JP4358132B2 - 直交電流型スピンバルブ構造およびその製造方法、ならびに直交電流型デュアルスピンバルブ構造およびその製造方法 - Google Patents

直交電流型スピンバルブ構造およびその製造方法、ならびに直交電流型デュアルスピンバルブ構造およびその製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、磁気再生ヘッドの巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ；giant magnetoresistive effect ）センサに係り、特に、直交電流（ＣＰＰ；current-perpendicular-to-plane）型スピンバルブ構造およびその製造方法、ならびに直交電流（ＣＰＰ）型デュアルスピンバルブ構造およびその製造方法に関する。
磁気ディスクドライブは、略円状のデータトラックが設けられた回転可能な磁気ディスクを利用して磁気的な再生処理および記録処理を実行するものであり、位置合わせアーム上のスライダに取り付けられた複合型ヘッド（再生ヘッドおよび記録ヘッド）を備えている。この複合型ヘッドは、磁気ディスクドライブの再生動作時および記録動作時において、エアベアリング面（ＡＢＳ；air bearing surface ）が磁気ディスクの表面に対向するように配置された状態で一時的に停止される。
再生ヘッドは、磁気抵抗効果を利用して磁気ディスクから情報を磁気的に読み出す（再生する）ものであり、より具体的には、磁気ディスクの磁界信号を抵抗変化（電圧変化）として検出することにより再生処理を実行するものである。再生ヘッドのうちの主要部、すなわち実質的に磁気抵抗効果を利用して再生処理を実行するセンサ積層体は、２つの強磁性層が非磁性導電層を介して分離された積層構造を含んでいる。このセンサ積層体は、スピンバルブ磁気抵抗効果（ＳＶＭＲ；spin valve magnetoresistive effect）または巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ；giant magnetoresistive effect ）を利用して再生処理を実行するものであり、いわゆるスピンバルブ構造である。２つの強磁性層のうちの一方の強磁性層は、隣接された反強磁性（ＡＦＭ；anti-ferromagnetic）層（いわゆるピンニング層）に基づく交換結合により磁化方向（磁化ベクトル）が固定された固定層（いわゆるピンド層）であり、他方の強磁性層は、外部磁界に応じて磁化方向（磁化ベクトル）が自由に回転可能な自由層（いわゆるフリー層）である。なお、２つの強磁性層（ピンド層，フリー層）により挟まれた非磁性導電層は、いわゆるスペーサ層である。このスピンバルブ構造では、ピンド層の磁化方向が固定されている状態において、センサ領域にセンス電流が流れることによりフリー層の磁化方向が回転すると、そのフリー層の磁化方向の回転量に応じてセンサ領域の抵抗が変化するため、そのセンサ領域の抵抗変化が電圧変化として検出される。
直交電流（ＣＰＰ；current-perpendiclar-to-plane ）型構造を有するスピンバルブ構造では、そのスピンバルブ構造を構成する一連の層に対して垂直な方向（層の表面に対して直交する方向）にセンス電流が流れる。一方、面内電流（ＣＩＰ；current-in-plane）型構造を有するスピンバルブ構造では、そのスピンバルブ構造を構成する一連の層に対して平行な方向（層の表面に対して平行な方向）にセンス電流が流れる。
このスピンバルブ構造を使用した磁気的な再生処理に関連して、約１００Ｇｂ／インチ2 大きな超高密度記録の記録処理を実施可能とするためには、その記録密度に対応した高感度な再生ヘッドが要望される。この要望を満たすためには、これまでハードディスクドライブ（ＨＤＤｓ；hard disk drives）に使用されてきたＣＩＰ型構造よりも、ＣＰＰ型構造が極めて有望である。なぜなら、ＣＰＰ型構造では、温度上昇を防止するためにスピンバルブ構造の消費電力を一定に維持させた場合に、出力電圧がスピンバルブ構造の面積の平方根にほぼ反比例し、すなわちスピンバルブ構造の外形サイズを小さくした場合においても大きな出力電圧が得られるため、超高密度記録に適しているからである。一例を挙げれば、記録密度を約１００Ｇｂ／インチ2 よりも大きくした場合には、スピンバルブ構造の面積が約０．１μｍ×０．１μｍ角よりも小さくなる。
巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）を利用して再生処理を実行する再生ヘッドの再生特性を表す指標は、磁気抵抗効果比（いわゆるＭＲ比＝ｄＲ／Ｒ）である。「ｄＲ」はスピンバルブ磁気抵抗効果（ＳＶＭＲ）を利用して再生処理を実行するスピンバルブ構造の抵抗変化を表しており、「Ｒ」は上記したスピンバルブ構造の抵抗変化前の抵抗（初期抵抗）を表している。再生ヘッドの感度を向上させるためには、ＭＲ比が高いことが望ましく、すなわちスピンバルブ構造のうちの磁気的活性層（磁性層）内においてセンス電流中の電子が可能な限り長時間に渡って滞留（拡散）することが望ましい。このスピンバルブ構造のうちの磁気的活性層の厚さが大きくなると、バルク散乱の影響を加味してＭＲ比が向上する。ところが、磁気的活性層の厚さが大きくなると、スピンバルブ構造の外形サイズが大きくなることに起因して出力電圧が影響を受けてしまうため、その磁気的活性層の厚さを大きくすることには限界がある。なお、スピンバルブ構造中の界面散乱、すなわちスピンバルブ構造を構成する各層間の界面における電子の鏡面反射もまた、バルク散乱と同様にＭＲ比を向上させる。
再生ヘッドの構造に関しては、以下に順次説明するように、既にいくつかの態様が提案されている。具体的には、例えば、K.Ohashi等により、再生ヘッドの高感度化を実現する上でトンネル磁気抵抗効果（ＴＭＲ；tunnel magnetoresistive effect）が有望であることが提案されている（例えば、非特許文献１参照。）。
ケー．オオハシ他（K.Ohashi et al. ），"ジ アプリカビリティ オブ シーピーピー−ジーエムアール ヘッズ フォー マグネティック レコーディング（The Applicability of CPP-GMR Heads for Magnetic Recording ）"，アイイーイーイー トランス． オン マグネティズム（IEEE Trans. on Magnetism），第３８巻（Vol.38），２２７７頁−２２８２頁（２００２年）
ところが、トンネル磁気抵抗効果（ＴＭＲ）を利用して再生処理を実行する再生ヘッドは、いくつかの問題を抱えている。その問題のうちの１つは、抵抗が大きいことに起因して動作周波数が制限され、ジョンソン雑音およびショット雑音が増加することである。このことを踏まえると、トンネル磁気抵抗効果（ＴＭＲ）を利用する場合には、再生ヘッドの抵抗を低下させるために、低抵抗のバリア層を製造する技術を確立しなければならない。この点に関しては、例えば、２つのアルミニウム（Ａｌ）原子（１１１）層を使用して酸化アルミニウムのバリア層を形成することにより、そのバリア層にピンホールが含まれることとなるため、極めて低い絶縁破壊電圧を実現可能である。
これらの技術的事情を考慮すると、超高密度記録の記録処理を実施するためには、トンネル磁気抵抗効果（ＴＭＲ）を利用して再生処理を実行する再生ヘッドよりもむしろ、巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）を利用して再生処理を実行し、特に、ＣＰＰ型構造を有するスピンバルブ構造を備えた再生ヘッド（以下、単に「ＣＰＰ−ＧＭＲ型再生ヘッド」ともいう。）が望ましい。なぜなら、ＣＰＰ−ＧＭＲ型再生ヘッドでは、低いインピーダンスが得られるからである。ところが、従来のシングルスピンバルブ構造を備えた再生ヘッドでは、抵抗（ＲＡ（ｍΩ・μｍ2 ））が小さすぎ（＜１００ｍΩ・μｍ2 ）、かつＭＲ比が極めて低すぎるため（＜０．５％）、抵抗変化に基づく出力電圧が低すぎる点において問題がある。この場合において抵抗変化を増加させる１つの方法としては、ＣＰＰ−ＧＭＲ型再生ヘッドの構成材料および構造を最適化することが考えられる。
なお、ＣＩＰ型構造を有するスピンバルブ構造を備えた再生ヘッド（以下、単に「ＣＩＰ−ＧＭＲ型再生ヘッド」ともいう。）では、抵抗変化ｄＲが出力振幅に依存している。ＣＰＰ−ＧＭＲ型再生ヘッドにおいて、ＭＲ比に寄与する抵抗条件は抵抗（ＲＡ）であり、抵抗変化（出力信号）はｄＲＡである。ＣＰＰ型の動作モードにおいて、スピンバルブ構造のうちのセンサ領域のＭＲ比は、ピンド層、スペーサ層およびフリー層のそれぞれの材質により決定され、特に、ピンド層とスペーサ層との間の界面、ならびにスペーサ層とフリー層との間の界面のそれぞれにおけるスピン偏極に依存している。このことから、ＣＰＰ−ＧＭＲ型再生ヘッドの抵抗（ＲＡ）は、スピンバルブ構造中の磁性層の厚さを増加させたり、あるいは多層膜化することにより増加する。すなわち、磁性層の厚さを増加させた場合にはバルク散乱が増進され、磁性層を多層膜化した場合には界面散乱が増進される。なお、界面散乱を増進させると共に抵抗（ＲＡ）を増加させる代案方法として、磁性層中に極めて薄い非磁性層（粉末層）を挿入してもよい。
再生ヘッドの構造に関しては、例えば、鏡面反射を増加させると共にＭＲ比を向上させるために、シンセティック反平行ピンド層を含むボトムスピンバルブセンサに、鉄タンタル合金酸化物（ＦｅＴａＯ）などのナノ酸化層（０．５ｎｍ厚）を導入する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。第１のピンド層および第２のピンド層がいずれもコバルト鉄合金（ＣｏＦｅ）を含んで構成されていると共に、結合層がルテニウム（Ｒｕ）を含んで構成されており、それらの第１のピンド層および第２のピンド層が結合層を介して分離されている場合に、ナノ酸化層は第２のピンド層内に挿入されている。
米国特許第６５８１２７２号明細書
シンセティック反平行（ＳｙＡＰ；synthetic anti-parallel ）型構造を有するスピンバルブ型構造は、多数の層の複合構造体であるピンド層（いわゆるシンセティック反平行（ＳｙＡＰ）ピンド層）を含んでいる。このＳｙＡＰピンド層は、一般に、互いに僅かに異なる厚さを有する第１のピンド層および第２のピンド層が結合層を介して分離された積層構造を有しており、すなわち第１のピンド層および第２のピンド層により結合層が挟まれた積層構造を有している。第１のピンド層は、ＡＦＭ層（ピンニング層）に基づく交換結合により第１の方向に配向された磁気モーメントおよび磁気ベクトルを有している。一方、第２のピンド層は、フリー層に隣接されると共に、結合層を介して第１のピンド層に対して反平行に交換結合されることにより、第１のピンド層の磁気ベクトルに対して反平行な第２の方向に配向された磁気モーメントおよび磁気ベクトルを有している。これらの第１のピンド層の磁気モーメントおよび第２のピンド層の磁気モーメントにより、シングルピンド層（単層構造を有するピンド層）よりも小さなネット磁気モーメントが生じるため、第１のピンド層とＡＦＭ層（ピンニング層）との間の交換結合が強くなると共に、ピンド層とフリー層との間の層間結合が弱くなる。
ＣＩＰ−ＧＭＲ型再生ヘッドにおいて見出されたように、通常のスピンバルブ構造（いわゆるシングルスピンバルブ構造）に代えて、２つのスピンバルブ構造を含むデュアルスピンバルブ構造を導入することにより、ＭＲ比が向上する。このＭＲ比の向上に関する利点は、ＣＩＰ−ＧＭＲ型再生ヘッドに限らず、ＣＰＰ−ＧＭＲ型再生ヘッドにおいても同様に得られる。この場合には、デュアルスピンバルブ構造を構成する磁性層の厚さを増加させることにより、バルク散乱を増進させてもよい。ＣＰＰ−ＧＭＲ型再生ヘッドにデュアルスピンバルブ構造を導入した場合には、そのデュアルスピンバルブ構造中において４つの磁性層／非磁性層界面が得られるため、シングルスピンバルブ構造を導入する場合と比較して、界面散乱の発生箇所数が２倍になる。これにより、抵抗（ＲＡ）と共に抵抗変化ｄＲＡ（抵抗ＲＡおよびＭＲ比の積）がいずれも著しく改善される。
再生ヘッドの構造に関しては、例えば、スピンバルブ構造のうちのＡＦＭ層を形成するために、マンガン（Ｍｎ）と、他の１種類の材料と、１％未満の酸素（Ｏ2 ）とを含むスパッタリングターゲットを使用する技術が知られている（例えば、特許文献２参照。）。スパッタリングターゲットに酸素を導入し、特に、ＡＦＭ層に酸素を導入することにより、そのＡＦＭ層が均質かつ安定に形成されるため、交換バイアス力が大きくなる。
米国特許第６１６５６０７号明細書
この点に関しては、さらに、例えば、H.Fuke等により、ＡＦＭ層に少量の酸素を導入することにより交換バイアス磁界を改善可能であることも報告されている（例えば、非特許文献２参照。）。
エッチ．フーク他（H.Fule et al. ），"インフルエンス オブ クリスタル ストラクチャ アンド オキシジェン コンテント オン エクスチェンジ−カップリング プロパティズ オブ ＩｒＭｎ／ＣｏＦｅ エスブイ フィルムズ（Influence of Crystal Structure and Oxygen Content on Exchange-Coupling Properties of IrMn/CoFe SV Films ）"，アプライド フィズ． レターズ（Applied Phys. Letters ），第７５巻（Vol.75），３６８０頁−３６８２ページ（１９９９年）
