JP2008010509A - 磁気抵抗効果素子及び磁気ディスク装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】出力の安定性を向上させることができる磁気抵抗効果素子及びそれを用いた磁気ディスク装置を提供する。
【解決手段】スパッタリング法によりアルミナ膜２上に配向制御膜３を形成する。配向制御膜３としては、Ｔｉ膜、Ｔａ膜、Ｒｕ膜又はＭｇＯ膜等を形成する。配向制御膜３上に下部シールド層４を形成する。この時、下部シールド層４を構成する結晶粒は柱状晶となる。また、配向制御膜３としてＴｉ膜、Ｔａ膜又はＲｕ膜が形成されている場合、下部シールド層４の表面は（１１１）面となり、配向制御膜３としてＭｇＯ膜が形成されている場合、下部シールド層４の表面は（１００）面となる。下部シールド層４上にＧＭＲ膜５を形成する。ＧＭＲ膜５の形成に当たっては、先ず、下部シールド層４上に反強磁性膜をエピタキシャル成長させる。この時、反強磁性膜は、下部シールド層４の結晶構造を反映し、その表面も（１１１）面又は（１００）面となる。
【選択図】図１Ａ
【解決手段】スパッタリング法によりアルミナ膜２上に配向制御膜３を形成する。配向制御膜３としては、Ｔｉ膜、Ｔａ膜、Ｒｕ膜又はＭｇＯ膜等を形成する。配向制御膜３上に下部シールド層４を形成する。この時、下部シールド層４を構成する結晶粒は柱状晶となる。また、配向制御膜３としてＴｉ膜、Ｔａ膜又はＲｕ膜が形成されている場合、下部シールド層４の表面は（１１１）面となり、配向制御膜３としてＭｇＯ膜が形成されている場合、下部シールド層４の表面は（１００）面となる。下部シールド層４上にＧＭＲ膜５を形成する。ＧＭＲ膜５の形成に当たっては、先ず、下部シールド層４上に反強磁性膜をエピタキシャル成長させる。この時、反強磁性膜は、下部シールド層４の結晶構造を反映し、その表面も（１１１）面又は（１００）面となる。
【選択図】図１Ａ
Description
本発明は、出力の安定性の向上を図った磁気抵抗効果素子及びそれを用いた磁気ディスク装置に関する。
磁気抵抗効果素子は、２つの磁性層間の磁化の相対的な角度に応じて磁気抵抗が大きく変化する物理現象を利用した素子である。磁気抵抗効果素子としては、例えば巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）素子及びトンネル型磁気抵抗効果（ＴＭＲ）素子が挙げられる。この磁気抵抗効果素子を磁気ヘッドの再生ヘッドに用いる際には、一般的にスピンバルブ型構造が採用されている。スピンバルブ型構造では、一方の磁性層内の磁化が固定され、他方の磁性層内の磁化が外部磁界に対して自由に動くようにされている。なお、磁気抵抗効果素子を磁気ヘッドに用い、安定して動作させるためには、磁化の固定を十分に行う必要がある。そして、磁性層内の磁化を固定するにあたっては、反強磁性層と強磁性層とを積層させて交換結合磁界を生じさせる方法が一般的に採用されている。交換結合磁界を高めることは、磁気抵抗効果素子の安定性向上に大きく寄与し、出力の向上にも寄与すると考えられている。
磁気抵抗効果素子の構造は、大別して、ＣＩＰ（Current In Plane）構造とＣＰＰ（Current Perpendicular to Plane）構造とに分けられる。ＣＩＰ構造では、磁気抵抗効果素子を構成する膜の面内にセンス電流が流され、ＣＰＰ構造では、膜の面に垂直に電流が流される。
ＣＩＰ構造の磁気抵抗効果素子では、図７に示すように、基板１０１上にアルミナ膜１０２が形成され、その上にＮｉＦｅめっき膜が下部シールド層１０４として形成されている。更に、下部シールド層１０４上に、アモルファス状のアルミナ膜１０３、ＧＭＲ膜１０５、ハード層１０７、端子１０９、アルミナ膜１０６及び上部シールド層１０８が形成されている。上部シールド層１０８としては、ＮｉＦｅめっき膜が形成されている。
