄膜磁気ヘッド、ＭＲセンサの製造方
法、及び薄膜磁気ヘッドの製造方法を提供することにあ
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、磁化方
向が固定されている磁化固定層と、磁化固定層上に積層
された非磁性中間層と、非磁性中間層上に積層されてお
り印加される磁界に応じて磁化方向が可変の磁化自由層
と、磁化自由層上に積層された非磁性導電層と、非磁性
導電層上に積層されており非磁性導電層とは反対側の界
面が酸化されている第１の保護金属層と、第１の保護金
属層上に積層されており酸素供給を遮断するための第２
の保護金属層とを備えたＭＲセンサ、磁化方向が固定さ
れている磁化固定層と、磁化固定層上に積層された非磁
性中間層と、非磁性中間層上に積層されており印加され
る磁界に応じて磁化方向が可変の磁化自由層と、磁化自
由層上に積層されており磁化自由層とは反対側の界面が
酸化されている第１の保護金属層と、第１の保護金属層
上に積層されており酸素供給を遮断するための第２の保
護金属層とを備えたＭＲセンサ、及び磁化方向が固定さ
れている磁化固定層と、磁化固定層上に積層された非磁
性中間層と、非磁性中間層上に積層されていると共に非
磁性中間層とは反対側の界面が酸化されており、印加さ
れる磁界に応じて磁化方向が可変の磁化自由層と、磁化
自由層上に積層されており酸素供給を遮断するための保
護金属層とを備えたＭＲセンサが提供される。
向が固定されている磁化固定層と、磁化固定層上に積層
された非磁性中間層と、非磁性中間層上に積層されてお
り印加される磁界に応じて磁化方向が可変の磁化自由層
と、磁化自由層上に積層された非磁性導電層と、非磁性
導電層上に積層されており非磁性導電層とは反対側の界
面が酸化されている第１の保護金属層と、第１の保護金
属層上に積層されており酸素供給を遮断するための第２
の保護金属層とを備えたＭＲセンサ、磁化方向が固定さ
れている磁化固定層と、磁化固定層上に積層された非磁
性中間層と、非磁性中間層上に積層されており印加され
る磁界に応じて磁化方向が可変の磁化自由層と、磁化自
由層上に積層されており磁化自由層とは反対側の界面が
酸化されている第１の保護金属層と、第１の保護金属層
上に積層されており酸素供給を遮断するための第２の保
護金属層とを備えたＭＲセンサ、及び磁化方向が固定さ
れている磁化固定層と、磁化固定層上に積層された非磁
性中間層と、非磁性中間層上に積層されていると共に非
磁性中間層とは反対側の界面が酸化されており、印加さ
れる磁界に応じて磁化方向が可変の磁化自由層と、磁化
自由層上に積層されており酸素供給を遮断するための保
護金属層とを備えたＭＲセンサが提供される。
【００１１】本発明によれば、さらに、このようなＭＲ
センサを磁気情報再生用ヘッドとして備えた薄膜磁気ヘ
ッドが提供される。
センサを磁気情報再生用ヘッドとして備えた薄膜磁気ヘ
ッドが提供される。
【００１２】第１の保護金属層又は磁化自由層の上側の
界面を酸化しておくことによって大きなＭＲ比及び抵抗
変化ΔＲｓを得ることができ、しかも、この界面が酸化
された第１の保護金属層又は磁化自由層の上に、酸素供
給を遮断するための、酸化処理していない保護金属層を
形成しているので、熱処理を行っても過剰に酸素が供給
されることがないから特性劣化が発生せず、熱的に安定
している。その結果、安定した高記録密度対応の薄膜磁
気ヘッドを提供することが可能となる。また、最表面が
酸化膜ではなく酸化処理していない保護金属層であるた
め、リードオーバレイド構造とすることも可能である。
界面を酸化しておくことによって大きなＭＲ比及び抵抗
変化ΔＲｓを得ることができ、しかも、この界面が酸化
された第１の保護金属層又は磁化自由層の上に、酸素供
給を遮断するための、酸化処理していない保護金属層を
形成しているので、熱処理を行っても過剰に酸素が供給
されることがないから特性劣化が発生せず、熱的に安定
している。その結果、安定した高記録密度対応の薄膜磁
気ヘッドを提供することが可能となる。また、最表面が
酸化膜ではなく酸化処理していない保護金属層であるた
め、リードオーバレイド構造とすることも可能である。
【００１３】第１の保護金属層の厚みが、０．５ｎｍ以
下であることが好ましい。
下であることが好ましい。
【００１４】第１の保護金属層、第２の保護金属層又は
保護金属層が、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ａｌ、Ｖ、Ｃ
ｒ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｈｆ、Ｗ、Ｎｉ、Ｆｅ及びＣｏから選
択された１つの金属又は少なくとも１つのこの金属を含
む合金からなることも好ましい。
保護金属層が、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ａｌ、Ｖ、Ｃ
ｒ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｈｆ、Ｗ、Ｎｉ、Ｆｅ及びＣｏから選
択された１つの金属又は少なくとも１つのこの金属を含
む合金からなることも好ましい。
【００１５】磁化固定層が、単層構造であるか、又は第
１の強磁性層、非磁性層及び第２の強磁性層を積層した
シンセティック構造であることも好ましい。
１の強磁性層、非磁性層及び第２の強磁性層を積層した
シンセティック構造であることも好ましい。
【００１６】磁化固定層の下に積層されており、交換結
合により磁化固定層の磁化方向を固定する反強磁性層を
さらに備えたことも好ましい。
合により磁化固定層の磁化方向を固定する反強磁性層を
さらに備えたことも好ましい。
【００１７】本発明によれば、またさらに、磁化方向が
固定されている磁化固定層と、非磁性中間層と、印加さ
れる磁界に応じて磁化方向が可変の磁化自由層とを少な
くとも積層するＭＲセンサの製造方法であって、磁化自
由層上に非磁性導電層を成膜し、成膜した非磁性導電層
上に第１の保護金属層を成膜し、成膜した第１の保護金
属層の表面を酸素を含むガスプラズマ、酸素ラジカル又
は酸素イオン中に曝露し、曝露した第１の保護金属層上
に酸素供給を遮断するための第２の保護金属層を成膜す
るＭＲセンサの製造方法、磁化自由層上に第１の保護金
属層を成膜し、成膜した第１の保護金属層の表面を酸素
を含むガスプラズマ、酸素ラジカル又は酸素イオン中に
曝露し、曝露した第１の保護金属層上に酸素供給を遮断
するための第２の保護金属層を成膜するＭＲセンサの製
造方法、磁化自由層上に非磁性導電層を成膜し、成膜し
た非磁性導電層の表面を酸素を含むガスプラズマ、酸素
ラジカル又は酸素イオン中に曝露し、曝露した非磁性導
電層上に酸素供給を遮断するための保護金属層を成膜す
るＭＲセンサの製造方法、及び磁化自由層の表面を酸素
を含むガスプラズマ、酸素ラジカル又は酸素イオン中に
曝露し、曝露した磁化自由層上に酸素供給を遮断するた
めの保護金属層を成膜するＭＲセンサの製造方法が提供
される。
固定されている磁化固定層と、非磁性中間層と、印加さ
れる磁界に応じて磁化方向が可変の磁化自由層とを少な
くとも積層するＭＲセンサの製造方法であって、磁化自
由層上に非磁性導電層を成膜し、成膜した非磁性導電層
上に第１の保護金属層を成膜し、成膜した第１の保護金
属層の表面を酸素を含むガスプラズマ、酸素ラジカル又
は酸素イオン中に曝露し、曝露した第１の保護金属層上
に酸素供給を遮断するための第２の保護金属層を成膜す
るＭＲセンサの製造方法、磁化自由層上に第１の保護金
属層を成膜し、成膜した第１の保護金属層の表面を酸素
を含むガスプラズマ、酸素ラジカル又は酸素イオン中に
曝露し、曝露した第１の保護金属層上に酸素供給を遮断
するための第２の保護金属層を成膜するＭＲセンサの製
造方法、磁化自由層上に非磁性導電層を成膜し、成膜し
た非磁性導電層の表面を酸素を含むガスプラズマ、酸素
ラジカル又は酸素イオン中に曝露し、曝露した非磁性導
電層上に酸素供給を遮断するための保護金属層を成膜す
るＭＲセンサの製造方法、及び磁化自由層の表面を酸素
を含むガスプラズマ、酸素ラジカル又は酸素イオン中に
曝露し、曝露した磁化自由層上に酸素供給を遮断するた
めの保護金属層を成膜するＭＲセンサの製造方法が提供
される。
【００１８】本発明によれば、また、磁気情報の再生に
用いるＭＲセンサを、上述したような製造方法によって
形成する薄膜磁気ヘッドの製造方法が提供される。
用いるＭＲセンサを、上述したような製造方法によって
形成する薄膜磁気ヘッドの製造方法が提供される。
【００１９】第１の保護金属層、磁化自由層又は非磁性
導電層の表面を酸素を含むガスプラズマ、酸素ラジカル
又は酸素イオン中に曝露し酸化しておくことによって大
きなＭＲ比及び抵抗変化ΔＲｓを得ることができ、しか
も、その曝露した層の上に酸素供給を遮断するための、
酸化処理していない第２の保護金属層又は保護金属層を
形成しているので、その後に熱処理を行っても過剰に酸
素が供給されることがないから特性劣化が発生せず、熱
的に安定したＭＲセンサ及び薄膜磁気ヘッドを得ること
ができる。その結果、安定した高記録密度対応の薄膜磁
気ヘッドを提供することが可能となる。また、最表面が
酸化膜ではなく酸化処理していない保護金属層であるた
め、リードオーバレイド構造とすることも可能である。
導電層の表面を酸素を含むガスプラズマ、酸素ラジカル
又は酸素イオン中に曝露し酸化しておくことによって大
きなＭＲ比及び抵抗変化ΔＲｓを得ることができ、しか
も、その曝露した層の上に酸素供給を遮断するための、
酸化処理していない第２の保護金属層又は保護金属層を
形成しているので、その後に熱処理を行っても過剰に酸
素が供給されることがないから特性劣化が発生せず、熱
的に安定したＭＲセンサ及び薄膜磁気ヘッドを得ること
ができる。その結果、安定した高記録密度対応の薄膜磁
気ヘッドを提供することが可能となる。また、最表面が
酸化膜ではなく酸化処理していない保護金属層であるた
め、リードオーバレイド構造とすることも可能である。
【００２０】さらに本発明では、酸素を含むガスプラズ
マ、酸素ラジカル又は酸素イオン中に曝露しているた
め、単に酸素ガスに曝露した場合より、ＭＲ比及び抵抗
変化ΔＲｓが共にさらに大きくなる。
マ、酸素ラジカル又は酸素イオン中に曝露しているた
め、単に酸素ガスに曝露した場合より、ＭＲ比及び抵抗
変化ΔＲｓが共にさらに大きくなる。
【００２１】第１の保護金属層をその厚みが、０．５ｎ
ｍ以下となるように成膜することが好ましい。
ｍ以下となるように成膜することが好ましい。
【００２２】第１の保護金属層、第２の保護金属層、又
は保護金属層を、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ａｌ、Ｖ、
Ｃｒ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｈｆ、Ｗ、Ｎｉ、Ｆｅ及びＣｏから
選択された１つの金属又は少なくとも１つのこの金属を
含む合金で形成することが好ましい。
は保護金属層を、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ａｌ、Ｖ、
Ｃｒ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｈｆ、Ｗ、Ｎｉ、Ｆｅ及びＣｏから
選択された１つの金属又は少なくとも１つのこの金属を
含む合金で形成することが好ましい。
【００２３】酸素を含むガスプラズマが、酸素プラズ
マ、又は酸素と希ガス若しくは窒素との混合ガスプラズ
マであることも好ましい。
マ、又は酸素と希ガス若しくは窒素との混合ガスプラズ
マであることも好ましい。
【００２４】酸素を含むガスプラズマにおける酸素曝露
量が１０〜３０００Ｐａ・ｓｅｃであることもより好ま
しい。
量が１０〜３０００Ｐａ・ｓｅｃであることもより好ま
しい。
【００２５】酸素ラジカルを発生する際のラジカルガン
への投入電力が１００〜１０００Ｗであり、酸素ラジカ
ルの酸素ガス圧力が１〜２０ｍＰａであることも好まし
い。
への投入電力が１００〜１０００Ｗであり、酸素ラジカ
ルの酸素ガス圧力が１〜２０ｍＰａであることも好まし
い。
【００２６】磁化固定層を、強磁性層の単層で形成する
か、又は第１の強磁性層、非磁性層及び第２の強磁性層
を積層してシンセティック構造とすることも好ましい。
か、又は第１の強磁性層、非磁性層及び第２の強磁性層
を積層してシンセティック構造とすることも好ましい。
【００２７】磁化固定層の下に、交換結合により磁化固
定層の磁化方向を固定する反強磁性層を積層しておくこ
とも好ましい。
定層の磁化方向を固定する反強磁性層を積層しておくこ
とも好ましい。
【００２８】
【発明の実施の形態】図１は本発明の第１の実施形態に
おけるＳＶＭＲ多層膜の層構成を概略的示す、浮上面
（ＡＢＳ）方向から見た断面図である。
おけるＳＶＭＲ多層膜の層構成を概略的示す、浮上面
（ＡＢＳ）方向から見た断面図である。
【００２９】同図において、１０は基板、１１は基板１
０上に図示しない絶縁層を介して積層された例えばＮｉ
Ｃｒ等によるバッファ層、１２はバッファ層１１上に積
層された例えばＰｔＭｎ等の導電性の反強磁性層、１３
は反強磁性層１２上に積層された磁化固定層、１４は磁
化固定層１３上に積層された例えばＣｕ等による非磁性
中間層、１５は非磁性中間層１４上に積層された磁化自
由層、１６は磁化自由層１５上に積層された例えばＲ
ｕ、Ｃｕ等による非磁性導電層、１７は非磁性導電層１
６上に積層された例えばＴａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ａ
ｌ、Ｖ、Ｃｒ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｈｆ、Ｗ、Ｎｉ、Ｆｅ及び
Ｃｏから選択された１つの金属又は少なくとも１つのこ
の金属を含む合金等による第１の保護金属層、１８は第
１の保護金属層１７上に積層された例えばＴａ、Ｎｂ、
Ｔｉ、Ｚｒ、Ａｌ、Ｖ、Ｃｒ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｈｆ、Ｗ、
Ｎｉ、Ｆｅ及びＣｏから選択された１つの金属又は少な
くとも１つのこの金属を含む合金等による第２の保護金
属層をそれぞれ示している。
０上に図示しない絶縁層を介して積層された例えばＮｉ
Ｃｒ等によるバッファ層、１２はバッファ層１１上に積
層された例えばＰｔＭｎ等の導電性の反強磁性層、１３
は反強磁性層１２上に積層された磁化固定層、１４は磁
化固定層１３上に積層された例えばＣｕ等による非磁性
中間層、１５は非磁性中間層１４上に積層された磁化自
由層、１６は磁化自由層１５上に積層された例えばＲ
ｕ、Ｃｕ等による非磁性導電層、１７は非磁性導電層１
６上に積層された例えばＴａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ａ
ｌ、Ｖ、Ｃｒ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｈｆ、Ｗ、Ｎｉ、Ｆｅ及び
Ｃｏから選択された１つの金属又は少なくとも１つのこ
の金属を含む合金等による第１の保護金属層、１８は第
１の保護金属層１７上に積層された例えばＴａ、Ｎｂ、
Ｔｉ、Ｚｒ、Ａｌ、Ｖ、Ｃｒ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｈｆ、Ｗ、
Ｎｉ、Ｆｅ及びＣｏから選択された１つの金属又は少な
くとも１つのこの金属を含む合金等による第２の保護金
属層をそれぞれ示している。
【００３０】第１の保護金属層１７の非磁性導電層１６
とは反対側、即ち第２の保護金属層１８側、の界面は酸
化処理によって酸化されている。また、第２の保護金属
層１８は酸化処理されていない。
とは反対側、即ち第２の保護金属層１８側、の界面は酸
化処理によって酸化されている。また、第２の保護金属
層１８は酸化処理されていない。
【００３１】なお、この第１の実施形態においては、磁
化固定層１３は、例えばＣｏＦｅによる第１の強磁性
層、例えばＲｕによる非磁性層及び例えばＣｏＦｅによ
る第２の強磁性層を積層したシンセティック構造となっ
ている。また、磁化自由層１５は、例えばＣｏＦｅによ
る強磁性層の単層構造となっている。
化固定層１３は、例えばＣｏＦｅによる第１の強磁性
層、例えばＲｕによる非磁性層及び例えばＣｏＦｅによ
る第２の強磁性層を積層したシンセティック構造となっ
ている。また、磁化自由層１５は、例えばＣｏＦｅによ
る強磁性層の単層構造となっている。
【００３２】図２は、この第１の実施形態におけるＳＶ