また、例えば、良好な磨耗特性を得るために、ボトムスピンバルブ構造のうちのＡＦＭ層（酸素が導入されたＡＦＭ層）として、ニッケル酸化物（ＮｉＯ）を使用してＡＦＭ層を構成する技術が知られている（例えば、特許文献３参照。）。この場合には、ニッケル酸化物を含むＡＦＭ層とシンセティックピンド層との間に、交換バイアスを分散させないように、ニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）を含む酸化保護層を設ける必要がある。
米国特許第６３３１７７３号明細書
また、例えば、半金属を含むと共に互いに異なるエネルギーバンドの伝導電子を有するようにフリー層およびピンド層を構成する技術が知られている（例えば、特許文献４参照。）。この半金属は、鉄（Ｆｅ）の成膜時において大気中の酸素（Ｏ2 ）を利用した分子線エピタキシャル成長法を使用して形成される鉄酸化物（Ｆｅ3 Ｏ4 ）である。
米国公開２００４／０００４２６１号公報
また、例えば、スピンバルブ積層体の反対側にコバルト鉄合金酸化物（ＣｏＦｅ2 Ｏ3 ）を含む硬磁性（バイアス）層を形成し、その硬磁性層をＭＴＪセル自身に形成しない技術が知られている（例えば、特許文献５参照。）。コバルト鉄合金酸化物を成膜する際には、コバルト鉄合金（ＣｏＦｅ）を含むターゲットを使用すると共に、アルゴン（Ａｒ）が１０％添加された酸素（Ｏ2 ）ガスをスパッタリングガスとして使用している。
米国特許第６６２１６６６号明細書
また、例えば、アルミニウム酸化物（Ａｌ2 Ｏ3 ）またはニッケルクロム合金酸化物（ＮｉＣｒＯx ）を含む絶縁バリア層を使用する技術が知られている（例えば、特許文献６参照。）。この絶縁バリア層を形成する際には、低酸素ガス圧力下においてアルミニウム（Ａｌ）またはニッケルクロム合金（ＮｉＣｒ）を酸化している。
米国特許第６５７４０７９号明細書
また、例えば、２つのスピンバルブ積層体間に縦方向バイアス積層体を形成すると共に、それらのスピンバルブ積層体中のセンス層を磁束閉路とする技術が知られている（例えば、特許文献７参照。）。この場合には、ピンド層とセンス層との間の強磁性結合を弱めるために、アルゴン（Ａｒ）および酸素（Ｏ2 ）を含む混合ガスを利用したマグネトロンスパッタリングを使用して、銅酸化物（ＣｕＯ）を含むようにスペーサを形成している。
米国公開２００３／０１８４９１８号公報
また、例えば、コバルト鉄合金（ＣｏＦｅ）のナノ粒を含む強磁性ナノ複合層と、ハフニウム酸化物（ＨｆＯ）を含む粒間マトリクスとを使用する技術が知られている（例えば、特許文献８参照。）。スパッタ成膜プロセスでは、コバルト鉄ハフニウム合金（ＣｏＦｅＨｆ）を含むターゲットを使用すると共に、微量の酸素（Ｏ2 ）が添加されたアルゴン（Ａｒ）ガスをスパッタリングガスとして使用している。
米国公開２００２／０１４６５８０号公報
ところで、ＣＰＰ−ＧＭＲ型再生ヘッドを超高密度記録に適用可能とするためには、例えば、再生特性に寄与する抵抗（ＲＡ）およびＭＲ比を改善し、より具体的には抵抗（ＲＡ）およびＭＲ比を可能な限り高める必要がある。しかしながら、上記した一連の先行技術に基づく従来のＣＰＰ−ＧＭＲ型再生ヘッドでは、再生特性に寄与する抵抗（ＲＡ）およびＭＲ比が高まるものの、その程度は十分とは言えないため、抵抗（ＲＡ）およびＭＲ比を可能な限り高める観点において未だ改善の余地がある。したがって、ＣＰＰ−ＧＭＲ型再生ヘッドを超高密度記録に適用するためには、抵抗（ＲＡ）およびＭＲ比を可能な限り高めることが可能な技術の確立が急務である。この場合には、特に、抵抗（ＲＡ）およびＭＲ比を可能な限り高める上で、界面散乱およびバルク散乱を増進させることが重要である。
また、ＣＰＰ−ＧＭＲ型再生ヘッドを超高密度記録に適用する上で、抵抗（ＲＡ）およびＭＲ比を可能な限り高めることが可能な技術を確立する際には、その再生ヘッドの量産性を考慮すれば、スパッタリングなどの既存の製造技術を使用して、抵抗（ＲＡ）およびＭＲ比が可能な限り高められた再生ヘッドを製造することが可能な技術を確立することも重要である。
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その第１の目的は、超高密度記録に適用するために抵抗（ＲＡ）およびＭＲ比を改善することが可能な直交電流型スピンバルブ構造または直交電流型デュアルスピンバルブ構造を提供することにある。
また、本発明の第２の目的は、スパッタリングを使用して、超高密度記録に適用するために抵抗（ＲＡ）およびＭＲ比が改善された直交電流型スピンバルブ構造または直交電流型デュアルスピンバルブ構造を製造することが可能な直交電流型スピンバルブ構造の製造方法または直交電流型デュアルスピンバルブ構造の製造方法を提供することにある。
また、本発明の第３の目的は、界面散乱を増進させることが可能な直交電流型スピンバルブ構造または直交電流型デュアルスピンバルブ構造を提供することにある。
さらに、本発明の第４の目的は、バルク散乱を増進させることが可能な直交電流型スピンバルブ構造または直交電流型デュアルスピンバルブ構造を提供することにある。
本発明に係る直交電流型スピンバルブ構造の製造方法は、直交電流（ＣＰＰ；current-perpendicular-to-plane）型スピンバルブ構造を製造する方法であり、基体上に酸素添加シード層を形成する工程と、酸素添加シード層上に酸素添加反強磁性（ＡＦＭ；anti-ferromagnetic）層を形成する工程と、酸素添加反強磁性層上に非酸素添加ピンド層、酸素添加結合層および酸素添加ピンド層をこの順に形成して積層させることによりシンセティック反平行（ＳｙＡＰ；synthetic anti-parallel ）ピンド層を形成する工程と、シンセティック反平行ピンド層上に銅（Ｃｕ）を含むようにスペーサ層を形成する工程と、スペーサ層上に酸素添加フリー層を形成する工程と、酸素添加フリー層上に銅を含むように保護下地層を形成すると共に、その保護下地層上に保護層を形成する工程とを含み、酸素（Ｏ 2 ）を含むガスを使用して酸素添加シード層、酸素添加反強磁性層、酸素添加結合層、酸素添加ピンド層および酸素添加フリー層をスパッタ成膜すると共に、それらの層中の酸素含有量が１００ｐｐｍ以上５００ｐｐｍ以下の範囲内となるようにしたものである。
本発明に係る直交電流型スピンバルブ構造の製造方法では、シード層、反強磁性層、シンセティック反平行ピンド層（ピンド層および結合層）およびフリー層に酸素が添加される。これらの酸素が添加された層は、酸素を含むガスを使用してスパッタ成膜されたものであり、それらの層中の含有量は、１００ｐｐｍ以上５００ｐｐｍ以下の範囲内である。これにより、抵抗（ＲＡ）およびＭＲ比が増加するように直交電流型スピンバルブ構造が製造される。
本発明に係る直交電流型デュアルスピンバルブ構造の製造方法は、直交電流（ＣＰＰ；current-perpendicular-to-plane）型デュアルスピンバルブ構造を製造する方法であり、基体上に酸素添加シード層を形成する工程と、酸素添加シード層上に第１の酸素添加反強磁性（ＡＦＭ；anti-ferromagnetic）層を形成する工程と、第１の酸素添加反強磁性層上に非酸素添加ピンド層、酸素添加結合層および酸素添加ピンド層をこの順に形成して積層させることにより第１のシンセティック反平行（ＳｙＡＰ；synthetic anti-parallel ）ピンド層を形成する工程と、第１のシンセティック反平行ピンド層上に銅（Ｃｕ）を含むように第１のスペーサ層を形成する工程と、第１のスペーサ層上に酸素添加フリー層を形成する工程と、酸素添加フリー層上に銅を含むように第２のスペーサ層を形成する工程と、第２のスペーサ層上に酸素添加ピンド層、酸素添加結合層および非酸素添加ピンド層をこの順に形成して積層させることにより第２のシンセティック反平行（ＳｙＡＰ）ピンド層を形成する工程と、第２のシンセティック反平行ピンド層上に第２の酸素添加反強磁性（ＡＦＭ）層を形成すると共に、その第２の酸素添加反強磁性層上に保護層を形成する工程とを含み、酸素（Ｏ 2 ）を含むガスを使用して酸素添加シード層、第１の酸素添加反強磁性層、酸素添加結合層、酸素添加ピンド層、酸素添加フリー層および第２の酸素添加反強磁性層をスパッタ成膜すると共に、それらの層中の酸素含有量が１００ｐｐｍ以上５００ｐｐｍ以下の範囲内となるようにしたものである。
本発明に係る直交電流型デュアルスピンバルブ構造の製造方法では、シード層、第１の反強磁性層、第１のシンセティック反平行ピンド層（ピンド層および結合層）、フリー層、第２のシンセティック反平行ピンド層（ピンド層および結合層）および第２の強磁性層に酸素が添加される。これらの酸素が添加された層は、酸素を含むガスを使用してスパッタ成膜されたものであり、それらの層中の酸素含有量は、１００ｐｐｍ以上５００ｐｐｍ以下の範囲内である。これにより、抵抗（ＲＡ）およびＭＲ比が著しく増加するように直交電流型デュアルスピンバルブ構造が製造される。
本発明に係る直交電流（ＣＰＰ；current-perpendicular-to-plane）型スピンバルブ構造は、基体上に配設された酸素添加シード層と、酸素添加シード層上に配設された酸素添加反強磁性（ＡＦＭ；anti-ferromagnetic）層と、酸素添加反強磁性層上に配設されたシンセティック反平行（ＳｙＡＰ；synthetic anti-parallel ）ピンド層と、シンセティック反平行ピンド層上に配設された銅（Ｃｕ）を含むスペーサ層と、スペーサ層上に配設された酸素添加フリー層と、酸素添加フリー層上に配設された銅を含む保護下地層およびその保護下地層上に配設された保護層とを備え、酸素添加シード層、酸素添加反強磁性層および酸素添加フリー層が酸素（Ｏ 2 ）を含むガスを使用してスパッタ成膜されたものであると共に、それらの層中の酸素含有量が１００ｐｐｍ以上５００ｐｐｍ以下の範囲内のものである。
本発明に係る直交電流型スピンバルブ構造では、シード層、反強磁性層およびフリー層に酸素が添加されている。これらの酸素は、添加された層が酸素を含むガスを使用してスパッタ成膜されたものであり、それらの層中の酸素含有量は、１００ｐｐｍ以上５００ｐｐｍ以下の範囲内である。これにより、シード層、反強磁性層、シンセティック反平行ピンド層およびフリー層に酸素が添加されていない場合と比較して、抵抗（ＲＡ）およびＭＲ比が増加する。
本発明に係る直交電流（ＣＰＰ；current-perpendicular-to-plane）型デュアルスピンバルブ構造は、基体上に配設された酸素添加シード層と、酸素添加シード層上に配設された第１の酸素添加反強磁性（ＡＦＭ；anti-ferromagnetic）層と、第１の酸素添加反強磁性層上に配設された第１のシンセティック反平行（ＳｙＡＰ；synthetic anti-parallel ）ピンド層と、第１のシンセティック反強磁性ピンド層上に配設された銅（Ｃｕ）を含む第１のスペーサ層と、第１のスペーサ層上に配設された酸素添加フリー層と、酸素添加フリー層上に配設された銅を含む第２のスペーサ層と、第２のスペーサ層上に配設された第２のシンセティック反平行（ＳｙＡＰ）ピンド層と、第２のシンセティック反平行ピンド層上に配設された第２の酸素添加反強磁性（ＡＦＭ）層およびその第２の酸素添加反強磁性層上に配設された保護層とを備え、酸素添加シード層、第１の酸素添加反強磁性層、酸素添加フリー層および第２の酸素添加反強磁性層が酸素（Ｏ 2 ）を含むガスを使用してスパッタ成膜されたものであると共に、それらの層中の酸素含有量が１００ｐｐｍ以上５００ｐｐｍ以下の範囲内のものである。
本発明に係る直交電流型デュアルスピンバルブ構造では、シード層、第１の反強磁性層、フリー層、第２のシンセティック反平行ピンド層（ピンド層および結合層）および第２の反強磁性層に酸素が添加されている。これらの酸素が添加された層は、酸素を含むガスを使用してスパッタ成膜されたものであり、それらの層中の酸素含有量は、１００ｐｐｍ以上５００ｐｐｍ以下の範囲内である。これにより、シード層、第１の反強磁性層、第１のシンセティック反平行ピンド層、フリー層、第２のシンセティック反平行ピンド層および第２の反強磁性層に酸素が添加されていない場合と比較して、抵抗（ＲＡ）およびＭＲ比が著しく増加する。
特に、本発明に係る直交電流型スピンバルブ構造の製造方法では、１３３．３２２×１０-8Ｐａよりも小さな基底圧を有する超高真空環境中において酸素添加シード層、酸素添加反強磁性層、酸素添加結合層、酸素添加ピンド層および酸素添加フリー層をスパッタ成膜してもよい。また、本発明に係る直交電流型デュアルスピンバルブ構造の製造方法では、１３３．３２２×１０ -8 Ｐａよりも小さな基底圧を有する超高真空環境中において酸素添加シード層、第１の酸素添加反強磁性層、酸素添加結合層、酸素添加ピンド層、酸素添加フリー層および第２の酸素添加反強磁性層をスパッタ成膜してもよい。
また、本発明に係る直交電流型スピンバルブ構造の製造方法では、酸素（Ｏ2 ）が添加されたアルゴン（Ａｒ）ガスを使用して酸素添加シード層、酸素添加反強磁性層、酸素添加結合層、酸素添加ピンド層および酸素添加フリー層をスパッタ成膜し、特に、酸素が添加されたアルゴンガスの圧力を０．５×１３３．３２２ｍＰａよりも小さくすると共に、その酸素の分圧を１３３．３２２×１０-9Ｐａ以上１３３．３２２×１０-8Ｐａ以下の範囲内にするのが好ましい。
また、本発明に係る直交電流型スピンバルブ構造の製造方法では、さらに、酸素添加フリー層を形成する前にスペーサ層上に１原子層よりも小さな厚さとなるように酸素界面活性層を形成する工程を含み、スペーサ層上に酸素界面活性層を介して酸素添加フリー層を形成してもよい。
また、本発明に係る直交電流型スピンバルブ構造の製造方法では、バルク散乱を増進させることが可能な厚さとなるように酸素添加フリー層、スペーサ層および酸素添加ピンド層を形成するのが好ましい。