ＧＭＲ膜１０５内では、アルミナ膜１０３上に、下地膜、反強磁性膜、強磁性の磁化固定層、非磁性中間層、強磁性の磁化自由層及びキャップ層が積層されている。下地膜がアモルファス状のアルミナ膜１０３上に形成される場合、下地膜中の結晶粒の粒径が大きくなるため、反強磁性膜中の結晶粒の粒径も大きくなる。この結果、反強磁性膜内の磁化が安定し、交換結合磁界が高められる。
このように、ＣＩＰ構造の磁気抵抗効果素子では、アモルファス状のアルミナ膜１０３を用いてその上の反強磁性膜の結晶粒径を大きくすることにより、交換結合磁界を高めることが可能である。
磁気記録媒体における記録密度の高密度化により、磁気抵抗効果素子のサイズの微細化及び高感度化が必要になってきている。このような状況下では、ＣＩＰ型の磁気抵抗効果素子よりもＣＰＰ型の磁気抵抗効果素子の方が有効である。ＣＰＰ型の磁気抵抗効果素子では、素子サイズが小さくなるほど出力が増加する。また、ＧＭＲ膜の代わりに、トンネル型磁気抵抗効果を利用するＴＭＲ膜が用いられることも多い。
ＣＰＰ構造の磁気抵抗効果素子では、図８に示すように、基板２０１上にアルミナ膜２０２が形成され、その上にＮｉＦｅめっき膜が下部シールド層２０４として形成されている。更に、下部シールド層２０４上に、ＧＭＲ膜２０５、アルミナ膜２０６、ハード層２０７及び上部シールド層２０８が形成されている。上部シールド層２０８としては、ＮｉＦｅめっき膜が形成されている。
ＧＭＲ膜２０５内では、下部シールド層２０４上に、下地膜、反強磁性膜、強磁性の磁化固定層、非磁性中間層、強磁性の磁化自由層及びキャップ層が積層されている。なお、ＧＭＲ膜２０５の代わりにＴＭＲ膜が用いられることもある。この場合、非磁性中間層の代わりにトンネル絶縁膜が用いられる。
ＣＰＰ型の磁気抵抗効果素子では、上部シールド層２０８と下部シールド層２０４との間に電流を流す必要があるため、ＧＭＲ膜２０５と下部シールド層２０４との間に絶縁膜であるアルミナ膜を設けることができない。下部シールド層２０４としては、主にＮｉＦｅ等からなる軟磁性膜がめっき法により形成されている。めっき法により形成された軟磁性膜の結晶粒径は数十ｎｍ程度であり、この上にエピタキシャル成長する反強磁性膜の結晶粒径も数十ｎｍ程度である。つまり、ＣＰＰ型の磁気抵抗効果素子では、反強磁性膜の結晶粒径をＣＩＰ型の場合ほど大きくすることができない。このため、交換結合磁界を十分に大きくすることができず、磁気抵抗効果素子の出力が不足したり、出力の安定性が低下したりする。
一方で、交換結合磁界の大きさは、反強磁性膜中の結晶粒の方位に依存することが報告されている（非特許文献１）。しかしながら、従来のＣＰＰ構造の磁気抵抗効果素子では、下部シールド層２０４が微細な結晶粒の集合から構成されており、結晶方位はほとんど揃っていない。このため、その上にエピタキシャル成長する反強磁性膜の結晶方位を制御することができない。
本発明の目的は、出力の安定性を向上させることができる磁気抵抗効果素子及びそれを用いた磁気ディスク装置を提供することにある。
本願発明者は、前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、以下に示す発明の諸態様に想到した。
本発明に係る磁気抵抗効果素子には、第１の軟磁性層と、前記第１の軟磁性層上に形成された磁気抵抗効果膜と、前記磁気抵抗効果膜上に形成された第２の軟磁性層と、が設けられており、膜厚方向に電流を流すことができる。そして、前記第１の軟磁性層は柱状晶（柱状構造を有する結晶）から構成されており、前記磁気抵抗効果膜は、前記第１の軟磁性層の直上に形成された反強磁性層を有する。
本発明に係る磁気ディスク装置には、磁気ディスクと、前記磁気ディスクに記録された情報を読み取る磁気ヘッドと、が設けられている。そして、前記磁気ヘッドは、上記の磁気抵抗効果素子を備えている。
本発明に係る磁気抵抗効果素子の製造方法では、柱状晶から構成された第１の軟磁性層を形成した後、前記第１の軟磁性層上に磁気抵抗効果膜を直接形成する。次いで、前記磁気抵抗効果膜の上方に第２の軟磁性層を形成する。そして、前記磁気抵抗効果膜を形成する際に、前記第１の軟磁性層上に反強磁性膜を直接形成する。
