JP3417403B2 - 磁気抵抗効果センサ、該センサを備えた薄膜磁気ヘッド、該センサの製造方法及び該ヘッドの製造方法 - Google Patents
磁気抵抗効果センサ、該センサを備えた薄膜磁気ヘッド、該センサの製造方法及び該ヘッドの製造方法Info
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- JP3417403B2 JP3417403B2 JP2001155646A JP2001155646A JP3417403B2 JP 3417403 B2 JP3417403 B2 JP 3417403B2 JP 2001155646 A JP2001155646 A JP 2001155646A JP 2001155646 A JP2001155646 A JP 2001155646A JP 3417403 B2 JP3417403 B2 JP 3417403B2
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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、この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、この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（Ｓ
Ｖ）ＭＲ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（ｆｒｅ
ｅ）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（Ｓ
Ｖ）ＭＲ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（ｆｒｅ
ｅ）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ＳＶＭＲセンサにおいては、通
常、下地層が磁化自由層の下に形成されている。この下
地層は、面心立方構造を有する磁化自由層の（１１
１）面の配向性を向上させて高いＭＲ変化率を確保でき
るようにすること、磁化自由層への拡散が少ないこ
と、耐蝕性に優れていること等の観点からその材料が
選定される。具体的には、磁化自由層がＮｉＦｅ層及び
ＣｏＦｅ層の積層構造である場合に、下地層はＴａ、Ｎ
ｂ、Ｚｒ又はＨｆ等によって構成される。
常、下地層が磁化自由層の下に形成されている。この下
地層は、面心立方構造を有する磁化自由層の（１１
１）面の配向性を向上させて高いＭＲ変化率を確保でき
るようにすること、磁化自由層への拡散が少ないこ
と、耐蝕性に優れていること等の観点からその材料が
選定される。具体的には、磁化自由層がＮｉＦｅ層及び
ＣｏＦｅ層の積層構造である場合に、下地層はＴａ、Ｎ
ｂ、Ｚｒ又はＨｆ等によって構成される。
【０００５】しかしながら、下地層をこのような材料で
構成した場合、磁化自由層の材料選定にもかかわらず、
ＭＲ変化率の向上には限界があり（たかだか７〜８
％）、１０％を越えるＭＲ変化率は望むことができなか
った。
構成した場合、磁化自由層の材料選定にもかかわらず、
ＭＲ変化率の向上には限界があり（たかだか７〜８
％）、１０％を越えるＭＲ変化率は望むことができなか
った。
【０００６】このため、本出願人は、本願に先行する特
許出願（特願２０００−０４０３３９、平成１２年２月
１７日出願）において、面心立方の結晶構造を持ちかつ
（１１１）面配向した下地層を設けることにより、１０
％を越えるＭＲ変化率を確保するようにしたＭＲセンサ
を提案している。
許出願（特願２０００−０４０３３９、平成１２年２月
１７日出願）において、面心立方の結晶構造を持ちかつ
（１１１）面配向した下地層を設けることにより、１０
％を越えるＭＲ変化率を確保するようにしたＭＲセンサ
を提案している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】この先行出願のような
構成の下地層を用いれば、高いＭＲ変化率は達成できる
が、磁化自由層への下地層の拡散が少なく磁化自由層の
比抵抗が低下するので、ＭＲ積層構造体全体の比抵抗も
低下し、最終的なＭＲ出力に対応するＭＲセンサとして
の抵抗変化ΔＲｓを大きくすることができない。その結
果、ＭＲセンサの狭小化を図り、高記録密度化に対応す
ることが困難となる。
構成の下地層を用いれば、高いＭＲ変化率は達成できる
が、磁化自由層への下地層の拡散が少なく磁化自由層の
比抵抗が低下するので、ＭＲ積層構造体全体の比抵抗も
低下し、最終的なＭＲ出力に対応するＭＲセンサとして
の抵抗変化ΔＲｓを大きくすることができない。その結
果、ＭＲセンサの狭小化を図り、高記録密度化に対応す
ることが困難となる。
【０００８】また、先行出願のような構成の下地層を用
いないＭＲセンサにおいても、その出力のアシンメトリ
特性のばらつきを改善することが要求されている。
いないＭＲセンサにおいても、その出力のアシンメトリ
特性のばらつきを改善することが要求されている。
【０００９】従って本発明の目的は、抵抗変化ΔＲｓを
大きくすることによって高記録密度化に対応するＭＲセ
ンサ、このＭＲセンサを備えた薄膜磁気ヘッド、このＭ
Ｒセンサの製造方法及びこの薄膜磁気ヘッドの製造方法
を提供することにある。
大きくすることによって高記録密度化に対応するＭＲセ
ンサ、このＭＲセンサを備えた薄膜磁気ヘッド、このＭ
Ｒセンサの製造方法及びこの薄膜磁気ヘッドの製造方法
を提供することにある。
【００１０】本発明の他の目的は、アシンメトリ特性の
ばらつきを改善することができるＭＲセンサ、このＭＲ
センサを備えた薄膜磁気ヘッド、このＭＲセンサの製造
方法及びこの薄膜磁気ヘッドの製造方法を提供すること
にある。
ばらつきを改善することができるＭＲセンサ、このＭＲ
センサを備えた薄膜磁気ヘッド、このＭＲセンサの製造
方法及びこの薄膜磁気ヘッドの製造方法を提供すること
にある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、磁化方
向が固定される少なくとも１つの磁化固定層と、少なく
とも１つの非磁性層と、少なくとも１つの磁化固定層に
少なくとも１つの非磁性層を介して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
化自由層の中間又は磁化自由層の非磁性層とは反対側の
面上に積層されておりかつ所定金属によって形成された
相互拡散層とを備えており、この相互拡散層が０．５ｎ
ｍ以下の膜厚を有しており、この相互拡散層の上述の所
定金属が磁化自由層の少なくとも一部に拡散されている
ＭＲセンサ、及びそのＭＲセンサを備えた薄膜磁気ヘッ
ドが提供される。
向が固定される少なくとも１つの磁化固定層と、少なく
とも１つの非磁性層と、少なくとも１つの磁化固定層に
少なくとも１つの非磁性層を介して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
化自由層の中間又は磁化自由層の非磁性層とは反対側の
面上に積層されておりかつ所定金属によって形成された
相互拡散層とを備えており、この相互拡散層が０．５ｎ
ｍ以下の膜厚を有しており、この相互拡散層の上述の所
定金属が磁化自由層の少なくとも一部に拡散されている
ＭＲセンサ、及びそのＭＲセンサを備えた薄膜磁気ヘッ
ドが提供される。
【００１２】このように、磁化自由層の中間又は磁化自
由層の非磁性層とは反対側の面上に積層されておりかつ
所定金属によって形成された０．５ｎｍ以下の膜厚の相
互拡散層から、磁化自由層の一部にこの相互拡散層の所
定金属が拡散されているので、磁化自由層のシート抵抗
Ｒｓが大きくなる。一般に、ＭＲセンサの抵抗変化ΔＲ
ｓは、ＭＲ変化率をＭＲ、シート抵抗をＲｓとすると、
ΔＲｓ［Ω］＝ＭＲ［％］×Ｒｓ［Ω］で与えられる。
従って、磁化自由層のシート抵抗Ｒｓを大きくすること
により、高いΔＲｓ、即ち、２．５Ωを越えるΔＲｓを
得ることができる。また、アシンメトリ特性のばらつき
も大幅に改善することができる。その結果、ＭＲセンサ
の狭小化を図り、高記録密度化に対応したＭＲセンサ及
び薄膜磁気ヘッドを提供することができる。
由層の非磁性層とは反対側の面上に積層されておりかつ
所定金属によって形成された０．５ｎｍ以下の膜厚の相
互拡散層から、磁化自由層の一部にこの相互拡散層の所
定金属が拡散されているので、磁化自由層のシート抵抗
Ｒｓが大きくなる。一般に、ＭＲセンサの抵抗変化ΔＲ
ｓは、ＭＲ変化率をＭＲ、シート抵抗をＲｓとすると、
ΔＲｓ［Ω］＝ＭＲ［％］×Ｒｓ［Ω］で与えられる。
従って、磁化自由層のシート抵抗Ｒｓを大きくすること
により、高いΔＲｓ、即ち、２．５Ωを越えるΔＲｓを
得ることができる。また、アシンメトリ特性のばらつき
も大幅に改善することができる。その結果、ＭＲセンサ
の狭小化を図り、高記録密度化に対応したＭＲセンサ及
び薄膜磁気ヘッドを提供することができる。
【００１３】
【００１４】
【００１５】相互拡散層が、０．１ｎｍ以上の膜厚を有
していることが好ましい。
していることが好ましい。
【００１６】所定金属が、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃ
ｒ、Ｍｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、
Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏ
ｓ、Ｉｒ及びＰｔのグループから選択された少なくとも
１つを含む金属であることが好ましい。
ｒ、Ｍｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、
Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏ
ｓ、Ｉｒ及びＰｔのグループから選択された少なくとも
１つを含む金属であることが好ましい。
【００１７】交換結合によるバイアス磁界を利用して少
なくとも１つの磁化固定層の磁化を固定する少なくとも
１つの反強磁性層がこの少なくとも１つの磁化固定層に
隣接して積層されていることが好ましい。この場合、少
なくとも１層の磁化固定層が、強磁性層による単層構造
を有しているか、強磁性層による多層構造を有している
か、又は非磁性層と強磁性層との多層構造を有している
ことがより好ましい。
なくとも１つの磁化固定層の磁化を固定する少なくとも
１つの反強磁性層がこの少なくとも１つの磁化固定層に
隣接して積層されていることが好ましい。この場合、少
なくとも１層の磁化固定層が、強磁性層による単層構造
を有しているか、強磁性層による多層構造を有している
か、又は非磁性層と強磁性層との多層構造を有している
ことがより好ましい。
【００１８】少なくとも１つの磁化固定層が、互いに反
強磁性結合されており、磁気モーメントが逆方向に整合
している少なくとも２つの強磁性層の積層体からなるこ
とも好ましい。この場合、自動的に磁化が固定されるの
で、交換結合によって磁化固定層の磁化を固定する反強
磁性層は不要となる。
強磁性結合されており、磁気モーメントが逆方向に整合
している少なくとも２つの強磁性層の積層体からなるこ
とも好ましい。この場合、自動的に磁化が固定されるの
で、交換結合によって磁化固定層の磁化を固定する反強
磁性層は不要となる。
【００１９】少なくとも１つの磁化固定層が、ＭＲセン
サを流れる電流によって生じる磁界により磁化が固定さ
れる強磁性層からなることも好ましい。この場合も、セ
ンス電流の磁界により磁化が固定されるので、交換結合
によって磁化固定層の磁化を固定する反強磁性層は不要
となる。
サを流れる電流によって生じる磁界により磁化が固定さ
れる強磁性層からなることも好ましい。この場合も、セ
ンス電流の磁界により磁化が固定されるので、交換結合
によって磁化固定層の磁化を固定する反強磁性層は不要
となる。
【００２０】基板側から下地層、磁化自由層、１つの非
磁性層及び１つの磁化固定層の順序で積層されているこ
とが好ましい。
磁性層及び１つの磁化固定層の順序で積層されているこ
とが好ましい。
【００２１】基板側から下地層、１つの磁化固定層、１
つの非磁性層及び磁化自由層の順序で積層されているこ
とも好ましい。
つの非磁性層及び磁化自由層の順序で積層されているこ
とも好ましい。
【００２２】基板側から下地層、１つの磁化固定層、１
つの非磁性層、磁化自由層、他の非磁性層及び他の磁化
固定層の順序で積層されていることも好ましい。
つの非磁性層、磁化自由層、他の非磁性層及び他の磁化
固定層の順序で積層されていることも好ましい。
【００２３】下地層が、（１１１）面配向していること
が好ましい。
が好ましい。
【００２４】（１１１）面配向している保護層がさらに
設けられていることも好ましい。
設けられていることも好ましい。
【００２５】本発明によれば、さらに、磁化方向が固定
される少なくとも１つの磁化固定層と、少なくとも１つ
の非磁性層と、印加される磁界に応じて磁化方向が可変
の磁化自由層とを順次積層して形成されるＭＲセンサの
製造方法であって、磁化自由層の中間又は磁化自由層の
少なくとも１つの非磁性層とは反対側の面上に所定金属
による相互拡散層を０．５ｎｍ以下の膜厚に積層し、磁
化自由層の少なくとも一部にこの相互拡散層の所定金属
を拡散させるＭＲセンサの製造方法、並びに磁気情報の
再生に用いるＭＲセンサを、上述の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。
される少なくとも１つの磁化固定層と、少なくとも１つ
の非磁性層と、印加される磁界に応じて磁化方向が可変
の磁化自由層とを順次積層して形成されるＭＲセンサの
製造方法であって、磁化自由層の中間又は磁化自由層の
少なくとも１つの非磁性層とは反対側の面上に所定金属
による相互拡散層を０．５ｎｍ以下の膜厚に積層し、磁
化自由層の少なくとも一部にこの相互拡散層の所定金属
を拡散させるＭＲセンサの製造方法、並びに磁気情報の
再生に用いるＭＲセンサを、上述の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。
【００２６】相互拡散層を、０．１ｎｍ以上の膜厚に形
成することが好ましい。
成することが好ましい。
【００２７】所定金属が、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃ
ｒ、Ｍｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、
Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏ
ｓ、Ｉｒ及びＰｔのグループから選択された少なくとも
１つを含む金属であるかもしれない。
ｒ、Ｍｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、
Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏ
ｓ、Ｉｒ及びＰｔのグループから選択された少なくとも
１つを含む金属であるかもしれない。
【００２８】交換結合によるバイアス磁界を利用して少
なくとも１つの磁化固定層の磁化を固定する少なくとも
１つの反強磁性層をこの少なくとも１つの磁化固定層に
隣接して積層することが好ましい。この場合、少なくと
も１層の磁化固定層が、強磁性層による単層構造を有し
ているか、強磁性層による多層構造を有しているか、又
は非磁性層と強磁性層との多層構造を有していることが
より好ましい。
なくとも１つの磁化固定層の磁化を固定する少なくとも
１つの反強磁性層をこの少なくとも１つの磁化固定層に
隣接して積層することが好ましい。この場合、少なくと
も１層の磁化固定層が、強磁性層による単層構造を有し
ているか、強磁性層による多層構造を有しているか、又
は非磁性層と強磁性層との多層構造を有していることが
より好ましい。
【００２９】少なくとも１つの磁化固定層を、互いに反
強磁性結合されており、磁気モーメントが逆方向に整合
している少なくとも２つの強磁性層の積層体で形成する
ことが好ましい。
強磁性結合されており、磁気モーメントが逆方向に整合
している少なくとも２つの強磁性層の積層体で形成する
ことが好ましい。
【００３０】少なくとも１つの磁化固定層を、互いに反
強磁性結合されており、磁気モーメントが逆方向に整合
している少なくとも２つの強磁性層の積層体から形成す
ることも好ましい。この場合、自動的に磁化が固定され
るので、交換結合によって磁化固定層の磁化を固定する
反強磁性層は不要となる。
強磁性結合されており、磁気モーメントが逆方向に整合
している少なくとも２つの強磁性層の積層体から形成す
ることも好ましい。この場合、自動的に磁化が固定され
るので、交換結合によって磁化固定層の磁化を固定する
反強磁性層は不要となる。