ＭＲ多層膜の製造工程を説明する図であり、ＡＢＳ方向
から見た断面を示している。
ＭＲ多層膜の製造工程を説明する図であり、ＡＢＳ方向
から見た断面を示している。
【００３３】同図に示すように、基板１０上にバッファ
層１１、反強磁性層１２、磁化固定層１３、非磁性中間
層１４、磁化自由層１５、非磁性導電層１６及び第１の
保護金属層１７´を積層した後、この第１の保護金属層
１７´の上側表面を酸素プラズマ中に曝露する。より具
体的には、真空チャンバ内で酸素ガスを流しながら基板
にＲＦ又はＤＣの電位を印加して酸素プラズマを発生さ
せて曝露する。これにより、上側表面の界面のみが酸化
された第１の保護金属層１７が得られる。
層１１、反強磁性層１２、磁化固定層１３、非磁性中間
層１４、磁化自由層１５、非磁性導電層１６及び第１の
保護金属層１７´を積層した後、この第１の保護金属層
１７´の上側表面を酸素プラズマ中に曝露する。より具
体的には、真空チャンバ内で酸素ガスを流しながら基板
にＲＦ又はＤＣの電位を印加して酸素プラズマを発生さ
せて曝露する。これにより、上側表面の界面のみが酸化
された第１の保護金属層１７が得られる。
【００３４】この曝露は、１回のみ行っても良いし、複
数回にわたって行っても良い。酸素プラズマの曝露量
は、１０〜３０００Ｐａ・ｓｅｃであることが望まし
い。また、曝露時の基板への印加電力は１０００Ｗ／ｍ
２以下が望ましい。
数回にわたって行っても良い。酸素プラズマの曝露量
は、１０〜３０００Ｐａ・ｓｅｃであることが望まし
い。また、曝露時の基板への印加電力は１０００Ｗ／ｍ
２以下が望ましい。
【００３５】曝露雰囲気は、上述したように酸素プラズ
マであっても良いし、酸素と例えばＮｅ、Ａｒ、Ｋｒ若
しくはＸｅ等の希ガス又は窒素との混合ガスプラズマで
あっても良い。
マであっても良いし、酸素と例えばＮｅ、Ａｒ、Ｋｒ若
しくはＸｅ等の希ガス又は窒素との混合ガスプラズマで
あっても良い。
【００３６】曝露が終了した後、その上に第２の保護金
属層１８を積層する。
属層１８を積層する。
【００３７】このように、第１の保護金属層１７´の表
面のみを酸素を含むガスプラズマ中に曝露し酸化してお
くことによって大きなＭＲ比及び抵抗変化ΔＲｓを得る
ことができる。しかも、その曝露した第１の保護金属層
１７の上に酸素供給を遮断するための、酸化処理してい
ない第２の保護金属層１８を形成しているので、その後
に例えばフォトレジストの熱硬化等の熱処理を行っても
過剰に酸素が供給されることがないから特性劣化が発生
しない。従って、熱的に安定したＭＲセンサ及び薄膜磁
気ヘッドを得ることができる。また、第１の保護金属層
１７が弱く酸化されているのみでありその酸化条件もプ
ロセス制御されていること、最表面が酸化膜ではなく酸
化処理していない第２の保護金属層１８であることか
ら、この第２の保護金属層１８の表面酸化部分を薄く削
ることのみでその上にリード導体層を形成し、リードオ
ーバレイド構造を得ることが可能であり、その結果、再
生ヘッドの劣化や不安定化を防止することができる。
面のみを酸素を含むガスプラズマ中に曝露し酸化してお
くことによって大きなＭＲ比及び抵抗変化ΔＲｓを得る
ことができる。しかも、その曝露した第１の保護金属層
１７の上に酸素供給を遮断するための、酸化処理してい
ない第２の保護金属層１８を形成しているので、その後
に例えばフォトレジストの熱硬化等の熱処理を行っても
過剰に酸素が供給されることがないから特性劣化が発生
しない。従って、熱的に安定したＭＲセンサ及び薄膜磁
気ヘッドを得ることができる。また、第１の保護金属層
１７が弱く酸化されているのみでありその酸化条件もプ
ロセス制御されていること、最表面が酸化膜ではなく酸
化処理していない第２の保護金属層１８であることか
ら、この第２の保護金属層１８の表面酸化部分を薄く削
ることのみでその上にリード導体層を形成し、リードオ
ーバレイド構造を得ることが可能であり、その結果、再
生ヘッドの劣化や不安定化を防止することができる。
【００３８】さらに、本実施形態では、酸素を含むガス
プラズマ中に曝露しているため、単に酸素ガスに曝露し
た場合より、ＭＲ比及び抵抗変化ΔＲｓを共にさらに大
きくすることができる。
プラズマ中に曝露しているため、単に酸素ガスに曝露し
た場合より、ＭＲ比及び抵抗変化ΔＲｓを共にさらに大
きくすることができる。
【００３９】この第１の実施形態においては、第１の保
護金属層１７´の上側表面を、酸素プラズマ又は酸素を
含む混合ガスプラズマ中に曝露しているが、ラジカルガ
ンの内部放電によって酸素ラジカルを発生させこれを基
板表面に照射することによって曝露しても良いし、イオ
ン源として熱フィラメント又はＥＣＲ放電等を用いたイ
オンガンで発生した酸素イオンを、印加電圧で加速して
基板表面に照射することによって曝露しても良い。酸素
ラジカル曝露の場合、酸素ラジカルの条件として、酸素
ガス圧力が１〜２０ｍＰａでありラジカルガンへの投入
電力が１００〜１０００Ｗであることが望ましい。
護金属層１７´の上側表面を、酸素プラズマ又は酸素を
含む混合ガスプラズマ中に曝露しているが、ラジカルガ
ンの内部放電によって酸素ラジカルを発生させこれを基
板表面に照射することによって曝露しても良いし、イオ
ン源として熱フィラメント又はＥＣＲ放電等を用いたイ
オンガンで発生した酸素イオンを、印加電圧で加速して
基板表面に照射することによって曝露しても良い。酸素
ラジカル曝露の場合、酸素ラジカルの条件として、酸素
ガス圧力が１〜２０ｍＰａでありラジカルガンへの投入
電力が１００〜１０００Ｗであることが望ましい。
【００４０】図３は本発明の第２の実施形態におけるＳ
ＶＭＲ多層膜の層構成を概略的示す、ＡＢＳ方向から見
た断面図である。
ＶＭＲ多層膜の層構成を概略的示す、ＡＢＳ方向から見
た断面図である。
【００４１】同図において、３０は基板、３１は基板３
０上に図示しない絶縁層を介して積層された例えばＮｉ
Ｃｒ等によるバッファ層、３２はバッファ層３１上に積
層された例えばＰｔＭｎ等の導電性の反強磁性層、３３
は反強磁性層３２上に積層された磁化固定層、３４は磁
化固定層３３上に積層された例えばＣｕ等による非磁性
中間層、３５は非磁性中間層３４上に積層された磁化自
由層、３７は磁化自由層３５上に積層された例えばＴ
ａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ａｌ、Ｖ、Ｃｒ、Ｒｕ、Ｒｈ、
Ｈｆ、Ｗ、Ｎｉ、Ｆｅ及びＣｏから選択された１つの金
属又は少なくとも１つのこの金属を含む合金等による第
１の保護金属層、３８は第１の保護金属層３７上に積層
された例えばＴａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ａｌ、Ｖ、Ｃ
ｒ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｈｆ、Ｗ、Ｎｉ、Ｆｅ及びＣｏから選
択された１つの金属又は少なくとも１つのこの金属を含
む合金等による第２の保護金属層をそれぞれ示してい
る。
０上に図示しない絶縁層を介して積層された例えばＮｉ
Ｃｒ等によるバッファ層、３２はバッファ層３１上に積
層された例えばＰｔＭｎ等の導電性の反強磁性層、３３
は反強磁性層３２上に積層された磁化固定層、３４は磁
化固定層３３上に積層された例えばＣｕ等による非磁性
中間層、３５は非磁性中間層３４上に積層された磁化自
由層、３７は磁化自由層３５上に積層された例えばＴ
ａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ａｌ、Ｖ、Ｃｒ、Ｒｕ、Ｒｈ、
Ｈｆ、Ｗ、Ｎｉ、Ｆｅ及びＣｏから選択された１つの金
属又は少なくとも１つのこの金属を含む合金等による第
１の保護金属層、３８は第１の保護金属層３７上に積層
された例えばＴａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ａｌ、Ｖ、Ｃ
ｒ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｈｆ、Ｗ、Ｎｉ、Ｆｅ及びＣｏから選
択された１つの金属又は少なくとも１つのこの金属を含
む合金等による第２の保護金属層をそれぞれ示してい
る。
【００４２】第１の保護金属層３７の磁化自由層３５と
は反対側、即ち第２の保護金属層３８側、の界面は酸化
処理によって酸化されている。また、第２の保護金属層
３８は酸化処理されていない。
は反対側、即ち第２の保護金属層３８側、の界面は酸化
処理によって酸化されている。また、第２の保護金属層
３８は酸化処理されていない。
【００４３】なお、この第２の実施形態においては、磁
化固定層３３は、例えばＣｏＦｅによる第１の強磁性
層、例えばＲｕによる非磁性層及び例えばＣｏＦｅによ
る第２の強磁性層を積層したシンセティック構造となっ
ている。また、磁化自由層３５は、例えばＣｏＦｅによ
る強磁性層の単層構造となっている。
化固定層３３は、例えばＣｏＦｅによる第１の強磁性
層、例えばＲｕによる非磁性層及び例えばＣｏＦｅによ
る第２の強磁性層を積層したシンセティック構造となっ
ている。また、磁化自由層３５は、例えばＣｏＦｅによ
る強磁性層の単層構造となっている。
【００４４】図４は、この第２の実施形態におけるＳＶ
ＭＲ多層膜の製造工程を説明する図であり、ＡＢＳ方向
から見た断面を示している。
ＭＲ多層膜の製造工程を説明する図であり、ＡＢＳ方向
から見た断面を示している。
【００４５】同図に示すように、基板３０上にバッファ
層３１、反強磁性層３２、磁化固定層３３、非磁性中間
層３４、磁化自由層３５及び第１の保護金属層３７´を
積層した後、この第１の保護金属層３７´の上側表面を
酸素プラズマ中に曝露する。より具体的には、真空チャ
ンバ内で酸素ガスを流しながら基板にＲＦ又はＤＣの電
位を印加して酸素プラズマを発生させて曝露する。これ
により、上側表面の界面のみが酸化された第１の保護金
属層３７が得られる。
層３１、反強磁性層３２、磁化固定層３３、非磁性中間
層３４、磁化自由層３５及び第１の保護金属層３７´を
積層した後、この第１の保護金属層３７´の上側表面を
酸素プラズマ中に曝露する。より具体的には、真空チャ
ンバ内で酸素ガスを流しながら基板にＲＦ又はＤＣの電
位を印加して酸素プラズマを発生させて曝露する。これ
により、上側表面の界面のみが酸化された第１の保護金
属層３７が得られる。
【００４６】この曝露は、１回のみ行っても良いし、複
数回にわたって行っても良い。酸素プラズマの曝露量
は、１０〜３０００Ｐａ・ｓｅｃであることが望まし
い。また、曝露時の基板への印加電力は１０００Ｗ／ｍ
２以下が望ましい。
数回にわたって行っても良い。酸素プラズマの曝露量
は、１０〜３０００Ｐａ・ｓｅｃであることが望まし
い。また、曝露時の基板への印加電力は１０００Ｗ／ｍ
２以下が望ましい。
【００４７】曝露雰囲気は、上述したように酸素プラズ
マであっても良いし、酸素と例えばＮｅ、Ａｒ、Ｋｒ若
しくはＸｅ等の希ガス又は窒素との混合ガスプラズマで
あっても良い。
マであっても良いし、酸素と例えばＮｅ、Ａｒ、Ｋｒ若
しくはＸｅ等の希ガス又は窒素との混合ガスプラズマで
あっても良い。
【００４８】曝露が終了した後、その上に第２の保護金
属層３８を積層する。
属層３８を積層する。
【００４９】このように、第１の保護金属層３７´の表
面のみを酸素を含むガスプラズマ中に曝露し酸化してお
くことによって大きなＭＲ比及び抵抗変化ΔＲｓを得る
ことができる。しかも、その曝露した第１の保護金属層
３７の上に酸素供給を遮断するための、酸化処理してい
ない第２の保護金属層３８を形成しているので、その後
に例えばフォトレジストの熱硬化等の熱処理を行っても
過剰に酸素が供給されることがないから特性劣化が発生
しない。従って、熱的に安定したＭＲセンサ及び薄膜磁
気ヘッドを得ることができる。また、第１の保護金属層
３７が弱く酸化されているのみでありその酸化条件もプ
ロセス制御されていること、最表面が酸化膜ではなく酸
化処理していない第２の保護金属層３８であることか
ら、この第２の保護金属層３８の表面酸化部分を薄く削
ることのみでその上にリード導体層を形成し、リードオ
ーバレイド構造を得ることが可能であり、その結果、再
生ヘッドの劣化や不安定化を防止することができる。
面のみを酸素を含むガスプラズマ中に曝露し酸化してお
くことによって大きなＭＲ比及び抵抗変化ΔＲｓを得る
ことができる。しかも、その曝露した第１の保護金属層
３７の上に酸素供給を遮断するための、酸化処理してい
ない第２の保護金属層３８を形成しているので、その後
に例えばフォトレジストの熱硬化等の熱処理を行っても
過剰に酸素が供給されることがないから特性劣化が発生
しない。従って、熱的に安定したＭＲセンサ及び薄膜磁
気ヘッドを得ることができる。また、第１の保護金属層
３７が弱く酸化されているのみでありその酸化条件もプ
ロセス制御されていること、最表面が酸化膜ではなく酸
化処理していない第２の保護金属層３８であることか
ら、この第２の保護金属層３８の表面酸化部分を薄く削
ることのみでその上にリード導体層を形成し、リードオ
ーバレイド構造を得ることが可能であり、その結果、再
生ヘッドの劣化や不安定化を防止することができる。
【００５０】さらに、本実施形態では、酸素を含むガス
プラズマ中に曝露しているため、単に酸素ガスに曝露し
た場合より、ＭＲ比及び抵抗変化ΔＲｓを共にさらに大
きくすることができる。
プラズマ中に曝露しているため、単に酸素ガスに曝露し
た場合より、ＭＲ比及び抵抗変化ΔＲｓを共にさらに大
きくすることができる。
【００５１】この第２の実施形態においては、第１の保
護金属層３７´の上側表面を、酸素プラズマ又は酸素を
含む混合ガスプラズマ中に曝露しているが、ラジカルガ
ンの内部放電によって酸素ラジカルを発生させこれを基
板表面に照射することによって曝露しても良いし、イオ
ン源として熱フィラメント又はＥＣＲ放電等を用いたイ
オンガンで発生した酸素イオンを、印加電圧で加速して
基板表面に照射することによって曝露しても良い。酸素
ラジカル曝露の場合、酸素ラジカルの条件として、酸素
ガス圧力が１〜２０ｍＰａでありラジカルガンへの投入
電力が１００〜１０００Ｗであることが望ましい。
護金属層３７´の上側表面を、酸素プラズマ又は酸素を
含む混合ガスプラズマ中に曝露しているが、ラジカルガ
ンの内部放電によって酸素ラジカルを発生させこれを基
板表面に照射することによって曝露しても良いし、イオ
ン源として熱フィラメント又はＥＣＲ放電等を用いたイ
オンガンで発生した酸素イオンを、印加電圧で加速して
基板表面に照射することによって曝露しても良い。酸素
ラジカル曝露の場合、酸素ラジカルの条件として、酸素
ガス圧力が１〜２０ｍＰａでありラジカルガンへの投入
電力が１００〜１０００Ｗであることが望ましい。
【００５２】図５は本発明の第３の実施形態におけるＳ
ＶＭＲ多層膜の層構成を概略的示す、ＡＢＳ方向から見
た断面図である。
ＶＭＲ多層膜の層構成を概略的示す、ＡＢＳ方向から見
た断面図である。
【００５３】同図において、５０は基板、５１は基板５
０上に図示しない絶縁層を介して積層された例えばＮｉ
Ｃｒ等によるバッファ層、５２はバッファ層５１上に積
層された例えばＰｔＭｎ等の導電性の反強磁性層、５３
は反強磁性層５２上に積層された磁化固定層、５４は磁
化固定層５３上に積層された例えばＣｕ等による非磁性
中間層、５５は非磁性中間層５４上に積層された磁化自
由層、５６は磁化自由層５５上に積層された例えばＲ
ｕ、Ｃｕ等による非磁性導電層（スピンフィルタ層）、
５８は非磁性導電層５６上に積層された例えばＴａ、Ｎ
ｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ａｌ、Ｖ、Ｃｒ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｈｆ、
Ｗ、Ｎｉ、Ｆｅ及びＣｏから選択された１つの金属又は
少なくとも１つのこの金属を含む合金等による保護金属
層をそれぞれ示している。
０上に図示しない絶縁層を介して積層された例えばＮｉ
Ｃｒ等によるバッファ層、５２はバッファ層５１上に積
層された例えばＰｔＭｎ等の導電性の反強磁性層、５３
は反強磁性層５２上に積層された磁化固定層、５４は磁
化固定層５３上に積層された例えばＣｕ等による非磁性
中間層、５５は非磁性中間層５４上に積層された磁化自
由層、５６は磁化自由層５５上に積層された例えばＲ
ｕ、Ｃｕ等による非磁性導電層（スピンフィルタ層）、
５８は非磁性導電層５６上に積層された例えばＴａ、Ｎ
ｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ａｌ、Ｖ、Ｃｒ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｈｆ、
Ｗ、Ｎｉ、Ｆｅ及びＣｏから選択された１つの金属又は
少なくとも１つのこの金属を含む合金等による保護金属
層をそれぞれ示している。
【００５４】非磁性導電層５６は、磁化自由層５５とは
反対側、即ち保護金属層５８側、の界面側から酸化処理
されている。また、保護金属層５８は酸化処理されてい
ない。
反対側、即ち保護金属層５８側、の界面側から酸化処理
されている。また、保護金属層５８は酸化処理されてい
ない。
【００５５】なお、この第３の実施形態においては、磁
化固定層５３は、例えばＣｏＦｅによる第１の強磁性
層、例えばＲｕによる非磁性層及び例えばＣｏＦｅによ
る第２の強磁性層を積層したシンセティック構造となっ
ている。また、磁化自由層５５は、例えばＣｏＦｅによ
る強磁性層の単層構造となっている。
化固定層５３は、例えばＣｏＦｅによる第１の強磁性
層、例えばＲｕによる非磁性層及び例えばＣｏＦｅによ
る第２の強磁性層を積層したシンセティック構造となっ
ている。また、磁化自由層５５は、例えばＣｏＦｅによ
る強磁性層の単層構造となっている。
【００５６】図６は、この第３の実施形態におけるＳＶ
ＭＲ多層膜の製造工程を説明する図であり、ＡＢＳ方向
から見た断面を示している。
ＭＲ多層膜の製造工程を説明する図であり、ＡＢＳ方向
から見た断面を示している。
【００５７】同図に示すように、基板５０上にバッファ
層５１、反強磁性層５２、磁化固定層５３、非磁性中間
層５４、磁化自由層５５及び非磁性導電層５６´を積層
した後、この非磁性導電層５６´の上側表面を酸素プラ
ズマ中に曝露する。より具体的には、真空チャンバ内で
酸素ガスを流しながら基板にＲＦ又はＤＣの電位を印加
して酸素プラズマを発生させて曝露する。これにより、
上側表面の界面側から酸化処理された非磁性導電層５６
が得られる。
層５１、反強磁性層５２、磁化固定層５３、非磁性中間
層５４、磁化自由層５５及び非磁性導電層５６´を積層
した後、この非磁性導電層５６´の上側表面を酸素プラ
ズマ中に曝露する。より具体的には、真空チャンバ内で
酸素ガスを流しながら基板にＲＦ又はＤＣの電位を印加
して酸素プラズマを発生させて曝露する。これにより、
上側表面の界面側から酸化処理された非磁性導電層５６
が得られる。
【００５８】この曝露は、１回のみ行っても良いし、複
数回にわたって行っても良い。酸素プラズマの曝露量
は、１０〜３０００Ｐａ・ｓｅｃであることが望まし
い。また、曝露時の基板への印加電力は１０００Ｗ／ｍ
２以下が望ましい。
数回にわたって行っても良い。酸素プラズマの曝露量
は、１０〜３０００Ｐａ・ｓｅｃであることが望まし
い。また、曝露時の基板への印加電力は１０００Ｗ／ｍ
２以下が望ましい。
【００５９】曝露雰囲気は、上述したように酸素プラズ
マであっても良いし、酸素と例えばＮｅ、Ａｒ、Ｋｒ若
しくはＸｅ等の希ガス又は窒素との混合ガスプラズマで
あっても良い。
マであっても良いし、酸素と例えばＮｅ、Ａｒ、Ｋｒ若
しくはＸｅ等の希ガス又は窒素との混合ガスプラズマで
あっても良い。
【００６０】曝露が終了した後、その上に保護金属層５
８を積層する。
８を積層する。
【００６１】このように、スピンフィルタ層として動作
する非磁性導電層５６´の表面のみを酸素を含むガスプ
ラズマ中に曝露することによって大きなＭＲ比及び抵抗
変化ΔＲｓを得ることができる。しかも、その曝露した
非磁性導電層５６の上に酸素供給を遮断するための、酸
化処理していない保護金属層５８を形成しているので、
その後に例えばフォトレジストの熱硬化等の熱処理を行
っても過剰に酸素が供給されることがないから特性劣化
が発生しない。従って、熱的に安定したＭＲセンサ及び
薄膜磁気ヘッドを得ることができる。また、非磁性導電
層５６が弱く酸化されるのみでありその酸化条件もプロ
セス制御されていること、最表面が酸化膜ではなく酸化
処理していない保護金属層５８であることから、この保
護金属層５８の表面酸化部分を薄く削ることのみでその
上にリード導体層を形成し、リードオーバレイド構造を
得ることが可能であり、その結果、再生ヘッドの劣化や
不安定化を防止することができる。
する非磁性導電層５６´の表面のみを酸素を含むガスプ
ラズマ中に曝露することによって大きなＭＲ比及び抵抗
変化ΔＲｓを得ることができる。しかも、その曝露した
非磁性導電層５６の上に酸素供給を遮断するための、酸
化処理していない保護金属層５８を形成しているので、
その後に例えばフォトレジストの熱硬化等の熱処理を行
っても過剰に酸素が供給されることがないから特性劣化
が発生しない。従って、熱的に安定したＭＲセンサ及び
薄膜磁気ヘッドを得ることができる。また、非磁性導電
層５６が弱く酸化されるのみでありその酸化条件もプロ
セス制御されていること、最表面が酸化膜ではなく酸化
処理していない保護金属層５８であることから、この保
護金属層５８の表面酸化部分を薄く削ることのみでその
上にリード導体層を形成し、リードオーバレイド構造を
得ることが可能であり、その結果、再生ヘッドの劣化や
不安定化を防止することができる。
【００６２】さらに、本実施形態では、酸素を含むガス
プラズマ中に曝露しているため、単に酸素ガスに曝露し
た場合より、ＭＲ比及び抵抗変化ΔＲｓを共にさらに大
きくすることができる。
プラズマ中に曝露しているため、単に酸素ガスに曝露し
た場合より、ＭＲ比及び抵抗変化ΔＲｓを共にさらに大
きくすることができる。
【００６３】この第３の実施形態においては、非磁性導
電層５６´の上側表面を、酸素プラズマ又は酸素を含む
混合ガスプラズマ中に曝露しているが、ラジカルガンの
内部放電によって酸素ラジカルを発生させこれを基板表
面に照射することによって曝露しても良いし、イオン源
として熱フィラメント又はＥＣＲ放電等を用いたイオン
ガンで発生した酸素イオンを、印加電圧で加速して基板
表面に照射することによって曝露しても良い。酸素ラジ
カル曝露の場合、酸素ラジカルの条件として、酸素ガス
圧力が１〜２０ｍＰａでありラジカルガンへの投入電力
が１００〜１０００Ｗであることが望ましい。
電層５６´の上側表面を、酸素プラズマ又は酸素を含む
混合ガスプラズマ中に曝露しているが、ラジカルガンの
内部放電によって酸素ラジカルを発生させこれを基板表
面に照射することによって曝露しても良いし、イオン源
として熱フィラメント又はＥＣＲ放電等を用いたイオン
ガンで発生した酸素イオンを、印加電圧で加速して基板
表面に照射することによって曝露しても良い。酸素ラジ
カル曝露の場合、酸素ラジカルの条件として、酸素ガス
圧力が１〜２０ｍＰａでありラジカルガンへの投入電力
が１００〜１０００Ｗであることが望ましい。
【００６４】図７は本発明の第４の実施形態におけるＳ
ＶＭＲ多層膜の層構成を概略的示す、ＡＢＳ方向から見
た断面図である。
ＶＭＲ多層膜の層構成を概略的示す、ＡＢＳ方向から見
た断面図である。
【００６５】同図において、７０は基板、７１は基板７
０上に図示しない絶縁層を介して積層された例えばＮｉ
Ｃｒ等によるバッファ層、７２はバッファ層７１上に積
層された例えばＰｔＭｎ等の導電性の反強磁性層、７３
は反強磁性層７２上に積層された磁化固定層、７４は磁
化固定層７３上に積層された例えばＣｕ等による非磁性
中間層、７５は非磁性中間層７４上に積層された磁化自
由層、７８は磁化自由層７５上に積層された例えばＴ
ａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ａｌ、Ｖ、Ｃｒ、Ｒｕ、Ｒｈ、
Ｈｆ、Ｗ、Ｎｉ、Ｆｅ及びＣｏから選択された１つの金
属又は少なくとも１つのこの金属を含む合金等による保
護金属層をそれぞれ示している。
０上に図示しない絶縁層を介して積層された例えばＮｉ
Ｃｒ等によるバッファ層、７２はバッファ層７１上に積
層された例えばＰｔＭｎ等の導電性の反強磁性層、７３
は反強磁性層７２上に積層された磁化固定層、７４は磁
化固定層７３上に積層された例えばＣｕ等による非磁性
中間層、７５は非磁性中間層７４上に積層された磁化自
由層、７８は磁化自由層７５上に積層された例えばＴ
ａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ａｌ、Ｖ、Ｃｒ、Ｒｕ、Ｒｈ、
Ｈｆ、Ｗ、Ｎｉ、Ｆｅ及びＣｏから選択された１つの金
属又は少なくとも１つのこの金属を含む合金等による保
護金属層をそれぞれ示している。
【００６６】磁化自由層７５の非磁性中間層７４とは反
対側、即ち保護金属層７８側、の界面は酸化処理によっ
て酸化されている。また、保護金属層７８は酸化処理さ
れていない。
対側、即ち保護金属層７８側、の界面は酸化処理によっ
て酸化されている。また、保護金属層７８は酸化処理さ
れていない。
【００６７】なお、この第４の実施形態においては、磁
化固定層７３は、例えばＣｏＦｅによる第１の強磁性
層、例えばＲｕによる非磁性層及び例えばＣｏＦｅによ
る第２の強磁性層を積層したシンセティック構造となっ
ている。また、磁化自由層７５は、例えばＣｏＦｅによ
る強磁性層の単層構造となっている。
化固定層７３は、例えばＣｏＦｅによる第１の強磁性
層、例えばＲｕによる非磁性層及び例えばＣｏＦｅによ
る第２の強磁性層を積層したシンセティック構造となっ
ている。また、磁化自由層７５は、例えばＣｏＦｅによ
る強磁性層の単層構造となっている。
【００６８】図８は、この第４の実施形態におけるＳＶ
ＭＲ多層膜の製造工程を説明する図であり、ＡＢＳ方向
から見た断面を示している。
ＭＲ多層膜の製造工程を説明する図であり、ＡＢＳ方向
から見た断面を示している。
【００６９】同図に示すように、基板７０上にバッファ
層７１、反強磁性層７２、磁化固定層７３、非磁性中間
層７４及び磁化自由層７５´を積層した後、この磁化自
由層７５´の上側表面を酸素プラズマ中に曝露する。よ
り具体的には、真空チャンバ内で酸素ガスを流しながら
基板にＲＦ又はＤＣの電位を印加して酸素プラズマを発
生させて曝露する。これにより、上側表面の界面のみが
酸化された磁化自由層７５が得られる。
層７１、反強磁性層７２、磁化固定層７３、非磁性中間
層７４及び磁化自由層７５´を積層した後、この磁化自
由層７５´の上側表面を酸素プラズマ中に曝露する。よ
り具体的には、真空チャンバ内で酸素ガスを流しながら
基板にＲＦ又はＤＣの電位を印加して酸素プラズマを発
生させて曝露する。これにより、上側表面の界面のみが
酸化された磁化自由層７５が得られる。
【００７０】この曝露は、１回のみ行っても良いし、複
数回にわたって行っても良い。酸素プラズマの曝露量
は、１０〜３０００Ｐａ・ｓｅｃであることが望まし
い。また、曝露時の基板への印加電力は１０００Ｗ／ｍ
２以下が望ましい。
数回にわたって行っても良い。酸素プラズマの曝露量
は、１０〜３０００Ｐａ・ｓｅｃであることが望まし
い。また、曝露時の基板への印加電力は１０００Ｗ／ｍ
２以下が望ましい。
【００７１】曝露雰囲気は、上述したように酸素プラズ
マであっても良いし、酸素と例えばＮｅ、Ａｒ、Ｋｒ若
しくはＸｅ等の希ガス又は窒素との混合ガスプラズマで
あっても良い。
マであっても良いし、酸素と例えばＮｅ、Ａｒ、Ｋｒ若
しくはＸｅ等の希ガス又は窒素との混合ガスプラズマで
あっても良い。
【００７２】曝露が終了した後、その上に保護金属層７
８を積層する。
８を積層する。
【００７３】このように、磁化自由層７５´の表面のみ
を酸素を含むガスプラズマ中に曝露し酸化しておくこと
によって大きなＭＲ比及び抵抗変化ΔＲｓを得ることが
できる。しかも、その曝露した磁化自由層７５の上に酸
素供給を遮断するための、酸化処理していない保護金属
層７８を形成しているので、その後に例えばフォトレジ
ストの熱硬化等の熱処理を行っても過剰に酸素が供給さ
れることがないから特性劣化が発生しない。従って、熱
的に安定したＭＲセンサ及び薄膜磁気ヘッドを得ること
ができる。また、磁化自由層７５が弱く酸化されている
のみでありその酸化条件もプロセス制御されているこ
と、最表面が酸化膜ではなく酸化処理していない保護金
属層７８であることから、この保護金属層７８の表面酸
化部分を薄く削ることのみでその上にリード導体層を形
成し、リードオーバレイド構造を得ることが可能であ
り、その結果、再生ヘッドの劣化や不安定化を防止する
ことができる。
を酸素を含むガスプラズマ中に曝露し酸化しておくこと
によって大きなＭＲ比及び抵抗変化ΔＲｓを得ることが
できる。しかも、その曝露した磁化自由層７５の上に酸
素供給を遮断するための、酸化処理していない保護金属
層７８を形成しているので、その後に例えばフォトレジ
ストの熱硬化等の熱処理を行っても過剰に酸素が供給さ
れることがないから特性劣化が発生しない。従って、熱
的に安定したＭＲセンサ及び薄膜磁気ヘッドを得ること
ができる。また、磁化自由層７５が弱く酸化されている
のみでありその酸化条件もプロセス制御されているこ
と、最表面が酸化膜ではなく酸化処理していない保護金
属層７８であることから、この保護金属層７８の表面酸
化部分を薄く削ることのみでその上にリード導体層を形
成し、リードオーバレイド構造を得ることが可能であ
り、その結果、再生ヘッドの劣化や不安定化を防止する
ことができる。
【００７４】さらに、本実施形態では、酸素を含むガス
プラズマ中に曝露しているため、単に酸素ガスに曝露し
た場合より、ＭＲ比及び抵抗変化ΔＲｓを共にさらに大
きくすることができる。
プラズマ中に曝露しているため、単に酸素ガスに曝露し
た場合より、ＭＲ比及び抵抗変化ΔＲｓを共にさらに大
きくすることができる。
【００７５】この第４の実施形態においては、磁化自由
層７５´の上側表面を、酸素プラズマ又は酸素を含む混
合ガスプラズマ中に曝露しているが、ラジカルガンの内
部放電によって酸素ラジカルを発生させこれを基板表面
に照射することによって曝露しても良いし、イオン源と
して熱フィラメント又はＥＣＲ放電等を用いたイオンガ
ンで発生した酸素イオンを、印加電圧で加速して基板表
面に照射することによって曝露しても良い。酸素ラジカ
ル曝露の場合、酸素ラジカルの条件として、酸素ガス圧
力が１〜２０ｍＰａでありラジカルガンへの投入電力が
１００〜１０００Ｗであることが望ましい。
層７５´の上側表面を、酸素プラズマ又は酸素を含む混
合ガスプラズマ中に曝露しているが、ラジカルガンの内
部放電によって酸素ラジカルを発生させこれを基板表面
に照射することによって曝露しても良いし、イオン源と
して熱フィラメント又はＥＣＲ放電等を用いたイオンガ
ンで発生した酸素イオンを、印加電圧で加速して基板表
面に照射することによって曝露しても良い。酸素ラジカ
ル曝露の場合、酸素ラジカルの条件として、酸素ガス圧
力が１〜２０ｍＰａでありラジカルガンへの投入電力が
１００〜１０００Ｗであることが望ましい。
【００７６】
【実施例】第１の比較例
第１の比較例として、磁性層の最表面に酸化膜を設けて
抵抗変化ΔＲｓを増大を図った、特開２００１−１８４
６１３号公報記載の公知技術によるボトム型ＳＶＭＲ多
層膜の試料を作成した。
抵抗変化ΔＲｓを増大を図った、特開２００１−１８４
６１３号公報記載の公知技術によるボトム型ＳＶＭＲ多
層膜の試料を作成した。
【００７７】この試料の層構成は、ＮｉＣｒ（５ｎｍ）
／ＰｔＭｎ（１５ｎｍ）／ＣｏＦｅ（１．５ｎｍ）／Ｒ
ｕ（０．８ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ（２ｎ
ｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ（０．５ｎｍ）／酸化
Ｔａ（１ｎｍ）である。ここで、ＮｉＣｒ層はバッファ
層、ＰｔＭｎ層は反強磁性層、ＣｏＦｅ／Ｒｕ／ＣｏＦ
ｅ層は磁化固定層、Ｃｕ層は非磁性中間層、ＣｏＦｅ層
は磁化自由層、Ｃｕ層は非磁性酸化遮蔽導電層（スピン
フィルタ層）、酸化Ｔａ層は酸化膜である。
／ＰｔＭｎ（１５ｎｍ）／ＣｏＦｅ（１．５ｎｍ）／Ｒ
ｕ（０．８ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ（２ｎ
ｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ（０．５ｎｍ）／酸化
Ｔａ（１ｎｍ）である。ここで、ＮｉＣｒ層はバッファ
層、ＰｔＭｎ層は反強磁性層、ＣｏＦｅ／Ｒｕ／ＣｏＦ
ｅ層は磁化固定層、Ｃｕ層は非磁性中間層、ＣｏＦｅ層
は磁化自由層、Ｃｕ層は非磁性酸化遮蔽導電層（スピン
フィルタ層）、酸化Ｔａ層は酸化膜である。