本発明によれば、柱状晶からなる軟磁性層の上に反強磁性膜が直接形成されているため、その結晶方位が安定し、その磁化の方向も安定している。このため、磁気抵抗効果膜内で必要とされる磁化の固定が安定し、出力の安定性を向上させることができる。
以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照して具体的に説明する。
（第１の実施形態）
先ず、本発明の第１の実施形態について説明する。図１Ａは、本発明の第１の実施形態に係るＣＰＰ型の磁気抵抗効果素子の構造を示す断面図であり、図１Ｂは、第１の実施形態に係る磁気抵抗効果素子を構成するＧＭＲ膜の構造を示す断面図である。
先ず、本発明の第１の実施形態について説明する。図１Ａは、本発明の第１の実施形態に係るＣＰＰ型の磁気抵抗効果素子の構造を示す断面図であり、図１Ｂは、第１の実施形態に係る磁気抵抗効果素子を構成するＧＭＲ膜の構造を示す断面図である。
第１の実施形態では、図１Ａに示すように、基板１上にアルミナ膜２が形成され、その上に配向制御膜３が形成されている。基板１としては、例えば、アルチック等からなるセラミックス基板又はシリコン基板が用いられる。配向制御膜３としては、例えばＴｉ膜、Ｔａ膜、Ｒｕ膜又はＭｇＯ膜が用いられる。配向制御膜３の厚さは、例えば５ｎｍ程度である。
配向制御膜３上に、軟磁性の下部シールド層４が形成されている。下部シールド層４としては、例えばＮｉＦｅ膜が用いられる。下部シールド層４の厚さは、例えば０．５μｍ乃至２μｍ程度である。なお、下部シールド層４内の結晶粒は柱状晶となっており、その粒径は、例えば数百ｎｍ以上である。そして、下部シールド層４の表面は、ミラー指数を用いて表した場合、（１１１）面又は（１００）面となっている。より具体的には、配向制御膜３としてＴｉ膜、Ｔａ膜又はＲｕ膜が用いられている場合、下部シールド層４の表面は（１１１）面となっており、ＭｇＯ膜が用いられている場合、（１００）面となっている。
下部シールド層４上に、例えば断面形状が台形状のＧＭＲ膜５が形成されている。ＧＭＲ膜５では、図１Ｂに示すように、下部シールド層４上に反強磁性膜１１が形成されている。反強磁性膜１１としては、例えばＰｔＭｎ膜、ＰｄＰｔＭｎ膜、ＮｉＭｎ膜、ＦｅＭｎ膜又はＩｒＭｎ膜が用いられる。反強磁性膜１１の厚さは、例えば５ｎｍ乃至２５ｎｍ程度である。特に、ＩｒＭｎ膜が用いられる場合、その厚さは５ｎｍ乃至１０ｎｍ程度であり、ＰｔＭｎ膜が用いられる場合、その厚さは１０ｎｍ乃至２５ｎｍ程度である。
反強磁性膜１１上に、強磁性膜１２、非磁性膜１３及び強磁性膜１４からなる積層フェリ構造の磁化固定層１８が形成されている。強磁性膜１２及び１４としては、例えばＣｏＦｅ膜又はＮｉＦｅ膜が用いられる。強磁性膜１２及び１４の厚さは、例えば１．５ｎｍ乃至２．５ｎｍ程度である。非磁性膜１３としては、例えばＲｕ膜、Ｒｈ膜又はＣｒ膜が用いられる。非磁性膜１３の厚さは、例えば０．８ｎｍ乃至１ｎｍ程度である。
磁化固定層１８上に、非磁性中間膜１５、強磁性膜１６及びキャップ膜１７が形成されている。非磁性中間膜１５としては、例えばＣｕ膜が用いられる。非磁性中間膜１５の厚さは、例えば２ｎｍ程度である。強磁性膜１６としては、例えばＣｏＦｅ膜又はＮｉＦｅ膜が用いられ、強磁性膜１６は磁化自由層として機能する。強磁性膜１６の厚さは、例えば２ｎｍ程度である。キャップ膜１７としては、例えばＴａ膜又はＲｕ膜が形成されている。なお、磁化固定層１８の構造が積層フィリ構造となっているため、磁化固定層１８からの磁界の漏れが抑制され、磁化自由層として機能する強磁性膜１６内の磁化への悪影響が抑制される。
このように、ＧＭＲ膜５が構成されている。ＧＭＲ膜５の底面の幅は、例えば１００ｎｍ程度である。一方、上述のように、下部シールド層４の結晶粒径は、例えば数百ｎｍ以上である。従って、高い確率でＧＭＲ膜５は、下部シールド層４の一つの結晶粒上に形成されている。
ＧＭＲ膜５の周囲には、図１Ａに示すように、アルミナ膜６が形成され、その上にハード膜７が形成されている。ハード膜７としては、例えばＣｏＰｔ膜又はＣｏＣｒＰｔ膜が用いられる。そして、これらの上に軟磁性の上部シールド層８が形成されている。上部シールド層８としては、例えばＮｉＦｅ膜が用いられる。上部シールド層８の厚さは、例えば０．５μｍ乃至２μｍ程度である。なお、上部シールド層８内の結晶粒は、特に限定されない。