また、本発明に係る直交電流型スピンバルブ構造の製造方法では、シンセティック反平行ピンド層を形成する工程が、酸素（Ｏ2 ）が添加されていないアルゴン（Ａｒ）ガスを使用して酸素添加反強磁性層上にコバルト鉄合金（ＣｏＦｅ）を含むと共に２．０ｎｍ以上３．０ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように非酸素添加ピンド層（ＡＰ２）を形成する工程と、酸素が添加されたアルゴンガスを使用して非酸素添加ピンド層上にルテニウム（Ｒｕ）を含むと共に０．７５ｎｍの厚さとなるように酸素添加結合層を形成する工程と、酸素が添加されたアルゴンガスを使用して酸素添加結合層上にコバルト鉄合金を含むと共に２．５ｎｍ以上３．５ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように酸素添加ピンド層（ＡＰ１）を形成する工程とを含むようにしてもよい。
また、本発明に係る直交電流型スピンバルブ構造の製造方法では、さらに、酸素添加ピンド層（ＡＰ１）内に界面散乱を増進させるための挿入層を形成する工程を含むようにしてもよい。この場合には、挿入層として、鉄タンタル合金酸化物（ＦｅＴａＯ）またはコバルト鉄合金酸化物（ＣｏＦｅＯ）を含むと共に０．２ｎｍ以上０．３ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるようにナノ酸化層を形成してもよいし、あるいは銅（Ｃｕ）、タンタル（Ｔａ）またはニッケルクロム合金（ＮｉＣｒ）を含むと共に０．１ｎｍ以上０．３ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように粉末層を形成してもよい。
また、本発明に係る直交電流型スピンバルブ構造の製造方法では、マンガン白金合金（ＭｎＰｔ）を含むと共に１２．５ｎｍ以上１７．５ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように酸素添加反強磁性層を形成し、コバルト鉄合金（ＣｏＦｅ）を含むと共に０．５ｎｍ以上１．０ｎｍ以下の範囲内の厚さを有する層と、ニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）を含むと共に３．０ｎｍ以上４．０ｎｍ以下の範囲内の厚さを有する層とをこの順に形成して積層させることにより酸素添加フリー層を形成してもよい。
また、本発明に係る直交電流型スピンバルブ構造の製造方法または直交電流型デュアルスピンバルブ構造の製造方法では、タンタル（Ｔａ）を含むと共に３．０ｎｍ以上５．０ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように保護層を形成してもよい。
また、本発明に係る直交電流型スピンバルブ構造の製造方法では、酸素添加濃度を増加させることにより酸素添加反強磁性層の交換バイアス強度を増加させると共に、その交換バイアス強度を増加させることによりシンセティック反平行ピンド層の厚さを増加させるのが好ましい。
また、本発明に係る直交電流型スピンバルブ構造の製造方法または直交電流型デュアルスピンバルブ構造の製造方法では、酸素添加に起因して低下した磁気モーメントを補うことが可能な厚さとなるように酸素添加フリー層および酸素添加ピンド層を形成するのが好ましい。この場合には、酸素分圧を１３３．３２２×１０-9Ｐａ以上１３３．３２２×１０-8Ｐａ以下の範囲内まで増加させることにより、抵抗（ＲＡ）および磁気抵抗効果（ＭＲ；magnetoresistive effect ）比を増加させるのが好ましい。
また、本発明に係る直交電流型スピンバルブ構造の製造方法または直交電流型デュアルスピンバルブ構造の製造方法では、さらに、保護層を形成したのち、全体をアニールする工程を含むようにしてもよい。
特に、本発明に係る直交電流型デュアルスピンバルブ構造の製造方法では、酸素（Ｏ2 ）が添加されたアルゴン（Ａｒ）ガスを使用して酸素添加シード層、第１の酸素添加反強磁性層、酸素添加結合層、酸素添加ピンド層、酸素添加フリー層および第２の酸素添加反強磁性層をスパッタ成膜するのが好ましい。この場合には、酸素が添加されたアルゴンガスの圧力を０．５×１３３．３２２ｍＰａよりも小さくすると共に、その酸素の分圧を１３３．３２２×１０-9Ｐａ以上１３３．３２２×１０-8Ｐａ以下の範囲内にするのが好ましい。
また、本発明に係る直交電流型デュアルスピンバルブ構造の製造方法では、さらに、第１のスペーサ層と酸素添加フリー層との間ならびに第２のスペーサ層と第２のシンセティック反平行ピンド層との間に１原子層よりも小さな厚さとなるように酸素界面活性層を形成する工程を含み、第１のスペーサ層上に酸素界面活性層を介して酸素添加フリー層を形成すると共に、第２のスペーサ層上に酸素界面活性層を介して第２のシンセティック反平行ピンド層を形成してもよい。
また、本発明に係る直交電流型デュアルスピンバルブ構造の製造方法では、バルク散乱を増進させることが可能な厚さとなるように酸素添加フリー層、第１のスペーサ層、第２のスペーサ層および酸素添加ピンド層を形成するのが好ましい。
また、本発明に係る直交電流型デュアルスピンバルブ構造の製造方法では、第１のシンセティック反平行ピンド層を形成する工程が、酸素（Ｏ2 ）が添加されていないアルゴン（Ａｒ）ガスを使用して第１の酸素添加反強磁性層上にコバルト鉄合金（ＣｏＦｅ）を含むと共に２．０ｎｍ以上３．０ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように非酸素添加ピンド層（ＡＰ２）を形成する工程と、酸素が添加されたアルゴンガスを使用して非酸素添加ピンド層上にルテニウム（Ｒｕ）を含むと共に０．７５ｎｍの厚さとなるように酸素添加結合層を形成する工程と、酸素が添加されたアルゴンガスを使用して酸素添加結合層上にコバルト鉄合金を含むと共に２．５ｎｍ以上３．５ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように酸素添加ピンド層（ＡＰ１）を形成する工程とを含み、第２のシンセティック反平行ピンド層を形成する工程が、酸素が添加されたアルゴンガスを使用して第２のスペーサ層上にコバルト鉄合金を含むと共に２．５ｎｍ以上３．５ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように酸素添加ピンド層（ＡＰ３）を形成する工程と、酸素が添加されたアルゴンガスを使用して酸素添加ピンド層上にルテニウムを含むと共に０．７５ｎｍの厚さとなるように酸素添加結合層を形成する工程と、酸素が添加されていないアルゴンガスを使用して酸素添加結合層上にコバルト鉄合金を含むと共に２．０ｎｍ以上３．０ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように酸素添加ピンド層（ＡＰ４）を形成する工程とを含むようにしてもよい。
また、本発明に係る直交電流型デュアルスピンバルブ構造の製造方法では、さらに、酸素添加ピンド層（ＡＰ１）、酸素添加ピンド層（ＡＰ３）、酸素添加フリー層、第１のスペーサ層および第２のスペーサ層内に界面散乱を増進させるための挿入層を形成する工程を含むようにしてもよい。この場合には、挿入層として、鉄タンタル合金酸化物（ＦｅＴａＯ）またはコバルト鉄合金酸化物（ＣｏＦｅＯ）を含むと共に０．２ｎｍ以上０．３ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるようにナノ酸化層を形成してもよいし、あるいは銅（Ｃｕ）、タンタル（Ｔａ）またはニッケルクロム合金（ＮｉＣｒ）を含むと共に０．１ｎｍ以上０．３ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように粉末層を形成してもよい。
また、本発明に係る直交電流型デュアルスピンバルブ構造の製造方法では、コバルト鉄合金（ＣｏＦｅ）を含むと共に０．５ｎｍ以上１．０ｎｍ以下の範囲内の厚さを有する層と、ニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）を含むと共に３．０ｎｍ以上４．０ｎｍ以下の範囲内の厚さを有する層と、コバルト鉄合金を含むと共に０．５ｎｍ以上１．０ｎｍ以下の範囲内の厚さを有する層とをこの順に形成して積層させることにより酸素添加フリー層を形成してもよい。
また、本発明に係る直交電流型デュアルスピンバルブ構造の製造方法では、マンガン白金合金（ＭｎＰｔ）を含むと共に１２．５ｎｍ以上１７．５ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように第１の酸素添加反強磁性層を形成すると共に、マンガン白金合金を含むと共に１５．０ｎｍ以上２０．０ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように第２の酸素添加反強磁性層を形成してもよい。
また、本発明に係る直交電流型デュアルスピンバルブ構造の製造方法では、酸素添加濃度を増加させることにより第１の酸素添加反強磁性層および第２の酸素添加反強磁性層の交換バイアス強度を増加させると共に、その交換バイアス強度を増加させることにより第１のシンセティック反平行ピンド層および第２のシンセティック反平行ピンド層の厚さを増加させるのが好ましい。
特に、本発明に係る直交電流型スピンバルブ構造では、酸素添加シード層が、ニッケルクロム合金（ＮｉＣｒ）を含むと共に４．０ｎｍ以上６．０ｎｍ以下の範囲内の厚さを有しており、酸素添加反強磁性層が、マンガン白金合金（ＭｎＰｔ）を含むと共に１２．５ｎｍ以上１７．５ｎｍ以下の範囲内の厚さを有しており、シンセティック反平行ピンド層が、酸素添加反強磁性層上に配設され、コバルト鉄合金（ＣｏＦｅ）を含むと共に２．０ｎｍ以上３．０ｎｍ以下の範囲内の厚さを有する非酸素添加ピンド層（ＡＰ２）と、非酸素添加ピンド層上に配設され、ルテニウム（Ｒｕ）を含むと共に０．７５ｎｍの厚さを有する酸素添加結合層と、酸素添加結合層上に配設され、コバルト鉄合金を含むと共に２．５ｎｍ以上３．５ｎｍ以下の範囲内の厚さを有する酸素添加ピンド層（ＡＰ１）とを含み、酸素添加結合層および酸素添加ピンド層が酸素（Ｏ 2 ）を含むガスを使用してスパッタ成膜されたものであると共に、それらの層中の酸素含有量が１００ｐｐｍ以上５００ｐｐｍ以下の範囲内であってもよい。
また、本発明に係る直交電流型スピンバルブ構造では、さらに、スペーサ層と酸素添加フリー層との間に配設され、１原子層よりも小さな厚さを有する酸素界面活性層を備えていてもよい。
また、本発明に係る直交電流型スピンバルブ構造では、さらに、酸素添加ピンド層（ＡＰ１）、酸素添加フリー層およびスペーサ層のうちの１つまたは複数内に配設された挿入層を備えていてもよい。この場合には、挿入層が、鉄タンタル合金酸化物（ＦｅＴａＯ）またはコバルト鉄合金酸化物（ＣｏＦｅＯ）を含むと共に０．２ｎｍ以上０．３ｎｍ以下の範囲内の厚さを有するナノ酸化層であってもよいし、あるいは銅（Ｃｕ）、タンタル（Ｔａ）またはニッケルクロム合金（ＮｉＣｒ）を含むと共に０．１ｎｍ以上０．３ｎｍ以下の範囲内の厚さを有する粉末層であってもよい。
また、本発明に係る直交電流型スピンバルブ構造では、酸素添加フリー層が、コバルト鉄合金（ＣｏＦｅ）を含むと共に０．５ｎｍ以上１．０ｎｍ以下の範囲内の厚さを有する層と、ニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）を含むと共に３．０ｎｍ以上４．０ｎｍ以下の範囲内の厚さを有する層とがこの順に積層された積層構造を含んでいてもよい。
また、本発明に係る直交電流型スピンバルブ構造または直交電流型デュアルスピンバルブ構造では、保護層が、タンタル（Ｔａ）を含むと共に３．０ｎｍ以上５．０ｎｍ以下の範囲内の厚さを有していてもよい。
特に、本発明に係る直交電流型デュアルスピンバルブ構造では、酸素添加シード層が、ニッケルクロム合金（ＮｉＣｒ）を含むと共に４．０ｎｍ以上６．０ｎｍ以下の範囲内の厚さを有しており、第１の酸素添加反強磁性層が、マンガン白金合金（ＭｎＰｔ）を含むと共に１２．５ｎｍ以上１７．５ｎｍ以下の範囲内の厚さを有し、第２の酸素添加反強磁性層が、マンガン白金合金を含むと共に１５．０ｎｍ以上２０．０ｎｍ以下の範囲内の厚さを有しており、第１のシンセティック反平行ピンド層が、第１の酸素添加反強磁性層上に配設され、コバルト鉄合金（ＣｏＦｅ）を含むと共に２．０ｎｍ以上３．０ｎｍ以下の範囲内の厚さを有する非酸素添加ピンド層（ＡＰ２）と、非酸素添加ピンド層上に配設され、ルテニウム（Ｒｕ）を含むと共に０．７５ｎｍの厚さを有する酸素添加結合層と、酸素添加結合層上に配設され、コバルト鉄合金を含むと共に２．５ｎｍ以上３．５ｎｍ以下の範囲内の厚さを有する酸素添加ピンド層（ＡＰ１）とを含んでおり、第２のシンセティック反平行ピンド層が、第２のスペーサ層上に配設され、コバルト鉄合金を含むと共に２．５ｎｍ以上３．５ｎｍ以下の範囲内の厚さを有する酸素添加ピンド層（ＡＰ３）と、酸素添加ピンド層上に配設され、ルテニウムを含むと共に０．７５ｎｍの厚さを有する酸素添加結合層と、酸素添加結合層上に配設され、コバルト鉄合金を含むと共に２．０ｎｍ以上３．０ｎｍ以下の範囲内の厚さを有する非酸素添加ピンド層（ＡＰ４）層とを含み、酸素添加結合層および酸素添加ピンド層が酸素（Ｏ 2 ）を含むガスを使用してスパッタ成膜されたものであると共に、それらの層中の酸素含有量が１００ｐｐｍ以上５００ｐｐｍ以下の範囲内であってもよい。
また、本発明に係る直交電流型デュアルスピンバルブ構造では、さらに、第１のスペーサ層と酸素添加フリー層との間ならびに第２のスペーサ層と第２のシンセティック反平行ピンド層との間に１原子層よりも小さな厚さを有する酸素界面活性層を備えていてもよい。