【００７８】反強磁性層の規則化アニール（２６０℃、
５時間、１．２Ｔの真空磁場中）後と、例えばフォトレ
ジストの熱硬化等の以降に行われるアニ−ルを想定した
その後のアニ−ル（２５０℃、５時間、１．２Ｔの真空
磁場中）後とにおいて、この試料のシート抵抗Ｒｓ及び
抵抗変化ΔＲｓを測定し（測定磁場は±７２０００Ａ／
ｍ）、ＭＲ比（ＭＲ変化率）をＭＲ（％）＝１００×Δ
Ｒｓ（Ω／□）／Ｒｓ（Ω／□）から計算した。その結
果を表１に示す。
５時間、１．２Ｔの真空磁場中）後と、例えばフォトレ
ジストの熱硬化等の以降に行われるアニ−ルを想定した
その後のアニ−ル（２５０℃、５時間、１．２Ｔの真空
磁場中）後とにおいて、この試料のシート抵抗Ｒｓ及び
抵抗変化ΔＲｓを測定し（測定磁場は±７２０００Ａ／
ｍ）、ＭＲ比（ＭＲ変化率）をＭＲ（％）＝１００×Δ
Ｒｓ（Ω／□）／Ｒｓ（Ω／□）から計算した。その結
果を表１に示す。
【００７９】
【表１】
【００８０】第１の実施例
本発明の第１の実施例として、第１の実施形態に対応す
る層構成を有するボトム型ＳＶＭＲ多層膜について、互
いに異なる材料によって形成された第１の保護金属層の
表面を酸素プラズマ中に曝露した種々の試料を作成し
た。即ち、真空チャンバ内で酸素ガスを流しながら基板
にＲＦ又はＤＣの電位を印加して酸素プラズマを発生さ
せ、その酸素プラズマ中に種々の材料の第１の保護金属
層の表面を曝露した試料を作成した。
る層構成を有するボトム型ＳＶＭＲ多層膜について、互
いに異なる材料によって形成された第１の保護金属層の
表面を酸素プラズマ中に曝露した種々の試料を作成し
た。即ち、真空チャンバ内で酸素ガスを流しながら基板
にＲＦ又はＤＣの電位を印加して酸素プラズマを発生さ
せ、その酸素プラズマ中に種々の材料の第１の保護金属
層の表面を曝露した試料を作成した。
【００８１】これらの試料の層構成は、ＮｉＣｒ（５ｎ
ｍ）／ＰｔＭｎ（１５ｎｍ）／ＣｏＦｅ（１．５ｎｍ）
／Ｒｕ（０．８ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ（２
ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ（０．５ｎｍ）／第
１の保護金属層／／Ｔａ（２ｎｍ）である。ここで、Ｎ
ｉＣｒ層はバッファ層、ＰｔＭｎ層は反強磁性層、Ｃｏ
Ｆｅ／Ｒｕ／ＣｏＦｅ層は磁化固定層、Ｃｕ層は非磁性
中間層、ＣｏＦｅ層は磁化自由層、Ｃｕ層は非磁性導電
層（スピンフィルタ層）、Ｔａ層は第２の保護金属層で
ある。ただし、／／は酸素プラズマ中への曝露を表して
いる。
ｍ）／ＰｔＭｎ（１５ｎｍ）／ＣｏＦｅ（１．５ｎｍ）
／Ｒｕ（０．８ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ（２
ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ（０．５ｎｍ）／第
１の保護金属層／／Ｔａ（２ｎｍ）である。ここで、Ｎ
ｉＣｒ層はバッファ層、ＰｔＭｎ層は反強磁性層、Ｃｏ
Ｆｅ／Ｒｕ／ＣｏＦｅ層は磁化固定層、Ｃｕ層は非磁性
中間層、ＣｏＦｅ層は磁化自由層、Ｃｕ層は非磁性導電
層（スピンフィルタ層）、Ｔａ層は第２の保護金属層で
ある。ただし、／／は酸素プラズマ中への曝露を表して
いる。
【００８２】曝露条件は、曝露量が３０Ｐａ・ｓｅｃ
（酸素ガス圧力０．５Ｐａ、曝露時間６０ｓｅｃ）、印
加電力が３００Ｗ／ｍ２である。
（酸素ガス圧力０．５Ｐａ、曝露時間６０ｓｅｃ）、印
加電力が３００Ｗ／ｍ２である。
【００８３】反強磁性層の規則化アニール（２６０℃、
５時間、１．２Ｔの真空磁場中）後と、例えばフォトレ
ジストの熱硬化等の以降に行われるアニ−ルを想定した
その後のアニ−ル（２５０℃、５時間、１．２Ｔの真空
磁場中）後とにおいて、これら試料のシート抵抗Ｒｓ及
び抵抗変化ΔＲｓを測定し（測定磁場は±７２０００Ａ
／ｍ）、ＭＲ比（ＭＲ変化率）をＭＲ（％）＝１００×
ΔＲｓ（Ω／□）／Ｒｓ（Ω／□）から計算した。その
結果を表２に示す。
５時間、１．２Ｔの真空磁場中）後と、例えばフォトレ
ジストの熱硬化等の以降に行われるアニ−ルを想定した
その後のアニ−ル（２５０℃、５時間、１．２Ｔの真空
磁場中）後とにおいて、これら試料のシート抵抗Ｒｓ及
び抵抗変化ΔＲｓを測定し（測定磁場は±７２０００Ａ
／ｍ）、ＭＲ比（ＭＲ変化率）をＭＲ（％）＝１００×
ΔＲｓ（Ω／□）／Ｒｓ（Ω／□）から計算した。その
結果を表２に示す。
【００８４】
【表２】
【００８５】表１及び表２を比較して分かるように、反
強磁性層の規則化アニール後において、第１の保護金属
層の表面のみを酸素を含むガスプラズマ中に曝露して酸
化し、その上に酸素供給を遮断するための、酸化処理し
ていない第２の保護金属層を成膜した試料２〜１７は、
従来技術による試料１に比して、ＭＲ比及び抵抗変化Δ
Ｒｓが共に大きくなっている。しかも、例えばフォトレ
ジストの熱硬化等の熱処理等のその後のアニ−ル後にお
いて、試料１ではＭＲ特性が劣化しているが、本実施例
の試料２〜１７では、ほとんど特性が劣化しておらず、
熱的に安定していることが分かる。
強磁性層の規則化アニール後において、第１の保護金属
層の表面のみを酸素を含むガスプラズマ中に曝露して酸
化し、その上に酸素供給を遮断するための、酸化処理し
ていない第２の保護金属層を成膜した試料２〜１７は、
従来技術による試料１に比して、ＭＲ比及び抵抗変化Δ
Ｒｓが共に大きくなっている。しかも、例えばフォトレ
ジストの熱硬化等の熱処理等のその後のアニ−ル後にお
いて、試料１ではＭＲ特性が劣化しているが、本実施例
の試料２〜１７では、ほとんど特性が劣化しておらず、
熱的に安定していることが分かる。
【００８６】第２の実施例
本発明の第２の実施例として、第１の実施形態に対応す
る層構成を有するボトム型ＳＶＭＲ多層膜について、第
２の保護金属層を互いに異なる材料によって形成した種
々の試料を作成した。
る層構成を有するボトム型ＳＶＭＲ多層膜について、第
２の保護金属層を互いに異なる材料によって形成した種
々の試料を作成した。
【００８７】これらの試料の層構成は、ＮｉＣｒ（５ｎ
ｍ）／ＰｔＭｎ（１５ｎｍ）／ＣｏＦｅ（１．５ｎｍ）
／Ｒｕ（０．８ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ（２
ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ（０．５ｎｍ）／Ｔ
ａ（０．２ｎｍ）／／第２の保護金属層（２ｎｍ）であ
る。ここで、ＮｉＣｒ層はバッファ層、ＰｔＭｎ層は反
強磁性層、ＣｏＦｅ／Ｒｕ／ＣｏＦｅ層は磁化固定層、
Ｃｕ層は非磁性中間層、ＣｏＦｅ層は磁化自由層、Ｃｕ
層は非磁性導電層（スピンフィルタ層）、Ｔａ層は第１
の保護金属層である。ただし、／／は酸素プラズマ中へ
の曝露を表している。
ｍ）／ＰｔＭｎ（１５ｎｍ）／ＣｏＦｅ（１．５ｎｍ）
／Ｒｕ（０．８ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ（２
ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ（０．５ｎｍ）／Ｔ
ａ（０．２ｎｍ）／／第２の保護金属層（２ｎｍ）であ
る。ここで、ＮｉＣｒ層はバッファ層、ＰｔＭｎ層は反
強磁性層、ＣｏＦｅ／Ｒｕ／ＣｏＦｅ層は磁化固定層、
Ｃｕ層は非磁性中間層、ＣｏＦｅ層は磁化自由層、Ｃｕ
層は非磁性導電層（スピンフィルタ層）、Ｔａ層は第１
の保護金属層である。ただし、／／は酸素プラズマ中へ
の曝露を表している。
【００８８】曝露条件は、曝露量が３０Ｐａ・ｓｅｃ
（酸素ガス圧力０．５Ｐａ、曝露時間６０ｓｅｃ）、印
加電力が３００Ｗ／ｍ２である。
（酸素ガス圧力０．５Ｐａ、曝露時間６０ｓｅｃ）、印
加電力が３００Ｗ／ｍ２である。
【００８９】反強磁性層の規則化アニール（２６０℃、
５時間、１．２Ｔの真空磁場中）後と、例えばフォトレ
ジストの熱硬化等の以降に行われるアニ−ルを想定した
その後のアニ−ル（２５０℃、５時間、１．２Ｔの真空
磁場中）後とにおいて、これら試料のシート抵抗Ｒｓ及
び抵抗変化ΔＲｓを測定し（測定磁場は±７２０００Ａ
／ｍ）、ＭＲ比（ＭＲ変化率）をＭＲ（％）＝１００×
ΔＲｓ（Ω／□）／Ｒｓ（Ω／□）から計算した。その
結果を表３に示す。
５時間、１．２Ｔの真空磁場中）後と、例えばフォトレ
ジストの熱硬化等の以降に行われるアニ−ルを想定した
その後のアニ−ル（２５０℃、５時間、１．２Ｔの真空
磁場中）後とにおいて、これら試料のシート抵抗Ｒｓ及
び抵抗変化ΔＲｓを測定し（測定磁場は±７２０００Ａ
／ｍ）、ＭＲ比（ＭＲ変化率）をＭＲ（％）＝１００×
ΔＲｓ（Ω／□）／Ｒｓ（Ω／□）から計算した。その
結果を表３に示す。
【００９０】
【表３】
【００９１】表１〜表３を比較して分かるように、第２
の保護金属層の材料を変えた試料１８〜３３において
も、反強磁性層の規則化アニール後において、従来技術
による試料１に比して、ＭＲ比及び抵抗変化ΔＲｓが共
に大きくなっている。しかも、例えばフォトレジストの
熱硬化等の熱処理等のその後のアニ−ル後において、試
料１ではＭＲ特性が劣化しているが、本実施例の試料１
８〜３３では、ほとんど特性が劣化しておらず、熱的に
安定していることが分かる。従って、第２の保護金属層
として、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ａｌ、Ｖ、Ｃｒ、Ｒ
ｕ、Ｒｈ、Ｈｆ、Ｗ、Ｎｉ、Ｆｅ及びＣｏから選択され
た１つの金属、又はＦｅＴａ若しくはＮｉＴａ等の合金
を用いて、第１の実施例と同等の良好な効果を得ること
ができる。
の保護金属層の材料を変えた試料１８〜３３において
も、反強磁性層の規則化アニール後において、従来技術
による試料１に比して、ＭＲ比及び抵抗変化ΔＲｓが共
に大きくなっている。しかも、例えばフォトレジストの
熱硬化等の熱処理等のその後のアニ−ル後において、試
料１ではＭＲ特性が劣化しているが、本実施例の試料１
８〜３３では、ほとんど特性が劣化しておらず、熱的に
安定していることが分かる。従って、第２の保護金属層
として、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ａｌ、Ｖ、Ｃｒ、Ｒ
ｕ、Ｒｈ、Ｈｆ、Ｗ、Ｎｉ、Ｆｅ及びＣｏから選択され
た１つの金属、又はＦｅＴａ若しくはＮｉＴａ等の合金
を用いて、第１の実施例と同等の良好な効果を得ること
ができる。
【００９２】第２の比較例
第２の比較例として、第１又は第２の実施例における第
２の保護金属層を省略した構成のボトム型ＳＶＭＲ多層
膜の種々の試料を作成した。即ち、互いに異なる材料に
よって形成された第１の保護金属層の表面を酸素プラズ
マ中に曝露したものを最表面とした種々の試料を作成し
た。
２の保護金属層を省略した構成のボトム型ＳＶＭＲ多層
膜の種々の試料を作成した。即ち、互いに異なる材料に
よって形成された第１の保護金属層の表面を酸素プラズ
マ中に曝露したものを最表面とした種々の試料を作成し
た。
【００９３】これらの試料の層構成は、ＮｉＣｒ（５ｎ
ｍ）／ＰｔＭｎ（１５ｎｍ）／ＣｏＦｅ（１．５ｎｍ）
／Ｒｕ（０．８ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ（２
ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ（０．５ｎｍ）／第
１の保護金属層／／である。ここで、ＮｉＣｒ層はバッ
ファ層、ＰｔＭｎ層は反強磁性層、ＣｏＦｅ／Ｒｕ／Ｃ
ｏＦｅ層は磁化固定層、Ｃｕ層は非磁性中間層、ＣｏＦ
ｅ層は磁化自由層、Ｃｕ層は非磁性導電層（スピンフィ
ルタ層）である。ただし、／／は酸素プラズマ中への曝
露を表している。
ｍ）／ＰｔＭｎ（１５ｎｍ）／ＣｏＦｅ（１．５ｎｍ）
／Ｒｕ（０．８ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ（２
ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ（０．５ｎｍ）／第
１の保護金属層／／である。ここで、ＮｉＣｒ層はバッ
ファ層、ＰｔＭｎ層は反強磁性層、ＣｏＦｅ／Ｒｕ／Ｃ
ｏＦｅ層は磁化固定層、Ｃｕ層は非磁性中間層、ＣｏＦ
ｅ層は磁化自由層、Ｃｕ層は非磁性導電層（スピンフィ
ルタ層）である。ただし、／／は酸素プラズマ中への曝
露を表している。
【００９４】反強磁性層の規則化アニール（２６０℃、
５時間、１．２Ｔの真空磁場中）後と、例えばフォトレ
ジストの熱硬化等の以降に行われるアニ−ルを想定した
その後のアニ−ル（２５０℃、５時間、１．２Ｔの真空
磁場中）後とにおいて、この試料のシート抵抗Ｒｓ及び
抵抗変化ΔＲｓを測定し（測定磁場は±７２０００Ａ／
ｍ）、ＭＲ比（ＭＲ変化率）をＭＲ（％）＝１００×Δ
Ｒｓ（Ω／□）／Ｒｓ（Ω／□）から計算した。その結
果を表４に示す。
５時間、１．２Ｔの真空磁場中）後と、例えばフォトレ
ジストの熱硬化等の以降に行われるアニ−ルを想定した
その後のアニ−ル（２５０℃、５時間、１．２Ｔの真空
磁場中）後とにおいて、この試料のシート抵抗Ｒｓ及び
抵抗変化ΔＲｓを測定し（測定磁場は±７２０００Ａ／
ｍ）、ＭＲ比（ＭＲ変化率）をＭＲ（％）＝１００×Δ
Ｒｓ（Ω／□）／Ｒｓ（Ω／□）から計算した。その結
果を表４に示す。
【００９５】
【表４】
【００９６】表２及び表４を比較して分かるように、反
強磁性層の規則化アニール後において、第１の保護金属
層上に酸素供給を遮断するための、酸化処理していない
第２の保護金属層を成膜した試料２〜１７は、第２の保
護金属層が存在しない試料３４〜４９に比して、ＭＲ比
及び抵抗変化ΔＲｓが共に大きくなっており、しかも、
その後のアニ−ル後において、試料３４〜４９ではいず
れもＭＲ特性が劣化している。これに対して、第１の実
施例の試料２〜１７では、第２の保護金属層の存在によ
って過剰な酸素が供給されないのでほとんど特性が劣化
しておらず、熱的に安定している。従って、第２の保護
金属層を設けることが非常に重要であることが分かる。
強磁性層の規則化アニール後において、第１の保護金属
層上に酸素供給を遮断するための、酸化処理していない
第２の保護金属層を成膜した試料２〜１７は、第２の保
護金属層が存在しない試料３４〜４９に比して、ＭＲ比
及び抵抗変化ΔＲｓが共に大きくなっており、しかも、
その後のアニ−ル後において、試料３４〜４９ではいず
れもＭＲ特性が劣化している。これに対して、第１の実
施例の試料２〜１７では、第２の保護金属層の存在によ
って過剰な酸素が供給されないのでほとんど特性が劣化
しておらず、熱的に安定している。従って、第２の保護
金属層を設けることが非常に重要であることが分かる。
【００９７】第３の比較例
第３の比較例として、第１の保護金属層の表面の酸素曝
露を酸素プラズマ中ではなく酸素ガス中に曝露し、かつ
その曝露条件を変えた種々の試料を作成した。即ち、真
空チャンバ内で酸素ガス中に第１の保護金属層の表面を
異なる曝露条件で曝露した試料を作成した。
露を酸素プラズマ中ではなく酸素ガス中に曝露し、かつ
その曝露条件を変えた種々の試料を作成した。即ち、真
空チャンバ内で酸素ガス中に第１の保護金属層の表面を
異なる曝露条件で曝露した試料を作成した。
【００９８】これらの試料の層構成は、ＮｉＣｒ（５ｎ
ｍ）／ＰｔＭｎ（１５ｎｍ）／ＣｏＦｅ（１．５ｎｍ）
／Ｒｕ（０．８ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ（２
ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ（０．５ｎｍ）／Ｔ
ａ（０．２ｎｍ）／／Ｔａ（２ｎｍ）である。ここで、
ＮｉＣｒ層はバッファ層、ＰｔＭｎ層は反強磁性層、Ｃ
ｏＦｅ／Ｒｕ／ＣｏＦｅ層は磁化固定層、Ｃｕ層は非磁
性中間層、ＣｏＦｅ層は磁化自由層、Ｃｕ層は非磁性導
電層（スピンフィルタ層）、Ｔａ層（０．２ｎｍ）は第
１の保護金属層、Ｔａ層（２ｎｍ）は第２の保護金属層
である。ただし、／／は酸素ガス中への曝露を表してい
る。
ｍ）／ＰｔＭｎ（１５ｎｍ）／ＣｏＦｅ（１．５ｎｍ）
／Ｒｕ（０．８ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ（２
ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ（０．５ｎｍ）／Ｔ
ａ（０．２ｎｍ）／／Ｔａ（２ｎｍ）である。ここで、
ＮｉＣｒ層はバッファ層、ＰｔＭｎ層は反強磁性層、Ｃ