【００３１】少なくとも１つの磁化固定層を、ＭＲセン
サを流れる電流によって生じる磁界により磁化が固定さ
れる強磁性層で形成することも好ましい。この場合も、
センス電流の磁界により磁化が固定されるので、交換結
合によって磁化固定層の磁化を固定する反強磁性層は不
要となる。
サを流れる電流によって生じる磁界により磁化が固定さ
れる強磁性層で形成することも好ましい。この場合も、
センス電流の磁界により磁化が固定されるので、交換結
合によって磁化固定層の磁化を固定する反強磁性層は不
要となる。
【００３２】基板側から下地層、磁化自由層、１つの非
磁性層及び１つの磁化固定層の順序で積層することが好
ましい。
磁性層及び１つの磁化固定層の順序で積層することが好
ましい。
【００３３】基板側から下地層、１つの磁化固定層、１
つの非磁性層及び磁化自由層の順序で積層することも好
ましい。
つの非磁性層及び磁化自由層の順序で積層することも好
ましい。
【００３４】基板側から下地層、１つの磁化固定層、１
つの非磁性層、磁化自由層、他の非磁性層及び他の磁化
固定層の順序で積層することも好ましい。
つの非磁性層、磁化自由層、他の非磁性層及び他の磁化
固定層の順序で積層することも好ましい。
【００３５】下地層が、（１１１）面配向していること
が好ましい。
が好ましい。
【００３６】（１１１）面配向している保護層をさらに
設けることも好ましい。
設けることも好ましい。
【００３７】
【発明の実施の形態】第１の実施形態
図１は本発明の第１の実施形態として、本発明による薄
膜磁気ヘッドの主要部の構成を概略的に示す断面図であ
り、図２はそのＳＶＭＲ積層構造体の層構成を示す、浮
上面（ＡＢＳ）方向から見た断面図である。本実施形態
の薄膜磁気ヘッドは、ＭＲセンサで構成された読出しヘ
ッド部とインダクティブ磁気変換素子で形成された書込
みヘッド部とを備えた複合型薄膜磁気ヘッドである。
膜磁気ヘッドの主要部の構成を概略的に示す断面図であ
り、図２はそのＳＶＭＲ積層構造体の層構成を示す、浮
上面（ＡＢＳ）方向から見た断面図である。本実施形態
の薄膜磁気ヘッドは、ＭＲセンサで構成された読出しヘ
ッド部とインダクティブ磁気変換素子で形成された書込
みヘッド部とを備えた複合型薄膜磁気ヘッドである。
【００３８】図１において、１０はスライダの主要部を
構成する基板、１１は基板１０上に図示しない下地膜を
介して形成されている下部シールド層、１２は書込みヘ
ッド部の下部磁性層をも兼用する上部シールド層、１３
は絶縁層１４及び１５を介して下部シールド層１１及び
上部シールド層１２間に、ＡＢＳ１０ａに沿って伸長す
るように形成されたＳＶＭＲ積層構造体、１６は上部磁
性層、１７は有機樹脂で構成された絶縁層１８に取り囲
まれているコイル導電層、１９はギャップ層、２０は保
護層をそれぞれ示している。
構成する基板、１１は基板１０上に図示しない下地膜を
介して形成されている下部シールド層、１２は書込みヘ
ッド部の下部磁性層をも兼用する上部シールド層、１３
は絶縁層１４及び１５を介して下部シールド層１１及び
上部シールド層１２間に、ＡＢＳ１０ａに沿って伸長す
るように形成されたＳＶＭＲ積層構造体、１６は上部磁
性層、１７は有機樹脂で構成された絶縁層１８に取り囲
まれているコイル導電層、１９はギャップ層、２０は保
護層をそれぞれ示している。
【００３９】下部磁性層１２及び上部磁性層１６の先端
部は微小厚みのギャップ層１９を隔てて対向するポール
部１２ａ及び１６ａを構成しており、これらポール部１
２ａ及び１６ａにおいて書き込みが行われる。ヨーク部
を構成する下部磁性層１２及び上部磁性層１６のポール
部１２ａ及び１６ａとは反対側はバックギャップ部であ
り、磁気回路を完成するように互いに結合されている。
コイル導電層１７は、絶縁層１８上に、ヨーク部の結合
部のまわりを渦巻状に回るように形成されている。
部は微小厚みのギャップ層１９を隔てて対向するポール
部１２ａ及び１６ａを構成しており、これらポール部１
２ａ及び１６ａにおいて書き込みが行われる。ヨーク部
を構成する下部磁性層１２及び上部磁性層１６のポール
部１２ａ及び１６ａとは反対側はバックギャップ部であ
り、磁気回路を完成するように互いに結合されている。
コイル導電層１７は、絶縁層１８上に、ヨーク部の結合
部のまわりを渦巻状に回るように形成されている。
【００４０】図２に示すように、ＳＶＭＲ積層構造体１
３は、下地層１３０と、磁化自由層１３１を構成する軟
磁性層１３１ａと、この軟磁性層１３１ａの中間に挿入
された相互拡散層１３２と、磁化自由層１３１の軟磁性
層１３１ｂと、非磁性導電層１３３と、磁化固定層１３
４と、反強磁性層１３５と、保護層１３６とを順次積層
した構成となっている。ただし、アニーリング後は、磁
化自由層１３１の軟磁性層１３１ａ内には相互拡散層１
３２の金属成分が拡散しており、また、相互拡散層１３
２内には軟磁性層１３１ａの金属成分が拡散している。
３は、下地層１３０と、磁化自由層１３１を構成する軟
磁性層１３１ａと、この軟磁性層１３１ａの中間に挿入
された相互拡散層１３２と、磁化自由層１３１の軟磁性
層１３１ｂと、非磁性導電層１３３と、磁化固定層１３
４と、反強磁性層１３５と、保護層１３６とを順次積層
した構成となっている。ただし、アニーリング後は、磁
化自由層１３１の軟磁性層１３１ａ内には相互拡散層１
３２の金属成分が拡散しており、また、相互拡散層１３
２内には軟磁性層１３１ａの金属成分が拡散している。
【００４１】下地層１３０は、面心立方の結晶構造を有
しており、（１１１）面配向している。具体的には、下
地層１３０としては、例えば、膜厚が約５ｎｍのＮｉＣ
ｒ膜を用いることができる。なお、下地層１３０とし
て、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏ及びＣｕのグループから選択され
た少なくとも１つとＣｒ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｉｒ、Ｍｏ及び
Ｖのグループから選択された少なくとも１つの合金膜を
用いても良い。
しており、（１１１）面配向している。具体的には、下
地層１３０としては、例えば、膜厚が約５ｎｍのＮｉＣ
ｒ膜を用いることができる。なお、下地層１３０とし
て、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏ及びＣｕのグループから選択され
た少なくとも１つとＣｒ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｉｒ、Ｍｏ及び
Ｖのグループから選択された少なくとも１つの合金膜を
用いても良い。
【００４２】本実施形態において、磁化自由層１３１
は、軟磁性層１３１ａ及び１３１ｂとを積層した２層構
造となっているが、このような２層構造の他に、単層構
造又は２層以上の多層構造を採用することもできる。軟
磁性層１３１ａとしては、例えば膜厚が約１．５ｎｍ＋
１．５ｎｍのＮｉＦｅ膜を用いることができ、軟磁性層
１３１ｂとしては、例えば、膜厚が約１ｎｍのＣｏＦｅ
膜を用いることができる。なお、軟磁性層１３１ｂとし
て、Ｃｏ膜を用いても良い。
は、軟磁性層１３１ａ及び１３１ｂとを積層した２層構
造となっているが、このような２層構造の他に、単層構
造又は２層以上の多層構造を採用することもできる。軟
磁性層１３１ａとしては、例えば膜厚が約１．５ｎｍ＋
１．５ｎｍのＮｉＦｅ膜を用いることができ、軟磁性層
１３１ｂとしては、例えば、膜厚が約１ｎｍのＣｏＦｅ
膜を用いることができる。なお、軟磁性層１３１ｂとし
て、Ｃｏ膜を用いても良い。
【００４３】非磁性導電層１３３は、一方の面が軟磁性
層１３１ｂの一方の面に接している。この導電層１３３
は、例えば、膜厚が約２．１ｎｍのＣｕ膜によって構成
される。
層１３１ｂの一方の面に接している。この導電層１３３
は、例えば、膜厚が約２．１ｎｍのＣｕ膜によって構成
される。
【００４４】磁化固定層１３４は、一方の面が導電層１
３３の他方の面に接している。この磁化固定層１３４
は、強磁性層の単層構造、例えば、膜厚が約２ｎｍのＣ
ｏＦｅ膜等によって構成される。なお、磁化固定層１３
４として、Ｃｏ膜を用いても良い。また、磁化固定層１
３４を、強磁性層の多層構造としても良い。
３３の他方の面に接している。この磁化固定層１３４
は、強磁性層の単層構造、例えば、膜厚が約２ｎｍのＣ
ｏＦｅ膜等によって構成される。なお、磁化固定層１３
４として、Ｃｏ膜を用いても良い。また、磁化固定層１
３４を、強磁性層の多層構造としても良い。
【００４５】反強磁性層１３５は、例えば膜厚が約２０
ｎｍのＰｔＭｎ膜等によって構成される。磁化固定層１
３４は、反強磁性層１３５と交換結合しており、この交
換結合により一方向に固定磁化されている。なお、反強
磁性層１３５として、ＮｉＭｎ、ＲｕＲｈ、Ｍｎ又はＩ
ｒＭｎ膜を用いても良い。さらに、反強磁性層１３５
は、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｕ、Ａｇ、Ｆｅ及びＣｒのグ
ループから選択された少なくとも１つを含有していても
良い。
ｎｍのＰｔＭｎ膜等によって構成される。磁化固定層１
３４は、反強磁性層１３５と交換結合しており、この交
換結合により一方向に固定磁化されている。なお、反強
磁性層１３５として、ＮｉＭｎ、ＲｕＲｈ、Ｍｎ又はＩ
ｒＭｎ膜を用いても良い。さらに、反強磁性層１３５
は、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｕ、Ａｇ、Ｆｅ及びＣｒのグ
ループから選択された少なくとも１つを含有していても
良い。
【００４６】保護層１３６は、面心立方の結晶構造を有
しており、（１１１）面配向している。具体的には、保
護層１３６としては、例えば、膜厚が約５ｎｍのＮｉＣ
ｒ膜を用いることができる。なお、保護層１３６とし
て、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏ及びＣｕのグループから選択され
た少なくとも１つとＣｒ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｉｒ、Ｍｏ及び
Ｖのグループから選択された少なくとも１つの合金膜を
用いても良い。
しており、（１１１）面配向している。具体的には、保
護層１３６としては、例えば、膜厚が約５ｎｍのＮｉＣ
ｒ膜を用いることができる。なお、保護層１３６とし
て、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏ及びＣｕのグループから選択され
た少なくとも１つとＣｒ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｉｒ、Ｍｏ及び
Ｖのグループから選択された少なくとも１つの合金膜を
用いても良い。
【００４７】反強磁性層１３５を除く以上述べた各層
は、（１１１）面間隔が０．２０５０〜０．２０６４ｎ
ｍの範囲、好ましくは０．２０５４〜０．２０６３ｎｍ
の範囲、より好ましくは０．２０５５〜０．２０６２ｎ
ｍの範囲にある。
は、（１１１）面間隔が０．２０５０〜０．２０６４ｎ
ｍの範囲、好ましくは０．２０５４〜０．２０６３ｎｍ
の範囲、より好ましくは０．２０５５〜０．２０６２ｎ
ｍの範囲にある。
【００４８】このような結晶構造を有するＳＶＭＲ積層
構造によれば、下地層１３０の（１１１）面間隔が、面
心立方の結晶構造を有する磁化自由層１３１のＮｉＦｅ
膜の（１１１）面間隔及び他の層の（１１１）面間隔と
一致するため、ＳＶＭＲ積層構造体の各界面に乱れがな
くなるので、１０％以上のＭＲ変化率を得ることができ
る。また、アシンメトリ特性のばらつきも大幅に改善す
ることができる。
構造によれば、下地層１３０の（１１１）面間隔が、面
心立方の結晶構造を有する磁化自由層１３１のＮｉＦｅ
膜の（１１１）面間隔及び他の層の（１１１）面間隔と
一致するため、ＳＶＭＲ積層構造体の各界面に乱れがな
くなるので、１０％以上のＭＲ変化率を得ることができ
る。また、アシンメトリ特性のばらつきも大幅に改善す
ることができる。
【００４９】磁化自由層１３１の軟磁性層１３１ａの中
間に挿入積層された相互拡散層１３２としては、例え
ば、膜厚が０．１〜０．５ｎｍのＴａ膜を用いることが
できる。なお、相互拡散層１３２として、Ａｌ、Ｓｉ、
Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、
Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｈｆ、Ｔａ、
Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ及びＰｔのグループから選択され
た少なくとも１つを含む金属膜を用いても良い。ただ
し、アニーリング後のこの相互拡散層１３２内には、軟
磁性層１３１ａの金属成分が拡散している。逆に、アニ
ーリング後の磁化自由層１３１の軟磁性層１３１ａ内に
は相互拡散層１３２の金属成分が拡散している。
間に挿入積層された相互拡散層１３２としては、例え
ば、膜厚が０．１〜０．５ｎｍのＴａ膜を用いることが
できる。なお、相互拡散層１３２として、Ａｌ、Ｓｉ、
Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、
Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｈｆ、Ｔａ、
Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ及びＰｔのグループから選択され
た少なくとも１つを含む金属膜を用いても良い。ただ
し、アニーリング後のこの相互拡散層１３２内には、軟
磁性層１３１ａの金属成分が拡散している。逆に、アニ
ーリング後の磁化自由層１３１の軟磁性層１３１ａ内に
は相互拡散層１３２の金属成分が拡散している。
【００５０】図２には示されていないが、スピンバルブ
ＭＲ積層構造体の両側面には、磁化自由層１３１に縦方
向磁気バイアスを加える磁区制御層が備えられている。
磁区制御層は永久磁石層であってもよいし、反強磁性層
によって構成し、この反強磁性層と磁化自由層１３１と
の間で交換結合を生じさせてもよい。さらに、磁区制御
層上には、リード導体層がそれぞれ積層されている。こ
れらリード導体層は、スピンバルブＭＲ積層構造体の非
磁性導電層１３３にセンス電流を流すために備えられて
いる。
ＭＲ積層構造体の両側面には、磁化自由層１３１に縦方
向磁気バイアスを加える磁区制御層が備えられている。
磁区制御層は永久磁石層であってもよいし、反強磁性層
によって構成し、この反強磁性層と磁化自由層１３１と
の間で交換結合を生じさせてもよい。さらに、磁区制御
層上には、リード導体層がそれぞれ積層されている。こ
れらリード導体層は、スピンバルブＭＲ積層構造体の非
磁性導電層１３３にセンス電流を流すために備えられて
いる。
【００５１】次に、本実施形態におけるＳＶＭＲ積層構
造体１３を製造するには、まず、図２に示すように、基
板上に下地層１３０（ＮｉＣｒ、５ｎｍ）と、磁化自由
層１３１の軟磁性層１３１ａの一部（ＮｉＦｅ、１．５
ｎｍ）と、相互拡散層１３２（Ｔａ、０．１〜０．５ｎ
ｍ）と、軟磁性層１３１ａの残りの部分（ＮｉＦｅ、
１．５ｎｍ）と、磁化自由層１３１の軟磁性層１３１ｂ
（ＣｏＦｅ、１ｎｍ）と、非磁性導電層１３３（Ｃｕ、
２．１ｎｍ）と、磁化固定層１３４（ＣｏＦｅ、２ｎ
ｍ）と、反強磁性層１３５（ＰｔＭｎ、２０ｎｍ）と、
保護層１３６（ＮｉＣｒ、５ｎｍ）とを順次積層する。
造体１３を製造するには、まず、図２に示すように、基
板上に下地層１３０（ＮｉＣｒ、５ｎｍ）と、磁化自由
層１３１の軟磁性層１３１ａの一部（ＮｉＦｅ、１．５
ｎｍ）と、相互拡散層１３２（Ｔａ、０．１〜０．５ｎ
ｍ）と、軟磁性層１３１ａの残りの部分（ＮｉＦｅ、
１．５ｎｍ）と、磁化自由層１３１の軟磁性層１３１ｂ
（ＣｏＦｅ、１ｎｍ）と、非磁性導電層１３３（Ｃｕ、
２．１ｎｍ）と、磁化固定層１３４（ＣｏＦｅ、２ｎ
ｍ）と、反強磁性層１３５（ＰｔＭｎ、２０ｎｍ）と、
保護層１３６（ＮｉＣｒ、５ｎｍ）とを順次積層する。
【００５２】次いで、３００ｍＴ（３ｋＧ）の磁界中で
２６０℃の温度を５時間保持するアニーリングを行う。
このアニーリングにより、相互拡散層１３２内には、軟
磁性層１３１ａの金属成分が拡散し、磁化自由層１３１
の軟磁性層１３１ａ内には相互拡散層１３２の金属成分
が拡散することとなる。
２６０℃の温度を５時間保持するアニーリングを行う。
このアニーリングにより、相互拡散層１３２内には、軟
磁性層１３１ａの金属成分が拡散し、磁化自由層１３１
の軟磁性層１３１ａ内には相互拡散層１３２の金属成分
が拡散することとなる。
【００５３】複合型薄膜磁気ヘッドを形成するためのそ
の他の工程は従来技術と同様であるため、説明は省略す
る。
の他の工程は従来技術と同様であるため、説明は省略す
る。