また、本発明に係る直交電流型デュアルスピンバルブ構造では、さらに、酸素添加ピンド層（ＡＰ１）、酸素添加ピンド層（ＡＰ３）、酸素添加フリー層、第１のスペーサ層および第２のスペーサ層のうちの１つまたは複数内に配設された挿入層を備えていてもよい。この場合には、挿入層が、鉄タンタル合金酸化物（ＦｅＴａＯ）またはコバルト鉄合金酸化物（ＣｏＦｅＯ）を含むと共に０．２ｎｍ以上０．３ｎｍ以下の範囲内の厚さを有するナノ酸化層であってもよいし、あるいは銅（Ｃｕ）、タンタル（Ｔａ）またはニッケルクロム合金（ＮｉＣｒ）を含むと共に０．１ｎｍ以上０．３ｎｍ以下の範囲内の厚さを有する粉末層であってもよい。
また、本発明に係る直交電流型デュアルスピンバルブ構造では、酸素添加フリー層が、コバルト鉄合金（ＣｏＦｅ）を含むと共に０．５ｎｍ以上１．０ｎｍ以下の範囲内の厚さを有する層と、ニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）を含むと共に３．０ｎｍ以上４．０ｎｍ以下の範囲内の厚さを有する層と、コバルト鉄合金を含むと共に０．５ｎｍ以上１．０ｎｍ以下の範囲内の厚さを有する層とがこの順に積層された積層構造を含んでいてもよい。
本発明に係る直交電流型スピンバルブ構造の製造方法によれば、酸素（Ｏ 2 ）を含むガスを使用してスパッタ成膜し、シード層、反強磁性層、シンセティック反平行ピンド層（ピンド層および結合層）およびフリー層に酸素を添加すると共に、それらの層中における酸素含有量を１００ｐｐｍ以上５００ｐｐｍ以下の範囲内としている。これにより、スパッタリングを使用して、抵抗（ＲＡ）およびＭＲ比が増加するように直交電流型スピンバルブ構造を製造可能であるため、そのスパッタリングを使用して、超高密度記録に適用するために抵抗（ＲＡ）およびＭＲ比が改善された直交電流型スピンバルブ構造を製造することができる。
本発明に係る直交電流型デュアルスピンバルブ構造の製造方法によれば、酸素（Ｏ 2 ）を含むガスを使用してスパッタ成膜し、シード層、第１の反強磁性層、第１のシンセティック反平行ピンド層（ピンド層および結合層）、フリー層、第２のシンセティック反平行ピンド層（ピンド層および結合層）および第２の反強磁性層に酸素を添加すると共に、それらの層中における酸素含有量を１００ｐｐｍ以上５００ｐｐｍ以下の範囲内としている。これにより、スパッタリングを使用して、抵抗（ＲＡ）およびＭＲ比が著しく増加するように直交電流型デュアルスピンバルブ構造を製造可能であるため、スパッタリングを使用して、超高密度記録に適用するために抵抗（ＲＡ）およびＭＲ比が改善された直交電流型デュアルスピンバルブ構造を製造することができる。
本発明に係る直交電流型スピンバルブ構造によれば、酸素（Ｏ 2 ）を含むガスを使用してスパッタ成膜され、シード層、反強磁性層、およびフリー層に酸素が添加されていると共に、それらの層中の酸素含有量が１００ｐｐｍ以上５００ｐｐｍ以下の範囲内である。これにより、抵抗（ＲＡ）およびＭＲ比が増加するため、超高密度記録に適用するために抵抗（ＲＡ）およびＭＲ比を改善することができる。
本発明に係る直交電流型デュアルスピンバルブ構造によれば、酸素（Ｏ 2 ）を含むガスを使用してスパッタ成膜され、シード層、第１の反強磁性層、フリー層、および第２の反強磁性層に酸素が添加されていると共に、それらの層中の酸素含有量が１００ｐｐｍ以上５００ｐｐｍ以下の範囲内である。これにより、抵抗（ＲＡ）およびＭＲ比が著しく増加するため、超高密度記録に適用するために抵抗（ＲＡ）およびＭＲ比を著しく改善することができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
［第１の実施の形態］
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る直交電流（ＣＰＰ；current-perpendicular-to-plane）型スピンバルブ構造の構成について説明する。図１は、本実施の形態に係るＣＰＰ型スピンバルブ構造１の断面構成を表している。このＣＰＰ型スピンバルブ構造１は、巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ；giant magnetoresistive effect ）を利用して再生処理を実行するもの（いわゆるＣＰＰ−ＧＭＲ型スピンバルブ構造）であり、ＣＰＰ−ＧＭＲ型再生ヘッドに搭載されるものである。特に、ＣＰＰ型スピンバルブ構造１は、例えば、約１００Ｇｂ／インチ2 よりも大きな超高密度記録の記録処理に適している。
このＣＰＰ型スピンバルブ構造１は、図１に示したように、主に、基体１０上に配設されたシード層１１と、そのシード層１１上に配設された反強磁性（ＡＦＭ；anti-ferromagnetic）層１２と、そのＡＦＭ層１２上に配設されたシンセティック反平行（ＳｙＡＰ；synthetic anti-parallel ）ピンド層１８と、そのＳｙＡＰピンド層１８上に配設されたスペーサ層１９と、そのスペーサ層１９上に配設されたフリー層２５と、そのフリー層２５上に配設された保護下地層２６およびその保護下地層２６上に配設された保護層２７とを備えている。
より具体的には、ＣＰＰ型スピンバルブ構造１は、例えば、図１に示したように、基体１０上に、シード層１１と、ＡＦＭ層１２と、ＳｙＡＰピンド層１８と、スペーサ層１９と、酸素界面活性層（ＯＳＬ；oxygen surfactant layer ）２０と、フリー層２５と、保護下地層２６と、保護層２７とがこの順に積層された積層構造を有している。すなわち、ＣＰＰ型スピンバルブ構造１は、例えば、フリー層２５よりもＡＦＭ層１２が基体１０に近い側に位置する積層構造（いわゆるボトムスピンバルブ構造）を有している。
基体１０は、ＣＰＰ型スピンバルブ構造１全体を支持するものであり、例えば、再生ヘッドにおいてＣＰＰ型スピンバルブ構造１を周辺から磁気的に遮蔽する機能を有する第１の磁気シールド層（Ｓ１）である。この基体１０は、例えば、電解鍍金されたニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ；以下、単に「パーマロイ」ともいう。）を含むと共に、約２．０μｍの厚さを有している。
シード層１１は、センス電流中の電子の界面散乱（鏡面反射）を増進させることにより磁気抵抗効果を促進させるものであり、酸素（Ｏ2 ）が添加された酸素添加シード層である。このシード層１１は、例えば、約５５原子％〜６５原子％のニッケル（Ｎｉ）を含有した組成を有するニッケルクロム合金（ＮｉＣｒ）を含むと共に、約４．０ｎｍ〜６．０ｎｍの厚さを有している。なお、シード層１１は、例えば、上記したニッケルクロム合金を含む単層構造に代えて、ニッケル鉄クロム合金（ＮｉＦｅＣｒ）を含む層とニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）を含む層とがこの順に積層された積層構造を有していてもよい。
ＡＦＭ層１２は、いわゆるピンニング層であり、酸素（Ｏ2 ）が添加された酸素添加ＡＦＭ層である。このＡＦＭ層１２は、例えば、約５５原子％〜６５原子％のマンガン（Ｍｎ）を含有した組成を有するマンガン白金合金（ＭｎＰｔ）を含むと共に、約１２．５ｎｍ〜１７．５ｎｍの厚さを有している。なお、ＡＦＭ層１２は、例えば、上記したマンガン白金合金に代えて、約１８原子％〜２２原子％のイリジウム（Ｉｒ）を含有した組成を有するマンガンイリジウム合金（ＭｎＩｒ）を含むと共に、約５．０ｎｍ〜７．５ｎｍの厚さを有していてもよい。
ＳｙＡＰピンド層１８は、ＡＦＭ層１２上に配設された下部ピンド層１３（ＡＰ２）と、その下部ピンド層１３上に配設された結合層１４と、その結合層１４上に配設された上部ピンド層４１（ＡＰ１）とを含み、すなわち下部ピンド層１３、結合層１４および上部ピンド層４１がこの順に積層された積層構造を有している。
下部ピンド層１３は、酸素（Ｏ2 ）が添加されていない非酸素添加ピンド層である。この下部ピンド層１３は、例えば、約７５原子％〜９０原子％、好ましくは約９０原子％のコバルト（Ｃｏ）および約１０原子％の鉄（Ｆｅ）を含有した組成を有するコバルト鉄合金（ＣｏＦｅ）を含むと共に、約２．０ｎｍ〜３．０ｎｍの厚さを有している。この下部ピンド層１３の磁気モーメントは、上部ピンド層４１の磁気モーメントに対して反平行な方向に固定されている。なお、下部ピンド層１３の厚さは、例えば、ＳｙＡＰピンド層１８のネット磁気モーメントを小さくするために、上部ピンド層４１の厚さよりも小さくなっているのが好ましい。
結合層１４は、酸素（Ｏ2 ）が添加された酸素添加結合層である。この結合層１４は、例えば、ルテニウム（Ｒｕ）を含むと共に、約０．７５ｎｍの厚さを有している。この結合層１４を介して、下部ピンド層１３および上部ピンド層４１は互いに交換結合されている。なお、結合層１４は、例えば、上記したルテニウムに代えて、イリジウム（Ｉｒ）を含むと共に、約０．３ｎｍ〜０．４ｎｍの厚さを有していてもよいし、あるいはロジウム（Ｒｈ）を含むと共に、約０．５ｎｍ〜０．６ｎｍの厚さを有していてもよい。
上部ピンド層４１は、酸素（Ｏ2 ）が添加された酸素添加ピンド層である。この上部ピンド層４１は、例えば、下部強磁性層１５および上部強磁性層１７が挿入層１６を介して分離された構造を有しており、すなわち下部強磁性層１５、挿入層１６および上部強磁性層１７がこの順に積層された積層構造を有している。下部強磁性層１５および上部強磁性層１７は、例えば、いずれも約７５原子％〜９０原子％のコバルト（Ｃｏ）を含有した組成を有するコバルト鉄合金（ＣｏＦｅ）を含むと共に、約１．５ｎｍ〜２．０ｎｍの厚さを有している。挿入層１６は、上部ピンド層４１内において界面散乱（電子の鏡面反射）を増進させることにより、ＣＰＰ型スピンバルブ構造１の抵抗（ＲＡ（Ω・μｍ2 ））を増加させるものである。この挿入層１６は、例えば、鉄タンタル合金酸化物（ＦｅＴａＯ）またはコバルト鉄合金酸化物（ＣｏＦｅＯ）を含むと共に、約０．２ｎｍ〜０．３ｎｍの厚さを有するナノ酸化層（ＮＯＬ；nano-oxide layer）であり、あるいは銅（Ｃｕ）、タンタル（Ｔａ）またはニッケルクロム合金（ＮｉＣｒ）を含むと共に、約０．１ｎｍ〜０．３ｎｍの厚さを有する粉末層である。
なお、上部ピンド層４１は、例えば、上記した積層構造（下部強磁性層１５／挿入層１６／上部強磁性層１７）に代えて、積層単位（コバルト鉄合金（ＣｏＦｅ）／銅（Ｃｕ）／コバルト鉄合金（ＣｏＦｅ））n が複数段に渡って積層された積層構造（例えば、ｎ＝２または３）を有していてもよい。上記した積層単位のうち、コバルト鉄合金は、例えば、酸素が添加されていると共に、約１．５ｎｍ〜２．０ｎｍの範囲内の厚さを有しており、銅は、例えば、酸素が添加されていないと共に、約０．３ｎｍの厚さを有している。
スペーサ層１９は、例えば、銅（Ｃｕ）を含むと共に、約２．５ｎｍの厚さを有している。このスペーサ層１９には、例えば、上記した挿入層１６および後述する挿入層２３と同様の機能および材質を有する挿入層（図示せず）が挿入されていてもよい。
ＯＳＬ２０は、上記したように、スペーサ層１９とフリー層２５との間に配設されており、例えば、１原子層よりも小さな厚さを有している。このＯＳＬ２０は、スペーサ層１９とフリー層２５との間の格子マッチングを適正化するものであり、すなわちＣＰＰ型スピンバルブ構造１中の応力を緩和させると共に、フリー層２５を円滑に膜成長させるためのものである。なお、ＯＳＬ２０は、必要に応じて省略されていてもよい。
フリー層２５は、酸素（Ｏ2 ）が添加された酸素添加フリー層である。このフリー層２０は、例えば、下部フリー層２１および上部フリー層４２がこの順に積層された積層構造を有している。下部フリー層１２は、例えば、コバルト鉄合金（ＣｏＦｅ）を含むと共に、約０．５ｎｍ〜１．０ｎｍの厚さを有している。特に、上部フリー層４２は、例えば、下部強磁性層２２および上部強磁性層２４が挿入層２３を介して分離された構造を有しており、すなわち下部強磁性層２２、挿入層２３および上部強磁性層２４がこの順に積層された積層構造を有している。下部強磁性層２２および上部強磁性層２４は、例えば、いずれも約７５原子％〜８５原子％のニッケル（Ｎｉ）を含有した組成を有するニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）を含むと共に、約０．３ｎｍ〜０．４ｎｍの範囲内の厚さを有している。挿入層２３は、上記した挿入層１６と同様の機能を担うものであり、例えば、その挿入層１６の構成材料と同様の材料を含んでいる。
保護下地層２６は、例えば、銅（Ｃｕ）を含むと共に、約１０．０ｎｍの厚さを有してる。
保護層２７は、例えば、タンタル（Ｔａ）を含むと共に、約３．０ｎｍ〜５．０ｎｍの厚さを有している。なお、保護層２７は、例えば、上記したタンタル（Ｔａ）に代えて、ルテニウム（Ｒｕ）を含んでいてもよい。
このＣＰＰ型スピンバルブ構造１では、上記したように、シード層１１から保護層２７に至る一連の層のうち、ＳｙＡＰピンド層１８のうちの下部ピンド層１３、スペーサ層１９、保護下地層２６および保護層２７を除く全ての層、すなわちシード層１１（酸素添加シード層）、ＡＦＭ層１２（酸素添加ＡＦＭ層）、ＳｙＡＰピンド層１８のうちの結合層１４（酸素添加結合層）および上部ピンド層４１（酸素添加ピンド層）、ならびにフリー層２５（酸素添加フリー層）のそれぞれに、酸素が添加されている。これらの一連の層（酸素添加層）中の酸素含有量は、約１００ｐｐｍ〜５００ｐｐｍである。
なお、上記した一連の層（酸素添加層）の厚さと酸素含有量との間の関係について言及しておくと、例えば、最大酸素含有量（＝約５００ｐｐｍ）の酸素が添加された磁性層（例えばコバルト鉄合金層）の磁気モーメントは、約１０％〜１５％に渡って減少してしまうため、その磁気モーメントの損失を補うために、一連の層（酸素添加層）の厚さは、酸素が添加されない場合の厚さを基準として、約１０％〜１５％に渡って増加されているのが好ましい。
次に、図１を参照して、本実施の形態に係る直交電流（ＣＰＰ）型スピンバルブ構造の製造方法として、ＣＰＰ型スピンバルブ構造１の製造方法について説明する。なお、ＣＰＰ型スピンバルブ構造１を構成する一連の層の材質および厚さなどに関しては既に詳細に説明したので、以下では、それらの説明を随時省略する。