ｏＦｅ／Ｒｕ／ＣｏＦｅ層は磁化固定層、Ｃｕ層は非磁
性中間層、ＣｏＦｅ層は磁化自由層、Ｃｕ層は非磁性導
電層（スピンフィルタ層）、Ｔａ層（０．２ｎｍ）は第
１の保護金属層、Ｔａ層（２ｎｍ）は第２の保護金属層
である。ただし、／／は酸素ガス中への曝露を表してい
る。
【００９９】反強磁性層の規則化アニール（２６０℃、
５時間、１．２Ｔの真空磁場中）後と、例えばフォトレ
ジストの熱硬化等の以降に行われるアニ−ルを想定した
その後のアニ−ル（２５０℃、５時間、１．２Ｔの真空
磁場中）後とにおいて、この試料のシート抵抗Ｒｓ及び
抵抗変化ΔＲｓを測定し（測定磁場は±７２０００Ａ／
ｍ）、ＭＲ比（ＭＲ変化率）をＭＲ（％）＝１００×Δ
Ｒｓ（Ω／□）／Ｒｓ（Ω／□）から計算した。その結
果を表５に示す。
５時間、１．２Ｔの真空磁場中）後と、例えばフォトレ
ジストの熱硬化等の以降に行われるアニ−ルを想定した
その後のアニ−ル（２５０℃、５時間、１．２Ｔの真空
磁場中）後とにおいて、この試料のシート抵抗Ｒｓ及び
抵抗変化ΔＲｓを測定し（測定磁場は±７２０００Ａ／
ｍ）、ＭＲ比（ＭＲ変化率）をＭＲ（％）＝１００×Δ
Ｒｓ（Ω／□）／Ｒｓ（Ω／□）から計算した。その結
果を表５に示す。
【０１００】
【表５】
【０１０１】表１、表２及び表５を比較して分かるよう
に、この比較例の試料５０〜５７は、曝露量を１×１０
−３〜２×１０２Ｐａ・ｓｅｃの範囲で変えても、いず
れも大きなＭＲ比及び抵抗変化ΔＲｓが得られていな
い。従って、第１の保護金属層を酸素プラズマではなく
酸素ガス中に曝露したのみでは、良好なＭＲ特性が得ら
れないことが分かる。
に、この比較例の試料５０〜５７は、曝露量を１×１０
−３〜２×１０２Ｐａ・ｓｅｃの範囲で変えても、いず
れも大きなＭＲ比及び抵抗変化ΔＲｓが得られていな
い。従って、第１の保護金属層を酸素プラズマではなく
酸素ガス中に曝露したのみでは、良好なＭＲ特性が得ら
れないことが分かる。
【０１０２】第４の比較例
第４の比較例として、第１の比較例における磁化自由層
を２層構造とした公知技術によるボトム型ＳＶＭＲ多層
膜の試料を作成した。
を２層構造とした公知技術によるボトム型ＳＶＭＲ多層
膜の試料を作成した。
【０１０３】この試料の層構成は、ＮｉＣｒ（５ｎｍ）
／ＰｔＭｎ（１５ｎｍ）／ＣｏＦｅ（１．５ｎｍ）／Ｒ
ｕ（０．８ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ（２ｎ
ｍ）／ＣｏＦｅ（１ｎｍ）／ＮｉＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ
（０．５ｎｍ）／酸化Ｔａ（１ｎｍ）である。ここで、
ＮｉＣｒ層はバッファ層、ＰｔＭｎ層は反強磁性層、Ｃ
ｏＦｅ／Ｒｕ／ＣｏＦｅ層は磁化固定層、Ｃｕ層は非磁
性中間層、ＣｏＦｅ層は磁化自由層、Ｃｕ層は非磁性導
電層（スピンフィルタ層）、酸化Ｔａ層は酸化膜であ
る。
／ＰｔＭｎ（１５ｎｍ）／ＣｏＦｅ（１．５ｎｍ）／Ｒ
ｕ（０．８ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ（２ｎ
ｍ）／ＣｏＦｅ（１ｎｍ）／ＮｉＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ
（０．５ｎｍ）／酸化Ｔａ（１ｎｍ）である。ここで、
ＮｉＣｒ層はバッファ層、ＰｔＭｎ層は反強磁性層、Ｃ
ｏＦｅ／Ｒｕ／ＣｏＦｅ層は磁化固定層、Ｃｕ層は非磁
性中間層、ＣｏＦｅ層は磁化自由層、Ｃｕ層は非磁性導
電層（スピンフィルタ層）、酸化Ｔａ層は酸化膜であ
る。
【０１０４】反強磁性層の規則化アニール（２６０℃、
５時間、１．２Ｔの真空磁場中）後と、例えばフォトレ
ジストの熱硬化等の以降に行われるアニ−ルを想定した
その後のアニ−ル（２５０℃、５時間、１．２Ｔの真空
磁場中）後とにおいて、この試料のシート抵抗Ｒｓ及び
抵抗変化ΔＲｓを測定し（測定磁場は±７２０００Ａ／
ｍ）、ＭＲ比（ＭＲ変化率）をＭＲ（％）＝１００×Δ
Ｒｓ（Ω／□）／Ｒｓ（Ω／□）から計算した。その結
果を表６に示す。
５時間、１．２Ｔの真空磁場中）後と、例えばフォトレ
ジストの熱硬化等の以降に行われるアニ−ルを想定した
その後のアニ−ル（２５０℃、５時間、１．２Ｔの真空
磁場中）後とにおいて、この試料のシート抵抗Ｒｓ及び
抵抗変化ΔＲｓを測定し（測定磁場は±７２０００Ａ／
ｍ）、ＭＲ比（ＭＲ変化率）をＭＲ（％）＝１００×Δ
Ｒｓ（Ω／□）／Ｒｓ（Ω／□）から計算した。その結
果を表６に示す。
【０１０５】
【表６】
【０１０６】第３の実施例
本発明の第３の実施例として、第１の実施例における磁
化自由層を２層構造としたボトム型ＳＶＭＲ多層膜の種
々の試料を作成した。即ち、真空チャンバ内で酸素ガス
を流しながら基板にＲＦ又はＤＣの電位を印加して酸素
プラズマを発生させ、その酸素プラズマ中に種々の材料
の第１の保護金属層の表面を曝露した試料を作成した。
化自由層を２層構造としたボトム型ＳＶＭＲ多層膜の種
々の試料を作成した。即ち、真空チャンバ内で酸素ガス
を流しながら基板にＲＦ又はＤＣの電位を印加して酸素
プラズマを発生させ、その酸素プラズマ中に種々の材料
の第１の保護金属層の表面を曝露した試料を作成した。
【０１０７】これらの試料の層構成は、ＮｉＣｒ（５ｎ
ｍ）／ＰｔＭｎ（１５ｎｍ）／ＣｏＦｅ（１．５ｎｍ）
／Ｒｕ（０．８ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ（２
ｎｍ）／ＣｏＦｅ（１ｎｍ）／ＮｉＦｅ（２ｎｍ）／Ｃ
ｕ（０．５ｎｍ）／第１の保護金属層／／Ｔａ（２ｎ
ｍ）である。ここで、ＮｉＣｒ層はバッファ層、ＰｔＭ
ｎ層は反強磁性層、ＣｏＦｅ／Ｒｕ／ＣｏＦｅ層は磁化
固定層、Ｃｕ層は非磁性中間層、ＣｏＦｅ／ＮｉＦｅ層
は磁化自由層、Ｃｕ層は非磁性導電層（スピンフィルタ
層）、Ｔａ層は第２の保護金属層である。ただし、／／
は酸素プラズマ中への曝露を表している。
ｍ）／ＰｔＭｎ（１５ｎｍ）／ＣｏＦｅ（１．５ｎｍ）
／Ｒｕ（０．８ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ（２
ｎｍ）／ＣｏＦｅ（１ｎｍ）／ＮｉＦｅ（２ｎｍ）／Ｃ
ｕ（０．５ｎｍ）／第１の保護金属層／／Ｔａ（２ｎ
ｍ）である。ここで、ＮｉＣｒ層はバッファ層、ＰｔＭ
ｎ層は反強磁性層、ＣｏＦｅ／Ｒｕ／ＣｏＦｅ層は磁化
固定層、Ｃｕ層は非磁性中間層、ＣｏＦｅ／ＮｉＦｅ層
は磁化自由層、Ｃｕ層は非磁性導電層（スピンフィルタ
層）、Ｔａ層は第２の保護金属層である。ただし、／／
は酸素プラズマ中への曝露を表している。
【０１０８】曝露条件は、曝露量が３０Ｐａ・ｓｅｃ
（酸素ガス圧力０．５Ｐａ、曝露時間６０ｓｅｃ）、印
加電力が３００Ｗ／ｍ２である。
（酸素ガス圧力０．５Ｐａ、曝露時間６０ｓｅｃ）、印
加電力が３００Ｗ／ｍ２である。
【０１０９】反強磁性層の規則化アニール（２６０℃、
５時間、１．２Ｔの真空磁場中）後と、例えばフォトレ
ジストの熱硬化等の以降に行われるアニ−ルを想定した
その後のアニ−ル（２５０℃、５時間、１．２Ｔの真空
磁場中）後とにおいて、これら試料のシート抵抗Ｒｓ及
び抵抗変化ΔＲｓを測定し（測定磁場は±７２０００Ａ
／ｍ）、ＭＲ比（ＭＲ変化率）をＭＲ（％）＝１００×
ΔＲｓ（Ω／□）／Ｒｓ（Ω／□）から計算した。その
結果を表７に示す。
５時間、１．２Ｔの真空磁場中）後と、例えばフォトレ
ジストの熱硬化等の以降に行われるアニ−ルを想定した
その後のアニ−ル（２５０℃、５時間、１．２Ｔの真空
磁場中）後とにおいて、これら試料のシート抵抗Ｒｓ及
び抵抗変化ΔＲｓを測定し（測定磁場は±７２０００Ａ
／ｍ）、ＭＲ比（ＭＲ変化率）をＭＲ（％）＝１００×
ΔＲｓ（Ω／□）／Ｒｓ（Ω／□）から計算した。その
結果を表７に示す。
【０１１０】
【表７】
【０１１１】表６及び表７を比較して分かるように、反
強磁性層の規則化アニール後において、第１の保護金属
層の表面のみを酸素を含むガスプラズマ中に曝露して酸
化し、その上に酸素供給を遮断するための、酸化処理し
ていない第２の保護金属層を成膜した試料５９〜７４
は、従来技術による試料５８に比して、ＭＲ比及び抵抗
変化ΔＲｓが共に大きくなっている。しかも、例えばフ
ォトレジストの熱硬化等の熱処理等のその後のアニ−ル
後において、試料５８ではＭＲ特性が劣化しているが、
本実施例の試料５９〜７４では、ほとんど特性が劣化し
ておらず、熱的に安定していることが分かる。
強磁性層の規則化アニール後において、第１の保護金属
層の表面のみを酸素を含むガスプラズマ中に曝露して酸
化し、その上に酸素供給を遮断するための、酸化処理し
ていない第２の保護金属層を成膜した試料５９〜７４
は、従来技術による試料５８に比して、ＭＲ比及び抵抗
変化ΔＲｓが共に大きくなっている。しかも、例えばフ
ォトレジストの熱硬化等の熱処理等のその後のアニ−ル
後において、試料５８ではＭＲ特性が劣化しているが、
本実施例の試料５９〜７４では、ほとんど特性が劣化し
ておらず、熱的に安定していることが分かる。
【０１１２】第４の実施例
本発明の第４の実施例として、第２の実施形態に対応す
る層構成を有するボトム型ＳＶＭＲ多層膜について、互
いに異なる材料によって形成された第１の保護金属層の
表面を酸素プラズマ中に曝露した種々の試料を作成し
た。即ち、真空チャンバ内で酸素ガスを流しながら基板
にＲＦ又はＤＣの電位を印加して酸素プラズマを発生さ
せ、その酸素プラズマ中に種々の材料の第１の保護金属
層の表面を曝露した試料を作成した。
る層構成を有するボトム型ＳＶＭＲ多層膜について、互
いに異なる材料によって形成された第１の保護金属層の
表面を酸素プラズマ中に曝露した種々の試料を作成し
た。即ち、真空チャンバ内で酸素ガスを流しながら基板
にＲＦ又はＤＣの電位を印加して酸素プラズマを発生さ
せ、その酸素プラズマ中に種々の材料の第１の保護金属
層の表面を曝露した試料を作成した。
【０１１３】これらの試料の層構成は、ＮｉＣｒ（５ｎ
ｍ）／ＰｔＭｎ（１５ｎｍ）／ＣｏＦｅ（１．５ｎｍ）
／Ｒｕ（０．８ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ（２
ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／第１の保護金属層／／Ｔ
ａ（２ｎｍ）である。ここで、ＮｉＣｒ層はバッファ
層、ＰｔＭｎ層は反強磁性層、ＣｏＦｅ／Ｒｕ／ＣｏＦ
ｅ層は磁化固定層、Ｃｕ層は非磁性中間層、ＣｏＦｅ層
は磁化自由層、Ｔａ層は第２の保護金属層である。ただ
し、／／は酸素プラズマ中への曝露を表している。
ｍ）／ＰｔＭｎ（１５ｎｍ）／ＣｏＦｅ（１．５ｎｍ）
／Ｒｕ（０．８ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ（２
ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／第１の保護金属層／／Ｔ
ａ（２ｎｍ）である。ここで、ＮｉＣｒ層はバッファ
層、ＰｔＭｎ層は反強磁性層、ＣｏＦｅ／Ｒｕ／ＣｏＦ
ｅ層は磁化固定層、Ｃｕ層は非磁性中間層、ＣｏＦｅ層
は磁化自由層、Ｔａ層は第２の保護金属層である。ただ
し、／／は酸素プラズマ中への曝露を表している。
【０１１４】曝露条件は、曝露量が３０Ｐａ・ｓｅｃ
（酸素ガス圧力０．５Ｐａ、曝露時間６０ｓｅｃ）、印
加電力が３００Ｗ／ｍ２である。
（酸素ガス圧力０．５Ｐａ、曝露時間６０ｓｅｃ）、印
加電力が３００Ｗ／ｍ２である。
【０１１５】反強磁性層の規則化アニール（２６０℃、
５時間、１．２Ｔの真空磁場中）後と、例えばフォトレ
ジストの熱硬化等の以降に行われるアニ−ルを想定した
その後のアニ−ル（２５０℃、５時間、１．２Ｔの真空
磁場中）後とにおいて、これら試料のシート抵抗Ｒｓ及
び抵抗変化ΔＲｓを測定し（測定磁場は±７２０００Ａ
／ｍ）、ＭＲ比（ＭＲ変化率）をＭＲ（％）＝１００×
ΔＲｓ（Ω／□）／Ｒｓ（Ω／□）から計算した。その
結果を表８に示す。
５時間、１．２Ｔの真空磁場中）後と、例えばフォトレ
ジストの熱硬化等の以降に行われるアニ−ルを想定した
その後のアニ−ル（２５０℃、５時間、１．２Ｔの真空
磁場中）後とにおいて、これら試料のシート抵抗Ｒｓ及
び抵抗変化ΔＲｓを測定し（測定磁場は±７２０００Ａ
／ｍ）、ＭＲ比（ＭＲ変化率）をＭＲ（％）＝１００×
ΔＲｓ（Ω／□）／Ｒｓ（Ω／□）から計算した。その
結果を表８に示す。
【０１１６】
【表８】
【０１１７】表１及び表８を比較して分かるように、反
強磁性層の規則化アニール後において、第１の保護金属
層の表面のみを酸素を含むガスプラズマ中に曝露して酸
化し、その上に酸素供給を遮断するための、酸化処理し
ていない第２の保護金属層を成膜した試料７５〜９０
は、スピンフィルタ層が存在しないにもかかわらず、従
来技術による試料１に比して、ＭＲ比及び抵抗変化ΔＲ
ｓが共に大きくなっている。しかも、例えばフォトレジ
ストの熱硬化等の熱処理等のその後のアニ−ル後におい
て、試料１ではＭＲ特性が劣化しているが、本実施例の
試料７５〜９０では、ほとんど特性が劣化しておらず、
熱的に安定していることが分かる。
強磁性層の規則化アニール後において、第１の保護金属
層の表面のみを酸素を含むガスプラズマ中に曝露して酸
化し、その上に酸素供給を遮断するための、酸化処理し
ていない第２の保護金属層を成膜した試料７５〜９０
は、スピンフィルタ層が存在しないにもかかわらず、従
来技術による試料１に比して、ＭＲ比及び抵抗変化ΔＲ
ｓが共に大きくなっている。しかも、例えばフォトレジ
ストの熱硬化等の熱処理等のその後のアニ−ル後におい
て、試料１ではＭＲ特性が劣化しているが、本実施例の
試料７５〜９０では、ほとんど特性が劣化しておらず、
熱的に安定していることが分かる。
【０１１８】第５の実施例
本発明の第５の実施例として、第３の実施形態に対応す
る層構成を有するボトム型ＳＶＭＲ多層膜について、非
磁性導電層の表面を酸素プラズマ中に曝露した種々の試
料を作成した。即ち、真空チャンバ内で酸素ガスを流し
ながら基板にＲＦ又はＤＣの電位を印加して酸素プラズ
マを発生させ、その酸素プラズマ中に非磁性導電層の表
面を曝露した試料を作成した。
る層構成を有するボトム型ＳＶＭＲ多層膜について、非
磁性導電層の表面を酸素プラズマ中に曝露した種々の試
料を作成した。即ち、真空チャンバ内で酸素ガスを流し
ながら基板にＲＦ又はＤＣの電位を印加して酸素プラズ
マを発生させ、その酸素プラズマ中に非磁性導電層の表
面を曝露した試料を作成した。
【０１１９】この試料の層構成は、ＮｉＣｒ（５ｎｍ）
／ＰｔＭｎ（１５ｎｍ）／ＣｏＦｅ（１．５ｎｍ）／Ｒ
ｕ（０．８ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ（２ｎ
ｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ（０．５ｎｍ）／／Ｔ
ａ（２ｎｍ）である。ここで、ＮｉＣｒ層はバッファ
層、ＰｔＭｎ層は反強磁性層、ＣｏＦｅ／Ｒｕ／ＣｏＦ
ｅ層は磁化固定層、Ｃｕ層は非磁性中間層、ＣｏＦｅ層
は磁化自由層、Ｃｕ層は非磁性導電層（スピンフィルタ
層）、Ｔａ層は保護金属層である。ただし、／／は酸素
プラズマ中への曝露を表している。
／ＰｔＭｎ（１５ｎｍ）／ＣｏＦｅ（１．５ｎｍ）／Ｒ
ｕ（０．８ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ（２ｎ
ｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ（０．５ｎｍ）／／Ｔ
ａ（２ｎｍ）である。ここで、ＮｉＣｒ層はバッファ
層、ＰｔＭｎ層は反強磁性層、ＣｏＦｅ／Ｒｕ／ＣｏＦ
ｅ層は磁化固定層、Ｃｕ層は非磁性中間層、ＣｏＦｅ層
は磁化自由層、Ｃｕ層は非磁性導電層（スピンフィルタ
層）、Ｔａ層は保護金属層である。ただし、／／は酸素
プラズマ中への曝露を表している。
【０１２０】曝露条件は、曝露量が３０Ｐａ・ｓｅｃ
（酸素ガス圧力０．５Ｐａ、曝露時間６０ｓｅｃ）、印
加電力が３００Ｗ／ｍ２である。
（酸素ガス圧力０．５Ｐａ、曝露時間６０ｓｅｃ）、印
加電力が３００Ｗ／ｍ２である。
【０１２１】反強磁性層の規則化アニール（２６０℃、
５時間、１．２Ｔの真空磁場中）後と、例えばフォトレ
ジストの熱硬化等の以降に行われるアニ−ルを想定した
その後のアニ−ル（２５０℃、５時間、１．２Ｔの真空
磁場中）後とにおいて、これら試料のシート抵抗Ｒｓ及
び抵抗変化ΔＲｓを測定し（測定磁場は±７２０００Ａ
／ｍ）、ＭＲ比（ＭＲ変化率）をＭＲ（％）＝１００×