【００５４】このようにして得られるＳＶＭＲセンサに
ついて、相互拡散層１３２であるＴａ膜の膜厚を変えた
場合のＭＲ抵抗変化ΔＲｓ、ＭＲ変化率ＭＲ、シート抵
抗Ｒｓを測定した結果が図３〜図５に示されている。た
だし、測定磁界は、７２０００Ａ／ｍ（９００Ｏｅ）で
ある。
ついて、相互拡散層１３２であるＴａ膜の膜厚を変えた
場合のＭＲ抵抗変化ΔＲｓ、ＭＲ変化率ＭＲ、シート抵
抗Ｒｓを測定した結果が図３〜図５に示されている。た
だし、測定磁界は、７２０００Ａ／ｍ（９００Ｏｅ）で
ある。
【００５５】これらの図から分かるように、相互拡散層
１３２を設けることにより、その膜厚が厚くなるとＭＲ
変化率が若干低下する（ただし、膜厚が０．５ｎｍを越
えても１０％以上の値を有す）。しかしながら、相互拡
散層１３２を設けることにより、磁化自由層１３１内に
は相互拡散層１３２の金属成分が拡散するのでシート抵
抗Ｒｓが大きくなるため、抵抗変化ΔＲｓは大きくな
り、Ｔａ膜の膜厚が０．１〜０．５ｎｍの範囲でほぼ
２．５Ωを越える値となっている。
１３２を設けることにより、その膜厚が厚くなるとＭＲ
変化率が若干低下する（ただし、膜厚が０．５ｎｍを越
えても１０％以上の値を有す）。しかしながら、相互拡
散層１３２を設けることにより、磁化自由層１３１内に
は相互拡散層１３２の金属成分が拡散するのでシート抵
抗Ｒｓが大きくなるため、抵抗変化ΔＲｓは大きくな
り、Ｔａ膜の膜厚が０．１〜０．５ｎｍの範囲でほぼ
２．５Ωを越える値となっている。
【００５６】以下の表１は、本実施形態の積層構造を有
するが相互拡散層の材料が異なる種々のＳＶＭＲセンサ
について、種々のサンプルを作成し、ΔＲｓを測定した
結果を表している。
するが相互拡散層の材料が異なる種々のＳＶＭＲセンサ
について、種々のサンプルを作成し、ΔＲｓを測定した
結果を表している。
【００５７】各サンプルは、基板としてアルミナ膜付き
のＡｌＴｉＣを使用し、その上に、ＮｉＣｒ（５ｎｍ）
／相互拡散層を挿入した磁化自由層／Ｃｕ（２．１ｎ
ｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／ＰｔＭｎ（２０ｎｍ）／Ｎ
ｉＣｒ（５ｎｍ）を順次積層して成膜し、３００ｍＴ
（３ｋＧ）の磁界中で２６０℃の温度を５時間保持する
アニーリングを行っている。測定磁界は、７２０００Ａ
／ｍ（９００Ｏｅ）である。
のＡｌＴｉＣを使用し、その上に、ＮｉＣｒ（５ｎｍ）
／相互拡散層を挿入した磁化自由層／Ｃｕ（２．１ｎ
ｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／ＰｔＭｎ（２０ｎｍ）／Ｎ
ｉＣｒ（５ｎｍ）を順次積層して成膜し、３００ｍＴ
（３ｋＧ）の磁界中で２６０℃の温度を５時間保持する
アニーリングを行っている。測定磁界は、７２０００Ａ
／ｍ（９００Ｏｅ）である。
【００５８】
【表１】
【００５９】上述した第１の実施形態では、磁化自由層
１３１における軟磁性層１３１ａの膜厚方向の中央に相
互拡散層１３２が挿入されているが、この相互拡散層１
３２は、軟磁性層１３１ａの途中であればどの位置であ
っても良い。
１３１における軟磁性層１３１ａの膜厚方向の中央に相
互拡散層１３２が挿入されているが、この相互拡散層１
３２は、軟磁性層１３１ａの途中であればどの位置であ
っても良い。
【００６０】以下の表２は、相互拡散層の挿入位置が異
なる種々のＳＶＭＲセンサについて、種々のサンプルを
作成し、ΔＲｓを測定した結果を表している。
なる種々のＳＶＭＲセンサについて、種々のサンプルを
作成し、ΔＲｓを測定した結果を表している。
【００６１】
【表２】
【００６２】第２の実施形態
図６は本発明の第２の実施形態におけるＳＶＭＲ積層構
造体の層構成を示す、ＡＢＳ方向から見た断面図であ
る。
造体の層構成を示す、ＡＢＳ方向から見た断面図であ
る。
【００６３】本実施形態において、ＳＶＭＲ積層構造体
は、下地層１３０と、反強磁性層１３５と、磁化固定層
１３４と、非磁性導電層１３３と、磁化自由層１３１を
構成する軟磁性層１３１ｂと、磁化自由層１３１の軟磁
性層１３１ａと、この軟磁性層１３１ａの中間に挿入さ
れた相互拡散層１３２と、保護層１３６とを順次積層し
た構成となっている。ただし、アニーリング後は、磁化
自由層１３１の軟磁性層１３１ａ内には相互拡散層１３
２の金属成分が拡散しており、また、相互拡散層１３２
内には軟磁性層１３１ａの金属成分が拡散している。
は、下地層１３０と、反強磁性層１３５と、磁化固定層
１３４と、非磁性導電層１３３と、磁化自由層１３１を
構成する軟磁性層１３１ｂと、磁化自由層１３１の軟磁
性層１３１ａと、この軟磁性層１３１ａの中間に挿入さ
れた相互拡散層１３２と、保護層１３６とを順次積層し
た構成となっている。ただし、アニーリング後は、磁化
自由層１３１の軟磁性層１３１ａ内には相互拡散層１３
２の金属成分が拡散しており、また、相互拡散層１３２
内には軟磁性層１３１ａの金属成分が拡散している。
【００６４】このように、本実施形態は、ＳＶＭＲ積層
構造体の各層の積層順序を第１の実施形態の場合と反対
にしたものであり、その他の構成及び作用効果等は、こ
の第１の実施形態の場合とほぼ同様であり、ほぼ２．５
Ωを越える抵抗変化ΔＲｓが得られる。本実施形態にお
いては、第１の実施形態の場合と同じ構成要素には、同
じ参照番号が付されている。
構造体の各層の積層順序を第１の実施形態の場合と反対
にしたものであり、その他の構成及び作用効果等は、こ
の第１の実施形態の場合とほぼ同様であり、ほぼ２．５
Ωを越える抵抗変化ΔＲｓが得られる。本実施形態にお
いては、第１の実施形態の場合と同じ構成要素には、同
じ参照番号が付されている。
【００６５】以下の表３は、本実施形態の積層構造を有
するが相互拡散層の材料が異なる種々のＳＶＭＲセンサ
について、種々のサンプルを作成し、ΔＲｓを測定した
結果を表している。
するが相互拡散層の材料が異なる種々のＳＶＭＲセンサ
について、種々のサンプルを作成し、ΔＲｓを測定した
結果を表している。
【００６６】各サンプルは、基板としてアルミナ膜付き
のＡｌＴｉＣを使用し、その上に、ＮｉＣｒ（５ｎｍ）
／ＰｔＭｎ（２０ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ
（２．１ｎｍ）／相互拡散層を挿入した磁化自由層／Ｎ
ｉＣｒ（５ｎｍ）を順次積層して成膜し、３００ｍＴ
（３ｋＧ）の磁界中で２６０℃の温度を５時間保持する
アニーリングを行っている。測定磁界は、７２０００Ａ
／ｍ（９００Ｏｅ）である。
のＡｌＴｉＣを使用し、その上に、ＮｉＣｒ（５ｎｍ）
／ＰｔＭｎ（２０ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ
（２．１ｎｍ）／相互拡散層を挿入した磁化自由層／Ｎ
ｉＣｒ（５ｎｍ）を順次積層して成膜し、３００ｍＴ
（３ｋＧ）の磁界中で２６０℃の温度を５時間保持する
アニーリングを行っている。測定磁界は、７２０００Ａ
／ｍ（９００Ｏｅ）である。
【００６７】
【表３】
【００６８】第３の実施形態
図７は本発明の第３の実施形態におけるＳＶＭＲ積層構
造体の層構成を示す、ＡＢＳ方向から見た断面図であ
る。
造体の層構成を示す、ＡＢＳ方向から見た断面図であ
る。
【００６９】本実施形態において、ＳＶＭＲ積層構造体
は、下地層１３０と、相互拡散層１３２と、磁化自由層
１３１を構成する軟磁性層１３１ａ及び１３１ｂと、非
磁性導電層１３３と、磁化固定層１３４と、反強磁性層
１３５と、保護層１３６とを順次積層した構成となって
いる。ただし、アニーリング後は、磁化自由層１３１の
軟磁性層１３１ａ内には相互拡散層１３２の金属成分が
拡散しており、また、相互拡散層１３２内には軟磁性層
１３１ａ及び下地層１３０の金属成分が拡散している。
は、下地層１３０と、相互拡散層１３２と、磁化自由層
１３１を構成する軟磁性層１３１ａ及び１３１ｂと、非
磁性導電層１３３と、磁化固定層１３４と、反強磁性層
１３５と、保護層１３６とを順次積層した構成となって
いる。ただし、アニーリング後は、磁化自由層１３１の
軟磁性層１３１ａ内には相互拡散層１３２の金属成分が
拡散しており、また、相互拡散層１３２内には軟磁性層
１３１ａ及び下地層１３０の金属成分が拡散している。
【００７０】このように、本実施形態は、相互拡散層１
３２の積層位置を、下地層１３０と磁化自由層１３１の
軟磁性層１３１ａとの間としたものであり、その他の構
成及び作用効果等は、第１の実施形態の場合とほぼ同様
であり、ほぼ２．５Ωを越える抵抗変化ΔＲｓが得られ
る。本実施形態においては、第１の実施形態の場合と同
じ構成要素には、同じ参照番号が付されている。
３２の積層位置を、下地層１３０と磁化自由層１３１の
軟磁性層１３１ａとの間としたものであり、その他の構
成及び作用効果等は、第１の実施形態の場合とほぼ同様
であり、ほぼ２．５Ωを越える抵抗変化ΔＲｓが得られ
る。本実施形態においては、第１の実施形態の場合と同
じ構成要素には、同じ参照番号が付されている。
【００７１】以下の表４は、磁化自由層の各軟磁性層及
び相互拡散層の膜厚が異なるＳＶＭＲセンサについてサ
ンプルを作成し、ΔＲｓを測定した結果を表している。
び相互拡散層の膜厚が異なるＳＶＭＲセンサについてサ
ンプルを作成し、ΔＲｓを測定した結果を表している。
【００７２】
【表４】
【００７３】第４の実施形態
図８は本発明の第４の実施形態におけるＳＶＭＲ積層構
造体の層構成を示す、ＡＢＳ方向から見た断面図であ
る。
造体の層構成を示す、ＡＢＳ方向から見た断面図であ
る。
【００７４】本実施形態において、ＳＶＭＲ積層構造体
は、下地層１３０と、反強磁性層１３５と、磁化固定層
１３４と、非磁性導電層１３３と、磁化自由層１３１を
構成する軟磁性層１３１ｂ及び軟磁性層１３１ａと、こ
の軟磁性層１３１ａの上に積層された相互拡散層１３２
と、保護層１３６とを順次積層した構成となっている。
ただし、アニーリング後は、磁化自由層１３１の軟磁性
層１３１ａ内には相互拡散層１３２の金属成分が拡散し
ており、また、相互拡散層１３２内には軟磁性層１３１
ａ及び保護層１３６の金属成分が拡散している。
は、下地層１３０と、反強磁性層１３５と、磁化固定層
１３４と、非磁性導電層１３３と、磁化自由層１３１を
構成する軟磁性層１３１ｂ及び軟磁性層１３１ａと、こ
の軟磁性層１３１ａの上に積層された相互拡散層１３２
と、保護層１３６とを順次積層した構成となっている。
ただし、アニーリング後は、磁化自由層１３１の軟磁性
層１３１ａ内には相互拡散層１３２の金属成分が拡散し
ており、また、相互拡散層１３２内には軟磁性層１３１
ａ及び保護層１３６の金属成分が拡散している。
【００７５】このように、本実施形態は、ＳＶＭＲ積層
構造体の各層の積層順序を第３の実施形態の場合と反対
にしたものであり、その他の構成及び作用効果等は、こ
の第３の実施形態の場合とほぼ同様であり、ほぼ２．５
Ωを越える抵抗変化ΔＲｓが得られる。本実施形態にお
いては、第３の実施形態の場合と同じ構成要素には、同
じ参照番号が付されている。
構造体の各層の積層順序を第３の実施形態の場合と反対
にしたものであり、その他の構成及び作用効果等は、こ
の第３の実施形態の場合とほぼ同様であり、ほぼ２．５
Ωを越える抵抗変化ΔＲｓが得られる。本実施形態にお
いては、第３の実施形態の場合と同じ構成要素には、同
じ参照番号が付されている。
【００７６】第５の実施形態
図９は本発明の第５の実施形態におけるＳＶＭＲ積層構
造体の層構成を示す、ＡＢＳ方向から見た断面図であ
る。
造体の層構成を示す、ＡＢＳ方向から見た断面図であ
る。
【００７７】本実施形態において、ＳＶＭＲ積層構造体
は、下地層１３０と、磁化自由層１３１を構成する軟磁
性層１３１ａと、この軟磁性層１３１ａの上に積層され
た相互拡散層１３２と、磁化自由層１３１の軟磁性層１
３１ｂと、非磁性導電層１３３と、磁化固定層１３４
と、反強磁性層１３５と、保護層１３６とを順次積層し
た構成となっている。ただし、アニーリング後は、磁化
自由層１３１の軟磁性層１３１ａ及び１３１ｂ内には相
互拡散層１３２の金属成分が拡散しており、また、相互
拡散層１３２内には軟磁性層１３１ａ及び１３１ｂの金
属成分が拡散している。
は、下地層１３０と、磁化自由層１３１を構成する軟磁
性層１３１ａと、この軟磁性層１３１ａの上に積層され
た相互拡散層１３２と、磁化自由層１３１の軟磁性層１
３１ｂと、非磁性導電層１３３と、磁化固定層１３４
と、反強磁性層１３５と、保護層１３６とを順次積層し
た構成となっている。ただし、アニーリング後は、磁化
自由層１３１の軟磁性層１３１ａ及び１３１ｂ内には相
互拡散層１３２の金属成分が拡散しており、また、相互
拡散層１３２内には軟磁性層１３１ａ及び１３１ｂの金
属成分が拡散している。
【００７８】このように、本実施形態は、相互拡散層１
３２の積層位置を、磁化自由層１３１の軟磁性層１３１
ａ及び１３１ｂの間としたものであり、その他の構成及
び作用効果等は、第１の実施形態の場合とほぼ同様であ
り、ほぼ２．５Ωを越える抵抗変化ΔＲｓが得られる。
本実施形態においては、第１の実施形態の場合と同じ構
成要素には、同じ参照番号が付されている。
３２の積層位置を、磁化自由層１３１の軟磁性層１３１
ａ及び１３１ｂの間としたものであり、その他の構成及
び作用効果等は、第１の実施形態の場合とほぼ同様であ
り、ほぼ２．５Ωを越える抵抗変化ΔＲｓが得られる。
本実施形態においては、第１の実施形態の場合と同じ構
成要素には、同じ参照番号が付されている。
【００７９】以下の表５は、本実施形態のＳＶＭＲセン
サについてサンプルを作成し、ΔＲｓを測定した結果を
表している。
サについてサンプルを作成し、ΔＲｓを測定した結果を
表している。
【００８０】
【表５】
【００８１】第６の実施形態
図１０は本発明の第６の実施形態におけるＳＶＭＲ積層
構造体の層構成を示す、ＡＢＳ方向から見た断面図であ
る。
構造体の層構成を示す、ＡＢＳ方向から見た断面図であ
る。
【００８２】本実施形態において、ＳＶＭＲ積層構造体
は、下地層１３０と、反強磁性層１３５と、磁化固定層
１３４と、非磁性導電層１３３と、磁化自由層１３１を
構成する軟磁性層１３１ｂと、この軟磁性層１３１ｂの
上に積層された相互拡散層１３２と、磁化自由層１３１
を構成する軟磁性層１３１ａと、保護層１３６とを順次
積層した構成となっている。ただし、アニーリング後
は、磁化自由層１３１の軟磁性層１３１ａ及び１３１ｂ
内には相互拡散層１３２の金属成分が拡散しており、ま
た、相互拡散層１３２内には軟磁性層１３１ａ及び１３
１ｂの金属成分が拡散している。
は、下地層１３０と、反強磁性層１３５と、磁化固定層
１３４と、非磁性導電層１３３と、磁化自由層１３１を
構成する軟磁性層１３１ｂと、この軟磁性層１３１ｂの
上に積層された相互拡散層１３２と、磁化自由層１３１
を構成する軟磁性層１３１ａと、保護層１３６とを順次
積層した構成となっている。ただし、アニーリング後
は、磁化自由層１３１の軟磁性層１３１ａ及び１３１ｂ
内には相互拡散層１３２の金属成分が拡散しており、ま
た、相互拡散層１３２内には軟磁性層１３１ａ及び１３
１ｂの金属成分が拡散している。
【００８３】このように、本実施形態は、ＳＶＭＲ積層
構造体の各層の積層順序を第５の実施形態の場合と反対
にしたものであり、その他の構成及び作用効果等は、こ
の第５の実施形態の場合とほぼ同様であり、ほぼ２．５
Ωを越える抵抗変化ΔＲｓが得られる。本実施形態にお
いては、第５の実施形態の場合と同じ構成要素には、同
じ参照番号が付されている。
構造体の各層の積層順序を第５の実施形態の場合と反対
にしたものであり、その他の構成及び作用効果等は、こ
の第５の実施形態の場合とほぼ同様であり、ほぼ２．５
Ωを越える抵抗変化ΔＲｓが得られる。本実施形態にお
いては、第５の実施形態の場合と同じ構成要素には、同
じ参照番号が付されている。
【００８４】第７の実施形態
図１１は本発明の第７の実施形態におけるＳＶＭＲ積層
構造体の層構成を示す、ＡＢＳ方向から見た断面図であ
る。
構造体の層構成を示す、ＡＢＳ方向から見た断面図であ
る。
【００８５】本実施形態において、ＳＶＭＲ積層構造体
は、下地層１３０と、磁化自由層１３１を構成する軟磁
性層１３１ａ及び１３１ｂと、この軟磁性層１３１ｂの
中間に挿入された相互拡散層１３２と、非磁性導電層１
３３と、磁化固定層１３４と、反強磁性層１３５と、保
護層１３６とを順次積層した構成となっている。ただ
し、アニーリング後は、磁化自由層１３１の軟磁性層１
３１ｂ内には相互拡散層１３２の金属成分が拡散してお
り、また、相互拡散層１３２内には軟磁性層１３１ｂの
金属成分が拡散している。
は、下地層１３０と、磁化自由層１３１を構成する軟磁
性層１３１ａ及び１３１ｂと、この軟磁性層１３１ｂの
中間に挿入された相互拡散層１３２と、非磁性導電層１
３３と、磁化固定層１３４と、反強磁性層１３５と、保
護層１３６とを順次積層した構成となっている。ただ