このＣＰＰ型スピンバルブ構造１は、以下で説明するように、基体１０上にシード層１１から保護層２７に至る一連の層を形成して積層させることにより製造可能である。
これらの一連の層を形成する場合には、例えば、約１３３．３２２×１０-8Ｐａ（＝約１×１０-8ｔｏｒｒ）、好ましくは約５×１３３．３２２×１０-9Ｐａ（＝約５×１０-9ｔｏｒｒ）よりも小さな基底圧、すなわち従来のＣＤＣシステムよりも約１桁小さな基底圧を有する超高真空環境中において、ＤＣマグネトロンスパッタシステムを利用したスパッタリングを使用して成膜（スパッタ成膜）する。この種のＤＣマグネトロンスパッタシステムとしては、例えば、アネルバ（Anelva）社製のスパッタシステムを使用可能である。なお、一連の層を形成する際には、例えば、単一のスパッタチャンバを使用してもよいし、あるいは複数のスパッタチャンバを併用してもよい。この場合には、例えば、スパッタチャンバが、低圧放電カソードである複数のターゲットを備えていてもよい。
また、上記した一連の酸素添加層（シード層１１，ＡＦＭ層１２，結合層１４，上部ピンド層４１，フリー層２５）を形成する場合には、例えば、酸素（Ｏ2 ）が添加されたアルゴン（Ａｒ）ガスをスパッタリングガスとして使用してスパッタ成膜することにより、一連の酸素添加層を形成する。この場合には、例えば、酸素が添加されたアルゴンガスの圧力を約０．５×１３３．３２２ｍＰａ（＝約０．５ｍｔｏｒｒ）よりも小さくすると共に、その酸素の分圧を約１３３．３２２×１０-9Ｐａ〜１３３．３２２×１０-8Ｐａ（＝約１×１０-9ｔｏｒｒ〜１×１０-8ｔｏｒｒ）、好ましくは約５×１３３．３２２×１０-9Ｐａ（＝約５×１０-9ｔｏｒｒ）とする。特に、ＡＦＭ層１２を形成する際には、例えば、そのＡＦＭ層１２に基づく交換バイアス磁界を増加させるために、酸素量を高めに設定してもよい。なお、上記した一連の酸素添加層以外の層（非酸素添加層）の形成方法は、例えば、酸素が添加されたアルゴンガスに代えて、酸素が添加されていないアルゴンガスをスパッタリングガスとして使用する点を除き、一連の酸素添加層の形成方法と同様である。
ＣＰＰ型スピンバルブ構造１を製造する際には、まず、例えば、パーマロイを電解鍍金することにより基体１０を準備したのち、その基体１０上に、シード層１１（酸素添加シード層）を形成する。
続いて、シード層１１上に、ＡＦＭ層１２（酸素添加ＡＦＭ層）を形成する。この場合には、例えば、マンガン白金合金（ＭｎＰｔ）を含むと共に、約１２．５ｎｍ〜１７．５ｎｍの範囲内の厚さとなるようにＡＦＭ層１２を形成する。なお、ＡＦＭ層１２を形成する際には、例えば、アルゴンガスを利用したスパッタリングを使用して、基体１０上にタンタル（Ｔａ）を含むように薄い層を形成したのち、そのタンタルを含む層上にＡＦＭ層１２を形成してもよい。
続いて、ＡＦＭ層１２上に、下部ピンド層１３（非酸素添加ピンド層）、結合層１４（酸素添加結合層）および上部ピンド層４１（酸素添加ピンド層）をこの順に形成して積層させることにより、ＳｙＡＰピンド層１８を形成する。このＳｙＡＰピンド層１８の形成手順は、例えば、以下の通りである。
すなわち、まず、酸素が添加されていないアルゴンガスを使用して、ＡＦＭ層１２上に、コバルト鉄合金（ＣｏＦｅ）を含むと共に、約２．０ｎｍ〜３．０ｎｍの厚さとなるように下部ピンド層１３（ＡＰ２）を形成する。続いて、酸素が添加されたアルゴンガスを使用して、下部ピンド層１３上に、ルテニウム（Ｒｕ）を含むと共に、約０．７５ｎｍとなるように結合層１４を形成する。最後に、酸素が添加されたアルゴンガスを使用して、結合層１４上に上部ピンド層４１（ＡＰ１）を形成する。この場合には、例えば、上部ピンド層４１内に、界面散乱を増進させるための挿入層１６を形成する。具体的には、例えば、結合層１４上に、ニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）を含む下部強磁性層１５と、挿入層１６と、ニッケル鉄合金を含む上部強磁性層１７とをこの順に形成して積層させることにより、上部ピンド層４１を形成する。この挿入層１６としては、例えば、鉄タンタル合金酸化物（ＦｅＴａＯ）またはコバルト鉄合金酸化物（ＣｏＦｅＯ）を含むと共に、約０．２ｎｍ〜０．３ｎｍの厚さとなるようにナノ酸化層（ＮＯＬ）を形成してもよいし、あるいは銅（Ｃｕ）、タンタル（Ｔａ）またはニッケルクロム合金（ＮｉＣｒ）を含むと共に、約０．１ｎｍ〜０．３ｎｍの範囲内の厚さとなるように粉末層を形成してもよい。これにより、ＡＦＭ層１２上にＳｙＡＰピンド層１８が形成される。
続いて、ＳｙＡＰピンド層１８上にスペーサ層１９を形成したのち、そのスペーサ層１９上に、下部フリー層２１および上部フリー層４２をこの順に形成して積層させることにより、フリー層２５（酸素添加フリー層）を形成する。ここでは、例えば、フリー層２５を形成する前に、スペーサ層１９上に、１原子層よりも小さな厚さとなるようにＯＳＬ２０を形成することにより、スペーサ層１９上にＯＳＬ２０を介してフリー層２５を形成する。この場合には、例えば、酸化チャンバ中において、約０．０３×１３３．３２２ｍＰａ（＝約０．０３ｍｔｏｒｒ）の酸素雰囲気にスペーサ層１９を約２分間に渡って晒すことにより、そのスペーサ層１９上にＯＳＬ２０を形成する。このＯＳＬ２０は、スペーサ層１９の表面に吸着した酸素層であり、銅酸化物ではない。このＯＳＬ２０がスペーサ層１９とフリー層２５との間に介在していることに基づき、それらのスペーサ層１９とフリー層２５との間において相互拡散が防止されるため、スペーサ層１９／フリー層２５（下部フリー層２１）の界面が平坦かつ平滑になる。上記したフリー層２５の形成手順は、例えば、以下の通りである。
すなわち、まず、ＯＳＬ２０上に、コバルト鉄合金（ＣｏＦｅ）を含むと共に、約０．５ｎｍ〜１．０ｎｍの厚さとなるように下部フリー層２１を形成する。最後に、下部フリー層２１上に、ニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）を含む下部強磁性層２２と、挿入層２３と、ニッケル鉄合金を含む上部強磁性層２４とをこの順に形成して積層させることにより、上部フリー層４２を形成する。この場合には、例えば、上記した挿入層１６の形成材料と同様の材料を含むように挿入層２３を形成する。これにより、ＯＳＬ２０上にフリー層２５が形成される。
続いて、フリー層２５上に保護下地層２６を形成すると共に、その保護下地層２６上に保護層２７を形成する。この場合には、例えば、銅（Ｃｕ）を含むように保護下地層２６を形成する。また、例えば、タンタル（Ｔａ）を含むと共に、約３．０ｎｍ〜５．０ｎｍの範囲内の厚さとなるように保護層２７を形成する。
最後に、上記した一連の手順を経ることにより、基体１０上にシード層１１から保護層２７に至る一連の層を形成したのち、全体をアニールする。この場合には、例えば、約８０００×１０3 ／（４π）Ａ／ｍ〜１２０００×１０3 ／（４π）Ａ／ｍ（＝約８０００Ｏｅ〜１２０００Ｏｅ）の磁場中において、約２５０℃〜３００℃の温度で約２時間〜５時間に渡ってアニールする。これにより、ＣＰＰ型スピンバルブ構造１が完成する。
特に、上記した一連の工程を経てＣＰＰ型スピンバルブ構造１を製造する際には、例えば、以下の点に留意する。第１に、フリー層２５、スペーサ層１９および上部ピンド層４１を形成する際に、バルク散乱を増進させることが可能な厚さとなるように、それらのフリー層２５、スペーサ層１９および上部ピンド層４１の形成厚さを調整する。第２に、ＳｙＡＰピンド層１８を形成する際に、酸素添加濃度を増加させることによりＡＦＭ層１２の交換バイアス強度を増加させると共に、その交換バイアス強度を増加させることによりＳｙＡＰピンド層１８の厚さを増加させるように、そのＳｙＡＰピンド層１８の形成厚さを調整する。第３に、フリー層２５および上部ピンド層４１を形成する際に、酸素添加に起因して低下した磁気モーメントを補うことが可能な厚さとなるように、それらのフリー層２５および上部ピンド層４１の形成厚さを調整する。この場合には、特に、酸素分圧を約１３３．３２２×１０-9Ｐａ〜１３３．３２２×１０-8Ｐａ（＝約１×１０-9ｔｏｒｒ〜１×１０-8ｔｏｒｒ）まで増加させることにより、ＣＰＰ型スピンバルブ構造１の抵抗（ＲＡ）およびＭＲ比を増加させる。
なお、確認までに説明しておくと、ＣＰＰ型スピンバルブ構造１を備えた再生ヘッドは、上記した一連の工程を経ることによりＣＰＰ型スピンバルブ構造１を形成したのち、基体１０としての第１の磁気シールド（Ｓ１）と同様の機能を有する第２の磁気シールド（Ｓ２）を含む構成部品（図示せず）を形成することにより製造可能である。
本実施の形態に係るＣＰＰ型スピンバルブ構造では、シード層１１から保護層２７に至る一連の層のうち、シード層１１、ＡＦＭ層１２、ＳｙＡＰピンド層１８のうちの結合層１４および上部ピンド層４１、ならびにフリー層２５に酸素が添加されているので、ＡＦＭ層１２において交換バイアス磁界が増加すると共に、再生特性に寄与する抵抗（ＲＡ）およびＭＲ比が増加する。具体的には、本実施の形態に係るＣＰＰ型スピンバルブ構造では、上記したシード層１１、ＡＦＭ層１２、結合層１４、上部ピンド層４１およびフリー層２５に酸素が添加されていない従来のＣＰＰ型スピンバルブ構造と比較して、抵抗（ＲＡ）が約１００ｍΩ・μｍ2 〜２００ｍΩ・μｍ2 に到達し、すなわち抵抗（ＲＡ）が約３倍に増加すると共に、ＭＲ比が約１％〜２％に渡って増加する。この場合には、特に、上記したように、ＡＦＭ層１２において交換バイアス磁界が増加することによっても、やはりＭＲ比が増加する。したがって、本実施の形態では、超高密度記録に適用するために抵抗（ＲＡ）およびＭＲ比を改善することができる。
また、本実施の形態では、ＳｙＡＰピンド層１８のうちの上部ピンド層４１に挿入層１６が挿入されていると共に、フリー層２５のうちの上部フリー層４２に挿入層２３が挿入されているので、それらの挿入層１６，２３の界面散乱増進機能に基づいて、ＣＰＰ型スピンバルブ構造１において界面散乱が増進される。したがって、本実施の形態では、挿入層１６，２３の機能を利用して、再生特性に寄与する界面散乱を増進させることができる。
また、本実施の形態では、酸素添加に起因して低下した磁気モーメントを補うために、酸素が添加されたシード層１１、ＡＦＭ層１２、ＳｙＡＰピンド層１８のうちの結合層１４および上部ピンド層４１、ならびにフリー層２５の厚さを増加させたので、それらのシード層１１、ＡＦＭ層１２、結合層１４、上部ピンド層４１およびフリー層２５のバルク散乱増進機能に基づいて、ＣＰＰ型スピンバルブ構造１においてバルク散乱が増進される。したがって、本実施の形態では、シード層１１、ＡＦＭ層１２、結合層１４、上部ピンド層４１およびフリー層２５の厚さを利用して、バルク散乱を増進させることができる。
特に、本実施の形態に係るＣＰＰ型スピンバルブ構造の製造方法では、シード層１１から保護層２７に至る一連の層のうち、シード層１１、ＡＦＭ層１２、ＳｙＡＰピンド層１８のうちの結合層１４および上部ピンド層４１、ならびにフリー層２５に酸素を添加し、より具体的には、酸素が添加されたアルゴンガスを利用したスパッタリングを使用して、その酸素が添加されたアルゴンガスの圧力が約０．５×１３３．３２２ｍＰａ（＝約０．５ｍｔｏｒｒ）であると共に酸素分圧が約１３３．３２２×１０-9Ｐａ〜１３３．３２２１０-8Ｐａ（＝約１×１０-9ｔｏｒｒ〜１×１０-8ｔｏｒｒ）である条件下においてシード層１１、ＡＦＭ１２、結合層１４、上部ピンド層４１およびフリー層２５を形成したので、上記したように、超高密度記録に適用するために抵抗（ＲＡ）およびＭＲ比が改善されるようにＣＰＰ型スピンバルブ構造１を製造可能である。この場合には、特に、例えば、約１３３．３２２×１０-8Ｐａ（＝約１×１０-8ｔｏｒｒ）よりも小さな基底圧を有する超高真空環境中においてスパッタ成膜することにより、膜厚に関して均一性を確保すると共に生産性に関して安定性を確保しながら、シード層１１、ＡＦＭ層１２、結合層１４、上部ピンド層４１およびフリー層２５を含む一連の層を形成可能である。したがって、本実施の形態では、スパッタリングを使用して、超高密度記録に適用するために抵抗（ＲＡ）およびＭＲ比が改善されたＣＰＰ型スピンバルブ構造を製造することができる。
なお、本実施の形態では、下部強磁性層１５／挿入層１６／上部強磁性層１７の積層構造を有するようにＳｙＡＰピンド層１８のうちの上部ピンド層４１を構成したが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、単層構造を有するように上部ピンド層４１を構成してもよい。具体的には、例えば、コバルト鉄合金（ＣｏＦｅ）を含むと共に、約２．５ｎｍ〜３．５ｎｍの厚さとなるように上部ピンド層４１を構成してもよい。この場合においても、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。
また、本実施の形態では、下部強磁性層２２／挿入層２３／上部強磁性層２４の積層構造を有するようにフリー層２５のうちの上部フリー層４２を構成したが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、単層構造を有するように上部フリー層４２を構成してもよい。具体的には、例えば、ニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）を含むと共に、約３．０ｎｍ〜４．０ｎｍの厚さとなるように上部フリー層４２を構成してもよい。この場合においても、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。