このような第１の実施形態では、下部シールド層４の結晶が所定方向に配向した柱状晶となっているため、反強磁性膜１１の結晶方位もこれに倣って配向する。そして、下部シールド層４の表面が（１１１）面となっている場合には、磁化固定力が最も大きくなる［１１０］方向が磁化固定方向に対して「６／（２π）ｒａｄ＝１／６０」の頻度で出現することとなる。また、下部シールド層４の表面が（１００）面となっている場合には、［１１０］方向が磁化固定方向に対して「４／（２π）ｒａｄ＝１／９０」の頻度で出現することとなる。一方、図８に示す従来のＣＰＰ構造の磁気抵抗効果素子では、結晶方位の制御が全く行われていないため、［１１０］方向が磁化固定方向に対して出現する頻度は、僅か「１２／（４π）ｓｒ≒１／３４３７」である。従って、本実施形態によれば、３８〜５７倍程度にまで［１１０］方向が固定磁化方向を向く頻度を向上させることができる。この結果、磁化固定層１８における磁化の固定が強固なものとなるため、磁気抵抗効果素子の出力が安定する。
次に、第１の実施形態に係るＣＰＰ型の磁気抵抗効果素子の製造方法について説明する。図２Ａ乃至図２Ｅは、第１の実施形態に係る磁気抵抗効果素子の製造方法を工程順に示す断面図である。
先ず、図２Ａに示すように、例えばスパッタリング法により基板１上にアモルファス状のアルミナ膜２を形成する。
次に、図２Ｂに示すように、例えばスパッタリング法によりアルミナ膜２上に配向制御膜３を形成する。配向制御膜３としては、上述のように、Ｔｉ膜、Ｔａ膜、Ｒｕ膜又はＭｇＯ膜等を形成する。
次いで、図２Ｃに示すように、例えばスパッタリング法により配向制御膜３上に下部シールド層４を形成する。この時、下部シールド層４を構成する結晶粒は柱状晶となる。また、配向制御膜３としてＴｉ膜、Ｔａ膜又はＲｕ膜が形成されている場合には、下部シールド層４の表面は（１１１）面となる。一方、配向制御膜３としてＭｇＯ膜が形成されている場合には、下部シールド層４の表面は（１００）面となる。その後、下部シールド層４の表面を、化学機械的研磨（ＣＭＰ：Chemical Mechanical Polishing）等により平坦化する。
続いて、図２Ｄに示すように、下部シールド層４上にＧＭＲ膜５を形成する。ＧＭＲ膜５の形成に当たっては、先ず、例えばスパッタリング法により下部シールド層４上に反強磁性膜１１をエピタキシャル成長させる。この時、反強磁性膜１１は、下部シールド層４の結晶構造を反映し、その表面も（１１１）面又は（１００）面となる。次に、反強磁性膜１１上に、例えばスパッタリング法により、磁化固定層１８（強磁性膜１２、非磁性膜１３及び強磁性膜１４）、非磁性中間膜１５、磁化自由層（強磁性層１６）及びキャップ膜１７を順次形成する。そして、反強磁性膜１１からキャップ膜１７までの積層体をパターニングする。次いで、下部シールド層４上にアルミナ膜６及びハード膜７を形成し、ＧＭＲ膜５の表面を露出させる。
その後、図２Ｅに示すように、例えばめっき法により、ＧＭＲ膜５のキャップ膜１７に接する上部シールド層８を形成することにより、磁気抵抗効果素子を完成させる。
本願発明者らが上記方法に倣い、配向制御膜３としてＭｇＯ膜を用いて磁気抵抗効果素子を製造し、下部シールド層４（ＮｉＦｅ膜）の顕微鏡観察を行ったところ、図３Ａに示す顕微鏡写真が得られた。図３Ａでは、下部シールド層４等の積層方向を上方向としてある。また、この像の回折像を観察したところ、図３Ｂに示す結果が得られた。つまり、下部シールド層４の表面は（１００）面となっていた。
また、配向制御膜３としてＴｉ膜を用いて磁気抵抗効果素子を製造し、図３Ｂと同様に回折像の観察を行ったところ、図３Ｃに示す結果が得られた。つまり、下部シールド層４の表面は（１１１）面となっていた。