し、アニーリング後は、磁化自由層１３１の軟磁性層１
３１ｂ内には相互拡散層１３２の金属成分が拡散してお
り、また、相互拡散層１３２内には軟磁性層１３１ｂの
金属成分が拡散している。
【００８６】このように、本実施形態は、相互拡散層１
３２の積層位置を、磁化自由層１３１の軟磁性層１３１
ｂの中間としたものであり、その他の構成及び作用効果
等は、第１の実施形態の場合とほぼ同様であり、ほぼ
２．５Ωを越える抵抗変化ΔＲｓが得られる。本実施形
態においては、第１の実施形態の場合と同じ構成要素に
は、同じ参照番号が付されている。
３２の積層位置を、磁化自由層１３１の軟磁性層１３１
ｂの中間としたものであり、その他の構成及び作用効果
等は、第１の実施形態の場合とほぼ同様であり、ほぼ
２．５Ωを越える抵抗変化ΔＲｓが得られる。本実施形
態においては、第１の実施形態の場合と同じ構成要素に
は、同じ参照番号が付されている。
【００８７】第８の実施形態
図１２は本発明の第８の実施形態におけるＳＶＭＲ積層
構造体の層構成を示す、ＡＢＳ方向から見た断面図であ
る。
構造体の層構成を示す、ＡＢＳ方向から見た断面図であ
る。
【００８８】本実施形態において、ＳＶＭＲ積層構造体
は、下地層１３０と、反強磁性層１３５と、磁化固定層
１３４と、非磁性導電層１３３と、磁化自由層１３１を
構成する軟磁性層１３１ｂと、この軟磁性層１３１ｂの
中間に挿入された相互拡散層１３２と、磁化自由層１３
１を構成する軟磁性層１３１ａと、保護層１３６とを順
次積層した構成となっている。ただし、アニーリング後
は、磁化自由層１３１の軟磁性層１３１ｂ内には相互拡
散層１３２の金属成分が拡散しており、また、相互拡散
層１３２内には軟磁性層１３１ｂの金属成分が拡散して
いる。
は、下地層１３０と、反強磁性層１３５と、磁化固定層
１３４と、非磁性導電層１３３と、磁化自由層１３１を
構成する軟磁性層１３１ｂと、この軟磁性層１３１ｂの
中間に挿入された相互拡散層１３２と、磁化自由層１３
１を構成する軟磁性層１３１ａと、保護層１３６とを順
次積層した構成となっている。ただし、アニーリング後
は、磁化自由層１３１の軟磁性層１３１ｂ内には相互拡
散層１３２の金属成分が拡散しており、また、相互拡散
層１３２内には軟磁性層１３１ｂの金属成分が拡散して
いる。
【００８９】このように、本実施形態は、ＳＶＭＲ積層
構造体の各層の積層順序を第７の実施形態の場合と反対
にしたものであり、その他の構成及び作用効果等は、こ
の第７の実施形態の場合とほぼ同様であり、ほぼ２．５
Ωを越える抵抗変化ΔＲｓが得られる。本実施形態にお
いては、第７の実施形態の場合と同じ構成要素には、同
じ参照番号が付されている。
構造体の各層の積層順序を第７の実施形態の場合と反対
にしたものであり、その他の構成及び作用効果等は、こ
の第７の実施形態の場合とほぼ同様であり、ほぼ２．５
Ωを越える抵抗変化ΔＲｓが得られる。本実施形態にお
いては、第７の実施形態の場合と同じ構成要素には、同
じ参照番号が付されている。
【００９０】第９の実施形態
図１３は本発明の第９の実施形態におけるＳＶＭＲ積層
構造体の層構成を示す、ＡＢＳ方向から見た断面図であ
る。
構造体の層構成を示す、ＡＢＳ方向から見た断面図であ
る。
【００９１】本実施形態において、ＳＶＭＲ積層構造体
は、下地層１３０と、磁化自由層１３１を構成する軟磁
性層１３１ａと、この軟磁性層１３１ａの中間に挿入さ
れた相互拡散層１３２と、磁化自由層１３１の軟磁性層
１３１ｂと、非磁性導電層１３３と、磁化固定層１３４
´と、反強磁性層１３５と、保護層１３６とを順次積層
した構成となっている。ただし、アニーリング後は、磁
化自由層１３１の軟磁性層１３１ａ内には相互拡散層１
３２の金属成分が拡散しており、また、相互拡散層１３
２内には軟磁性層１３１ａの金属成分が拡散している。
は、下地層１３０と、磁化自由層１３１を構成する軟磁
性層１３１ａと、この軟磁性層１３１ａの中間に挿入さ
れた相互拡散層１３２と、磁化自由層１３１の軟磁性層
１３１ｂと、非磁性導電層１３３と、磁化固定層１３４
´と、反強磁性層１３５と、保護層１３６とを順次積層
した構成となっている。ただし、アニーリング後は、磁
化自由層１３１の軟磁性層１３１ａ内には相互拡散層１
３２の金属成分が拡散しており、また、相互拡散層１３
２内には軟磁性層１３１ａの金属成分が拡散している。
【００９２】磁化固定層１３４´は、単層構造ではな
く、例えばＣｏＦｅ膜による２つの強磁性層間に例えば
Ｒｕ膜による非磁性層を挿入した多層構造（シンセティ
ック構造）を有している。
く、例えばＣｏＦｅ膜による２つの強磁性層間に例えば
Ｒｕ膜による非磁性層を挿入した多層構造（シンセティ
ック構造）を有している。
【００９３】このように、本実施形態は、磁化固定層１
３４´の構造を第１の実施形態における磁化固定層１３
４の構造と変えたものであり、その他の構成及び作用効
果等は、この第１の実施形態の場合とほぼ同様であり、
ほぼ２．５Ωを越える抵抗変化ΔＲｓが得られる。本実
施形態においては、第１の実施形態の場合と同じ構成要
素には、同じ参照番号が付されている。
３４´の構造を第１の実施形態における磁化固定層１３
４の構造と変えたものであり、その他の構成及び作用効
果等は、この第１の実施形態の場合とほぼ同様であり、
ほぼ２．５Ωを越える抵抗変化ΔＲｓが得られる。本実
施形態においては、第１の実施形態の場合と同じ構成要
素には、同じ参照番号が付されている。
【００９４】以下の表６は、本実施形態のＳＶＭＲセン
サについてサンプルを作成し、ΔＲｓを測定した結果を
表している。
サについてサンプルを作成し、ΔＲｓを測定した結果を
表している。
【００９５】このサンプルは、基板としてアルミナ膜付
きのＡｌＴｉＣを使用し、その上に、ＮｉＣｒ（５ｎ
ｍ）／相互拡散層を挿入した磁化自由層／Ｃｕ（２ｎ
ｍ）／ＣｏＦｅ（２．５ｎｍ）／Ｒｕ（０．８ｎｍ）／
ＣｏＦｅ（１．５ｎｍ）／ＰｔＭｎ（１３ｎｍ）／Ｔａ
（５ｎｍ）を順次積層して成膜し、３００ｍＴ（３ｋ
Ｇ）の磁界中で２６０℃の温度を５時間保持するアニー
リングを行っている。測定磁界は、７２０００Ａ／ｍ
（９００Ｏｅ）である。
きのＡｌＴｉＣを使用し、その上に、ＮｉＣｒ（５ｎ
ｍ）／相互拡散層を挿入した磁化自由層／Ｃｕ（２ｎ
ｍ）／ＣｏＦｅ（２．５ｎｍ）／Ｒｕ（０．８ｎｍ）／
ＣｏＦｅ（１．５ｎｍ）／ＰｔＭｎ（１３ｎｍ）／Ｔａ
（５ｎｍ）を順次積層して成膜し、３００ｍＴ（３ｋ
Ｇ）の磁界中で２６０℃の温度を５時間保持するアニー
リングを行っている。測定磁界は、７２０００Ａ／ｍ
（９００Ｏｅ）である。
【００９６】
【表６】
【００９７】なお、磁化固定層１３４´を、その強磁性
層／非磁性層／強磁性層の両側をさらに酸化物層で挟ん
だいわゆるスペキュラースピンバルブ構造としても良
い。
層／非磁性層／強磁性層の両側をさらに酸化物層で挟ん
だいわゆるスペキュラースピンバルブ構造としても良
い。
【００９８】第１０の実施形態
図１４は本発明の第１０の実施形態におけるＳＶＭＲ積
層構造体の層構成を示す、ＡＢＳ方向から見た断面図で
ある。
層構造体の層構成を示す、ＡＢＳ方向から見た断面図で
ある。
【００９９】本実施形態において、ＳＶＭＲ積層構造体
は、下地層１３０と、磁化自由層１３１を構成する軟磁
性層１３１ａと、この軟磁性層１３１ａの中間に挿入さ
れた相互拡散層１３２と、磁化自由層１３１の軟磁性層
１３１ｂと、非磁性導電層１３３と、磁化固定層１３４
´´と、反強磁性層１３５と、保護層１３６とを順次積
層した構成となっている。ただし、アニーリング後は、
磁化自由層１３１の軟磁性層１３１ａ内には相互拡散層
１３２の金属成分が拡散しており、また、相互拡散層１
３２内には軟磁性層１３１ａの金属成分が拡散してい
る。
は、下地層１３０と、磁化自由層１３１を構成する軟磁
性層１３１ａと、この軟磁性層１３１ａの中間に挿入さ
れた相互拡散層１３２と、磁化自由層１３１の軟磁性層
１３１ｂと、非磁性導電層１３３と、磁化固定層１３４
´´と、反強磁性層１３５と、保護層１３６とを順次積
層した構成となっている。ただし、アニーリング後は、
磁化自由層１３１の軟磁性層１３１ａ内には相互拡散層
１３２の金属成分が拡散しており、また、相互拡散層１
３２内には軟磁性層１３１ａの金属成分が拡散してい
る。
【０１００】磁化固定層１３４´´は、単層構造ではな
く、例えばＣｏＦｅ膜による２つの強磁性層間に例えば
Ｒｈ膜による非磁性層を挿入した多層構造（シンセティ
ック構造）を有している。
く、例えばＣｏＦｅ膜による２つの強磁性層間に例えば
Ｒｈ膜による非磁性層を挿入した多層構造（シンセティ
ック構造）を有している。
【０１０１】このように、本実施形態は、磁化固定層１
３４´´の構造を第１の実施形態における磁化固定層１
３４の構造と変えたものであり、その他の構成及び作用
効果等は、この第１の実施形態の場合とほぼ同様であ
り、ほぼ２．５Ωを越える抵抗変化ΔＲｓが得られる。
本実施形態においては、第１の実施形態の場合と同じ構
成要素には、同じ参照番号が付されている。
３４´´の構造を第１の実施形態における磁化固定層１
３４の構造と変えたものであり、その他の構成及び作用
効果等は、この第１の実施形態の場合とほぼ同様であ
り、ほぼ２．５Ωを越える抵抗変化ΔＲｓが得られる。
本実施形態においては、第１の実施形態の場合と同じ構
成要素には、同じ参照番号が付されている。
【０１０２】以下の表７は、本実施形態のＳＶＭＲセン
サについてサンプルを作成し、ΔＲｓを測定した結果を
表している。
サについてサンプルを作成し、ΔＲｓを測定した結果を
表している。
【０１０３】このサンプルは、基板としてアルミナ膜付
きのＡｌＴｉＣを使用し、その上に、ＮｉＣｒ（５ｎ
ｍ）／相互拡散層を挿入した磁化自由層／Ｃｕ（２ｎ
ｍ）／ＣｏＦｅ（２．５ｎｍ）／Ｒｈ（０．６ｎｍ）／
ＣｏＦｅ（１．５ｎｍ）／ＰｔＭｎ（１３ｎｍ）／Ｔａ
（５ｎｍ）を順次積層して成膜し、３００ｍＴ（３ｋ
Ｇ）の磁界中で２６０℃の温度を５時間保持するアニー
リングを行っている。測定磁界は、７２０００Ａ／ｍ
（９００Ｏｅ）である。
きのＡｌＴｉＣを使用し、その上に、ＮｉＣｒ（５ｎ
ｍ）／相互拡散層を挿入した磁化自由層／Ｃｕ（２ｎ
ｍ）／ＣｏＦｅ（２．５ｎｍ）／Ｒｈ（０．６ｎｍ）／
ＣｏＦｅ（１．５ｎｍ）／ＰｔＭｎ（１３ｎｍ）／Ｔａ
（５ｎｍ）を順次積層して成膜し、３００ｍＴ（３ｋ
Ｇ）の磁界中で２６０℃の温度を５時間保持するアニー
リングを行っている。測定磁界は、７２０００Ａ／ｍ
（９００Ｏｅ）である。
【０１０４】
【表７】
【０１０５】第１１の実施形態
図１５は本発明の第１１の実施形態におけるＳＶＭＲ積
層構造体の層構成を示す、ＡＢＳ方向から見た断面図で
ある。
層構造体の層構成を示す、ＡＢＳ方向から見た断面図で
ある。
【０１０６】本実施形態において、ＳＶＭＲ積層構造体
は、下地層１３０と、反強磁性層１３５と、磁化固定層
１３４´と、非磁性導電層１３３と、磁化自由層１３１
を構成する軟磁性層１３１ｂと、磁化自由層１３１の軟
磁性層１３１ａと、この軟磁性層１３１ａの中間に挿入
された相互拡散層１３２と、保護層１３６とを順次積層
した構成となっている。ただし、アニーリング後は、磁
化自由層１３１の軟磁性層１３１ａ内には相互拡散層１
３２の金属成分が拡散しており、また、相互拡散層１３
２内には軟磁性層１３１ａの金属成分が拡散している。
は、下地層１３０と、反強磁性層１３５と、磁化固定層
１３４´と、非磁性導電層１３３と、磁化自由層１３１
を構成する軟磁性層１３１ｂと、磁化自由層１３１の軟
磁性層１３１ａと、この軟磁性層１３１ａの中間に挿入
された相互拡散層１３２と、保護層１３６とを順次積層
した構成となっている。ただし、アニーリング後は、磁
化自由層１３１の軟磁性層１３１ａ内には相互拡散層１
３２の金属成分が拡散しており、また、相互拡散層１３
２内には軟磁性層１３１ａの金属成分が拡散している。
【０１０７】このように、本実施形態は、ＳＶＭＲ積層
構造体の各層の積層順序を第９の実施形態の場合と反対
にしたものであり、その他の構成及び作用効果等は、膜
厚の違いを除いてこの第９の実施形態の場合とほぼ同様
であり、ほぼ２．５Ωを越える抵抗変化ΔＲｓが得られ
る。本実施形態においては、第９の実施形態の場合と同
じ構成要素には、同じ参照番号が付されている。
構造体の各層の積層順序を第９の実施形態の場合と反対
にしたものであり、その他の構成及び作用効果等は、膜
厚の違いを除いてこの第９の実施形態の場合とほぼ同様
であり、ほぼ２．５Ωを越える抵抗変化ΔＲｓが得られ
る。本実施形態においては、第９の実施形態の場合と同
じ構成要素には、同じ参照番号が付されている。
【０１０８】以下の表８は、本実施形態のＳＶＭＲセン
サについてサンプルを作成し、ΔＲｓを測定した結果を
表している。
サについてサンプルを作成し、ΔＲｓを測定した結果を
表している。
【０１０９】このサンプルは、基板としてアルミナ膜付
きのＡｌＴｉＣを使用し、その上に、ＮｉＣｒ（５ｎ
ｍ）／ＰｔＭｎ（１５ｎｍ）／ＣｏＦｅ（１．３ｎｍ）
／Ｒｕ（０．８ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ（２
ｎｍ）／相互拡散層を挿入した磁化自由層／Ｔａ（３ｎ
ｍ）を順次積層して成膜し、３００ｍＴ（３ｋＧ）の磁
界中で２６０℃の温度を５時間保持するアニーリングを
行っている。測定磁界は、７２０００Ａ／ｍ（９００Ｏ
ｅ）である。
きのＡｌＴｉＣを使用し、その上に、ＮｉＣｒ（５ｎ
ｍ）／ＰｔＭｎ（１５ｎｍ）／ＣｏＦｅ（１．３ｎｍ）
／Ｒｕ（０．８ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ（２
ｎｍ）／相互拡散層を挿入した磁化自由層／Ｔａ（３ｎ
ｍ）を順次積層して成膜し、３００ｍＴ（３ｋＧ）の磁
界中で２６０℃の温度を５時間保持するアニーリングを
行っている。測定磁界は、７２０００Ａ／ｍ（９００Ｏ
ｅ）である。
【０１１０】
【表８】
【０１１１】第１２の実施形態
図１６は本発明の第１２の実施形態におけるＳＶＭＲ積
層構造体の層構成を示す、ＡＢＳ方向から見た断面図で
ある。
層構造体の層構成を示す、ＡＢＳ方向から見た断面図で
ある。
【０１１２】本実施形態において、ＳＶＭＲ積層構造体
は、下地層１３０と、反強磁性層１３５と、磁化固定層
１３４´と、非磁性導電層１３３と、磁化自由層１３１
を構成する軟磁性層１３１ｂと、磁化自由層１３１の軟
磁性層１３１ａと、この軟磁性層１３１ａの中間に挿入
された相互拡散層１３２と、非磁性導電層１３７と、保
護層１３６とを順次積層した構成となっている。ただ
し、アニーリング後は、磁化自由層１３１の軟磁性層１
３１ａ内には相互拡散層１３２の金属成分が拡散してお
り、また、相互拡散層１３２内には軟磁性層１３１ａの
金属成分が拡散している。
は、下地層１３０と、反強磁性層１３５と、磁化固定層
１３４´と、非磁性導電層１３３と、磁化自由層１３１
を構成する軟磁性層１３１ｂと、磁化自由層１３１の軟
磁性層１３１ａと、この軟磁性層１３１ａの中間に挿入
された相互拡散層１３２と、非磁性導電層１３７と、保
護層１３６とを順次積層した構成となっている。ただ
し、アニーリング後は、磁化自由層１３１の軟磁性層１
３１ａ内には相互拡散層１３２の金属成分が拡散してお
り、また、相互拡散層１３２内には軟磁性層１３１ａの
金属成分が拡散している。
【０１１３】このように、本実施形態は、磁化自由層１
３１の外側に非磁性導電層１３７（スピンフィルタ）を
積層したものであり、その他の構成及び作用効果等は、
膜厚の違いを除いて第１１の実施形態の場合とほぼ同様
であり、ほぼ２．５Ωを越える抵抗変化ΔＲｓが得られ
る。本実施形態においては、第１１の実施形態の場合と
同じ構成要素には、同じ参照番号が付されている。
３１の外側に非磁性導電層１３７（スピンフィルタ）を
積層したものであり、その他の構成及び作用効果等は、
膜厚の違いを除いて第１１の実施形態の場合とほぼ同様
であり、ほぼ２．５Ωを越える抵抗変化ΔＲｓが得られ
る。本実施形態においては、第１１の実施形態の場合と
同じ構成要素には、同じ参照番号が付されている。
【０１１４】以下の表９は、本実施形態のＳＶＭＲセン
サについてサンプルを作成し、ΔＲｓを測定した結果を
表している。
サについてサンプルを作成し、ΔＲｓを測定した結果を
表している。
【０１１５】このサンプルは、基板としてアルミナ膜付
きのＡｌＴｉＣを使用し、その上に、ＮｉＣｒ（５ｎ
ｍ）／ＰｔＭｎ（１３ｎｍ）／ＣｏＦｅ（１．５ｎｍ）
／Ｒｕ（０．８ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ（２
ｎｍ）／相互拡散層を挿入した磁化自由層／Ｒｕ（０．
６ｎｍ）／Ｔａ（３ｎｍ）を順次積層して成膜し、３０
０ｍＴ（３ｋＧ）の磁界中で２６０℃の温度を５時間保
持するアニーリングを行っている。測定磁界は、７２０
００Ａ／ｍ（９００Ｏｅ）である。
きのＡｌＴｉＣを使用し、その上に、ＮｉＣｒ（５ｎ