また、本実施の形態では、下部フリー層２１／上部フリー層４２の積層構造を有するようにフリー層２５を構成したが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、単層構造を有するようにフリー層２５を構成してもよい。具体的には、例えば、コバルト鉄合金（ＣｏＦｅ）を含むと共に、必要に応じて挿入層２３が挿入されるようにフリー層２５を構成してもよい。この場合においても、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。
［第２の実施の形態］
次に、本発明に関する第２の実施の形態について説明する。
まず、図２を参照して、本発明の第２の実施の形態に係る直交電流（ＣＰＰ）型デュアルスピンバルブ構造の構成について説明する。図２は、本実施の形態に係るＣＰＰ型デュアルスピンバルブ構造２の断面構成を表している。なお、図２では、ＣＰＰ型デュアルスピンバルブ構造２を構成する一連の構成要素のうち、上記第１の実施の形態において図１に示したＣＰＰ型スピンバルブ構造１の構成要素と同一の要素に、同一の符号を付している。
このＣＰＰ型デュアルスピンバルブ構造２は、図１に示したように、基体１０上に配設されたシード層１１と、そのシード層１１上に配設されたＡＦＭ層１２と、そのＡＦＭ層１２上に配設されたＳｙＡＰピンド層１８と、そのＳｙＡＰピンド層１８上に配設されたスペーサ層１９と、そのスペーサ層１９上に配設されたフリー層２５と、そのフリー層２５上に配設されたスペーサ層２８と、そのスペーサ層２８上に配設されたＳｙＡＰピンド層３６と、そのＳｙＡＰピンド層３６上に配設されたＡＦＭ層３７およびそのＡＦＭ層３７上に配設された保護層３８とを備えている。
より具体的には、ＣＰＰ型デュアルスピンバルブ構造２は、例えば、図２に示したように、基体１０上に、シード層１１と、ＡＦＭ層１２と、ＳｙＡＰピンド層１８と、スペーサ層１９と、ＯＳＬ２０と、フリー層２５と、スペーサ層２８と、ＯＳＬ３０と、ＳｙＡＰピンド層３６と、ＡＦＭ層３７と、保護層３８とがこの順に積層された積層構造を有している。
基体１０と共に、シード層１１からフリー層２５に至る一連の層は、上記第１の実施形態において説明したＣＰＰ型スピンバルブ構造１を構成していたものである。ここでは、特に、ＡＦＭ層１２が、酸素が添加された第１の酸素添加ＡＦＭ層であり、ＳｙＡＰピンド層１８が、酸素が添加された第１のＳｙＡＰピンド層であり、スペーサ層１９が、第１のスペーサ層である。
スペーサ層２８は、スペーサ層１９（第１のスペーサ層）に対応する第２のスペーサ層である。このスペーサ層２８は、例えば、スペーサ層１９と同様の材質、厚さおよび構成を有している。
ＯＳＬ３０は、上記したように、スペーサ層２８とＳｙＡＰピンド層３６との間に配設されている。このＯＳＬ３０は、例えば、ＯＳＬ２０と同様の機能、厚さおよび構成を有している。
ＳｙＡＰピンド層３６は、ＳｙＡＰピンド層１８（第１のＳｙＡＰピンド層）に対応する第２のＳｙＡＰピンド層である。このＳｙＡＰピンド層３６は、例えば、ＳｙＡＰピンド層１８（下部ピンド層１３／結合層１４／上部ピンド層４１（下部強磁性層１５／挿入層１６／上部強磁性層１７））とほぼ同様の構成を有しており、そのＳｙＡＰピンド層１８の積層順が上下反転した積層構造を有している。具体的には、ＳｙＡＰピンド層３６は、スペーサ層２８上にＯＳＬ３０を介して配設され、上部ピンド層４１に対応する下部ピンド層４３（ＡＰ３）と、その下部ピンド層４３上に配設され、結合層１４に対応する結合層３４と、その結合層３４上に配設され、下部ピンド層１３に対応する上部ピンド層３５（ＡＰ４）とを含み、すなわち下部ピンド層４３、結合層３４および上部ピンド層３５がこの順に積層された積層構造を有している。この下部ピンド層４３は、酸素が添加された酸素添加ピンド層（ＡＰ３）であり、例えば、上部強磁性層１７に対応する下部強磁性層３１と、挿入層１６に対応する挿入層３２と、下部強磁性層１５に対応する上部強磁性層３３とがこの順に積層された積層構造を有している。このＳｙＡＰピンド層３６では、例えば、下部ピンド層４３（ＡＰ３）が上部ピンド層４１（ＡＰ１）と同様の大きさおよび方向の磁気モーメントを有していると共に、上部ピンド層３５（ＡＰ４）が下部ピンド層１３（ＡＰ２）と同様の大きさおよび方向の磁気モーメントを有している。このＳｙＡＰピンド層３６（下部ピンド層４３（下部強磁性層３１／挿入層３２／上部強磁性層３３）／結合層３４／上部ピンド層３５）は、ＳｙＡＰピンド層１８（下部ピンド層１３／結合層１４／上部ピンド層４１（下部強磁性層１５／挿入層１６／上部強磁性層１７））と同様の機能、材質、厚さおよび構成を有しており、より詳細には、ＳｙＡＰピンド層３６を構成する下部強磁性層３１、挿入層３２、上部強磁性層３３、結合層３４および上部ピンド層３５は、それぞれ上部強磁性層１７、挿入層１６、下部強磁性層１５、結合層１４および下部ピンド層１３と同様の機能、材質、厚さおよび構成を有している。
ＡＦＭ層３７は、ＡＦＭ層１２（第１の酸素添加ＡＦＭ層）に対応する第２の酸素添加ＡＦＭ層である。このＡＦＭ層３７は、例えば、約１５．０ｎｍ〜２０．０ｎｍの厚さを有する点を除き、ＡＦＭ層１２と同様の機能、材質および構成を有している。
保護層３８は、例えば、保護層２７と同様の材質、厚さおよび構成を有している。
このＣＰＰ型デュアルスピンバルブ構造２では、上記したように、シード層１１から保護層３８に至る一連の層のうち、ＳｙＡＰピンド層１８のうちの下部ピンド層１３、スペーサ層１９，２８、ＳｙＡＰピンド層３６のうちの上部ピンド層３５および保護層３８を除く全ての層、すなわちシード層１１（酸素添加シード層）、ＡＦＭ層１２（第１の酸素添加ＡＦＭ層）、ＳｙＡＰピンド層１８のうちの結合層１４（酸素添加結合層）および上部ピンド層４１（酸素添加ピンド層）、フリー層２５（酸素添加フリー層）、ＳｙＡＰピンド層３６のうちの下部ピンド層４３（酸素添加ピンド層）および結合層３４（酸素添加結合層）、ならびにＡＦＭ層３７（第２の酸素添加ＡＦＭ層）のそれぞれに、酸素が添加されている。これらの一連の層（酸素添加層）中の酸素含有量は、約１００ｐｐｍ〜５００ｐｐｍの範囲内である。なお、上記した一連の層（酸素添加層）の厚さと酸素含有量との間の関係は、上記第１の実施の形態において言及した場合と同様である。
次に、図２を参照して、本実施の形態に係る直交電流（ＣＰＰ）型スピンバルブ構造の製造方法として、ＣＰＰ型デュアルスピンバルブ構造２の製造方法について説明する。なお、ＣＰＰ型デュアルスピンバルブ構造２を構成する一連の層の材質および厚さなどに関しては既に詳細に説明したので、それらの説明を以下では随時省略する。
このＣＰＰ型デュアルスピンバルブ構造２は、以下で説明するように、基体１０上にシード層１１から保護層３８に至る一連の層を形成して積層させることにより製造可能である。
これらの一連の層を形成する場合には、例えば、上記第１の実施形態において説明した場合と同様に、上記した一連の層を形成する場合に、約１３３．３２２×１０-8Ｐａ（＝約１×１０-8ｔｏｒｒ）、好ましくは約５×１３３．３２２×１０-9Ｐａ（＝約５×１０-9ｔｏｒｒ）よりも小さな基底圧を有する超高真空環境中において、スパッタリングを使用して成膜（スパッタ成膜）すると共に、上記した一連の酸素添加層（シード層１１，ＡＦＭ層１２，結合層１４，上部ピンド層４１，フリー層２５，下部ピンド層４３，結合層３４，ＡＦＭ層３７）を形成する場合に、酸素が添加されたアルゴンガスをスパッタリングガスとして使用してスパッタ成膜する。この場合には、例えば、上記したように、酸素が添加されたアルゴンガスの圧力を約０．５×１３３．３２２ｍＰａ（＝約０．５ｍｔｏｒｒ）よりも小さくすると共に、その酸素の分圧を約１３３．３２２×１０-9Ｐａ〜１３３．３２２×１０-8Ｐａ（＝約１×１０-9ｔｏｒｒ〜１×１０-8ｔｏｒｒ）、好ましくは約５×１３３．３２２×１０-9Ｐａ（＝約５×１０-9ｔｏｒｒ）とする。
ＣＰＰ型デュアルスピンバルブ構造２を製造する際には、まず、上記第１の実施形態において説明した手順を経ることにより、基体１０上に、シード層１１からフリー層２５に至る一連の層を形成して積層させる。
続いて、フリー層２５上にスペーサ層２８を形成したのち、そのスペーサ層２８上に、下部ピンド層４３、結合層３４および上部ピンド層３５をこの順に形成して積層させることにより、ＳｙＡＰピンド層３６を形成する。ここでは、例えば、ＳｙＡＰピンド層３６を形成する前に、スペーサ層２８上に、１原子層よりも小さな厚さとなるようにＯＳＬ３０を形成することにより、スペーサ層２８上にＯＳＬ３０を介してＳｙＡＰピンド層３６を形成する。この場合には、上記第１の実施の形態において説明したＯＳＬ２０の形成手順と同様の手順を経ることによりＯＳＬ３０を形成する。上記したＳｙＡＰピンド層３６の形成手順は、例えば、以下の通りである。
すなわち、まず、酸素が添加されたアルゴンガスを使用して、スペーサ層２８上にＯＳＬ３０を介して下部ピンド層４３（ＡＰ３）を形成する。この場合には、例えば、下部ピンド層４３内に、界面散乱を増進させるための挿入層３２を形成する。具体的には、例えば、ＯＳＬ３０上に、コバルト鉄合金（ＣｏＦｅ）を含む下部強磁性層３１と、挿入層３２と、コバルト鉄合金を含む上部強磁性層３３とをこの順に形成して積層させることにより、下部ピンド層４３を形成する。この挿入層３２としては、例えば、挿入層１６，２３と同様にナノ酸化層（ＮＯＬ）または粉末層を形成する。続いて、酸素が添加されたアルゴンガスを使用して、下部ピンド層４３上に、ルテニウム（Ｒｕ）を含むと共に約０．７５ｎｍの厚さとなるように結合層３４を形成する。最後に、酸素が添加されていないアルゴンガスを使用して、結合層３４上に、コバルト鉄合金を含むと共に約２．０ｎｍ〜３．０ｎｍの厚さとなるように上部ピンド層３５（ＡＰ４）を形成する。これにより、スペーサ層２８上にＯＳＬ３０を介してＳｙＡＰピンド層３６が形成される。
続いて、ＳｙＡＰピンド層３６上にＡＦＭ層３７を形成すると共に、そのＡＦＭ層３７上に保護層３８を形成する。この場合には、例えば、マンガン白金合金（ＭｎＰｔ）を含むと共に約１５．０ｎｍ〜２０．０ｎｍの厚さとなるようにＡＦＭ層３７を形成する。また、上記第１の実施の形態において説明した保護層２７と同様の材質および厚さを有するように保護層３８を形成する。
最後に、上記した一連の手順を経ることにより基体１０上にシード層１１から保護層３８に至る一連の層を形成したのち、全体をアニールする。この場合には、例えば、約８０００×１０3 ／（４π）Ａ／ｍ〜１２０００×１０3 ／（４π）Ａ／ｍ（＝約８０００Ｏｅ〜１２０００Ｏｅ）の磁場中において、約２５０℃〜３００℃の温度で約２時間〜５時間に渡ってアニールする。これにより、ＣＰＰ型デュアルスピンバルブ構造２が完成する。
特に、上記した一連の工程を経てＣＰＰ型デュアルスピンバルブ構造２を製造する際には、例えば、上記第１の実施の形態においてＣＰＰ型スピンバルブ構造１を製造した場合と同様に、以下の点に留意する。第１に、フリー層２５、スペーサ層１９，２８、上部ピンド層４１および下部ピンド層４３を形成する際に、バルク散乱を増進させることが可能な厚さとなるように、それらのフリー層２５、スペーサ層１９，２８、上部ピンド層４１およびピンド層４３の形成厚さを調整する。第２に、ＳｙＡＰピンド層１８，３６を形成する際に、酸素添加濃度を増加させることによりＡＦＭ層１２，３７の交換バイアス強度を増加させると共に、その交換バイアス強度を増加させることによりＳｙＡＰピンド層１８，３６の厚さを増加させるように、それらのＳｙＡＰピンド層１８，３６の形成厚さを調整する。第３に、フリー層２５、上部ピンド層４１および下部ピンド層４３を形成する際に、酸素添加に起因して低下した磁気モーメントを補うことが可能な厚さとなるように、それらのフリー層２５、上部ピンド層４１および下部ピンド層４３の形成厚さを調整する。この場合には、特に、酸素分圧を約１３３．３２２×１０-9Ｐａ〜１３３．３２２×１０-8Ｐａ（＝約１×１０-9ｔｏｒｒ〜１×１０-8ｔｏｒｒ）まで増加させることにより、ＣＰＰ型デュアルスピンバルブ構造２の抵抗（ＲＡ）およびＭＲ比を増加させる。
なお、確認までに説明しておくと、ＣＰＰ型デュアルスピンバルブ構造２を備えた再生ヘッドは、上記第１の実施の形態において説明した場合と同様に、上記した一連の工程を経ることによりＣＰＰ型デュアルスピンバルブ構造２を形成したのち、基体１０としての第１の磁気シールド（Ｓ１）と同様の機能を有する第２の磁気シールド（Ｓ２）を含む構成部品を形成することにより製造可能である。
本実施の形態に係るＣＰＰ型デュアルスピンバルブ構造では、シード層１１から保護層３８に至る一連の層のうち、シード層１１、ＡＦＭ層１２、ＳｙＡＰピンド層１８のうちの結合層１４および上部ピンド層４１、ならびにフリー層２５に加えて、ＳｙＡＰピンド層３６のうちの下部ピンド層４３および結合層３４、ならびにＡＦＭ層３７に酸素が添加されているので、ＡＦＭ層１２，３７において交換バイアス磁界が増加すると共に、再生特性に寄与する抵抗（ＲＡ）およびＭＲ比が増加する。具体的には、本実施の形態に係るＣＰＰ型デュアルスピンバルブ構造では、上記第１の実施の形態において説明した従来のＣＰＰ型スピンバルブ構造、すなわちシード層１１、ＡＦＭ層１２、結合層１４、上部ピンド層４１およびフリー層２５に酸素が添加されていないＣＰＰ型スピンバルブ構造と比較して、抵抗（ＲＡ）が約１００ｍΩ・μｍ2 〜３００ｍΩ・μｍ2 以上に到達し、すなわち抵抗（ＲＡ）が約３倍以上に増加すると共に、ＭＲ比が約２％〜３％に渡って増加する。この場合には、特に、上記したように、ＡＦＭ層１２，３７において交換バイアス磁界が増加することによっても、やはりＭＲ比が増加する。したがって、本実施の形態では、超高密度記録に適用するために抵抗（ＲＡ）およびＭＲ比を著しく改善することができる。