ΔＲｓ（Ω／□）／Ｒｓ（Ω／□）から計算した。その
結果を表９に示す。
５時間、１．２Ｔの真空磁場中）後と、例えばフォトレ
ジストの熱硬化等の以降に行われるアニ−ルを想定した
その後のアニ−ル（２５０℃、５時間、１．２Ｔの真空
磁場中）後とにおいて、これら試料のシート抵抗Ｒｓ及
び抵抗変化ΔＲｓを測定し（測定磁場は±７２０００Ａ
／ｍ）、ＭＲ比（ＭＲ変化率）をＭＲ（％）＝１００×
ΔＲｓ（Ω／□）／Ｒｓ（Ω／□）から計算した。その
結果を表９に示す。
【０１２２】
【表９】
【０１２３】表１及び表９を比較して分かるように、反
強磁性層の規則化アニール後において、非磁性導電層
（スピンフィルタ層）の表面のみを酸素を含むガスプラ
ズマ中に曝露して酸化し、その上に酸素供給を遮断する
ための、酸化処理していない保護金属層を成膜した試料
９１は、従来技術による試料１に比して、ＭＲ比及び抵
抗変化ΔＲｓが共に大きくなっている。しかも、例えば
フォトレジストの熱硬化等の熱処理等のその後のアニ−
ル後において、試料１ではＭＲ特性が劣化しているが、
本実施例の試料９１では、ほとんど特性が劣化しておら
ず、熱的に安定していることが分かる。
強磁性層の規則化アニール後において、非磁性導電層
（スピンフィルタ層）の表面のみを酸素を含むガスプラ
ズマ中に曝露して酸化し、その上に酸素供給を遮断する
ための、酸化処理していない保護金属層を成膜した試料
９１は、従来技術による試料１に比して、ＭＲ比及び抵
抗変化ΔＲｓが共に大きくなっている。しかも、例えば
フォトレジストの熱硬化等の熱処理等のその後のアニ−
ル後において、試料１ではＭＲ特性が劣化しているが、
本実施例の試料９１では、ほとんど特性が劣化しておら
ず、熱的に安定していることが分かる。
【０１２４】第６の実施例
本発明の第６の実施例として、第５の実施例における磁
化自由層を２層構造としたボトム型ＳＶＭＲ多層膜の試
料を作成した。即ち、真空チャンバ内で酸素ガスを流し
ながら基板にＲＦ又はＤＣの電位を印加して酸素プラズ
マを発生させ、その酸素プラズマ中に非磁性導電層の表
面を曝露した試料を作成した。
化自由層を２層構造としたボトム型ＳＶＭＲ多層膜の試
料を作成した。即ち、真空チャンバ内で酸素ガスを流し
ながら基板にＲＦ又はＤＣの電位を印加して酸素プラズ
マを発生させ、その酸素プラズマ中に非磁性導電層の表
面を曝露した試料を作成した。
【０１２５】この試料の層構成は、ＮｉＣｒ（５ｎｍ）
／ＰｔＭｎ（１５ｎｍ）／ＣｏＦｅ（１．５ｎｍ）／Ｒ
ｕ（０．８ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ（２ｎ
ｍ）／ＣｏＦｅ（１ｎｍ）／ＮｉＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ
（０．５ｎｍ）／／Ｔａ（２ｎｍ）である。ここで、Ｎ
ｉＣｒ層はバッファ層、ＰｔＭｎ層は反強磁性層、Ｃｏ
Ｆｅ／Ｒｕ／ＣｏＦｅ層は磁化固定層、Ｃｕ層は非磁性
中間層、ＣｏＦｅ／ＮｉＦｅ層は磁化自由層、Ｃｕ層は
非磁性導電層（スピンフィルタ層）、Ｔａ層は保護金属
層である。ただし、／／は酸素プラズマ中への曝露を表
している。
／ＰｔＭｎ（１５ｎｍ）／ＣｏＦｅ（１．５ｎｍ）／Ｒ
ｕ（０．８ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ（２ｎ
ｍ）／ＣｏＦｅ（１ｎｍ）／ＮｉＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ
（０．５ｎｍ）／／Ｔａ（２ｎｍ）である。ここで、Ｎ
ｉＣｒ層はバッファ層、ＰｔＭｎ層は反強磁性層、Ｃｏ
Ｆｅ／Ｒｕ／ＣｏＦｅ層は磁化固定層、Ｃｕ層は非磁性
中間層、ＣｏＦｅ／ＮｉＦｅ層は磁化自由層、Ｃｕ層は
非磁性導電層（スピンフィルタ層）、Ｔａ層は保護金属
層である。ただし、／／は酸素プラズマ中への曝露を表
している。
【０１２６】曝露条件は、曝露量が３０Ｐａ・ｓｅｃ
（酸素ガス圧力０．５Ｐａ、曝露時間６０ｓｅｃ）、印
加電力が３００Ｗ／ｍ２である。
（酸素ガス圧力０．５Ｐａ、曝露時間６０ｓｅｃ）、印
加電力が３００Ｗ／ｍ２である。
【０１２７】反強磁性層の規則化アニール（２６０℃、
５時間、１．２Ｔの真空磁場中）後と、例えばフォトレ
ジストの熱硬化等の以降に行われるアニ−ルを想定した
その後のアニ−ル（２５０℃、５時間、１．２Ｔの真空
磁場中）後とにおいて、これら試料のシート抵抗Ｒｓ及
び抵抗変化ΔＲｓを測定し（測定磁場は±７２０００Ａ
／ｍ）、ＭＲ比（ＭＲ変化率）をＭＲ（％）＝１００×
ΔＲｓ（Ω／□）／Ｒｓ（Ω／□）から計算した。その
結果を表１０に示す。
５時間、１．２Ｔの真空磁場中）後と、例えばフォトレ
ジストの熱硬化等の以降に行われるアニ−ルを想定した
その後のアニ−ル（２５０℃、５時間、１．２Ｔの真空
磁場中）後とにおいて、これら試料のシート抵抗Ｒｓ及
び抵抗変化ΔＲｓを測定し（測定磁場は±７２０００Ａ
／ｍ）、ＭＲ比（ＭＲ変化率）をＭＲ（％）＝１００×
ΔＲｓ（Ω／□）／Ｒｓ（Ω／□）から計算した。その
結果を表１０に示す。
【０１２８】
【表１０】
【０１２９】第４の比較例における表６と本実施例の表
１０を比較して分かるように、反強磁性層の規則化アニ
ール後において、非磁性導電層（スピンフィルタ層）の
表面のみを酸素を含むガスプラズマ中に曝露して酸化
し、その上に酸素供給を遮断するための、酸化処理して
いない保護金属層を成膜した試料９２は、従来技術によ
る試料５８に比して、ＭＲ比及び抵抗変化ΔＲｓが共に
大きくなっている。しかも、例えばフォトレジストの熱
硬化等の熱処理等のその後のアニ−ル後において、試料
５８ではＭＲ特性が劣化しているが、本実施例の試料９
２では、ほとんど特性が劣化しておらず、熱的に安定し
ていることが分かる。
１０を比較して分かるように、反強磁性層の規則化アニ
ール後において、非磁性導電層（スピンフィルタ層）の
表面のみを酸素を含むガスプラズマ中に曝露して酸化
し、その上に酸素供給を遮断するための、酸化処理して
いない保護金属層を成膜した試料９２は、従来技術によ
る試料５８に比して、ＭＲ比及び抵抗変化ΔＲｓが共に
大きくなっている。しかも、例えばフォトレジストの熱
硬化等の熱処理等のその後のアニ−ル後において、試料
５８ではＭＲ特性が劣化しているが、本実施例の試料９
２では、ほとんど特性が劣化しておらず、熱的に安定し
ていることが分かる。
【０１３０】第７の実施例
本発明の第７の実施例として、第４の実施形態に対応す
る層構成を有するボトム型ＳＶＭＲ多層膜について、磁
化自由層の表面を酸素プラズマ中に曝露した種々の試料
を作成した。即ち、真空チャンバ内で酸素ガスを流しな
がら基板にＲＦ又はＤＣの電位を印加して酸素プラズマ
を発生させ、その酸素プラズマ中に磁化自由層の表面を
曝露した試料を作成した。
る層構成を有するボトム型ＳＶＭＲ多層膜について、磁
化自由層の表面を酸素プラズマ中に曝露した種々の試料
を作成した。即ち、真空チャンバ内で酸素ガスを流しな
がら基板にＲＦ又はＤＣの電位を印加して酸素プラズマ
を発生させ、その酸素プラズマ中に磁化自由層の表面を
曝露した試料を作成した。
【０１３１】この試料の層構成は、ＮｉＣｒ（５ｎｍ）
／ＰｔＭｎ（１５ｎｍ）／ＣｏＦｅ（１．５ｎｍ）／Ｒ
ｕ（０．８ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ（２ｎ
ｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／／Ｔａ（２ｎｍ）である。
ここで、ＮｉＣｒ層はバッファ層、ＰｔＭｎ層は反強磁
性層、ＣｏＦｅ／Ｒｕ／ＣｏＦｅ層は磁化固定層、Ｃｕ
層は非磁性中間層、ＣｏＦｅ層は磁化自由層、Ｔａ層は
保護金属層である。ただし、／／は酸素プラズマ中への
曝露を表している。
／ＰｔＭｎ（１５ｎｍ）／ＣｏＦｅ（１．５ｎｍ）／Ｒ
ｕ（０．８ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ（２ｎ
ｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／／Ｔａ（２ｎｍ）である。
ここで、ＮｉＣｒ層はバッファ層、ＰｔＭｎ層は反強磁
性層、ＣｏＦｅ／Ｒｕ／ＣｏＦｅ層は磁化固定層、Ｃｕ
層は非磁性中間層、ＣｏＦｅ層は磁化自由層、Ｔａ層は
保護金属層である。ただし、／／は酸素プラズマ中への
曝露を表している。
【０１３２】曝露条件は、曝露量が３０Ｐａ・ｓｅｃ
（酸素ガス圧力０．５Ｐａ、曝露時間６０ｓｅｃ）、印
加電力が３００Ｗ／ｍ２である。
（酸素ガス圧力０．５Ｐａ、曝露時間６０ｓｅｃ）、印
加電力が３００Ｗ／ｍ２である。
【０１３３】反強磁性層の規則化アニール（２６０℃、
５時間、１．２Ｔの真空磁場中）後と、例えばフォトレ
ジストの熱硬化等の以降に行われるアニ−ルを想定した
その後のアニ−ル（２５０℃、５時間、１．２Ｔの真空
磁場中）後とにおいて、これら試料のシート抵抗Ｒｓ及
び抵抗変化ΔＲｓを測定し（測定磁場は±７２０００Ａ
／ｍ）、ＭＲ比（ＭＲ変化率）をＭＲ（％）＝１００×
ΔＲｓ（Ω／□）／Ｒｓ（Ω／□）から計算した。その
結果を表１１に示す。
５時間、１．２Ｔの真空磁場中）後と、例えばフォトレ
ジストの熱硬化等の以降に行われるアニ−ルを想定した
その後のアニ−ル（２５０℃、５時間、１．２Ｔの真空
磁場中）後とにおいて、これら試料のシート抵抗Ｒｓ及
び抵抗変化ΔＲｓを測定し（測定磁場は±７２０００Ａ
／ｍ）、ＭＲ比（ＭＲ変化率）をＭＲ（％）＝１００×
ΔＲｓ（Ω／□）／Ｒｓ（Ω／□）から計算した。その
結果を表１１に示す。
【０１３４】
【表１１】
【０１３５】表１及び表１１を比較して分かるように、
反強磁性層の規則化アニール後において、磁化自由層の
表面のみを酸素を含むガスプラズマ中に曝露して酸化
し、その上に酸素供給を遮断するための、酸化処理して
いない保護金属層を成膜した試料９３は、スピンフィル
タ層が存在しないにもかかわらず、従来技術による試料
１に比して、ＭＲ比及び抵抗変化ΔＲｓが共に大きくな
っている。しかも、例えばフォトレジストの熱硬化等の
熱処理等のその後のアニ−ル後において、試料１ではＭ
Ｒ特性が劣化しているが、本実施例の試料９３では、ほ
とんど特性が劣化しておらず、熱的に安定していること
が分かる。
反強磁性層の規則化アニール後において、磁化自由層の
表面のみを酸素を含むガスプラズマ中に曝露して酸化
し、その上に酸素供給を遮断するための、酸化処理して
いない保護金属層を成膜した試料９３は、スピンフィル
タ層が存在しないにもかかわらず、従来技術による試料
１に比して、ＭＲ比及び抵抗変化ΔＲｓが共に大きくな
っている。しかも、例えばフォトレジストの熱硬化等の
熱処理等のその後のアニ−ル後において、試料１ではＭ
Ｒ特性が劣化しているが、本実施例の試料９３では、ほ
とんど特性が劣化しておらず、熱的に安定していること
が分かる。
【０１３６】第８の実施例
本発明の第８の実施例として、第３の実施形態において
非磁性導電層（スピンフィルタ層）の表面を酸素プラズ
マ中で曝露する際の曝露条件を変えた種々の試料を作成
した。即ち、真空チャンバ内で酸素プラズマ中に非磁性
導電層の表面を異なる曝露量（酸素ガス圧、曝露時間）
で曝露した試料を作成した。
非磁性導電層（スピンフィルタ層）の表面を酸素プラズ
マ中で曝露する際の曝露条件を変えた種々の試料を作成
した。即ち、真空チャンバ内で酸素プラズマ中に非磁性
導電層の表面を異なる曝露量（酸素ガス圧、曝露時間）
で曝露した試料を作成した。
【０１３７】これらの試料の層構成は、ＮｉＣｒ（５ｎ
ｍ）／ＰｔＭｎ（１５ｎｍ）／ＣｏＦｅ（１．５ｎｍ）
／Ｒｕ（０．８ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ（２
ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ（０．５ｎｍ）／／
Ｔａ（２ｎｍ）である。ここで、ＮｉＣｒ層はバッファ
層、ＰｔＭｎ層は反強磁性層、ＣｏＦｅ／Ｒｕ／ＣｏＦ
ｅ層は磁化固定層、Ｃｕ層は非磁性中間層、ＣｏＦｅ層
は磁化自由層、Ｃｕ層は非磁性導電層（スピンフィルタ
層）、Ｔａ層（２ｎｍ）は保護金属層である。ただし、
／／は酸素プラズマ中への曝露を表している。
ｍ）／ＰｔＭｎ（１５ｎｍ）／ＣｏＦｅ（１．５ｎｍ）
／Ｒｕ（０．８ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ（２
ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ（０．５ｎｍ）／／
Ｔａ（２ｎｍ）である。ここで、ＮｉＣｒ層はバッファ
層、ＰｔＭｎ層は反強磁性層、ＣｏＦｅ／Ｒｕ／ＣｏＦ
ｅ層は磁化固定層、Ｃｕ層は非磁性中間層、ＣｏＦｅ層
は磁化自由層、Ｃｕ層は非磁性導電層（スピンフィルタ
層）、Ｔａ層（２ｎｍ）は保護金属層である。ただし、
／／は酸素プラズマ中への曝露を表している。
【０１３８】他の曝露条件として、基板への印加電力は
３００Ｗ／ｍ２である。
３００Ｗ／ｍ２である。
【０１３９】反強磁性層の規則化アニール（２６０℃、
５時間、１．２Ｔの真空磁場中）後と、例えばフォトレ
ジストの熱硬化等の以降に行われるアニ−ルを想定した
その後のアニ−ル（２５０℃、５時間、１．２Ｔの真空
磁場中）後とにおいて、この試料のシート抵抗Ｒｓ及び
抵抗変化ΔＲｓを測定し（測定磁場は±７２０００Ａ／
ｍ）、ＭＲ比（ＭＲ変化率）をＭＲ（％）＝１００×Δ
Ｒｓ（Ω／□）／Ｒｓ（Ω／□）から計算した。その結
果を表１２に示す。
５時間、１．２Ｔの真空磁場中）後と、例えばフォトレ
ジストの熱硬化等の以降に行われるアニ−ルを想定した
その後のアニ−ル（２５０℃、５時間、１．２Ｔの真空
磁場中）後とにおいて、この試料のシート抵抗Ｒｓ及び
抵抗変化ΔＲｓを測定し（測定磁場は±７２０００Ａ／
ｍ）、ＭＲ比（ＭＲ変化率）をＭＲ（％）＝１００×Δ
Ｒｓ（Ω／□）／Ｒｓ（Ω／□）から計算した。その結
果を表１２に示す。
【０１４０】
【表１２】
【０１４１】表１２から、酸素プラズマの曝露量が１０
〜３０００Ｐａ・ｓｅｃの試料９７〜１０６では、従来
技術である表１の試料１よりも大きなＭＲ比及び抵抗変
化ΔＲｓが得られている。従って、酸素プラズマの曝露
量は１０〜３０００Ｐａ・ｓｅｃであることが望まし
い。
〜３０００Ｐａ・ｓｅｃの試料９７〜１０６では、従来
技術である表１の試料１よりも大きなＭＲ比及び抵抗変
化ΔＲｓが得られている。従って、酸素プラズマの曝露
量は１０〜３０００Ｐａ・ｓｅｃであることが望まし
い。
【０１４２】第９の実施例
本発明の第９の実施例として、第３の実施形態において
非磁性導電層（スピンフィルタ層）の表面を酸素プラズ
マ中で曝露する際の曝露条件を変えた種々の試料を作成
した。即ち、真空チャンバ内で異なる印加電圧で発生し
た酸素プラズマ中に非磁性導電層の表面を曝露した試料
を作成した。
非磁性導電層（スピンフィルタ層）の表面を酸素プラズ
マ中で曝露する際の曝露条件を変えた種々の試料を作成
した。即ち、真空チャンバ内で異なる印加電圧で発生し
た酸素プラズマ中に非磁性導電層の表面を曝露した試料
を作成した。
【０１４３】これらの試料の層構成は、ＮｉＣｒ（５ｎ
ｍ）／ＰｔＭｎ（１５ｎｍ）／ＣｏＦｅ（１．５ｎｍ）
／Ｒｕ（０．８ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ（２
ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ（０．５ｎｍ）／／
Ｔａ（２ｎｍ）である。ここで、ＮｉＣｒ層はバッファ
層、ＰｔＭｎ層は反強磁性層、ＣｏＦｅ／Ｒｕ／ＣｏＦ
ｅ層は磁化固定層、Ｃｕ層は非磁性中間層、ＣｏＦｅ層
は磁化自由層、Ｃｕ層は非磁性導電層（スピンフィルタ
層）、Ｔａ層（２ｎｍ）は保護金属層である。ただし、
／／は酸素プラズマ中への曝露を表している。
ｍ）／ＰｔＭｎ（１５ｎｍ）／ＣｏＦｅ（１．５ｎｍ）
／Ｒｕ（０．８ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ（２
ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ（０．５ｎｍ）／／
Ｔａ（２ｎｍ）である。ここで、ＮｉＣｒ層はバッファ
層、ＰｔＭｎ層は反強磁性層、ＣｏＦｅ／Ｒｕ／ＣｏＦ
ｅ層は磁化固定層、Ｃｕ層は非磁性中間層、ＣｏＦｅ層
は磁化自由層、Ｃｕ層は非磁性導電層（スピンフィルタ
層）、Ｔａ層（２ｎｍ）は保護金属層である。ただし、
／／は酸素プラズマ中への曝露を表している。