ｍ）／ＰｔＭｎ（１３ｎｍ）／ＣｏＦｅ（１．５ｎｍ）
／Ｒｕ（０．８ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ（２
ｎｍ）／相互拡散層を挿入した磁化自由層／Ｒｕ（０．
６ｎｍ）／Ｔａ（３ｎｍ）を順次積層して成膜し、３０
０ｍＴ（３ｋＧ）の磁界中で２６０℃の温度を５時間保
持するアニーリングを行っている。測定磁界は、７２０
００Ａ／ｍ（９００Ｏｅ）である。
【０１１６】
【表９】
【０１１７】第１３の実施形態
図１７は本発明の第１３の実施形態におけるＳＶＭＲ積
層構造体の層構成を示す、ＡＢＳ方向から見た断面図で
ある。
層構造体の層構成を示す、ＡＢＳ方向から見た断面図で
ある。
【０１１８】本実施形態において、ＳＶＭＲ積層構造体
は、下地層１３０と、第１の反強磁性層１３５１と、第
１の磁化固定層１３４１と、第１の非磁性導電層１３３
１と、磁化自由層１３１を構成する軟磁性層１３１ｂ
と、磁化自由層１３１の軟磁性層１３１ａと、この軟磁
性層１３１ａの中間に挿入された相互拡散層１３２と、
磁化自由層１３１の軟磁性層１３１ｃと、第２の非磁性
導電層１３３２と、第２の磁化固定層１３４２と、第２
の反強磁性層１３５２と、保護層１３６とを順次積層し
た構成となっている。ただし、アニーリング後は、磁化
自由層１３１の軟磁性層１３１ａ内には相互拡散層１３
２の金属成分が拡散しており、また、相互拡散層１３２
内には軟磁性層１３１ａの金属成分が拡散している。
は、下地層１３０と、第１の反強磁性層１３５１と、第
１の磁化固定層１３４１と、第１の非磁性導電層１３３
１と、磁化自由層１３１を構成する軟磁性層１３１ｂ
と、磁化自由層１３１の軟磁性層１３１ａと、この軟磁
性層１３１ａの中間に挿入された相互拡散層１３２と、
磁化自由層１３１の軟磁性層１３１ｃと、第２の非磁性
導電層１３３２と、第２の磁化固定層１３４２と、第２
の反強磁性層１３５２と、保護層１３６とを順次積層し
た構成となっている。ただし、アニーリング後は、磁化
自由層１３１の軟磁性層１３１ａ内には相互拡散層１３
２の金属成分が拡散しており、また、相互拡散層１３２
内には軟磁性層１３１ａの金属成分が拡散している。
【０１１９】このように、本実施形態は、磁化自由層の
上下に反強磁性層を有するデュアルスピンバルブ構造を
有するものであり、その他の構成及び作用効果等は、第
１の実施形態の場合とほぼ同様であり、ほぼ２．５Ωを
越える抵抗変化ΔＲｓが得られる。本実施形態において
は、第１の実施形態の場合と同じ構成要素には、同じ参
照番号が付されている。
上下に反強磁性層を有するデュアルスピンバルブ構造を
有するものであり、その他の構成及び作用効果等は、第
１の実施形態の場合とほぼ同様であり、ほぼ２．５Ωを
越える抵抗変化ΔＲｓが得られる。本実施形態において
は、第１の実施形態の場合と同じ構成要素には、同じ参
照番号が付されている。
【０１２０】以下の表１０は、本実施形態のＳＶＭＲセ
ンサについてサンプルを作成し、ΔＲｓを測定した結果
を表している。
ンサについてサンプルを作成し、ΔＲｓを測定した結果
を表している。
【０１２１】このサンプルは、基板としてアルミナ膜付
きのＡｌＴｉＣを使用し、その上に、ＮｉＣｒ（５ｎ
ｍ）／ＰｔＭｎ（１３ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃ
ｕ（２ｎｍ）／相互拡散層を挿入した磁化自由層／Ｃｕ
（２ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／ＰｔＭｎ（１３ｎ
ｍ）／Ｔａ（３ｎｍ）を順次積層して成膜し、３００ｍ
Ｔ（３ｋＧ）の磁界中で２６０℃の温度を５時間保持す
るアニーリングを行っている。測定磁界は、７２０００
Ａ／ｍ（９００Ｏｅ）である。
きのＡｌＴｉＣを使用し、その上に、ＮｉＣｒ（５ｎ
ｍ）／ＰｔＭｎ（１３ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃ
ｕ（２ｎｍ）／相互拡散層を挿入した磁化自由層／Ｃｕ
（２ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／ＰｔＭｎ（１３ｎ
ｍ）／Ｔａ（３ｎｍ）を順次積層して成膜し、３００ｍ
Ｔ（３ｋＧ）の磁界中で２６０℃の温度を５時間保持す
るアニーリングを行っている。測定磁界は、７２０００
Ａ／ｍ（９００Ｏｅ）である。
【０１２２】
【表１０】
【０１２３】第１４の実施形態
図１８は本発明の第１４の実施形態におけるＳＶＭＲ積
層構造体の層構成を示す、ＡＢＳ方向から見た断面図で
ある。
層構造体の層構成を示す、ＡＢＳ方向から見た断面図で
ある。
【０１２４】本実施形態において、ＳＶＭＲ積層構造体
は、下地層１３０と、第１の反強磁性層１３５１と、第
１磁化固定層１３４１´と、第１の非磁性導電層１３３
１と、磁化自由層１３１を構成する軟磁性層１３１ｂ
と、磁化自由層１３１の軟磁性層１３１ａと、この軟磁
性層１３１ａの中間に挿入された相互拡散層１３２と、
磁化自由層１３１の軟磁性層１３１ｃと、第２の非磁性
導電層１３３２と、第２の磁化固定層１３４２´と、第
２の反強磁性層１３５２と、保護層１３６とを順次積層
した構成となっている。ただし、アニーリング後は、磁
化自由層１３１の軟磁性層１３１ａ内には相互拡散層１
３２の金属成分が拡散しており、また、相互拡散層１３
２内には軟磁性層１３１ａの金属成分が拡散している。
は、下地層１３０と、第１の反強磁性層１３５１と、第
１磁化固定層１３４１´と、第１の非磁性導電層１３３
１と、磁化自由層１３１を構成する軟磁性層１３１ｂ
と、磁化自由層１３１の軟磁性層１３１ａと、この軟磁
性層１３１ａの中間に挿入された相互拡散層１３２と、
磁化自由層１３１の軟磁性層１３１ｃと、第２の非磁性
導電層１３３２と、第２の磁化固定層１３４２´と、第
２の反強磁性層１３５２と、保護層１３６とを順次積層
した構成となっている。ただし、アニーリング後は、磁
化自由層１３１の軟磁性層１３１ａ内には相互拡散層１
３２の金属成分が拡散しており、また、相互拡散層１３
２内には軟磁性層１３１ａの金属成分が拡散している。
【０１２５】第１及び第２の磁化固定層１３４１´及び
１３４２´は、単層構造ではなく、例えばＣｏＦｅ膜に
よる２つの強磁性層間に例えばＲｕ膜による非磁性層を
挿入した多層構造（シンセティック構造）を有してい
る。
１３４２´は、単層構造ではなく、例えばＣｏＦｅ膜に
よる２つの強磁性層間に例えばＲｕ膜による非磁性層を
挿入した多層構造（シンセティック構造）を有してい
る。
【０１２６】このように、本実施形態は、両方の磁化固
定層１３４１´及び１３４２´の構造を第１３の実施形
態における磁化固定層１３４１及び１３４２の構造と変
えたものであり、その他の構成及び作用効果等は、第１
３の実施形態の場合とほぼ同様であり、ほぼ２．５Ωを
越える抵抗変化ΔＲｓが得られる。本実施形態において
は、第１３の実施形態の場合と同じ構成要素には、同じ
参照番号が付されている。
定層１３４１´及び１３４２´の構造を第１３の実施形
態における磁化固定層１３４１及び１３４２の構造と変
えたものであり、その他の構成及び作用効果等は、第１
３の実施形態の場合とほぼ同様であり、ほぼ２．５Ωを
越える抵抗変化ΔＲｓが得られる。本実施形態において
は、第１３の実施形態の場合と同じ構成要素には、同じ
参照番号が付されている。
【０１２７】以下の表１１は、本実施形態のＳＶＭＲセ
ンサについてサンプルを作成し、ΔＲｓを測定した結果
を表している。
ンサについてサンプルを作成し、ΔＲｓを測定した結果
を表している。
【０１２８】このサンプルは、基板としてアルミナ膜付
きのＡｌＴｉＣを使用し、その上に、ＮｉＣｒ（５ｎ
ｍ）／ＰｔＭｎ（１３ｎｍ）／ＣｏＦｅ（１．５ｎｍ）
／Ｒｕ（０．８ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ（２
ｎｍ）／相互拡散層を挿入した磁化自由層／Ｃｕ（２ｎ
ｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｒｕ（０．８ｎｍ）／Ｃｏ
Ｆｅ（１．５ｎｍ）／ＰｔＭｎ（１３ｎｍ）／Ｔａ（３
ｎｍ）を順次積層して成膜し、３００ｍＴ（３ｋＧ）の
磁界中で２６０℃の温度を５時間保持するアニーリング
を行っている。測定磁界は、７２０００Ａ／ｍ（９００
Ｏｅ）である。
きのＡｌＴｉＣを使用し、その上に、ＮｉＣｒ（５ｎ
ｍ）／ＰｔＭｎ（１３ｎｍ）／ＣｏＦｅ（１．５ｎｍ）
／Ｒｕ（０．８ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ（２
ｎｍ）／相互拡散層を挿入した磁化自由層／Ｃｕ（２ｎ
ｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｒｕ（０．８ｎｍ）／Ｃｏ
Ｆｅ（１．５ｎｍ）／ＰｔＭｎ（１３ｎｍ）／Ｔａ（３
ｎｍ）を順次積層して成膜し、３００ｍＴ（３ｋＧ）の
磁界中で２６０℃の温度を５時間保持するアニーリング
を行っている。測定磁界は、７２０００Ａ／ｍ（９００
Ｏｅ）である。
【０１２９】
【表１１】
【０１３０】第１５の実施形態
図１９は本発明の第１５の実施形態におけるＳＶＭＲ積
層構造体の層構成を示す、ＡＢＳ方向から見た断面図で
ある。
層構造体の層構成を示す、ＡＢＳ方向から見た断面図で
ある。
【０１３１】本実施形態において、ＳＶＭＲ積層構造体
は、下地層１３０と、第１の反強磁性層１３５１と、第
１の磁化固定層１３４１と、第１の非磁性導電層１３３
１と、磁化自由層１３１を構成する軟磁性層１３１ｂ
と、磁化自由層１３１の軟磁性層１３１ａと、この軟磁
性層１３１ａの中間に挿入された相互拡散層１３２と、
磁化自由層１３１の軟磁性層１３１ｃと、第２の非磁性
導電層１３３２と、第２の磁化固定層１３４２´と、第
２の反強磁性層１３５２と、保護層１３６とを順次積層
した構成となっている。ただし、アニーリング後は、磁
化自由層１３１の軟磁性層１３１ａ内には相互拡散層１
３２の金属成分が拡散しており、また、相互拡散層１３
２内には軟磁性層１３１ａの金属成分が拡散している。
は、下地層１３０と、第１の反強磁性層１３５１と、第
１の磁化固定層１３４１と、第１の非磁性導電層１３３
１と、磁化自由層１３１を構成する軟磁性層１３１ｂ
と、磁化自由層１３１の軟磁性層１３１ａと、この軟磁
性層１３１ａの中間に挿入された相互拡散層１３２と、
磁化自由層１３１の軟磁性層１３１ｃと、第２の非磁性
導電層１３３２と、第２の磁化固定層１３４２´と、第
２の反強磁性層１３５２と、保護層１３６とを順次積層
した構成となっている。ただし、アニーリング後は、磁
化自由層１３１の軟磁性層１３１ａ内には相互拡散層１
３２の金属成分が拡散しており、また、相互拡散層１３
２内には軟磁性層１３１ａの金属成分が拡散している。
【０１３２】第２の磁化固定層１３４２´は、単層構造
ではなく、例えばＣｏＦｅ膜による２つの強磁性層間に
例えばＲｕ膜による非磁性層を挿入した多層構造（シン
セティック構造）を有している。
ではなく、例えばＣｏＦｅ膜による２つの強磁性層間に
例えばＲｕ膜による非磁性層を挿入した多層構造（シン
セティック構造）を有している。
【０１３３】このように、本実施形態は、一方の磁化固
定層１３４２´の構造を第１３の実施形態における磁化
固定層１３４２の構造と変えたものであり、その他の構
成及び作用効果等は、第１３の実施形態の場合とほぼ同
様であり、ほぼ２．５Ωを越える抵抗変化ΔＲｓが得ら
れる。本実施形態においては、第１３の実施形態の場合
と同じ構成要素には、同じ参照番号が付されている。
定層１３４２´の構造を第１３の実施形態における磁化
固定層１３４２の構造と変えたものであり、その他の構
成及び作用効果等は、第１３の実施形態の場合とほぼ同
様であり、ほぼ２．５Ωを越える抵抗変化ΔＲｓが得ら
れる。本実施形態においては、第１３の実施形態の場合
と同じ構成要素には、同じ参照番号が付されている。
【０１３４】以下の表１２は、本実施形態のＳＶＭＲセ
ンサについてサンプルを作成し、ΔＲｓを測定した結果
を表している。
ンサについてサンプルを作成し、ΔＲｓを測定した結果
を表している。
【０１３５】このサンプルは、基板としてアルミナ膜付
きのＡｌＴｉＣを使用し、その上に、ＮｉＣｒ（５ｎ
ｍ）／ＰｔＭｎ（１３ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃ
ｕ（２ｎｍ）／相互拡散層を挿入した磁化自由層／Ｃｕ
（２ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｒｕ（０．８ｎｍ）
／ＣｏＦｅ（１．５ｎｍ）／ＰｔＭｎ（１３ｎｍ）／Ｔ
ａ（３ｎｍ）を順次積層して成膜し、３００ｍＴ（３ｋ
Ｇ）の磁界中で２６０℃の温度を５時間保持するアニー
リングを行っている。測定磁界は、７２０００Ａ／ｍ
（９００Ｏｅ）である。
きのＡｌＴｉＣを使用し、その上に、ＮｉＣｒ（５ｎ
ｍ）／ＰｔＭｎ（１３ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃ
ｕ（２ｎｍ）／相互拡散層を挿入した磁化自由層／Ｃｕ
（２ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｒｕ（０．８ｎｍ）
／ＣｏＦｅ（１．５ｎｍ）／ＰｔＭｎ（１３ｎｍ）／Ｔ
ａ（３ｎｍ）を順次積層して成膜し、３００ｍＴ（３ｋ
Ｇ）の磁界中で２６０℃の温度を５時間保持するアニー
リングを行っている。測定磁界は、７２０００Ａ／ｍ
（９００Ｏｅ）である。
【０１３６】
【表１２】
【０１３７】第１６の実施形態
図２０は本発明の第１６の実施形態におけるＳＶＭＲ積
層構造体の層構成を示す、ＡＢＳ方向から見た断面図で
ある。
層構造体の層構成を示す、ＡＢＳ方向から見た断面図で
ある。
【０１３８】本実施形態において、ＳＶＭＲ積層構造体
は、下地層１３０と、第１の反強磁性層１３５１と、第
１の磁化固定層１３４１´と、第１の非磁性導電層１３
３１と、磁化自由層１３１を構成する軟磁性層１３１ｂ
と、磁化自由層１３１の軟磁性層１３１ａと、この軟磁
性層１３１ａの中間に挿入された相互拡散層１３２と、
磁化自由層１３１の軟磁性層１３１ｃと、第２の非磁性
導電層１３３２と、第２の磁化固定層１３４２と、第２
の反強磁性層１３５２と、保護層１３６とを順次積層し
た構成となっている。ただし、アニーリング後は、磁化
自由層１３１の軟磁性層１３１ａ内には相互拡散層１３
２の金属成分が拡散しており、また、相互拡散層１３２
内には軟磁性層１３１ａの金属成分が拡散している。
は、下地層１３０と、第１の反強磁性層１３５１と、第
１の磁化固定層１３４１´と、第１の非磁性導電層１３
３１と、磁化自由層１３１を構成する軟磁性層１３１ｂ
と、磁化自由層１３１の軟磁性層１３１ａと、この軟磁
性層１３１ａの中間に挿入された相互拡散層１３２と、
磁化自由層１３１の軟磁性層１３１ｃと、第２の非磁性
導電層１３３２と、第２の磁化固定層１３４２と、第２
の反強磁性層１３５２と、保護層１３６とを順次積層し
た構成となっている。ただし、アニーリング後は、磁化
自由層１３１の軟磁性層１３１ａ内には相互拡散層１３
２の金属成分が拡散しており、また、相互拡散層１３２
内には軟磁性層１３１ａの金属成分が拡散している。
【０１３９】第１の磁化固定層１３４１´は、単層構造
ではなく、例えばＣｏＦｅ膜による２つの強磁性層間に
例えばＲｕ膜による非磁性層を挿入した多層構造（シン
セティック構造）を有している。
ではなく、例えばＣｏＦｅ膜による２つの強磁性層間に
例えばＲｕ膜による非磁性層を挿入した多層構造（シン
セティック構造）を有している。
【０１４０】このように、本実施形態は、一方の磁化固
定層１３４１´の構造を第１３の実施形態における磁化
固定層１３４１の構造と変えたものであり、その他の構
成及び作用効果等は、第１３の実施形態の場合とほぼ同
様であり、ほぼ２．５Ωを越える抵抗変化ΔＲｓが得ら
れる。本実施形態においては、第１３の実施形態の場合
と同じ構成要素には、同じ参照番号が付されている。
定層１３４１´の構造を第１３の実施形態における磁化
固定層１３４１の構造と変えたものであり、その他の構
成及び作用効果等は、第１３の実施形態の場合とほぼ同
様であり、ほぼ２．５Ωを越える抵抗変化ΔＲｓが得ら
れる。本実施形態においては、第１３の実施形態の場合
と同じ構成要素には、同じ参照番号が付されている。
【０１４１】以下の表１３は、本実施形態のＳＶＭＲセ
ンサについてサンプルを作成し、ΔＲｓを測定した結果
を表している。
ンサについてサンプルを作成し、ΔＲｓを測定した結果
を表している。
【０１４２】このサンプルは、基板としてアルミナ膜付
きのＡｌＴｉＣを使用し、その上に、ＮｉＣｒ（５ｎ
ｍ）／ＰｔＭｎ（１３ｎｍ）／ＣｏＦｅ（１．５ｎｍ）
／Ｒｕ（０．８ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ（２