また、本実施の形態では、ＳｙＡＰピンド層１８のうちの上部ピンド層４１に挿入層１６が挿入されている共に、フリー層２５のうちの上部フリー層４２に挿入層２３が挿入されている上、ＳｙＡＰピンド層３６のうちの下部ピンド層４３に挿入層３２が挿入されているので、それらの挿入層１６，２３，３２の界面散乱増進機能に基づいて、ＣＰＰ型デュアルスピンバルブ構造２において界面散乱が著しく増進される。したがって、本実施の形態では、挿入層１６，２３，３２の機能を利用して、再生特性に寄与する界面散乱を著しく増進させることができる。
また、本実施の形態では、酸素添加に起因して低下した磁気モーメントを補うために、酸素が添加されたシード層１１、ＡＦＭ層１２、ＳｙＡＰピンド層１８のうちの結合層１４および上部ピンド層４１、フリー層２５、ＳｙＡＰピンド層３６のうちの下部ピンド層４３および結合層３４、ならびにＡＦＭ層３７の厚さを増加させたので、それらのシード層１１、ＡＦＭ層１２、結合層１４、上部ピンド層４１、フリー層２５、下部ピンド層４３、結合層３４およびＡＦＭ層３７のバルク散乱増進機能に基づいて、ＣＰＰ型デュアルスピンバルブ構造２においてバルク散乱が著しく増進される。したがって、本実施の形態では、シード層１１、ＡＦＭ層１２、結合層１４、上部ピンド層４１、フリー層２５、下部ピンド層４３、結合層３４およびＡＦＭ層３７の厚さを利用して、バルク散乱を著しく増進させることができる。
特に、本実施の形態に係るＣＰＰ型デュアルスピンバルブ構造の製造方法では、シード層１１から保護層３８に至る一連の層のうち、シード層１１、ＡＦＭ層１２、ＳｙＡＰピンド層１８のうちの結合層１４および上部ピンド層４１、フリー層２５、ＳｙＡＰピンド層３６のうちの下部ピンド層４３および結合層３４、ならびにＡＦＭ層３７に酸素を添加し、より具体的には、酸素が添加されたアルゴンガスを利用したスパッタリングを使用して、その酸素が添加されたアルゴンガスの圧力が約０．５×１３３．３２２ｍＰａ（＝約０．５ｍｔｏｒｒ）であると共に酸素分圧が約１３３．３２２×１０-9Ｐａ〜１３３．３２２１０-8Ｐａ（＝約１×１０-9ｔｏｒｒ〜１×１０-8ｔｏｒｒ）である条件下においてシード層１１、ＡＦＭ１２、結合層１４、上部ピンド層４１、フリー層２５、下部ピンド層４３、結合層３４およびＡＦＭ層３７を形成したので、上記したように、超高密度記録に適用するために抵抗（ＲＡ）およびＭＲ比が著しく改善されるようにＣＰＰ型デュアルスピンバルブ構造２を製造可能である。この場合には、特に、例えば、約１３３．３２２×１０-8Ｐａ（＝約１×１０-8ｔｏｒｒ）よりも小さな基底圧を有する超高真空環境中においてスパッタ成膜することにより、膜厚に関して均一性を確保すると共に生産性に関して安定性を確保しながら、シード層１１、ＡＦＭ層１２、結合層１４、上部ピンド層４１、フリー層２５、下部ピンド層４３、結合層３４およびＡＦＭ層３７を含む一連の層を形成可能である。したがって、本実施の形態では、スパッタリングを使用して、超高密度記録に適用するために抵抗（ＲＡ）およびＭＲ比が著しく改善されたＣＰＰ型デュアルスピンバルブ構造を製造することができる。
なお、本実施の形態では、下部強磁性層３１／挿入層３２／上部強磁性層３３の積層構造を有するようにＳｙＡＰピンド層３６のうちの下部ピンド層４３を構成したが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、単層構造を有するように下部ピンド層４３を構成してもよい。具体的には、例えば、コバルト鉄合金（ＣｏＦｅ）を含むと共に、約２．５ｎｍ〜３．５ｎｍの厚さとなるように下部ピンド層４３を構成してもよい。この場合においても、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。
また、本実施の形態では、上記第１の実施の形態と同様に、下部フリー層２１／上部フリー層４２（下部強磁性層２２／挿入層２３／上部強磁性層２４）の積層構造を有するようにフリー層２５を構成したが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、上記した積層構造とは異なる積層構造を有するようにフリー層２５を構成してもよい。この場合には、具体的に図面を参照して説明しないが、例えば、コバルト鉄合金（ＣｏＦｅ）を含むと共に、約０．５ｎｍ〜１．０ｎｍの厚さを有する下部フリー層と、ニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）を含むと共に、約３．０ｎｍ〜４．０ｎｍの厚さを有する中間フリー層と、コバルト鉄合金（ＣｏＦｅ）を含むと共に、約０．５ｎｍ〜１．０ｎｍの厚さを有する上部フリー層とがこの順に積層された積層構造を有するようにフリー層２５を構成してもよい。この場合には、例えば、必要に応じて中間フリー層に挿入層を挿入してもよい。この場合においても、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。
なお、本実施の形態に係るＣＰＰ型デュアルスピンバルブ構造に関する上記以外の詳細な構成（変形例を含む）、ならびに本実施の形態に係るＣＰＰ型デュアルスピンバルブ構造の製造方法に関する上記以外の詳細な手順は、上記第１の実施形態において説明したＣＰＰ型スピンバルブ構造およびその製造方法と同様である。
以上、いくつかの実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記各実施の形態に限定されず、種々の変形が可能である。具体的には、本発明に係るＣＰＰ型スピンバルブ構造およびＣＰＰ型デュアルスピンバルブ構造に関する構成、ならびに本発明に係るＣＰＰ型スピンバルブ構造の製造方法およびＣＰＰ型デュアルスピンバルブ構造の製造方法に関する手順は、上記したように、ＣＰＰ型スピンバルブ構造およびＣＰＰ型デュアルスピンバルブ構造のそれぞれを構成する特定の層に酸素を添加することにより、超高密度記録に適用するために抵抗（ＲＡ）およびＭＲ比を改善すると共に、スパッタリングを使用して、超高密度記録に適用するために抵抗（ＲＡ）およびＭＲ比が改善されたＣＰＰ型スピンバルブ構造およびＣＰＰ型デュアルスピンバルブ構造を製造することが可能な限り、自由に変更可能である。
一例を挙げれば、具体的に図面を参照して説明しないが、上記第１の実施の形態では、フリー層２５よりもＡＦＭ層１２が基体１０に近い側に位置するボトムスピンバルブ構造を有するようにＣＰＰ型スピンバルブ構造１を構成したが、必ずしもこれに限られるものではなく、ＡＦＭ層１２、ＳｙＡＰピンド層１８、スペーサ層１９およびフリー層２５の積層順を反転し、すなわちフリー層２５、スペーサ層１９、ＳｙＡＰピンド層１８およびＡＦＭ層１２をこの順に積層させることにより、ＡＦＭ層１２よりもフリー層２５が基体１０に近い側に位置するトップスピンバルブ構造を有するようにＣＰＰ型スピンバルブ構造１を構成してもよい。この場合においても、上記第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
本発明に係る直交電流型スピンバルブ構造およびその製造方法、ならびに直交電流型デュアルスピンバルブ構造およびその製造方法は、ハードディスクドライブなどに搭載される再生ヘッドに適用することが可能である。
本発明の第１の実施の形態に係るＣＰＰ型スピンバルブ構造の断面構成を表す断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係るＣＰＰ型デュアルスピンバルブ構造の断面構成を表す断面図である。
符号の説明
１…ＣＰＰ型スピンバルブ構造、２…ＣＰＰ型デュアルスピンバルブ構造、１０…基体（Ｓ１）、１１…シード層、１２，３７…ＡＦＭ層、１３…下部ピンド層（ＡＰ２）、１４，３４…結合層、１５，２２，３１…下部強磁性層、１６，２３，３２…挿入層、１７，２４，３３…上部強磁性層、１８，３６…ＳｙＡＰピンド層、１９，２８…スペーサ層、２０，３０…ＯＳＬ、２１…下部フリー層、２５…フリー層、２６…保護下地層、２７，３８…保護層、３５…上部ピンド層（ＡＰ４）、４１…上部ピンド層（ＡＰ１）、４２…上部フリー層、４３…下部ピンド層（ＡＰ３）。





Claims (53)

  1. 直交電流（ＣＰＰ；current-perpendicular-to-plane）型スピンバルブ構造を製造する方法であって、
    基体上に、酸素添加シード層を形成する工程と、
    前記酸素添加シード層上に、酸素添加反強磁性（ＡＦＭ；anti-ferromagnetic）層を形成する工程と、
    前記酸素添加反強磁性層上に、非酸素添加ピンド層、酸素添加結合層および酸素添加ピンド層をこの順に形成して積層させることにより、シンセティック反平行（ＳｙＡＰ；synthetic anti-parallel ）ピンド層を形成する工程と、
    前記シンセティック反平行ピンド層上に、銅（Ｃｕ）を含むようにスペーサ層を形成する工程と、
    前記スペーサ層上に、酸素添加フリー層を形成する工程と、
    前記酸素添加フリー層上に、銅を含むように保護下地層を形成すると共に、その保護下地層上に、保護層を形成する工程と、を含み、
    酸素（Ｏ 2 ）を含むガスを使用して前記酸素添加シード層、前記酸素添加反強磁性層、前記酸素添加結合層、前記酸素添加ピンド層および前記酸素添加フリー層をスパッタ成膜すると共に、それらの層中の酸素含有量が１００ｐｐｍ以上５００ｐｐｍ以下の範囲内となるようにする
    ことを特徴とする直交電流型スピンバルブ構造の製造方法。
  2. １３３．３２２×１０-8Ｐａよりも小さな基底圧を有する超高真空環境中において、前記酸素添加シード層、前記酸素添加反強磁性層、前記酸素添加結合層、前記酸素添加ピンド層および前記酸素添加フリー層をスパッタ成膜する
    ことを特徴とする請求項１記載の直交電流型スピンバルブ構造の製造方法。
  3. 酸素（Ｏ2 ）が添加されたアルゴン（Ａｒ）ガスを使用して、前記酸素添加シード層、前記酸素添加反強磁性層、前記酸素添加結合層、前記酸素添加ピンド層および前記酸素添加フリー層をスパッタ成膜する
    ことを特徴とする請求項１記載の直交電流型スピンバルブ構造の製造方法。
  4. 前記酸素（Ｏ2 ）が添加されたアルゴンガスの圧力を０．５×１３３．３２２ｍＰａよりも小さくすると共に、その酸素の分圧を１３３．３２２×１０-9Ｐａ以上１３３．３２２×１０-8Ｐａ以下の範囲内にする
    ことを特徴とする請求項３記載の直交電流型スピンバルブ構造の製造方法。
  5. さらに、前記酸素添加フリー層を形成する前に、前記スペーサ層上に、１原子層よりも小さな厚さとなるように酸素界面活性層を形成する工程を含み、
    前記スペーサ層上に前記酸素界面活性層を介して前記酸素添加フリー層を形成する
    ことを特徴とする請求項１記載の直交電流型スピンバルブ構造の製造方法。
  6. バルク散乱を増進させることが可能な厚さとなるように、前記酸素添加フリー層、前記スペーサ層および前記酸素添加ピンド層を形成する
    ことを特徴とする請求項１記載の直交電流型スピンバルブ構造の製造方法。
  7. 前記シンセティック反平行ピンド層を形成する工程が、
    酸素（Ｏ2 ）が添加されていないアルゴン（Ａｒ）ガスを使用して、前記酸素添加反強磁性層上に、コバルト鉄合金（ＣｏＦｅ）を含むと共に２．０ｎｍ以上３．０ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように、前記非酸素添加ピンド層（ＡＰ２）を形成する工程と、
    酸素が添加されたアルゴンガスを使用して、前記非酸素添加ピンド層上に、ルテニウム（Ｒｕ）を含むと共に０．７５ｎｍの厚さとなるように、前記酸素添加結合層を形成する工程と、
    酸素が添加されたアルゴンガスを使用して、前記酸素添加結合層上に、コバルト鉄合金を含むと共に２．５ｎｍ以上３．５ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように、前記酸素添加ピンド層（ＡＰ１）を形成する工程と、を含む
    ことを特徴とする請求項１記載の直交電流型スピンバルブ構造の製造方法。
  8. さらに、前記酸素添加ピンド層（ＡＰ１）内に、界面散乱を増進させるための挿入層を形成する工程を含む
    ことを特徴とする請求項７記載の直交電流型スピンバルブ構造の製造方法。
  9. 前記挿入層として、鉄タンタル合金酸化物（ＦｅＴａＯ）またはコバルト鉄合金酸化物（ＣｏＦｅＯ）を含むと共に０．２ｎｍ以上０．３ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように、ナノ酸化層を形成する
    ことを特徴とする請求項８記載の直交電流型スピンバルブ構造の製造方法。
  10. 前記挿入層として、銅（Ｃｕ）、タンタル（Ｔａ）またはニッケルクロム合金（ＮｉＣｒ）を含むと共に０．１ｎｍ以上０．３ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように、粉末層を形成する
    ことを特徴とする請求項８記載の直交電流型スピンバルブ構造の製造方法。
  11. マンガン白金合金（ＭｎＰｔ）を含むと共に１２．５ｎｍ以上１７．５ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように、前記酸素添加反強磁性層を形成し、
    コバルト鉄合金（ＣｏＦｅ）を含むと共に０．５ｎｍ以上１．０ｎｍ以下の範囲内の厚さを有する層と、ニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）を含むと共に３．０ｎｍ以上４．０ｎｍ以下の範囲内の厚さを有する層とをこの順に形成して積層させることにより、前記酸素添加フリー層を形成する