【０１４４】他の曝露条件として、曝露量は３０Ｐａ・
ｓｅｃ（酸素ガス圧力０．５Ｐａ、曝露時間６０ｓｅ
ｃ）である。
ｓｅｃ（酸素ガス圧力０．５Ｐａ、曝露時間６０ｓｅ
ｃ）である。
【０１４５】反強磁性層の規則化アニール（２６０℃、
５時間、１．２Ｔの真空磁場中）後と、例えばフォトレ
ジストの熱硬化等の以降に行われるアニ−ルを想定した
その後のアニ−ル（２５０℃、５時間、１．２Ｔの真空
磁場中）後とにおいて、この試料のシート抵抗Ｒｓ及び
抵抗変化ΔＲｓを測定し（測定磁場は±７２０００Ａ／
ｍ）、ＭＲ比（ＭＲ変化率）をＭＲ（％）＝１００×Δ
Ｒｓ（Ω／□）／Ｒｓ（Ω／□）から計算した。その結
果を表１３に示す。
５時間、１．２Ｔの真空磁場中）後と、例えばフォトレ
ジストの熱硬化等の以降に行われるアニ−ルを想定した
その後のアニ−ル（２５０℃、５時間、１．２Ｔの真空
磁場中）後とにおいて、この試料のシート抵抗Ｒｓ及び
抵抗変化ΔＲｓを測定し（測定磁場は±７２０００Ａ／
ｍ）、ＭＲ比（ＭＲ変化率）をＭＲ（％）＝１００×Δ
Ｒｓ（Ω／□）／Ｒｓ（Ω／□）から計算した。その結
果を表１３に示す。
【０１４６】
【表１３】
【０１４７】表１３から、基板への印加電力が１０００
Ｗ／ｍ２以下の試料１０９〜１１４では、従来技術であ
る表１の試料１よりも大きなＭＲ比及び抵抗変化ΔＲｓ
が得られている。従って、酸素プラズマを発生する際の
基板への印加電力は１０００Ｗ／ｍ２以下であることが
望ましい。
Ｗ／ｍ２以下の試料１０９〜１１４では、従来技術であ
る表１の試料１よりも大きなＭＲ比及び抵抗変化ΔＲｓ
が得られている。従って、酸素プラズマを発生する際の
基板への印加電力は１０００Ｗ／ｍ２以下であることが
望ましい。
【０１４８】第１０の実施例
本発明の第１０の実施例として、第１の実施形態に対応
する層構成を有するボトム型ＳＶＭＲ多層膜について、
互いに異なる材料によって形成された第１の保護金属層
の表面を酸素ラジカル中に曝露した種々の試料を作成し
た。即ち、ラジカルガンの内部放電によって酸素ラジカ
ルを発生させこれを基板表面に照射することによって、
種々の材料の第１の保護金属層の表面を曝露した試料を
作成した。
する層構成を有するボトム型ＳＶＭＲ多層膜について、
互いに異なる材料によって形成された第１の保護金属層
の表面を酸素ラジカル中に曝露した種々の試料を作成し
た。即ち、ラジカルガンの内部放電によって酸素ラジカ
ルを発生させこれを基板表面に照射することによって、
種々の材料の第１の保護金属層の表面を曝露した試料を
作成した。
【０１４９】これらの試料の層構成は、ＮｉＣｒ（５ｎ
ｍ）／ＰｔＭｎ（１５ｎｍ）／ＣｏＦｅ（１．５ｎｍ）
／Ｒｕ（０．８ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ（２
ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ（０．５ｎｍ）／第
１の保護金属層／／Ｔａ（２ｎｍ）である。ここで、Ｎ
ｉＣｒ層はバッファ層、ＰｔＭｎ層は反強磁性層、Ｃｏ
Ｆｅ／Ｒｕ／ＣｏＦｅ層は磁化固定層、Ｃｕ層は非磁性
中間層、ＣｏＦｅ層は磁化自由層、Ｃｕ層は非磁性導電
層（スピンフィルタ層）、Ｔａ層は第２の保護金属層で
ある。ただし、／／は酸素ラジカル中への曝露を表して
いる。
ｍ）／ＰｔＭｎ（１５ｎｍ）／ＣｏＦｅ（１．５ｎｍ）
／Ｒｕ（０．８ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ（２
ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ（０．５ｎｍ）／第
１の保護金属層／／Ｔａ（２ｎｍ）である。ここで、Ｎ
ｉＣｒ層はバッファ層、ＰｔＭｎ層は反強磁性層、Ｃｏ
Ｆｅ／Ｒｕ／ＣｏＦｅ層は磁化固定層、Ｃｕ層は非磁性
中間層、ＣｏＦｅ層は磁化自由層、Ｃｕ層は非磁性導電
層（スピンフィルタ層）、Ｔａ層は第２の保護金属層で
ある。ただし、／／は酸素ラジカル中への曝露を表して
いる。
【０１５０】酸素ラジカルの発生条件は、酸素ガス圧力
１ｍＰａ、ラジカルガンへの投入電力３００Ｗであり、
曝露時間は６０ｓｅｃである。
１ｍＰａ、ラジカルガンへの投入電力３００Ｗであり、
曝露時間は６０ｓｅｃである。
【０１５１】反強磁性層の規則化アニール（２６０℃、
５時間、１．２Ｔの真空磁場中）後と、例えばフォトレ
ジストの熱硬化等の以降に行われるアニ−ルを想定した
その後のアニ−ル（２５０℃、５時間、１．２Ｔの真空
磁場中）後とにおいて、これら試料のシート抵抗Ｒｓ及
び抵抗変化ΔＲｓを測定し（測定磁場は±７２０００Ａ
／ｍ）、ＭＲ比（ＭＲ変化率）をＭＲ（％）＝１００×
ΔＲｓ（Ω／□）／Ｒｓ（Ω／□）から計算した。その
結果を表１４に示す。
５時間、１．２Ｔの真空磁場中）後と、例えばフォトレ
ジストの熱硬化等の以降に行われるアニ−ルを想定した
その後のアニ−ル（２５０℃、５時間、１．２Ｔの真空
磁場中）後とにおいて、これら試料のシート抵抗Ｒｓ及
び抵抗変化ΔＲｓを測定し（測定磁場は±７２０００Ａ
／ｍ）、ＭＲ比（ＭＲ変化率）をＭＲ（％）＝１００×
ΔＲｓ（Ω／□）／Ｒｓ（Ω／□）から計算した。その
結果を表１４に示す。
【０１５２】
【表１４】
【０１５３】表１及び表１４を比較して分かるように、
反強磁性層の規則化アニール後において、第１の保護金
属層の表面のみを酸素ラジカル中に曝露して酸化し、そ
の上に酸素供給を遮断するための、酸化処理していない
第２の保護金属層を成膜した試料１１７〜１３２は、従
来技術による試料１に比して、ＭＲ比及び抵抗変化ΔＲ
ｓが共に大きくなっている。しかも、例えばフォトレジ
ストの熱硬化等の熱処理等のその後のアニ−ル後におい
て、試料１ではＭＲ特性が劣化しているが、本実施例の
試料１１７〜１３２では、ほとんど特性が劣化しておら
ず、熱的に安定していることが分かる。
反強磁性層の規則化アニール後において、第１の保護金
属層の表面のみを酸素ラジカル中に曝露して酸化し、そ
の上に酸素供給を遮断するための、酸化処理していない
第２の保護金属層を成膜した試料１１７〜１３２は、従
来技術による試料１に比して、ＭＲ比及び抵抗変化ΔＲ
ｓが共に大きくなっている。しかも、例えばフォトレジ
ストの熱硬化等の熱処理等のその後のアニ−ル後におい
て、試料１ではＭＲ特性が劣化しているが、本実施例の
試料１１７〜１３２では、ほとんど特性が劣化しておら
ず、熱的に安定していることが分かる。
【０１５４】第１１の実施例
本発明の第１１の実施例として、第３の実施形態に対応
する層構成を有するボトム型ＳＶＭＲ多層膜について、
非磁性導電層（スピンフィルタ層）の表面を酸素ラジカ
ル中で曝露する際の曝露条件を変えた種々の試料を作成
した。即ち、異なる酸素ラジカル発生条件で形成した酸
素ラジカル中に非磁性導電層の表面を曝露した試料を作
成した。
する層構成を有するボトム型ＳＶＭＲ多層膜について、
非磁性導電層（スピンフィルタ層）の表面を酸素ラジカ
ル中で曝露する際の曝露条件を変えた種々の試料を作成
した。即ち、異なる酸素ラジカル発生条件で形成した酸
素ラジカル中に非磁性導電層の表面を曝露した試料を作
成した。
【０１５５】これらの試料の層構成は、ＮｉＣｒ（５ｎ
ｍ）／ＰｔＭｎ（１５ｎｍ）／ＣｏＦｅ（１．５ｎｍ）
／Ｒｕ（０．８ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ（２
ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ（０．５ｎｍ）／／
Ｔａ（２ｎｍ）である。ここで、ＮｉＣｒ層はバッファ
層、ＰｔＭｎ層は反強磁性層、ＣｏＦｅ／Ｒｕ／ＣｏＦ
ｅ層は磁化固定層、Ｃｕ層は非磁性中間層、ＣｏＦｅ層
は磁化自由層、Ｃｕ層は非磁性導電層（スピンフィルタ
層）、Ｔａ層は保護金属層である。ただし、／／は酸素
ラジカル中への曝露を表している。
ｍ）／ＰｔＭｎ（１５ｎｍ）／ＣｏＦｅ（１．５ｎｍ）
／Ｒｕ（０．８ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ（２
ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ（０．５ｎｍ）／／
Ｔａ（２ｎｍ）である。ここで、ＮｉＣｒ層はバッファ
層、ＰｔＭｎ層は反強磁性層、ＣｏＦｅ／Ｒｕ／ＣｏＦ
ｅ層は磁化固定層、Ｃｕ層は非磁性中間層、ＣｏＦｅ層
は磁化自由層、Ｃｕ層は非磁性導電層（スピンフィルタ
層）、Ｔａ層は保護金属層である。ただし、／／は酸素
ラジカル中への曝露を表している。
【０１５６】反強磁性層の規則化アニール（２６０℃、
５時間、１．２Ｔの真空磁場中）後と、例えばフォトレ
ジストの熱硬化等の以降に行われるアニ−ルを想定した
その後のアニ−ル（２５０℃、５時間、１．２Ｔの真空
磁場中）後とにおいて、この試料のシート抵抗Ｒｓ及び
抵抗変化ΔＲｓを測定し（測定磁場は±７２０００Ａ／
ｍ）、ＭＲ比（ＭＲ変化率）をＭＲ（％）＝１００×Δ
Ｒｓ（Ω／□）／Ｒｓ（Ω／□）から計算した。その結
果を表１５に示す。
５時間、１．２Ｔの真空磁場中）後と、例えばフォトレ
ジストの熱硬化等の以降に行われるアニ−ルを想定した
その後のアニ−ル（２５０℃、５時間、１．２Ｔの真空
磁場中）後とにおいて、この試料のシート抵抗Ｒｓ及び
抵抗変化ΔＲｓを測定し（測定磁場は±７２０００Ａ／
ｍ）、ＭＲ比（ＭＲ変化率）をＭＲ（％）＝１００×Δ
Ｒｓ（Ω／□）／Ｒｓ（Ω／□）から計算した。その結
果を表１５に示す。
【０１５７】
【表１５】
【０１５８】表１５から、酸素ガス圧力が１〜２０ｍＰ
ａ、ラジカルガンへの投入ＲＦ電力が１００〜１０００
Ｗの全ての試料１３３〜１４５において、従来技術であ
る表１の試料１よりも大きなＭＲ比及び抵抗変化ΔＲｓ
が得られている。従って、酸素ラジカルの発生条件は、
酸素ガス圧力が１〜２０ｍＰａでありラジカルガンへの
投入電力が１００〜１０００Ｗであることが望ましい。
ａ、ラジカルガンへの投入ＲＦ電力が１００〜１０００
Ｗの全ての試料１３３〜１４５において、従来技術であ
る表１の試料１よりも大きなＭＲ比及び抵抗変化ΔＲｓ
が得られている。従って、酸素ラジカルの発生条件は、
酸素ガス圧力が１〜２０ｍＰａでありラジカルガンへの
投入電力が１００〜１０００Ｗであることが望ましい。
【０１５９】第１２の実施例
本発明の第１２の実施例として、第１の実施形態に対応
する層構成を有するボトム型ＳＶＭＲ多層膜について、
互いに異なる材料によって形成された第１の保護金属層
の表面を酸素イオン中に曝露した種々の試料を作成し
た。即ち、イオン源として熱フィラメント又はＥＣＲ放
電等を用いたイオンガンで発生した酸素イオンを、印加
電圧で加速して基板表面に照射することによって、種々
の材料の第１の保護金属層の表面を曝露した試料を作成
した。
する層構成を有するボトム型ＳＶＭＲ多層膜について、
互いに異なる材料によって形成された第１の保護金属層
の表面を酸素イオン中に曝露した種々の試料を作成し
た。即ち、イオン源として熱フィラメント又はＥＣＲ放
電等を用いたイオンガンで発生した酸素イオンを、印加
電圧で加速して基板表面に照射することによって、種々
の材料の第１の保護金属層の表面を曝露した試料を作成
した。
【０１６０】これらの試料の層構成は、ＮｉＣｒ（５ｎ
ｍ）／ＰｔＭｎ（１５ｎｍ）／ＣｏＦｅ（１．５ｎｍ）
／Ｒｕ（０．８ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ（２
ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ（０．５ｎｍ）／第
１の保護金属層／／Ｔａ（２ｎｍ）である。ここで、Ｎ
ｉＣｒ層はバッファ層、ＰｔＭｎ層は反強磁性層、Ｃｏ
Ｆｅ／Ｒｕ／ＣｏＦｅ層は磁化固定層、Ｃｕ層は非磁性
中間層、ＣｏＦｅ層は磁化自由層、Ｃｕ層は非磁性導電
層（スピンフィルタ層）、Ｔａ層は第２の保護金属層で
ある。ただし、／／は酸素イオン中への曝露を表してい
る。
ｍ）／ＰｔＭｎ（１５ｎｍ）／ＣｏＦｅ（１．５ｎｍ）
／Ｒｕ（０．８ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ（２
ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ（０．５ｎｍ）／第
１の保護金属層／／Ｔａ（２ｎｍ）である。ここで、Ｎ
ｉＣｒ層はバッファ層、ＰｔＭｎ層は反強磁性層、Ｃｏ
Ｆｅ／Ｒｕ／ＣｏＦｅ層は磁化固定層、Ｃｕ層は非磁性
中間層、ＣｏＦｅ層は磁化自由層、Ｃｕ層は非磁性導電
層（スピンフィルタ層）、Ｔａ層は第２の保護金属層で
ある。ただし、／／は酸素イオン中への曝露を表してい
る。
【０１６１】酸素イオンの発生条件は、酸素ガス圧力
０．０２Ｐａに、７００Ｗで発生させたイオンプラズマ
を７０Ｖの加速電圧で引出して照射するものであり、曝
露時間は６０ｓｅｃである。
０．０２Ｐａに、７００Ｗで発生させたイオンプラズマ
を７０Ｖの加速電圧で引出して照射するものであり、曝
露時間は６０ｓｅｃである。
【０１６２】反強磁性層の規則化アニール（２６０℃、
５時間、１．２Ｔの真空磁場中）後と、例えばフォトレ
ジストの熱硬化等の以降に行われるアニ−ルを想定した
その後のアニ−ル（２５０℃、５時間、１．２Ｔの真空
磁場中）後とにおいて、これら試料のシート抵抗Ｒｓ及
び抵抗変化ΔＲｓを測定し（測定磁場は±７２０００Ａ
／ｍ）、ＭＲ比（ＭＲ変化率）をＭＲ（％）＝１００×
ΔＲｓ（Ω／□）／Ｒｓ（Ω／□）から計算した。その
結果を表１６に示す。
５時間、１．２Ｔの真空磁場中）後と、例えばフォトレ
ジストの熱硬化等の以降に行われるアニ−ルを想定した
その後のアニ−ル（２５０℃、５時間、１．２Ｔの真空
磁場中）後とにおいて、これら試料のシート抵抗Ｒｓ及
び抵抗変化ΔＲｓを測定し（測定磁場は±７２０００Ａ
／ｍ）、ＭＲ比（ＭＲ変化率）をＭＲ（％）＝１００×
ΔＲｓ（Ω／□）／Ｒｓ（Ω／□）から計算した。その
結果を表１６に示す。
【０１６３】
【表１６】
【０１６４】表１及び表１６を比較して分かるように、
反強磁性層の規則化アニール後において、第１の保護金
属層の表面のみを酸素イオン中に曝露して酸化し、その
上に酸素供給を遮断するための、酸化処理していない第
２の保護金属層を成膜した試料１４６〜１６１は、従来
技術による試料１に比して、ＭＲ比及び抵抗変化ΔＲｓ
が共に大きくなっている。しかも、例えばフォトレジス
トの熱硬化等の熱処理等のその後のアニ−ル後におい
て、試料１ではＭＲ特性が劣化しているが、本実施例の
試料１４６〜１６１では、ほとんど特性が劣化しておら
ず、熱的に安定していることが分かる。
反強磁性層の規則化アニール後において、第１の保護金
属層の表面のみを酸素イオン中に曝露して酸化し、その
上に酸素供給を遮断するための、酸化処理していない第
２の保護金属層を成膜した試料１４６〜１６１は、従来
技術による試料１に比して、ＭＲ比及び抵抗変化ΔＲｓ
が共に大きくなっている。しかも、例えばフォトレジス
トの熱硬化等の熱処理等のその後のアニ−ル後におい
て、試料１ではＭＲ特性が劣化しているが、本実施例の
試料１４６〜１６１では、ほとんど特性が劣化しておら
ず、熱的に安定していることが分かる。
【０１６５】なお、上述した実施形態は、ＳＶＭＲセン
サに関するものであるが、本発明がその他のＧＭＲセン
サやＴＭＲセンサにも適用できることは明らかである。
サに関するものであるが、本発明がその他のＧＭＲセン
サやＴＭＲセンサにも適用できることは明らかである。
【０１６６】以上述べた実施形態及び実施例は全て本発
明を例示的に示すものであって限定的に示すものではな
く、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施す
ることができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲
及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。
明を例示的に示すものであって限定的に示すものではな
く、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施す
ることができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲
及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。
【０１６７】