ｎｍ）／相互拡散層を挿入した磁化自由層／Ｃｕ（２ｎ
ｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／ＰｔＭｎ（１３ｎｍ）／Ｔ
ａ（３ｎｍ）を順次積層して成膜し、３００ｍＴ（３ｋ
Ｇ）の磁界中で２６０℃の温度を５時間保持するアニー
リングを行っている。測定磁界は、７２０００Ａ／ｍ
（９００Ｏｅ）である。
きのＡｌＴｉＣを使用し、その上に、ＮｉＣｒ（５ｎ
ｍ）／ＰｔＭｎ（１３ｎｍ）／ＣｏＦｅ（１．５ｎｍ）
／Ｒｕ（０．８ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ（２
ｎｍ）／相互拡散層を挿入した磁化自由層／Ｃｕ（２ｎ
ｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／ＰｔＭｎ（１３ｎｍ）／Ｔ
ａ（３ｎｍ）を順次積層して成膜し、３００ｍＴ（３ｋ
Ｇ）の磁界中で２６０℃の温度を５時間保持するアニー
リングを行っている。測定磁界は、７２０００Ａ／ｍ
（９００Ｏｅ）である。
【０１４３】
【表１３】
【０１４４】第１７の実施形態
図２１は本発明の第１７の実施形態におけるＳＶＭＲ積
層構造体の層構成を示す、ＡＢＳ方向から見た断面図で
ある。
層構造体の層構成を示す、ＡＢＳ方向から見た断面図で
ある。
【０１４５】本実施形態において、ＳＶＭＲ積層構造体
は、下地層１３０と、自己磁化固定層１３８と、非磁性
導電層１３３と、磁化自由層１３１を構成する軟磁性層
１３１ｂと、磁化自由層１３１の軟磁性層１３１ａと、
この軟磁性層１３１ａの中間に挿入された相互拡散層１
３２と、保護層１３６とを順次積層した構成となってい
る。ただし、アニーリング後は、磁化自由層１３１の軟
磁性層１３１ａ内には相互拡散層１３２の金属成分が拡
散しており、また、相互拡散層１３２内には軟磁性層１
３１ａの金属成分が拡散している。
は、下地層１３０と、自己磁化固定層１３８と、非磁性
導電層１３３と、磁化自由層１３１を構成する軟磁性層
１３１ｂと、磁化自由層１３１の軟磁性層１３１ａと、
この軟磁性層１３１ａの中間に挿入された相互拡散層１
３２と、保護層１３６とを順次積層した構成となってい
る。ただし、アニーリング後は、磁化自由層１３１の軟
磁性層１３１ａ内には相互拡散層１３２の金属成分が拡
散しており、また、相互拡散層１３２内には軟磁性層１
３１ａの金属成分が拡散している。
【０１４６】自己磁化固定層１３８は、互いに反強磁性
結合されており、磁気モーメントが逆方向に整合してい
る少なくとも２つの例えばＣｏＦｅ膜による強磁性層と
両者の間に設けられた例えばＲｕ膜による非磁性層との
積層体から形成されている。
結合されており、磁気モーメントが逆方向に整合してい
る少なくとも２つの例えばＣｏＦｅ膜による強磁性層と
両者の間に設けられた例えばＲｕ膜による非磁性層との
積層体から形成されている。
【０１４７】このように、本実施形態は、磁化固定層が
自動的に磁化を固定する構成となっているので、交換結
合によって磁化固定層の磁化を固定する反強磁性層は不
要となる。本実施形態のその他の構成は、第１の実施形
態の場合とほぼ同様であり、第１の実施形態の場合と同
じ構成要素には、同じ参照番号が付されている。
自動的に磁化を固定する構成となっているので、交換結
合によって磁化固定層の磁化を固定する反強磁性層は不
要となる。本実施形態のその他の構成は、第１の実施形
態の場合とほぼ同様であり、第１の実施形態の場合と同
じ構成要素には、同じ参照番号が付されている。
【０１４８】本実施形態のＳＶＭＲセンサとしては、例
えば基板としてのアルミナ膜付きのＡｌＴｉＣの上に、
ＮｉＣｒ（５ｎｍ）／ＣｏＦｅ（３ｎｍ）／Ｒｕ（０．
８ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ（２ｎｍ）／相互
拡散層を挿入した磁化自由層／Ｔａ（３ｎｍ）を順次積
層して成膜した構造を有している。相互拡散層を挿入し
た磁化自由層は、ＣｏＦｅ（１ｎｍ）／ＮｉＦｅ（１．
５ｎｍ）／Ｔａ（０．２ｎｍ）／ＮｉＦｅ（１．５ｎ
ｍ）／ＣｏＦｅ（１ｎｍ）を順次積層した層構造を有し
ている。
えば基板としてのアルミナ膜付きのＡｌＴｉＣの上に、
ＮｉＣｒ（５ｎｍ）／ＣｏＦｅ（３ｎｍ）／Ｒｕ（０．
８ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ（２ｎｍ）／相互
拡散層を挿入した磁化自由層／Ｔａ（３ｎｍ）を順次積
層して成膜した構造を有している。相互拡散層を挿入し
た磁化自由層は、ＣｏＦｅ（１ｎｍ）／ＮｉＦｅ（１．
５ｎｍ）／Ｔａ（０．２ｎｍ）／ＮｉＦｅ（１．５ｎ
ｍ）／ＣｏＦｅ（１ｎｍ）を順次積層した層構造を有し
ている。
【０１４９】第１８の実施形態
図２２は本発明の第１８の実施形態におけるＳＶＭＲ積
層構造体の層構成を示す、ＡＢＳ方向から見た断面図で
ある。
層構造体の層構成を示す、ＡＢＳ方向から見た断面図で
ある。
【０１５０】本実施形態において、ＳＶＭＲ積層構造体
は、下地層１３０と、第１の磁化固定層１３４３と、第
１の非磁性導電層１３３１と、磁化自由層１３１を構成
する軟磁性層１３１ｂと、磁化自由層１３１の軟磁性層
１３１ａと、この軟磁性層１３１ａの中間に挿入された
相互拡散層１３２と、磁化自由層１３１の軟磁性層１３
１ｃと、第２の非磁性導電層１３３２と、第２の磁化固
定層１３４４と、反平行結合層１３９と、第３の磁化固
定層１３４５と、保護層１３６とを順次積層した構成と
なっている。ただし、アニーリング後は、磁化自由層１
３１の軟磁性層１３１ａ内には相互拡散層１３２の金属
成分が拡散しており、また、相互拡散層１３２内には軟
磁性層１３１ａの金属成分が拡散している。
は、下地層１３０と、第１の磁化固定層１３４３と、第
１の非磁性導電層１３３１と、磁化自由層１３１を構成
する軟磁性層１３１ｂと、磁化自由層１３１の軟磁性層
１３１ａと、この軟磁性層１３１ａの中間に挿入された
相互拡散層１３２と、磁化自由層１３１の軟磁性層１３
１ｃと、第２の非磁性導電層１３３２と、第２の磁化固
定層１３４４と、反平行結合層１３９と、第３の磁化固
定層１３４５と、保護層１３６とを順次積層した構成と
なっている。ただし、アニーリング後は、磁化自由層１
３１の軟磁性層１３１ａ内には相互拡散層１３２の金属
成分が拡散しており、また、相互拡散層１３２内には軟
磁性層１３１ａの金属成分が拡散している。
【０１５１】例えばＲｕ膜からなる反平行結合層１３９
によって磁化の方向が反平行となるように結合された第
２及び第３の磁化固定層１３４４及び１３４５の磁化
と、第１の磁化固定層１３４３の磁化とがＭＲセンサの
センス電流による電流バイアス磁界によって固定される
ように構成されている。なお、第３の磁化固定層１３４
５は、ＣｏＦｅ膜と電気抵抗率の高い例えばＣｏＮｂＺ
ｒ膜との２層構造となっている。
によって磁化の方向が反平行となるように結合された第
２及び第３の磁化固定層１３４４及び１３４５の磁化
と、第１の磁化固定層１３４３の磁化とがＭＲセンサの
センス電流による電流バイアス磁界によって固定される
ように構成されている。なお、第３の磁化固定層１３４
５は、ＣｏＦｅ膜と電気抵抗率の高い例えばＣｏＮｂＺ
ｒ膜との２層構造となっている。
【０１５２】このように、本実施形態は、磁化固定層を
ＭＲセンサを流れる電流によって生じる磁界により磁化
が固定される複数の強磁性層から形成しているため、交
換結合によって磁化固定層の磁化を固定する反強磁性層
は不要となる。本実施形態のその他の構成は、第１の実
施形態の場合とほぼ同様であり、第１の実施形態の場合
と同じ構成要素には、同じ参照番号が付されている。
ＭＲセンサを流れる電流によって生じる磁界により磁化
が固定される複数の強磁性層から形成しているため、交
換結合によって磁化固定層の磁化を固定する反強磁性層
は不要となる。本実施形態のその他の構成は、第１の実
施形態の場合とほぼ同様であり、第１の実施形態の場合
と同じ構成要素には、同じ参照番号が付されている。
【０１５３】本実施形態のＳＶＭＲセンサとしては、例
えば基板としてのアルミナ膜付きのＡｌＴｉＣの上に、
ＮｉＣｒ（５ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ（２ｎ
ｍ）／相互拡散層を挿入した磁化自由層／Ｃｕ（２ｎ
ｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｒｕ（０．８ｎｍ）／Ｃｏ
Ｆｅ（０．５ｎｍ）／ＣｏＮｂＺｒ（４ｎｍ）／Ｔａ
（３ｎｍ）を順次積層して成膜した構造を有している。
相互拡散層を挿入した磁化自由層は、ＣｏＦｅ（１ｎ
ｍ）／ＮｉＦｅ（１．５ｎｍ）／Ｔａ（０．２ｎｍ）／
ＮｉＦｅ（１．５ｎｍ）／ＣｏＦｅ（１ｎｍ）を順次積
層した層構造を有している。
えば基板としてのアルミナ膜付きのＡｌＴｉＣの上に、
ＮｉＣｒ（５ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ（２ｎ
ｍ）／相互拡散層を挿入した磁化自由層／Ｃｕ（２ｎ
ｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｒｕ（０．８ｎｍ）／Ｃｏ
Ｆｅ（０．５ｎｍ）／ＣｏＮｂＺｒ（４ｎｍ）／Ｔａ
（３ｎｍ）を順次積層して成膜した構造を有している。
相互拡散層を挿入した磁化自由層は、ＣｏＦｅ（１ｎ
ｍ）／ＮｉＦｅ（１．５ｎｍ）／Ｔａ（０．２ｎｍ）／
ＮｉＦｅ（１．５ｎｍ）／ＣｏＦｅ（１ｎｍ）を順次積
層した層構造を有している。
【０１５４】第１９の実施形態
図２３は本発明の第１９の実施形態におけるＳＶＭＲ積
層構造体の層構成を示す、ＡＢＳ方向から見た断面図で
ある。
層構造体の層構成を示す、ＡＢＳ方向から見た断面図で
ある。
【０１５５】本実施形態において、ＳＶＭＲ積層構造体
は、下地層１３０と、第１の磁化固定層１３４３´と、
第１の非磁性導電層１３３１と、磁化自由層１３１を構
成する軟磁性層１３１ｂと、磁化自由層１３１の軟磁性
層１３１ａと、この軟磁性層１３１ａの中間に挿入され
た相互拡散層１３２と、磁化自由層１３１の軟磁性層１
３１ｃと、第２の非磁性導電層１３３２と、第２の磁化
固定層１３４４と、反平行結合層１３９と、第３の磁化
固定層１３４５と、保護層１３６とを順次積層した構成
となっている。ただし、アニーリング後は、磁化自由層
１３１の軟磁性層１３１ａ内には相互拡散層１３２の金
属成分が拡散しており、また、相互拡散層１３２内には
軟磁性層１３１ａの金属成分が拡散している。
は、下地層１３０と、第１の磁化固定層１３４３´と、
第１の非磁性導電層１３３１と、磁化自由層１３１を構
成する軟磁性層１３１ｂと、磁化自由層１３１の軟磁性
層１３１ａと、この軟磁性層１３１ａの中間に挿入され
た相互拡散層１３２と、磁化自由層１３１の軟磁性層１
３１ｃと、第２の非磁性導電層１３３２と、第２の磁化
固定層１３４４と、反平行結合層１３９と、第３の磁化
固定層１３４５と、保護層１３６とを順次積層した構成
となっている。ただし、アニーリング後は、磁化自由層
１３１の軟磁性層１３１ａ内には相互拡散層１３２の金
属成分が拡散しており、また、相互拡散層１３２内には
軟磁性層１３１ａの金属成分が拡散している。
【０１５６】第１の磁化固定層１３４３´は、単層構造
ではなく、例えばＣｏＦｅ膜による２つの強磁性層間に
例えばＲｕ膜による非磁性層を挿入した多層構造（シン
セティック構造）を有している。例えばＲｕ膜からなる
反平行結合層１３９によって磁化の方向が反平行となる
ように結合された第２及び第３の磁化固定層１３４４及
び１３４５の磁化と、第１の磁化固定層１３４３´の磁
化とがＭＲセンサのセンス電流による電流バイアス磁界
によって固定されるように構成されている。なお、第４
の強磁性層１３４５は、ＣｏＦｅ膜と電気抵抗率の高い
例えばＣｏＮｂＺｒ膜との２層構造となっている。
ではなく、例えばＣｏＦｅ膜による２つの強磁性層間に
例えばＲｕ膜による非磁性層を挿入した多層構造（シン
セティック構造）を有している。例えばＲｕ膜からなる
反平行結合層１３９によって磁化の方向が反平行となる
ように結合された第２及び第３の磁化固定層１３４４及
び１３４５の磁化と、第１の磁化固定層１３４３´の磁
化とがＭＲセンサのセンス電流による電流バイアス磁界
によって固定されるように構成されている。なお、第４
の強磁性層１３４５は、ＣｏＦｅ膜と電気抵抗率の高い
例えばＣｏＮｂＺｒ膜との２層構造となっている。
【０１５７】このように、本実施形態は、１つの磁化固
定層１３４３´の構造を第１８の実施形態における磁化
固定層１３４３の構造と変えたものである。本実施形態
のその他の構成は、第１８の実施形態の場合とほぼ同様
であり、第１８の実施形態の場合と同じ構成要素には、
同じ参照番号が付されている。
定層１３４３´の構造を第１８の実施形態における磁化
固定層１３４３の構造と変えたものである。本実施形態
のその他の構成は、第１８の実施形態の場合とほぼ同様
であり、第１８の実施形態の場合と同じ構成要素には、
同じ参照番号が付されている。
【０１５８】本実施形態のＳＶＭＲセンサとしては、例
えば基板としてのアルミナ膜付きのＡｌＴｉＣの上に、
ＮｉＣｒ（５ｎｍ）／ＣｏＦｅ（１ｎｍ）／Ｒｕ（０．
８ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ（２ｎｍ）／相互
拡散層を挿入した磁化自由層／Ｃｕ（２ｎｍ）／ＣｏＦ
ｅ（２ｎｍ）／Ｒｕ（０．８ｎｍ）／ＣｏＦｅ（０．５
ｎｍ）／ＣｏＮｂＺｒ（４ｎｍ）／Ｔａ（３ｎｍ）を順
次積層して成膜した構造を有している。相互拡散層を挿
入した磁化自由層は、ＣｏＦｅ（１ｎｍ）／ＮｉＦｅ
（１．５ｎｍ）／Ｔａ（０．２ｎｍ）／ＮｉＦｅ（１．
５ｎｍ）／ＣｏＦｅ（１ｎｍ）を順次積層した層構造を
有している。
えば基板としてのアルミナ膜付きのＡｌＴｉＣの上に、
ＮｉＣｒ（５ｎｍ）／ＣｏＦｅ（１ｎｍ）／Ｒｕ（０．
８ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ（２ｎｍ）／相互
拡散層を挿入した磁化自由層／Ｃｕ（２ｎｍ）／ＣｏＦ
ｅ（２ｎｍ）／Ｒｕ（０．８ｎｍ）／ＣｏＦｅ（０．５
ｎｍ）／ＣｏＮｂＺｒ（４ｎｍ）／Ｔａ（３ｎｍ）を順
次積層して成膜した構造を有している。相互拡散層を挿
入した磁化自由層は、ＣｏＦｅ（１ｎｍ）／ＮｉＦｅ
（１．５ｎｍ）／Ｔａ（０．２ｎｍ）／ＮｉＦｅ（１．
５ｎｍ）／ＣｏＦｅ（１ｎｍ）を順次積層した層構造を
有している。
【０１５９】第２０の実施形態
図２４は本発明の第２０の実施形態におけるＳＶＭＲ積
層構造体の層構成を示す、ＡＢＳ方向から見た断面図で
ある。
層構造体の層構成を示す、ＡＢＳ方向から見た断面図で
ある。
【０１６０】本実施形態において、ＳＶＭＲ積層構造体
は、下地層１３０と、第１の磁化固定層１３４３と、第
１の非磁性導電層１３３１と、磁化自由層１３１を構成
する軟磁性層１３１ｂと、磁化自由層１３１の軟磁性層
１３１ａと、この軟磁性層１３１ａの中間に挿入された
相互拡散層１３２と、磁化自由層１３１の軟磁性層１３
１ｃと、第２の非磁性導電層１３３２と、第２の磁化固
定層１３４４と、反平行結合層１３９と、第３の磁化固
定層１３４５と、反強磁性層１３５３と、保護層１３６
とを順次積層した構成となっている。ただし、アニーリ
ング後は、磁化自由層１３１の軟磁性層１３１ａ内には
相互拡散層１３２の金属成分が拡散しており、また、相
互拡散層１３２内には軟磁性層１３１ａの金属成分が拡
散している。
は、下地層１３０と、第１の磁化固定層１３４３と、第
１の非磁性導電層１３３１と、磁化自由層１３１を構成
する軟磁性層１３１ｂと、磁化自由層１３１の軟磁性層
１３１ａと、この軟磁性層１３１ａの中間に挿入された
相互拡散層１３２と、磁化自由層１３１の軟磁性層１３
１ｃと、第２の非磁性導電層１３３２と、第２の磁化固
定層１３４４と、反平行結合層１３９と、第３の磁化固
定層１３４５と、反強磁性層１３５３と、保護層１３６
とを順次積層した構成となっている。ただし、アニーリ
ング後は、磁化自由層１３１の軟磁性層１３１ａ内には
相互拡散層１３２の金属成分が拡散しており、また、相
互拡散層１３２内には軟磁性層１３１ａの金属成分が拡
散している。
【０１６１】このように、本実施形態は、第３の磁化固
定層１３４５の外側に反強磁性層１３５３を設け、その
交換結合によりこの第３の磁化固定層１３４５の磁化を
固定したものである。本実施形態のその他の構成は、第
１８の実施形態の場合とほぼ同様であり、第１８の実施
形態の場合と同じ構成要素には、同じ参照番号が付され
ている。
定層１３４５の外側に反強磁性層１３５３を設け、その
交換結合によりこの第３の磁化固定層１３４５の磁化を
固定したものである。本実施形態のその他の構成は、第
１８の実施形態の場合とほぼ同様であり、第１８の実施
形態の場合と同じ構成要素には、同じ参照番号が付され
ている。
【０１６２】本実施形態のＳＶＭＲセンサとしては、例