更に、本願発明者らが従来の方法（図８）に倣い、配向制御膜３を形成することなく磁気抵抗効果素子を製造し、下部シールド層２０４（ＮｉＦｅ膜）の顕微鏡観察を行ったところ、図４Ａに示す顕微鏡写真が得られた。図４Ａでは、下部シールド層２０４等の積層方向を上方向としてある。結晶粒径は十数ｎｍ程度と極めて小さかった。また、この像の回折像を観察したところ、図４Ｂに示す結果が得られた。つまり、どの方向にも配向していないことが確認された。
ここで、第１の実施形態に係る磁気抵抗効果素子を含む磁気ヘッドを備えた磁気ディスク装置の一例としてハードディスクドライブについて説明する。図５は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）の内部の構成を示す図である。
このハードディスクドライブ１００のハウジング１０１には、回転軸１０２に装着されて回転する磁気ディスク１０３と、磁気ディスク１０３に対して情報記録及び情報再生を行う磁気ヘッドが搭載されたスライダ１０４と、スライダ１０４を保持するサスペンション１０８と、サスペンション１０８が固着されてアーム軸１０５を中心に磁気ディスク１０３表面に沿って移動するキャリッジアーム１０６と、キャリッジアーム１０６を駆動するアームアクチュエータ１０７とが収容されている。磁気ヘッドとして、第１の実施形態に係る磁気抵抗効果素子を含む磁気ヘッドが用いられている。このようなＨＤＤを製造する際には、ハウジング１０１内の所定の位置に磁気ディスク１０３及び磁気ヘッド等を収容すればよい。
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。第１の実施形態はＧＭＲ膜５を備えたＧＭＲ素子であるのに対し、第２の実施形態はＴＭＲ膜を備えたＴＭＲ素子である。図６Ａは、本発明の第２の実施形態に係るＣＰＰ型の磁気抵抗効果素子の構造を示す断面図であり、図６Ｂは、第２の実施形態に係る磁気抵抗効果素子を構成するＴＭＲ膜の構造を示す断面図である。
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。第１の実施形態はＧＭＲ膜５を備えたＧＭＲ素子であるのに対し、第２の実施形態はＴＭＲ膜を備えたＴＭＲ素子である。図６Ａは、本発明の第２の実施形態に係るＣＰＰ型の磁気抵抗効果素子の構造を示す断面図であり、図６Ｂは、第２の実施形態に係る磁気抵抗効果素子を構成するＴＭＲ膜の構造を示す断面図である。
第２の実施形態では、図６Ａに示すように、第１の実施形態におけるＧＭＲ膜５の代わりにＴＭＲ膜２５が形成されている。ＴＭＲ膜２５では、図６Ｂに示すように、下部シールド層４上に反強磁性膜１１が形成されている。また、反強磁性膜１１上に、強磁性膜１２、非磁性膜１３及び強磁性膜１４からなる積層フェリ構造の磁化固定層１８が形成されている。そして、磁化固定層１８上に、トンネル絶縁膜３５、強磁性膜１６及びキャップ膜１７が形成されている。トンネル絶縁膜３５としては、例えば酸化マグネシウム膜、酸化アルミニウム膜又は酸化チタン膜等が用いられている。トンネル絶縁膜３５の厚さは、例えば１ｎｍ程度である。また、第１の実施形態と同様に、強磁性膜１６は磁化自由層として機能する。強磁性膜１６の厚さは、例えば４ｎｍ乃至６ｎｍ程度である。このように、ＴＭＲ膜２５が構成されている。ＴＭＲ膜３５の底面の幅は、例えば１００ｎｍ程度である。一方、上述のように、下部シールド層４の結晶粒径は、例えば数百ｎｍ以上である。従って、高い確率でＴＭＲ膜３５は、下部シールド層４の一つの結晶粒上に形成されている。
他の構成は第１の実施形態と同様である。また、第２の実施形態に係る磁気抵抗効果素子を形成する際には、非磁性中間膜１５の代わりにトンネル絶縁膜３５を形成すればよい。
このような第２の実施形態によっても第１の実施形態と同様の効果が得られる。
なお、第１及び第２の実施形態において、下部シールド層４と反強磁性膜１１との間に、ＣＩＰ構造と同様の下地膜を形成してもよい。つまり、ＮｉＣｒ膜、ＮｉＦｅＣｒ膜又はＲｕ膜等を形成してもよい。また、軟磁性のシールド層としては、ＮｉＦｅ層（パーマロイ層）の他に、ＦｅＡｌＳｉ層（センダスト層）等を用いてもよい。