【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、第１の保護金属層又は磁化自由層の上側の界面を酸
化しておくことによって大きなＭＲ比及び抵抗変化ΔＲ
ｓを得ることができ、しかも、この界面が酸化された第
１の保護金属層又は磁化自由層の上に、酸素供給を遮断
するための、酸化処理していない保護金属層を形成して
いるので、熱処理を行っても過剰に酸素が供給されるこ
とがないから特性劣化が発生せず、熱的に安定してい
る。その結果、安定した高記録密度対応の薄膜磁気ヘッ
ドを提供することが可能となる。また、最表面が酸化膜
ではなく酸化処理していない保護金属層であるため、リ
ードオーバレイド構造とすることも可能である。
ば、第１の保護金属層又は磁化自由層の上側の界面を酸
化しておくことによって大きなＭＲ比及び抵抗変化ΔＲ
ｓを得ることができ、しかも、この界面が酸化された第
１の保護金属層又は磁化自由層の上に、酸素供給を遮断
するための、酸化処理していない保護金属層を形成して
いるので、熱処理を行っても過剰に酸素が供給されるこ
とがないから特性劣化が発生せず、熱的に安定してい
る。その結果、安定した高記録密度対応の薄膜磁気ヘッ
ドを提供することが可能となる。また、最表面が酸化膜
ではなく酸化処理していない保護金属層であるため、リ
ードオーバレイド構造とすることも可能である。
【０１６８】また、本発明によれば、第１の保護金属
層、磁化自由層又は非磁性導電層の表面を酸素を含むガ
スプラズマ、酸素ラジカル又は酸素イオン中に曝露し酸
化しておくことによって大きなＭＲ比及び抵抗変化ΔＲ
ｓを得ることができ、しかも、その曝露した層の上に酸
素供給を遮断するための、酸化処理していない第２の保
護金属層又は保護金属層を形成しているので、その後に
熱処理を行っても過剰に酸素が供給されることがないか
ら特性劣化が発生せず、熱的に安定したＭＲセンサ及び
薄膜磁気ヘッドを得ることができる。その結果、安定し
た高記録密度対応の薄膜磁気ヘッドを提供することが可
能となる。また、最表面が酸化膜ではなく酸化処理して
いない保護金属層であるため、リードオーバレイド構造
とすることも可能である。さらに、本発明では、酸素を
含むガスプラズマ、酸素ラジカル又は酸素イオン中に曝
露しているため、単に酸素ガスに曝露した場合より、Ｍ
Ｒ比及び抵抗変化ΔＲｓが共にさらに大きくなる。
層、磁化自由層又は非磁性導電層の表面を酸素を含むガ
スプラズマ、酸素ラジカル又は酸素イオン中に曝露し酸
化しておくことによって大きなＭＲ比及び抵抗変化ΔＲ
ｓを得ることができ、しかも、その曝露した層の上に酸
素供給を遮断するための、酸化処理していない第２の保
護金属層又は保護金属層を形成しているので、その後に
熱処理を行っても過剰に酸素が供給されることがないか
ら特性劣化が発生せず、熱的に安定したＭＲセンサ及び
薄膜磁気ヘッドを得ることができる。その結果、安定し
た高記録密度対応の薄膜磁気ヘッドを提供することが可
能となる。また、最表面が酸化膜ではなく酸化処理して
いない保護金属層であるため、リードオーバレイド構造
とすることも可能である。さらに、本発明では、酸素を
含むガスプラズマ、酸素ラジカル又は酸素イオン中に曝
露しているため、単に酸素ガスに曝露した場合より、Ｍ
Ｒ比及び抵抗変化ΔＲｓが共にさらに大きくなる。
【図１】本発明の第１の実施形態におけるＳＶＭＲ多層
膜の層構成を概略的示す、ＡＢＳ方向から見た断面図で
ある。
膜の層構成を概略的示す、ＡＢＳ方向から見た断面図で
ある。
【図２】図１の第１の実施形態におけるＳＶＭＲ多層膜
の製造工程を説明する、ＡＢＳ方向から見た断面図であ
る。
の製造工程を説明する、ＡＢＳ方向から見た断面図であ
る。
【図３】本発明の第２の実施形態におけるＳＶＭＲ多層
膜の製造工程を説明する、ＡＢＳ方向から見た断面図で
ある。
膜の製造工程を説明する、ＡＢＳ方向から見た断面図で
ある。
【図４】図３の第２の実施形態におけるＳＶＭＲ多層膜
の製造工程を説明する、ＡＢＳ方向から見た断面図であ
る。
の製造工程を説明する、ＡＢＳ方向から見た断面図であ
る。
【図５】本発明の第３の実施形態におけるＳＶＭＲ多層
膜の層構成を概略的示す、ＡＢＳ方向から見た断面図で
ある。
膜の層構成を概略的示す、ＡＢＳ方向から見た断面図で
ある。
【図６】図５の第３の実施形態におけるＳＶＭＲ多層膜
の製造工程を説明する、ＡＢＳ方向から見た断面図であ
る。
の製造工程を説明する、ＡＢＳ方向から見た断面図であ
る。
【図７】本発明の第４の実施形態におけるＳＶＭＲ多層
膜の層構成を概略的示す、ＡＢＳ方向から見た断面図で
ある。
膜の層構成を概略的示す、ＡＢＳ方向から見た断面図で
ある。
【図８】図７の第４の実施形態におけるＳＶＭＲ多層膜
の製造工程を説明する、ＡＢＳ方向から見た断面図であ
る。
の製造工程を説明する、ＡＢＳ方向から見た断面図であ
る。
１０、３０、５０、７０ 基板
１１、３１、５１、７１ バッファ層
１２、３２、５２、７２ 反強磁性層
１３、３３、５３、７３ 磁化固定層
１４、３４、５４、７４ 非磁性中間層
１５、３５、５５、７５、７５´ 磁化自由層
１６、５６、５６´ 非磁性導電層
１７、１７´、３７、３７´ 第１の保護金属層
１８、３８ 第２の保護金属層
５８、７８ 保護金属層
Claims (26)
- 【請求項１】 磁化方向が固定されている磁化固定層
と、該磁化固定層上に積層された非磁性中間層と、該非
磁性中間層上に積層されており印加される磁界に応じて
磁化方向が可変の磁化自由層と、該磁化自由層上に積層
された非磁性導電層と、該非磁性導電層上に積層されて
おり該非磁性導電層とは反対側の界面が酸化されている
第１の保護金属層と、該第１の保護金属層上に積層され
ており酸素供給を遮断するための第２の保護金属層とを
備えたことを特徴とする磁気抵抗効果センサ。 - 【請求項２】 磁化方向が固定されている磁化固定層
と、該磁化固定層上に積層された非磁性中間層と、該非
磁性中間層上に積層されており印加される磁界に応じて
磁化方向が可変の磁化自由層と、該磁化自由層上に積層
されており該磁化自由層とは反対側の界面が酸化されて
いる第１の保護金属層と、該第１の保護金属層上に積層
されており酸素供給を遮断するための第２の保護金属層
とを備えたことを特徴とする磁気抵抗効果センサ。 - 【請求項３】 前記第１の保護金属層の厚みが、０．５
ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載
の磁気抵抗効果センサ。 - 【請求項４】 前記第１の保護金属層が、Ｔａ、Ｎｂ、
Ｔｉ、Ｚｒ、Ａｌ、Ｖ、Ｃｒ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｈｆ、Ｗ、
Ｎｉ、Ｆｅ及びＣｏから選択された１つの金属又は少な
くとも１つの該金属を含む合金からなることを特徴とす
る請求項１から３のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果
センサ。 - 【請求項５】 前記第２の保護金属層が、Ｔａ、Ｎｂ、
Ｔｉ、Ｚｒ、Ａｌ、Ｖ、Ｃｒ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｈｆ、Ｗ、
Ｎｉ、Ｆｅ及びＣｏから選択された１つの金属又は少な
くとも１つの該金属を含む合金からなることを特徴とす
る請求項１から４のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果
センサ。 - 【請求項６】 磁化方向が固定されている磁化固定層
と、該磁化固定層上に積層された非磁性中間層と、該非
磁性中間層上に積層されていると共に該非磁性中間層と
は反対側の界面が酸化されており、印加される磁界に応
じて磁化方向が可変の磁化自由層と、該磁化自由層上に
積層されており酸素供給を遮断するための保護金属層と
を備えたことを特徴とする磁気抵抗効果センサ。 - 【請求項７】 前記保護金属層が、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉ、
Ｚｒ、Ａｌ、Ｖ、Ｃｒ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｈｆ、Ｗ、Ｎｉ、
Ｆｅ及びＣｏから選択された１つの金属又は少なくとも
１つの該金属を含む合金からなることを特徴とする請求
項６に記載の磁気抵抗効果センサ。 - 【請求項８】 前記磁化固定層が、強磁性層の単層構造
であることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項
に記載の磁気抵抗効果センサ。 - 【請求項９】 前記磁化固定層が、第１の強磁性層、非
磁性層及び第２の強磁性層を積層した多層構造であるこ
とを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の
磁気抵抗効果センサ。 - 【請求項１０】 前記磁化固定層の下に積層されてお
り、交換結合により該磁化固定層の磁化方向を固定する
反強磁性層をさらに備えたことを特徴とする請求項１か
ら９のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果センサ。 - 【請求項１１】 請求項１から１０のいずれか１項に記
載の磁気抵抗効果センサを磁気情報再生用ヘッドとして
備えたことを特徴とする薄膜磁気ヘッド。 - 【請求項１２】 磁化方向が固定されている磁化固定層
と、非磁性中間層と、印加される磁界に応じて磁化方向
が可変の磁化自由層とを少なくとも積層する磁気抵抗効
果センサの製造方法であって、前記磁化自由層上に非磁
性導電層を成膜し、該成膜した非磁性導電層上に第１の
保護金属層を成膜し、該成膜した第１の保護金属層の表
面を酸素を含むガスプラズマ、酸素ラジカル又は酸素イ
オン中に曝露し、該曝露した第１の保護金属層上に酸素
供給を遮断するための第２の保護金属層を成膜すること
を特徴とする磁気抵抗効果センサの製造方法。 - 【請求項１３】 磁化方向が固定されている磁化固定層
と、非磁性中間層と、印加される磁界に応じて磁化方向
が可変の磁化自由層とを少なくとも積層する磁気抵抗効
果センサの製造方法であって、前記磁化自由層上に第１
の保護金属層を成膜し、該成膜した第１の保護金属層の
表面を酸素を含むガスプラズマ、酸素ラジカル又は酸素
イオン中に曝露し、該曝露した第１の保護金属層上に酸
素供給を遮断するための第２の保護金属層を成膜するこ
とを特徴とする磁気抵抗効果センサの製造方法。 - 【請求項１４】 前記第１の保護金属層をその厚みが、
０．５ｎｍ以下となるように成膜することを特徴とする
請求項１２又は１３に記載の製造方法。 - 【請求項１５】 前記第１の保護金属層を、Ｔａ、Ｎ
ｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ａｌ、Ｖ、Ｃｒ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｈｆ、
Ｗ、Ｎｉ、Ｆｅ及びＣｏから選択された１つの金属又は
少なくとも１つの該金属を含む合金で形成することを特
徴とする請求項１２から１４のいずれか１項に記載の製
造方法。 - 【請求項１６】 前記第２の保護金属層を、Ｔａ、Ｎ
ｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ａｌ、Ｖ、Ｃｒ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｈｆ、
Ｗ、Ｎｉ、Ｆｅ及びＣｏから選択された１つの金属又は
少なくとも１つの該金属を含む合金で形成することを特
徴とする請求項１２から１５のいずれか１項に記載の製
造方法。 - 【請求項１７】 磁化方向が固定されている磁化固定層
と、非磁性中間層と、印加される磁界に応じて磁化方向
が可変の磁化自由層とを少なくとも積層する磁気抵抗効
果センサの製造方法であって、前記磁化自由層上に非磁
性導電層を成膜し、該成膜した非磁性導電層の表面を酸
素を含むガスプラズマ、酸素ラジカル又は酸素イオン中
に曝露し、該曝露した非磁性導電層上に酸素供給を遮断
するための保護金属層を成膜することを特徴とする磁気
抵抗効果センサの製造方法。 - 【請求項１８】 磁化方向が固定されている磁化固定層
と、非磁性中間層と、印加される磁界に応じて磁化方向
が可変の磁化自由層とを少なくとも積層する磁気抵抗効
果センサの製造方法であって、前記磁化自由層の表面を
酸素を含むガスプラズマ、酸素ラジカル又は酸素イオン
中に曝露し、該曝露した磁化自由層上に酸素供給を遮断
するための保護金属層を成膜することを特徴とする磁気
抵抗効果センサの製造方法。 - 【請求項１９】 前記保護金属層を、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔ
ｉ、Ｚｒ、Ａｌ、Ｖ、Ｃｒ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｈｆ、Ｗ、Ｎ
ｉ、Ｆｅ及びＣｏから選択された１つの金属又は少なく
とも１つの該金属を含む合金で形成することを特徴とす
る請求項１７又は１８に記載の製造方法。 - 【請求項２０】 前記酸素を含むガスプラズマが、酸素
プラズマ、又は酸素と希ガス若しくは窒素との混合ガス
プラズマであることを特徴とする請求項１２から１９の
いずれか１項に記載の製造方法。 - 【請求項２１】 前記酸素を含むガスプラズマにおける
酸素曝露量が１０〜３０００Ｐａ・ｓｅｃであることを
特徴とする請求項１２から２０のいずれか１項に記載の
製造方法。 - 【請求項２２】 前記酸素ラジカルを発生する際のラジ
カルガンへの投入電力が１００〜１０００Ｗであり、該
酸素ラジカルの酸素ガス圧力が１〜２０ｍＰａであるこ
とを特徴とする請求項１２から１９のいずれか１項に記
載の製造方法。 - 【請求項２３】 前記磁化固定層を、強磁性層の単層で
形成することを特徴とする請求項１２から２２のいずれ
か１項に記載の製造方法。 - 【請求項２４】 前記磁化固定層を、第１の強磁性層、
非磁性層及び第２の強磁性層を積層して形成することを
特徴とする請求項１２から２２のいずれか１項に記載の
製造方法。 - 【請求項２５】 前記磁化固定層の下に、交換結合によ
り該磁化固定層の磁化方向を固定する反強磁性層を積層
しておくことを特徴とする請求項１２から２４のいずれ
か１項に記載の製造方法。 - 【請求項２６】 磁気情報の再生に用いる磁気抵抗効果
センサを、請求項１２から２５のいずれか１項に記載の
製造方法によって形成することを特徴とする薄膜磁気ヘ
ッドの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002000382A JP2003204092A (ja) | 2002-01-07 | 2002-01-07 | 磁気抵抗効果センサ、磁気抵抗効果センサを有する薄膜磁気ヘッド、磁気抵抗効果センサの製造方法及び薄膜磁気ヘッドの製造方法 |
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|---|---|---|---|
| JP2002000382A JP2003204092A (ja) | 2002-01-07 | 2002-01-07 | 磁気抵抗効果センサ、磁気抵抗効果センサを有する薄膜磁気ヘッド、磁気抵抗効果センサの製造方法及び薄膜磁気ヘッドの製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003204092A true JP2003204092A (ja) | 2003-07-18 |
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|---|---|---|---|
| JP2002000382A Pending JP2003204092A (ja) | 2002-01-07 | 2002-01-07 | 磁気抵抗効果センサ、磁気抵抗効果センサを有する薄膜磁気ヘッド、磁気抵抗効果センサの製造方法及び薄膜磁気ヘッドの製造方法 |
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|---|---|
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Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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