えば基板としてのアルミナ膜付きのＡｌＴｉＣの上に、
ＮｉＣｒ（５ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ（２ｎ
ｍ）／相互拡散層を挿入した磁化自由層／Ｃｕ（２ｎ
ｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｒｕ（０．８ｎｍ）／Ｃｏ
Ｆｅ（０．５ｎｍ）／ＣｏＮｂＺｒ（４ｎｍ）／ＰｔＭ
ｎ（１５ｎｍ）／Ｔａ（３ｎｍ）を順次積層して成膜し
た構造を有している。相互拡散層を挿入した磁化自由層
は、ＣｏＦｅ（１ｎｍ）／ＮｉＦｅ（１．５ｎｍ）／Ｔ
ａ（０．２ｎｍ）／ＮｉＦｅ（１．５ｎｍ）／ＣｏＦｅ
（１ｎｍ）を順次積層した層構造を有している。
えば基板としてのアルミナ膜付きのＡｌＴｉＣの上に、
ＮｉＣｒ（５ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ（２ｎ
ｍ）／相互拡散層を挿入した磁化自由層／Ｃｕ（２ｎ
ｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｒｕ（０．８ｎｍ）／Ｃｏ
Ｆｅ（０．５ｎｍ）／ＣｏＮｂＺｒ（４ｎｍ）／ＰｔＭ
ｎ（１５ｎｍ）／Ｔａ（３ｎｍ）を順次積層して成膜し
た構造を有している。相互拡散層を挿入した磁化自由層
は、ＣｏＦｅ（１ｎｍ）／ＮｉＦｅ（１．５ｎｍ）／Ｔ
ａ（０．２ｎｍ）／ＮｉＦｅ（１．５ｎｍ）／ＣｏＦｅ
（１ｎｍ）を順次積層した層構造を有している。
【０１６３】第２１の実施形態
図２５は本発明の第２１の実施形態におけるＳＶＭＲ積
層構造体の層構成を示す、ＡＢＳ方向から見た断面図で
ある。
層構造体の層構成を示す、ＡＢＳ方向から見た断面図で
ある。
【０１６４】本実施形態において、ＳＶＭＲ積層構造体
は、下地層１３０と、反強磁性層１３５３と、第２の磁
化固定層１３４３と、第１の非磁性導電層１３３１と、
磁化自由層１３１を構成する軟磁性層１３１ｂと、磁化
自由層１３１の軟磁性層１３１ａと、この軟磁性層１３
１ａの中間に挿入された相互拡散層１３２と、磁化自由
層１３１の軟磁性層１３１ｃと、第２の非磁性導電層１
３３２と、第２の磁化固定層１３４４と、反平行結合層
１３９と、第３の磁化固定層１３４５と、保護層１３６
とを順次積層した構成となっている。ただし、アニーリ
ング後は、磁化自由層１３１の軟磁性層１３１ａ内には
相互拡散層１３２の金属成分が拡散しており、また、相
互拡散層１３２内には軟磁性層１３１ａの金属成分が拡
散している。
は、下地層１３０と、反強磁性層１３５３と、第２の磁
化固定層１３４３と、第１の非磁性導電層１３３１と、
磁化自由層１３１を構成する軟磁性層１３１ｂと、磁化
自由層１３１の軟磁性層１３１ａと、この軟磁性層１３
１ａの中間に挿入された相互拡散層１３２と、磁化自由
層１３１の軟磁性層１３１ｃと、第２の非磁性導電層１
３３２と、第２の磁化固定層１３４４と、反平行結合層
１３９と、第３の磁化固定層１３４５と、保護層１３６
とを順次積層した構成となっている。ただし、アニーリ
ング後は、磁化自由層１３１の軟磁性層１３１ａ内には
相互拡散層１３２の金属成分が拡散しており、また、相
互拡散層１３２内には軟磁性層１３１ａの金属成分が拡
散している。
【０１６５】このように、本実施形態は、第１の磁化固
定層１３４３の外側に反強磁性層１３５３を設け、その
交換結合によりこの第１の磁化固定層１３４３の磁化を
固定したものである。本実施形態のその他の構成は、第
１８の実施形態の場合とほぼ同様であり、第１８の実施
形態の場合と同じ構成要素には、同じ参照番号が付され
ている。
定層１３４３の外側に反強磁性層１３５３を設け、その
交換結合によりこの第１の磁化固定層１３４３の磁化を
固定したものである。本実施形態のその他の構成は、第
１８の実施形態の場合とほぼ同様であり、第１８の実施
形態の場合と同じ構成要素には、同じ参照番号が付され
ている。
【０１６６】本実施形態のＳＶＭＲセンサとしては、例
えば基板としてのアルミナ膜付きのＡｌＴｉＣの上に、
ＮｉＣｒ（５ｎｍ）／ＰｔＭｎ（１５ｎｍ）／ＣｏＦｅ
（２ｎｍ）／Ｃｕ（２ｎｍ）／相互拡散層を挿入した磁
化自由層／Ｃｕ（２ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｒｕ
（０．８ｎｍ）／ＣｏＦｅ（０．５ｎｍ）／ＣｏＮｂＺ
ｒ（４ｎｍ）／Ｔａ（３ｎｍ）を順次積層して成膜した
構造を有している。相互拡散層を挿入した磁化自由層
は、ＣｏＦｅ（１ｎｍ）／ＮｉＦｅ（１．５ｎｍ）／Ｔ
ａ（０．２ｎｍ）／ＮｉＦｅ（１．５ｎｍ）／ＣｏＦｅ
（１ｎｍ）を順次積層した層構造を有している。
えば基板としてのアルミナ膜付きのＡｌＴｉＣの上に、
ＮｉＣｒ（５ｎｍ）／ＰｔＭｎ（１５ｎｍ）／ＣｏＦｅ
（２ｎｍ）／Ｃｕ（２ｎｍ）／相互拡散層を挿入した磁
化自由層／Ｃｕ（２ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｒｕ
（０．８ｎｍ）／ＣｏＦｅ（０．５ｎｍ）／ＣｏＮｂＺ
ｒ（４ｎｍ）／Ｔａ（３ｎｍ）を順次積層して成膜した
構造を有している。相互拡散層を挿入した磁化自由層
は、ＣｏＦｅ（１ｎｍ）／ＮｉＦｅ（１．５ｎｍ）／Ｔ
ａ（０．２ｎｍ）／ＮｉＦｅ（１．５ｎｍ）／ＣｏＦｅ
（１ｎｍ）を順次積層した層構造を有している。
【０１６７】第２２の実施形態
図２６は本発明の第２２の実施形態におけるＳＶＭＲ積
層構造体の層構成を示す、ＡＢＳ方向から見た断面図で
ある。
層構造体の層構成を示す、ＡＢＳ方向から見た断面図で
ある。
【０１６８】本実施形態において、ＳＶＭＲ積層構造体
は、下地層１３０と、反強磁性層１３５３と、第１の磁
化固定層１３４３´と、第１の非磁性導電層１３３１
と、磁化自由層１３１を構成する軟磁性層１３１ｂと、
磁化自由層１３１の軟磁性層１３１ａと、この軟磁性層
１３１ａの中間に挿入された相互拡散層１３２と、磁化
自由層１３１の軟磁性層１３１ｃと、第２の非磁性導電
層１３３２と、第２の磁化固定層１３４４と、反平行結
合層１３９と、第３の磁化固定層１３４５と、保護層１
３６とを順次積層した構成となっている。ただし、アニ
ーリング後は、磁化自由層１３１の軟磁性層１３１ａ内
には相互拡散層１３２の金属成分が拡散しており、ま
た、相互拡散層１３２内には軟磁性層１３１ａの金属成
分が拡散している。
は、下地層１３０と、反強磁性層１３５３と、第１の磁
化固定層１３４３´と、第１の非磁性導電層１３３１
と、磁化自由層１３１を構成する軟磁性層１３１ｂと、
磁化自由層１３１の軟磁性層１３１ａと、この軟磁性層
１３１ａの中間に挿入された相互拡散層１３２と、磁化
自由層１３１の軟磁性層１３１ｃと、第２の非磁性導電
層１３３２と、第２の磁化固定層１３４４と、反平行結
合層１３９と、第３の磁化固定層１３４５と、保護層１
３６とを順次積層した構成となっている。ただし、アニ
ーリング後は、磁化自由層１３１の軟磁性層１３１ａ内
には相互拡散層１３２の金属成分が拡散しており、ま
た、相互拡散層１３２内には軟磁性層１３１ａの金属成
分が拡散している。
【０１６９】このように、本実施形態は、第１９の実施
形態における第１の磁化固定層１３４３´の外側に反強
磁性層１３５３を設け、その交換結合によりこの第１の
磁化固定層１３４３´の磁化を固定したものである。本
実施形態のその他の構成は、第１９の実施形態の場合と
ほぼ同様であり、第１９の実施形態の場合と同じ構成要
素には、同じ参照番号が付されている。
形態における第１の磁化固定層１３４３´の外側に反強
磁性層１３５３を設け、その交換結合によりこの第１の
磁化固定層１３４３´の磁化を固定したものである。本
実施形態のその他の構成は、第１９の実施形態の場合と
ほぼ同様であり、第１９の実施形態の場合と同じ構成要
素には、同じ参照番号が付されている。
【０１７０】本実施形態のＳＶＭＲセンサとしては、例
えば基板としてのアルミナ膜付きのＡｌＴｉＣの上に、
ＮｉＣｒ（５ｎｍ）／ＰｔＭｎ（１５ｎｍ）／ＣｏＦｅ
（１ｎｍ）／Ｒｕ（０．８ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）
／Ｃｕ（２ｎｍ）／相互拡散層を挿入した磁化自由層／
Ｃｕ（２ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｒｕ（０．８ｎ
ｍ）／ＣｏＦｅ（０．５ｎｍ）／ＣｏＮｂＺｒ（４ｎ
ｍ）／Ｔａ（３ｎｍ）を順次積層して成膜した構造を有
している。相互拡散層を挿入した磁化自由層は、ＣｏＦ
ｅ（１ｎｍ）／ＮｉＦｅ（１．５ｎｍ）／Ｔａ（０．２
ｎｍ）／ＮｉＦｅ（１．５ｎｍ）／ＣｏＦｅ（１ｎｍ）
を順次積層した層構造を有している。
えば基板としてのアルミナ膜付きのＡｌＴｉＣの上に、
ＮｉＣｒ（５ｎｍ）／ＰｔＭｎ（１５ｎｍ）／ＣｏＦｅ
（１ｎｍ）／Ｒｕ（０．８ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）
／Ｃｕ（２ｎｍ）／相互拡散層を挿入した磁化自由層／
Ｃｕ（２ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｒｕ（０．８ｎ
ｍ）／ＣｏＦｅ（０．５ｎｍ）／ＣｏＮｂＺｒ（４ｎ
ｍ）／Ｔａ（３ｎｍ）を順次積層して成膜した構造を有
している。相互拡散層を挿入した磁化自由層は、ＣｏＦ
ｅ（１ｎｍ）／ＮｉＦｅ（１．５ｎｍ）／Ｔａ（０．２
ｎｍ）／ＮｉＦｅ（１．５ｎｍ）／ＣｏＦｅ（１ｎｍ）
を順次積層した層構造を有している。
【０１７１】第２３の実施形態
図２７は本発明の第２３の実施形態におけるＳＶＭＲ積
層構造体の層構成を示す、ＡＢＳ方向から見た断面図で
ある。
層構造体の層構成を示す、ＡＢＳ方向から見た断面図で
ある。
【０１７２】本実施形態において、ＳＶＭＲ積層構造体
は、下地層１３０と、第１の磁化固定層１３４３´と、
第１の非磁性導電層１３３１と、磁化自由層１３１を構
成する軟磁性層１３１ｂと、磁化自由層１３１の軟磁性
層１３１ａと、この軟磁性層１３１ａの中間に挿入され
た相互拡散層１３２と、磁化自由層１３１の軟磁性層１
３１ｃと、第２の非磁性導電層１３３２と、第２の磁化
固定層１３４４と、反平行結合層１３９と、第３の磁化
固定層１３４５と、反強磁性層１３５３と、保護層１３
６とを順次積層した構成となっている。ただし、アニー
リング後は、磁化自由層１３１の軟磁性層１３１ａ内に
は相互拡散層１３２の金属成分が拡散しており、また、
相互拡散層１３２内には軟磁性層１３１ａの金属成分が
拡散している。
は、下地層１３０と、第１の磁化固定層１３４３´と、
第１の非磁性導電層１３３１と、磁化自由層１３１を構
成する軟磁性層１３１ｂと、磁化自由層１３１の軟磁性
層１３１ａと、この軟磁性層１３１ａの中間に挿入され
た相互拡散層１３２と、磁化自由層１３１の軟磁性層１
３１ｃと、第２の非磁性導電層１３３２と、第２の磁化
固定層１３４４と、反平行結合層１３９と、第３の磁化
固定層１３４５と、反強磁性層１３５３と、保護層１３
６とを順次積層した構成となっている。ただし、アニー
リング後は、磁化自由層１３１の軟磁性層１３１ａ内に
は相互拡散層１３２の金属成分が拡散しており、また、
相互拡散層１３２内には軟磁性層１３１ａの金属成分が
拡散している。
【０１７３】このように、本実施形態は、第１９の実施
形態における第３の磁化固定層１３４５の外側に反強磁
性層１３５３を設け、その交換結合によりこの第３の磁
化固定層１３４５の磁化を固定したものである。本実施
形態のその他の構成は、第１９の実施形態の場合とほぼ
同様であり、第１９の実施形態の場合と同じ構成要素に
は、同じ参照番号が付されている。
形態における第３の磁化固定層１３４５の外側に反強磁
性層１３５３を設け、その交換結合によりこの第３の磁
化固定層１３４５の磁化を固定したものである。本実施
形態のその他の構成は、第１９の実施形態の場合とほぼ
同様であり、第１９の実施形態の場合と同じ構成要素に
は、同じ参照番号が付されている。
【０１７４】本実施形態のＳＶＭＲセンサとしては、例
えば基板としてのアルミナ膜付きのＡｌＴｉＣの上に、
ＮｉＣｒ（５ｎｍ）／ＣｏＦｅ（１ｎｍ）／Ｒｕ（０．
８ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ（２ｎｍ）／相互
拡散層を挿入した磁化自由層／Ｃｕ（２ｎｍ）／ＣｏＦ
ｅ（２ｎｍ）／Ｒｕ（０．８ｎｍ）／ＣｏＦｅ（０．５
ｎｍ）／ＣｏＮｂＺｒ（４ｎｍ）／ＰｔＭｎ（１５ｎ
ｍ）／Ｔａ（３ｎｍ）を順次積層して成膜した構造を有
している。相互拡散層を挿入した磁化自由層は、ＣｏＦ
ｅ（１ｎｍ）／ＮｉＦｅ（１．５ｎｍ）／Ｔａ（０．２
ｎｍ）／ＮｉＦｅ（１．５ｎｍ）／ＣｏＦｅ（１ｎｍ）
を順次積層した層構造を有している。
えば基板としてのアルミナ膜付きのＡｌＴｉＣの上に、
ＮｉＣｒ（５ｎｍ）／ＣｏＦｅ（１ｎｍ）／Ｒｕ（０．
８ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｕ（２ｎｍ）／相互
拡散層を挿入した磁化自由層／Ｃｕ（２ｎｍ）／ＣｏＦ
ｅ（２ｎｍ）／Ｒｕ（０．８ｎｍ）／ＣｏＦｅ（０．５
ｎｍ）／ＣｏＮｂＺｒ（４ｎｍ）／ＰｔＭｎ（１５ｎ
ｍ）／Ｔａ（３ｎｍ）を順次積層して成膜した構造を有
している。相互拡散層を挿入した磁化自由層は、ＣｏＦ
ｅ（１ｎｍ）／ＮｉＦｅ（１．５ｎｍ）／Ｔａ（０．２
ｎｍ）／ＮｉＦｅ（１．５ｎｍ）／ＣｏＦｅ（１ｎｍ）
を順次積層した層構造を有している。
【０１７５】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。
【０１７６】以上述べた実施形態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。
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。
【０１７７】
【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、磁化自由層の中間又は磁化自由層の非磁性層とは反
対側の面上に積層されておりかつ所定金属によって形成
された０．５ｎｍ以下の膜厚の相互拡散層から、磁化自
由層の一部にこの相互拡散層の所定金属が拡散されてい
るので、磁化自由層のシート抵抗Ｒｓが大きくなる。従
って、２．５Ωを越える高いΔＲｓを得ることができ
る。また、アシンメトリ特性のばらつきも大幅に改善す
ることができる。その結果、ＭＲセンサの狭小化を図
り、高記録密度化に対応したＭＲセンサ及び薄膜磁気ヘ
ッドを提供することができる。
ば、磁化自由層の中間又は磁化自由層の非磁性層とは反
対側の面上に積層されておりかつ所定金属によって形成
された０．５ｎｍ以下の膜厚の相互拡散層から、磁化自
由層の一部にこの相互拡散層の所定金属が拡散されてい
るので、磁化自由層のシート抵抗Ｒｓが大きくなる。従
って、２．５Ωを越える高いΔＲｓを得ることができ
る。また、アシンメトリ特性のばらつきも大幅に改善す
ることができる。その結果、ＭＲセンサの狭小化を図
り、高記録密度化に対応したＭＲセンサ及び薄膜磁気ヘ
ッドを提供することができる。
【図１】本発明の第１の実施形態として、本発明による
薄膜磁気ヘッドの主要部の構成を概略的に示す断面図で
ある。
薄膜磁気ヘッドの主要部の構成を概略的に示す断面図で
ある。
【図２】図１のＳＶＭＲ積層構造体の層構成を示す、浮
上面（ＡＢＳ）方向から見た断面図である。
上面（ＡＢＳ）方向から見た断面図である。
【図３】Ｔａ膜の膜厚を変えた場合のＭＲ抵抗変化ΔＲ
ｓを測定した結果を示す図である。
ｓを測定した結果を示す図である。
【図４】Ｔａ膜の膜厚を変えた場合のＭＲ変化率ＭＲを
測定した結果を示す図である。
測定した結果を示す図である。
【図５】Ｔａ膜の膜厚を変えた場合のシート抵抗Ｒｓを
測定した結果を示す図である。
測定した結果を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施形態におけるＳＶＭＲ積層
構造体の層構成を示すＡＢＳ方向から見た断面図であ
る。
構造体の層構成を示すＡＢＳ方向から見た断面図であ
る。
【図７】本発明の第３の実施形態におけるＳＶＭＲ積層
構造体の層構成を示すＡＢＳ方向から見た断面図であ
る。
構造体の層構成を示すＡＢＳ方向から見た断面図であ
る。
【図８】本発明の第４の実施形態におけるＳＶＭＲ積層
構造体の層構成を示すＡＢＳ方向から見た断面図であ
る。
構造体の層構成を示すＡＢＳ方向から見た断面図であ
る。
【図９】本発明の第５の実施形態におけるＳＶＭＲ積層
構造体の層構成を示すＡＢＳ方向から見た断面図であ
る。
構造体の層構成を示すＡＢＳ方向から見た断面図であ
る。
【図１０】本発明の第６の実施形態におけるＳＶＭＲ積
層構造体の層構成を示すＡＢＳ方向から見た断面図であ
る。
層構造体の層構成を示すＡＢＳ方向から見た断面図であ
る。
【図１１】本発明の第７の実施形態におけるＳＶＭＲ積