また、下部シールド層４を形成した後に２８０℃以上の熱処理を行うことにより、下部シールド層４を構成する柱状晶をより肥大化させることができる。例えば、熱処理前の結晶粒径が百数十ｎｍである場合、熱処理により数百ｎｍとすることができる。結晶粒径が大きいほど、配向の乱れが低減されるため、このような熱処理は極めて有効である。
以下、本発明の諸態様を付記としてまとめて記載する。
（付記１）
第１の軟磁性層と、
前記第１の軟磁性層上に形成された磁気抵抗効果膜と、
前記磁気抵抗効果膜上に形成された第２の軟磁性層と、
を有し、
膜厚方向に電流を流すことができる磁気抵抗効果素子であって、
前記第１の軟磁性層は柱状晶から構成されており、
前記磁気抵抗効果膜は、前記第１の軟磁性層の直上に形成された反強磁性層を有することを特徴とする磁気抵抗効果素子。
第１の軟磁性層と、
前記第１の軟磁性層上に形成された磁気抵抗効果膜と、
前記磁気抵抗効果膜上に形成された第２の軟磁性層と、
を有し、
膜厚方向に電流を流すことができる磁気抵抗効果素子であって、
前記第１の軟磁性層は柱状晶から構成されており、
前記磁気抵抗効果膜は、前記第１の軟磁性層の直上に形成された反強磁性層を有することを特徴とする磁気抵抗効果素子。
（付記２）
前記第１の軟磁性層の表面は（１１１）面となっていることを特徴とする付記１に記載の磁気抵抗効果素子。
前記第１の軟磁性層の表面は（１１１）面となっていることを特徴とする付記１に記載の磁気抵抗効果素子。
（付記３）
前記第１の軟磁性層の直下に形成され、Ｔｉ、Ｔａ及びＲｕからなる群から選択された１種からなる配向制御膜を有することを特徴とする付記２に記載の磁気抵抗効果素子。
前記第１の軟磁性層の直下に形成され、Ｔｉ、Ｔａ及びＲｕからなる群から選択された１種からなる配向制御膜を有することを特徴とする付記２に記載の磁気抵抗効果素子。
（付記４）
前記第１の軟磁性層の表面は（１００）面となっていることを特徴とする付記１に記載の磁気抵抗効果素子。
前記第１の軟磁性層の表面は（１００）面となっていることを特徴とする付記１に記載の磁気抵抗効果素子。
（付記５）
前記第１の軟磁性層の直下に形成され、ＭｇＯからなる配向制御膜を有することを特徴とする付記４に記載の磁気抵抗効果素子。
前記第１の軟磁性層の直下に形成され、ＭｇＯからなる配向制御膜を有することを特徴とする付記４に記載の磁気抵抗効果素子。
（付記６）
前記磁気抵抗効果膜は、ＣＰＰ型抵抗効果膜又はトンネル型磁気抵抗効果膜であることを特徴とする付記１乃至５のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果素子。
前記磁気抵抗効果膜は、ＣＰＰ型抵抗効果膜又はトンネル型磁気抵抗効果膜であることを特徴とする付記１乃至５のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果素子。
（付記７）
前記第１の軟磁性層は、ＮｉＦｅ層又はＦｅＡｌＳｉ層であることを特徴とする付記１乃至６のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果素子。
前記第１の軟磁性層は、ＮｉＦｅ層又はＦｅＡｌＳｉ層であることを特徴とする付記１乃至６のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果素子。
（付記８）
前記磁気抵抗効果膜は、前記第１の軟磁性層を構成する１又は２以上の結晶粒のうちの単一の結晶粒上に形成されていることを特徴とする付記１乃至７のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果素子。
前記磁気抵抗効果膜は、前記第１の軟磁性層を構成する１又は２以上の結晶粒のうちの単一の結晶粒上に形成されていることを特徴とする付記１乃至７のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果素子。
（付記９）
磁気ディスクと、
前記磁気ディスクに記録された情報を読み取る磁気ヘッドと、