層構造体の層構成を示すＡＢＳ方向から見た断面図であ
る。
層構造体の層構成を示すＡＢＳ方向から見た断面図であ
る。
【図１２】本発明の第８の実施形態におけるＳＶＭＲ積
層構造体の層構成を示すＡＢＳ方向から見た断面図であ
る。
層構造体の層構成を示すＡＢＳ方向から見た断面図であ
る。
【図１３】本発明の第９の実施形態におけるＳＶＭＲ積
層構造体の層構成を示すＡＢＳ方向から見た断面図であ
る。
層構造体の層構成を示すＡＢＳ方向から見た断面図であ
る。
【図１４】本発明の第１０の実施形態におけるＳＶＭＲ
積層構造体の層構成を示すＡＢＳ方向から見た断面図で
ある。
積層構造体の層構成を示すＡＢＳ方向から見た断面図で
ある。
【図１５】本発明の第１１の実施形態におけるＳＶＭＲ
積層構造体の層構成を示すＡＢＳ方向から見た断面図で
ある。
積層構造体の層構成を示すＡＢＳ方向から見た断面図で
ある。
【図１６】本発明の第１２の実施形態におけるＳＶＭＲ
積層構造体の層構成を示すＡＢＳ方向から見た断面図で
ある。
積層構造体の層構成を示すＡＢＳ方向から見た断面図で
ある。
【図１７】本発明の第１３の実施形態におけるＳＶＭＲ
積層構造体の層構成を示すＡＢＳ方向から見た断面図で
ある。
積層構造体の層構成を示すＡＢＳ方向から見た断面図で
ある。
【図１８】本発明の第１４の実施形態におけるＳＶＭＲ
積層構造体の層構成を示すＡＢＳ方向から見た断面図で
ある。
積層構造体の層構成を示すＡＢＳ方向から見た断面図で
ある。
【図１９】本発明の第１５の実施形態におけるＳＶＭＲ
積層構造体の層構成を示すＡＢＳ方向から見た断面図で
ある。
積層構造体の層構成を示すＡＢＳ方向から見た断面図で
ある。
【図２０】本発明の第１６の実施形態におけるＳＶＭＲ
積層構造体の層構成を示すＡＢＳ方向から見た断面図で
ある。
積層構造体の層構成を示すＡＢＳ方向から見た断面図で
ある。
【図２１】本発明の第１７の実施形態におけるＳＶＭＲ
積層構造体の層構成を示すＡＢＳ方向から見た断面図で
ある。
積層構造体の層構成を示すＡＢＳ方向から見た断面図で
ある。
【図２２】本発明の第１８の実施形態におけるＳＶＭＲ
積層構造体の層構成を示すＡＢＳ方向から見た断面図で
ある。
積層構造体の層構成を示すＡＢＳ方向から見た断面図で
ある。
【図２３】本発明の第１９の実施形態におけるＳＶＭＲ
積層構造体の層構成を示すＡＢＳ方向から見た断面図で
ある。
積層構造体の層構成を示すＡＢＳ方向から見た断面図で
ある。
【図２４】本発明の第２０の実施形態におけるＳＶＭＲ
積層構造体の層構成を示すＡＢＳ方向から見た断面図で
ある。
積層構造体の層構成を示すＡＢＳ方向から見た断面図で
ある。
【図２５】本発明の第２１の実施形態におけるＳＶＭＲ
積層構造体の層構成を示すＡＢＳ方向から見た断面図で
ある。
積層構造体の層構成を示すＡＢＳ方向から見た断面図で
ある。
【図２６】本発明の第２２の実施形態におけるＳＶＭＲ
積層構造体の層構成を示すＡＢＳ方向から見た断面図で
ある。
積層構造体の層構成を示すＡＢＳ方向から見た断面図で
ある。
【図２７】本発明の第２３の実施形態におけるＳＶＭＲ
積層構造体の層構成を示すＡＢＳ方向から見た断面図で
ある。
積層構造体の層構成を示すＡＢＳ方向から見た断面図で
ある。
１０ 基板
１１ 下部シールド層
１２ 上部シールド層
１２ａ、１６ａ ポール部
１３ スピンバルブＭＲ層
１４、１５、１８ 絶縁層
１６ 上部磁性層
１７ コイル導電層
１９ ギャップ層
２０、１３６ 保護層
１３０ 下地層
１３１ 磁化自由層
１３１ａ、１３１ｂ、１３１ｃ 軟磁性層
１３２ 相互拡散層
１３３、１３７ 非磁性導電層
１３４、１３４´、１３４´´、１３４１、１３４２、
１３４１´、１３４２´、１３４３、１３４３´、１３
４４、１３４５ 磁化固定層 １３５、１３５１、１３５２、１３５３ 反強磁性層 １３６ 保護層 １３８ 自己磁化固定層 １３９ 反平行結合層
１３４１´、１３４２´、１３４３、１３４３´、１３
４４、１３４５ 磁化固定層 １３５、１３５１、１３５２、１３５３ 反強磁性層 １３６ 保護層 １３８ 自己磁化固定層 １３９ 反平行結合層
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開2000−57536（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−105928（ＪＰ，Ａ)
特開2000−90418（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−7235（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−316917（ＪＰ，Ａ)
特開2000−150235（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−66036（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−245321（ＪＰ，Ａ)
特開2001−126219（ＪＰ，Ａ)
特開2001−345495（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 43/08
G01R 33/09
G11B 5/39
H01F 10/32
H01L 43/12
ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (32)
- 【請求項１】 磁化方向が固定される少なくとも１つの
磁化固定層と、少なくとも１つの非磁性層と、前記少な
くとも１つの磁化固定層に前記少なくとも１つの非磁性
層を介して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、該磁化自由層の中間に積層
されておりかつ所定金属によって形成された相互拡散層
とを備えており、該相互拡散層が０．５ｎｍ以下の膜厚
を有しており、該相互拡散層の前記所定金属が前記磁化
自由層の少なくとも一部に拡散されていることを特徴と
する磁気抵抗効果センサ。 - 【請求項２】 磁化方向が固定される少なくとも１つの
磁化固定層と、少なくとも１つの非磁性層と、前記少な
くとも１つの磁化固定層に前記少なくとも１つの非磁性
層を介して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、該磁化自由層の前記非磁性
層とは反対側の面上に積層されておりかつ所定金属によ
って形成された相互拡散層とを備えており、該相互拡散
層が０．５ｎｍ以下の膜厚を有しており、該相互拡散層
の前記所定金属が前記磁化自由層の少なくとも一部に拡
散されていることを特徴とする磁気抵抗効果センサ。 - 【請求項３】 前記相互拡散層が、０．１ｎｍ以上の膜
厚を有していることを特徴とする請求項１又は２に記載
のセンサ。 - 【請求項４】 前記所定金属が、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、
Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、
Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒ
ｅ、Ｏｓ、Ｉｒ及びＰｔのグループから選択された少な
くとも１つを含む金属であることを特徴とする請求項１
から３のいずれか１項に記載のセンサ。 - 【請求項５】 交換結合によるバイアス磁界を利用して
前記少なくとも１つの磁化固定層の磁化を固定する少な
くとも１つの反強磁性層が該少なくとも１つの磁化固定
層に隣接して積層されていることを特徴とする請求項１
から４のいずれか１項に記載のセンサ。 - 【請求項６】 前記少なくとも１層の磁化固定層が、強
磁性層による単層構造を有していることを特徴とする請
求項５に記載のセンサ。 - 【請求項７】 前記少なくとも１層の磁化固定層が、強
磁性層による多層構造を有していることを特徴とする請
求項５に記載のセンサ。 - 【請求項８】 前記少なくとも１層の磁化固定層が、非
磁性層と強磁性層との多層構造を有していることを特徴
とする請求項５に記載のセンサ。 - 【請求項９】 前記少なくとも１つの磁化固定層が、互
いに反強磁性結合されており、磁気モーメントが逆方向
に整合している少なくとも２つの強磁性層の積層体から
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
記載のセンサ。 - 【請求項１０】 前記少なくとも１つの磁化固定層が、
当該センサを流れる電流によって生じる磁界により磁化
が固定される強磁性層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項に記載のセンサ。 - 【請求項１１】 基板側から下地層、前記磁化自由層、
１つの前記非磁性層及び１つの前記磁化固定層の順序で
積層されていることを特徴とする請求項１から１０のい
ずれか１項に記載のセンサ。 - 【請求項１２】 基板側から下地層、１つの前記磁化固
定層、１つの前記非磁性層及び前記磁化自由層の順序で
積層されていることを特徴とする請求項１から１０のい
ずれか１項に記載のセンサ。 - 【請求項１３】 基板側から下地層、１つの前記磁化固
定層、１つの前記非磁性層、前記磁化自由層、他の前記
非磁性層及び他の前記磁化固定層の順序で積層されてい
ることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に
記載のセンサ。 - 【請求項１４】 前記下地層が、（１１１）面配向して
いることを特徴とする請求項１１から１３のいずれか１
項に記載のセンサ。 - 【請求項１５】 （１１１）面配向している保護層がさ
らに設けられていることを特徴とする請求項１１から１
４のいずれか１項に記載のセンサ。 - 【請求項１６】 請求項１から１５のいずれか１項に記
載の磁気抵抗効果センサを備えたことを特徴とする薄膜
磁気ヘッド。 - 【請求項１７】 磁化方向が固定される少なくとも１つ
の磁化固定層と、少なくとも１つの非磁性層と、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順次
積層して形成される磁気抵抗効果センサの製造方法であ
って、前記磁化自由層の中間に所定金属による相互拡散
層を０．５ｎｍ以下の膜厚に積層し、該磁化自由層の少
なくとも一部に該相互拡散層の前記所定金属を拡散させ
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る少なくとも１つ
の磁化固定層と、少なくとも１つの非磁性層と、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順次
積層して形成される磁気抵抗効果センサの製造方法であ
って、前記磁化自由層の前記少なくとも１つの非磁性層
とは反対側の面上に所定金属による相互拡散層を０．５
ｎｍ以下の膜厚に積層し、該磁化自由層の少なくとも一
部に該相互拡散層の前記所定金属を拡散させることを特
徴とする磁気抵抗効果センサの製造方法。 - 【請求項１９】 前記相互拡散層を、０．１ｎｍ以上の
膜厚に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】 前記所定金属が、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、
Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、
Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒ
ｅ、Ｏｓ、Ｉｒ及びＰｔのグループから選択された少な
くとも１つを含む金属であることを特徴とする請求項１
７から１９のいずれか１項に記載の製造方法。 - 【請求項２１】 交換結合によるバイアス磁界を利用し
て前記少なくとも１つの磁化固定層の磁化を固定する少
なくとも１つの反強磁性層を該少なくとも１つの磁化固
定層に隣接して積層することを特徴とする請求項１７か
ら２０のいずれか１項に記載の製造方法。 - 【請求項２２】 前記少なくとも１層の磁化固定層が、
強磁性層による単層構造を有していることを特徴とする
請求項２１に記載の製造方法。 - 【請求項２３】 前記少なくとも１層の磁化固定層が、
強磁性層による多層構造を有していることを特徴とする
請求項２１に記載の製造方法。 - 【請求項２４】 前記少なくとも１層の磁化固定層が、
非磁性層と強磁性層との多層構造を有していることを特
徴とする請求項２１に記載の製造方法。 - 【請求項２５】 前記少なくとも１つの磁化固定層を、
互いに反強磁性結合されており、磁気モーメントが逆方
向に整合している少なくとも２つの強磁性層の積層体で
形成することを特徴とする請求項１７から２０のいずれ
か１項に記載の製造方法。 - 【請求項２６】 前記少なくとも１つの磁化固定層を、
当該センサを流れる電流によって生じる磁界により磁化
が固定される強磁性層で形成することを特徴とする請求
項１７から２０のいずれか１項に記載の製造方法。 - 【請求項２７】 基板側から下地層、前記磁化自由層、
１つの前記非磁性層及び１つの前記磁化固定層の順序で
積層することを特徴とする請求項１７から２６のいずれ
か１項に記載の製造方法。 - 【請求項２８】 基板側から下地層、１つの前記磁化固
定層、１つの前記非磁性層及び前記磁化自由層の順序で
積層することを特徴とする請求項１７から２６のいずれ
か１項に記載の製造方法。 - 【請求項２９】 基板側から下地層、１つの前記磁化固
定層、１つの前記非磁性層、前記磁化自由層、他の前記
非磁性層及び他の前記磁化固定層の順序で積層すること
を特徴とする請求項１７から２６のいずれか１項に記載
の製造方法。 - 【請求項３０】 前記下地層が、（１１１）面配向して
いることを特徴とする請求項２７から２９のいずれか１
項に記載の製造方法。 - 【請求項３１】 （１１１）面配向している保護層をさ
らに設けることを特徴とする請求項２７から３０のいず
れか１項に記載の製造方法。 - 【請求項３２】 磁気情報の再生に用いる磁気抵抗効果
センサを、請求項１７から３１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)
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|---|---|---|---|
| JP2001155646A JP3417403B2 (ja) | 2000-06-02 | 2001-05-24 | 磁気抵抗効果センサ、該センサを備えた薄膜磁気ヘッド、該センサの製造方法及び該ヘッドの製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000-165915 | 2000-06-02 | ||
| JP2000165915 | 2000-06-02 | ||
| JP2001155646A JP3417403B2 (ja) | 2000-06-02 | 2001-05-24 | 磁気抵抗効果センサ、該センサを備えた薄膜磁気ヘッド、該センサの製造方法及び該ヘッドの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002094142A JP2002094142A (ja) | 2002-03-29 |
| JP3417403B2 true JP3417403B2 (ja) | 2003-06-16 |
Family
ID=26593224
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001155646A Expired - Lifetime JP3417403B2 (ja) | 2000-06-02 | 2001-05-24 | 磁気抵抗効果センサ、該センサを備えた薄膜磁気ヘッド、該センサの製造方法及び該ヘッドの製造方法 |
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| JP2008283018A (ja) | 2007-05-11 | 2008-11-20 | Tdk Corp | トンネル型磁気検出素子及びその製造方法 |
| US8503135B2 (en) * | 2011-09-21 | 2013-08-06 | Seagate Technology Llc | Magnetic sensor with enhanced magnetoresistance ratio |
-
2001
- 2001-05-24 JP JP2001155646A patent/JP3417403B2/ja not_active Expired - Lifetime
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