を有する磁気ディスク装置であって、
前記磁気ヘッドは、付記１乃至８のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果素子を有することを特徴とする磁気ディスク装置。
磁気ディスクと、
前記磁気ディスクに記録された情報を読み取る磁気ヘッドと、
を有する磁気ディスク装置であって、
前記磁気ヘッドは、付記１乃至８のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果素子を有することを特徴とする磁気ディスク装置。
（付記１０）
柱状晶から構成された第１の軟磁性層を形成する工程と、
前記第１の軟磁性層上に磁気抵抗効果膜を形成する工程と、
前記磁気抵抗効果膜の上方に第２の軟磁性層を形成する工程と、
を有し、
前記磁気抵抗効果膜を形成する工程は、前記第１の軟磁性層上に反強磁性膜を直接形成する工程を有することを特徴とするＣＰＰ型の磁気抵抗効果素子の製造方法。
柱状晶から構成された第１の軟磁性層を形成する工程と、
前記第１の軟磁性層上に磁気抵抗効果膜を形成する工程と、
前記磁気抵抗効果膜の上方に第２の軟磁性層を形成する工程と、
を有し、
前記磁気抵抗効果膜を形成する工程は、前記第１の軟磁性層上に反強磁性膜を直接形成する工程を有することを特徴とするＣＰＰ型の磁気抵抗効果素子の製造方法。
（付記１１）
前記第１の軟磁性層の表面を（１１１）面とすることを特徴とする付記１０に記載の磁気抵抗効果素子の製造方法。
前記第１の軟磁性層の表面を（１１１）面とすることを特徴とする付記１０に記載の磁気抵抗効果素子の製造方法。
（付記１２）
前記第１の軟磁性層を形成する工程の前に、Ｔｉ、Ｔａ及びＲｕからなる群から選択された１種からなる配向制御膜を形成する工程を有し、
前記第１の軟磁性層を前記配向制御膜上に直接形成することを特徴とする付記１１に記載の磁気抵抗効果素子の製造方法。
前記第１の軟磁性層を形成する工程の前に、Ｔｉ、Ｔａ及びＲｕからなる群から選択された１種からなる配向制御膜を形成する工程を有し、
前記第１の軟磁性層を前記配向制御膜上に直接形成することを特徴とする付記１１に記載の磁気抵抗効果素子の製造方法。
（付記１３）
前記第１の軟磁性層の表面を（１００）面とすることを特徴とする付記１０に記載の磁気抵抗効果素子の製造方法。
前記第１の軟磁性層の表面を（１００）面とすることを特徴とする付記１０に記載の磁気抵抗効果素子の製造方法。
（付記１４）
前記第１の軟磁性層を形成する工程の前に、ＭｇＯからなる配向制御膜を形成する工程を有し、
前記第１の軟磁性層を前記配向制御膜上に直接形成することを特徴とする付記１３に記載の磁気抵抗効果素子の製造方法。
前記第１の軟磁性層を形成する工程の前に、ＭｇＯからなる配向制御膜を形成する工程を有し、
前記第１の軟磁性層を前記配向制御膜上に直接形成することを特徴とする付記１３に記載の磁気抵抗効果素子の製造方法。
（付記１５）
前記磁気抵抗効果膜として、巨大磁気抵抗効果膜又はトンネル型磁気抵抗効果膜を形成することを特徴とする付記１０乃至１４のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果素子の製造方法。
前記磁気抵抗効果膜として、巨大磁気抵抗効果膜又はトンネル型磁気抵抗効果膜を形成することを特徴とする付記１０乃至１４のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果素子の製造方法。
（付記１６）
前記第１の軟磁性層として、ＮｉＦｅ層又はＦｅＡｌＳｉ層を形成することを特徴とする付記１０乃至１５のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果素子の製造方法。
前記第１の軟磁性層として、ＮｉＦｅ層又はＦｅＡｌＳｉ層を形成することを特徴とする付記１０乃至１５のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果素子の製造方法。
（付記１７）
前記第１の軟磁性層をスパッタリング法により形成することを特徴とする付記１０乃至１６のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果素子の製造方法。
前記第１の軟磁性層をスパッタリング法により形成することを特徴とする付記１０乃至１６のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果素子の製造方法。
（付記１８）
前記磁気抵抗効果膜を、前記第１の軟磁性層を構成する１又は２以上の結晶粒のうちの単一の結晶粒上に形成することを特徴とする付記１０乃至１７のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果素子の製造方法。
前記磁気抵抗効果膜を、前記第１の軟磁性層を構成する１又は２以上の結晶粒のうちの単一の結晶粒上に形成することを特徴とする付記１０乃至１７のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果素子の製造方法。
１：基板
２、６：アルミナ膜
３：配向制御膜
４：下部シールド層（第１の軟磁性層）
５：ＧＭＲ膜
７：ハード膜
８：上部シールド層（第２の軟磁性層）
１１：反強磁性膜
１２：強磁性膜
１３：非磁性膜
１４：強磁性膜
１５：非磁性中間膜
１６：強磁性膜
１７：キャップ膜
１８：磁化固定層
２５：ＴＭＲ膜
３５：トンネル絶縁膜
２、６：アルミナ膜
３：配向制御膜
４：下部シールド層（第１の軟磁性層）
５：ＧＭＲ膜
７：ハード膜
８：上部シールド層（第２の軟磁性層）
１１：反強磁性膜
１２：強磁性膜
１３：非磁性膜
１４：強磁性膜
１５：非磁性中間膜
１６：強磁性膜
１７：キャップ膜
１８：磁化固定層
２５：ＴＭＲ膜
３５：トンネル絶縁膜
Claims (10)
- 第１の軟磁性層と、
前記第１の軟磁性層上に形成された磁気抵抗効果膜と、
前記磁気抵抗効果膜上に形成された第２の軟磁性層と、
を有し、
膜厚方向に電流を流すことができる磁気抵抗効果素子であって、
前記第１の軟磁性層は柱状晶から構成されており、
前記磁気抵抗効果膜は、前記第１の軟磁性層の直上に形成された反強磁性層を有することを特徴とする磁気抵抗効果素子。 - 前記第１の軟磁性層の表面は（１１１）面となっていることを特徴とする請求項１に記載の磁気抵抗効果素子。
- 前記第１の軟磁性層の直下に形成され、Ｔｉ、Ｔａ及びＲｕからなる群から選択された１種からなる配向制御膜を有することを特徴とする請求項２に記載の磁気抵抗効果素子。
- 前記第１の軟磁性層の表面は（１００）面となっていることを特徴とする請求項１に記載の磁気抵抗効果素子。
- 前記第１の軟磁性層の直下に形成され、ＭｇＯからなる配向制御膜を有することを特徴とする請求項４に記載の磁気抵抗効果素子。
- 磁気ディスクと、
前記磁気ディスクに記録された情報を読み取る磁気ヘッドと、
を有する磁気ディスク装置であって、
前記磁気ヘッドは、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果素子を有することを特徴とする磁気ディスク装置。 - 柱状晶から構成された第１の軟磁性層を形成する工程と、
前記第１の軟磁性層上に磁気抵抗効果膜を形成する工程と、
前記磁気抵抗効果膜の上方に第２の軟磁性層を形成する工程と、
を有し、
前記磁気抵抗効果膜を形成する工程は、前記第１の軟磁性層上に反強磁性膜を直接形成する工程を有することを特徴とするＣＰＰ型の磁気抵抗効果素子の製造方法。 - 前記第１の軟磁性層の表面を（１１１）面とすることを特徴とする請求項７に記載の磁気抵抗効果素子の製造方法。
- 前記第１の軟磁性層の表面を（１００）面とすることを特徴とする請求項７に記載の磁気抵抗効果素子の製造方法。
- 前記第１の軟磁性層をスパッタリング法により形成することを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果素子の製造方法。
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