    ことを特徴とする請求項１記載の直交電流型スピンバルブ構造の製造方法。
  12. タンタル（Ｔａ）を含むと共に３．０ｎｍ以上５．０ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように、前記保護層を形成する
    ことを特徴とする請求項１記載の直交電流型スピンバルブ構造の製造方法。
  13. 酸素添加濃度を増加させることにより、前記酸素添加反強磁性層の交換バイアス強度を増加させると共に、
    その交換バイアス強度を増加させることにより、前記シンセティック反平行ピンド層の厚さを増加させる
    ことを特徴とする請求項１記載の直交電流型スピンバルブ構造の製造方法。
  14. 酸素添加に起因して低下した磁気モーメントを補うことが可能な厚さとなるように、前記酸素添加フリー層および前記酸素添加ピンド層を形成する
    ことを特徴とする請求項１記載の直交電流型スピンバルブ構造の製造方法。
  15. 酸素分圧を１３３．３２２×１０-9Ｐａ以上１３３．３２２×１０-8Ｐａ以下の範囲内まで増加させることにより、抵抗（ＲＡ）および磁気抵抗効果（ＭＲ；magnetoresistive effect ）比を増加させる
    ことを特徴とする請求項１４記載の直交電流型スピンバルブ構造の製造方法。
  16. さらに、前記保護層を形成したのち、全体をアニールする工程を含む
    ことを特徴とする請求項１記載の直交電流型スピンバルブ構造の製造方法。
  17. 直交電流（ＣＰＰ；current-perpendicular-to-plane）型デュアルスピンバルブ構造を製造する方法であって、
    基体上に、酸素添加シード層を形成する工程と、
    前記酸素添加シード層上に、第１の酸素添加反強磁性（ＡＦＭ；anti-ferromagnetic）層を形成する工程と、
    前記第１の酸素添加反強磁性層上に、非酸素添加ピンド層、酸素添加結合層および酸素添加ピンド層をこの順に形成して積層させることにより、第１のシンセティック反平行（ＳｙＡＰ；synthetic anti-parallel ）ピンド層を形成する工程と、
    前記第１のシンセティック反平行ピンド層上に、銅（Ｃｕ）を含むように第１のスペーサ層を形成する工程と、
    前記第１のスペーサ層上に、酸素添加フリー層を形成する工程と、
    前記酸素添加フリー層上に、銅を含むように第２のスペーサ層を形成する工程と、
    前記第２のスペーサ層上に、酸素添加ピンド層、酸素添加結合層および非酸素添加ピンド層をこの順に形成して積層させることにより、第２のシンセティック反平行（ＳｙＡＰ）ピンド層を形成する工程と、
    前記第２のシンセティック反平行ピンド層上に、第２の酸素添加反強磁性（ＡＦＭ）層を形成すると共に、その第２の酸素添加反強磁性層上に、保護層を形成する工程と、を含み、
    酸素（Ｏ 2 ）を含むガスを使用して前記酸素添加シード層、前記第１の酸素添加反強磁性層、前記酸素添加結合層、前記酸素添加ピンド層、前記酸素添加フリー層および前記第２の酸素添加反強磁性層をスパッタ成膜すると共に、それらの層中の酸素含有量が１００ｐｐｍ以上５００ｐｐｍ以下の範囲内となるようにする
    ことを特徴とする直交電流型デュアルスピンバルブ構造の製造方法。
  18. １３３．３２２×１０-8Ｐａよりも小さな基底圧を有する超高真空環境中において、前記酸素添加シード層、前記第１の酸素添加反強磁性層、前記酸素添加結合層、前記酸素添加ピンド層、前記酸素添加フリー層および前記第２の酸素添加反強磁性層をスパッタ成膜する
    ことを特徴とする請求項１７記載の直交電流型デュアルスピンバルブ構造の製造方法。
  19. 酸素（Ｏ2 ）が添加されたアルゴン（Ａｒ）ガスを使用して、前記酸素添加シード層、前記第１の酸素添加反強磁性層、前記酸素添加結合層、前記酸素添加ピンド層、前記酸素添加フリー層および前記第２の酸素添加反強磁性層をスパッタ成膜する
    ことを特徴とする請求項１８記載の直交電流型デュアルスピンバルブ構造の製造方法。
  20. 前記酸素（Ｏ2 ）が添加されたアルゴンガスの圧力を０．５×１３３．３２２ｍＰａよりも小さくすると共に、その酸素の分圧を１３３．３２２×１０-9Ｐａ以上１３３．３２２×１０-8Ｐａ以下の範囲内にする
    ことを特徴とする請求項１９記載の直交電流型デュアルスピンバルブ構造の製造方法。
  21. さらに、前記第１のスペーサ層と前記酸素添加フリー層との間、ならびに前記第２のスペーサ層と前記第２のシンセティック反平行ピンド層との間に、１原子層よりも小さな厚さとなるように酸素界面活性層を形成する工程を含み、
    前記第１のスペーサ層上に前記酸素界面活性層を介して前記酸素添加フリー層を形成すると共に、前記第２のスペーサ層上に前記酸素界面活性層を介して前記第２のシンセティック反平行ピンド層を形成する
    ことを特徴とする請求項１７記載の直交電流型デュアルスピンバルブ構造の製造方法。
  22. バルク散乱を増進させることが可能な厚さとなるように、前記酸素添加フリー層、前記第１のスペーサ層、前記第２のスペーサ層および前記酸素添加ピンド層を形成する
    ことを特徴とする請求項１７記載の直交電流型デュアルスピンバルブ構造の製造方法。
  23. 前記第１のシンセティック反平行ピンド層を形成する工程が、
    酸素（Ｏ2 ）が添加されていないアルゴン（Ａｒ）ガスを使用して、前記第１の酸素添加反強磁性層上に、コバルト鉄合金（ＣｏＦｅ）を含むと共に２．０ｎｍ以上３．０ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように、前記非酸素添加ピンド層（ＡＰ２）を形成する工程と、
    酸素が添加されたアルゴンガスを使用して、前記非酸素添加ピンド層上に、ルテニウム（Ｒｕ）を含むと共に０．７５ｎｍの厚さとなるように、前記酸素添加結合層を形成する工程と、
    酸素が添加されたアルゴンガスを使用して、前記酸素添加結合層上に、コバルト鉄合金を含むと共に２．５ｎｍ以上３．５ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように、前記酸素添加ピンド層（ＡＰ１）を形成する工程と、を含み、
    前記第２のシンセティック反平行ピンド層を形成する工程が、
    酸素が添加されたアルゴンガスを使用して、前記第２のスペーサ層上に、コバルト鉄合金を含むと共に２．５ｎｍ以上３．５ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように、前記酸素添加ピンド層（ＡＰ３）を形成する工程と、
    酸素が添加されたアルゴンガスを使用して、前記酸素添加ピンド層上に、ルテニウムを含むと共に０．７５ｎｍの厚さとなるように、前記酸素添加結合層を形成する工程と、
    酸素が添加されていないアルゴンガスを使用して、前記酸素添加結合層上に、コバルト鉄合金を含むと共に２．０ｎｍ以上３．０ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように、前記非酸素添加ピンド層（ＡＰ４）を形成する工程と、を含む
    ことを特徴とする請求項１７記載の直交電流型デュアルスピンバルブ構造の製造方法。
  24. さらに、前記酸素添加ピンド層（ＡＰ１）、前記酸素添加ピンド層（ＡＰ３）、前記酸素添加フリー層、前記第１のスペーサ層および前記第２のスペーサ層内に、界面散乱を増進させるための挿入層を形成する工程を含む
    ことを特徴とする請求項２３記載の直交電流型デュアルスピンバルブ構造の製造方法。
  25. 前記挿入層として、鉄タンタル合金酸化物（ＦｅＴａＯ）またはコバルト鉄合金酸化物（ＣｏＦｅＯ）を含むと共に０．２ｎｍ以上０．３ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように、ナノ酸化層を形成する
    ことを特徴とする請求項２４記載の直交電流型デュアルスピンバルブ構造の製造方法。
  26. 前記挿入層として、銅（Ｃｕ）、タンタル（Ｔａ）またはニッケルクロム合金（ＮｉＣｒ）を含むと共に０．１ｎｍ以上０．３ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように、粉末層を形成する
    ことを特徴とする請求項２４記載の直交電流型デュアルスピンバルブ構造の製造方法。
  27. コバルト鉄合金（ＣｏＦｅ）を含むと共に０．５ｎｍ以上１．０ｎｍ以下の範囲内の厚さを有する層と、ニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）を含むと共に３．０ｎｍ以上４．０ｎｍ以下の範囲内の厚さを有する層と、コバルト鉄合金を含むと共に０．５ｎｍ以上１．０ｎｍ以下の範囲内の厚さを有する層とをこの順に形成して積層させることにより、前記酸素添加フリー層を形成する
    ことを特徴とする請求項１７記載の直交電流型デュアルスピンバルブ構造の製造方法。
  28. マンガン白金合金（ＭｎＰｔ）を含むと共に１２．５ｎｍ以上１７．５ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように、前記第１の酸素添加反強磁性層を形成すると共に、
    マンガン白金合金を含むと共に１５．０ｎｍ以上２０．０ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように、前記第２の酸素添加反強磁性層を形成する
    ことを特徴とする請求項１７記載の直交電流型デュアルスピンバルブ構造の製造方法。
  29. タンタル（Ｔａ）を含むと共に３．０ｎｍ以上５．０ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように、前記保護層を形成する
    ことを特徴とする請求項１７記載の直交電流型デュアルスピンバルブ構造の製造方法。
  30. 酸素添加濃度を増加させることにより、前記第１の酸素添加反強磁性層および前記第２の酸素添加反強磁性層の交換バイアス強度を増加させると共に、
    その交換バイアス強度を増加させることにより、前記第１のシンセティック反平行ピンド層および前記第２のシンセティック反平行ピンド層の厚さを増加させる
    ことを特徴とする請求項１７記載の直交電流型デュアルスピンバルブ構造の製造方法。
  31. 酸素添加に起因して低下した磁気モーメントを補うことが可能な厚さとなるように、前記酸素添加フリー層および前記酸素添加ピンド層を形成する
    ことを特徴とする請求項１７記載の直交電流型デュアルスピンバルブ構造の製造方法。
  32. 酸素分圧を１３３．３２２×１０-9Ｐａ以上１３３．３２２×１０-8Ｐａ以下の範囲内まで増加させることにより、抵抗（ＲＡ）および磁気抵抗効果（ＭＲ；magnetoresistive effect ）比を増加させる
    ことを特徴とする請求項２０記載の直交電流型デュアルスピンバルブ構造の製造方法。
  33. さらに、前記保護層を形成したのち、全体をアニールする工程を含む
    ことを特徴とする請求項１７記載の直交電流型デュアルスピンバルブ構造の製造方法。
  34. 基体上に配設された酸素添加シード層と、
    前記酸素添加シード層上に配設された酸素添加反強磁性（ＡＦＭ；anti-ferromagnetic）層と、
    前記酸素添加反強磁性層上に配設されたシンセティック反平行（ＳｙＡＰ；synthetic anti-parallel ）ピンド層と、
    前記シンセティック反平行ピンド層上に配設された銅（Ｃｕ）を含むスペーサ層と、
    前記スペーサ層上に配設された酸素添加フリー層と、
    前記酸素添加フリー層上に配設された銅を含む保護下地層およびその保護下地層上に配設された保護層と、を備え、
    前記酸素添加シード層、前記酸素添加反強磁性層および前記酸素添加フリー層は、酸素（Ｏ 2 ）を含むガスを使用してスパッタ成膜されたものであると共に、それらの層中の酸素含有量は、１００ｐｐｍ以上５００ｐｐｍ以下の範囲内である
    ことを特徴とする直交電流（ＣＰＰ；current-perpendicular-to-plane）型スピンバルブ構造。
  35. 前記酸素添加シード層が、ニッケルクロム合金（ＮｉＣｒ）を含むと共に４．０ｎｍ以上６．０ｎｍ以下の範囲内の厚さを有している
    ことを特徴とする請求項３４記載の直交電流型スピンバルブ構造。
  36. 前記酸素添加反強磁性層が、マンガン白金合金（ＭｎＰｔ）を含むと共に１２．５ｎｍ以上１７．５ｎｍ以下の範囲内の厚さを有している
    ことを特徴とする請求項３４記載の直交電流型スピンバルブ構造。
  37. 前記シンセティック反平行ピンド層が、
    前記酸素添加反強磁性層上に配設され、コバルト鉄合金（ＣｏＦｅ）を含むと共に２．０ｎｍ以上３．０ｎｍ以下の範囲内の厚さを有する非酸素添加ピンド層（ＡＰ２）と、
    前記非酸素添加ピンド層上に配設され、ルテニウム（Ｒｕ）を含むと共に０．７５ｎｍの厚さを有する酸素添加結合層と、
    前記酸素添加結合層上に配設され、コバルト鉄合金を含むと共に２．５ｎｍ以上３．５ｎｍ以下の範囲内の厚さを有する酸素添加ピンド層（ＡＰ１）と、を含み、
    前記酸素添加結合層および前記酸素添加ピンド層は、酸素（Ｏ 2 ）を含むガスを使用してスパッタ成膜されたものであると共に、それらの層中の酸素含有量は、１００ｐｐｍ以上５００ｐｐｍ以下の範囲内である
    ことを特徴とする請求項３４記載の直交電流型スピンバルブ構造。
  38. さらに、前記スペーサ層と前記酸素添加フリー層との間に配設され、１原子層よりも小さな厚さを有する酸素界面活性層を備えた
    ことを特徴とする請求項３４記載の直交電流型スピンバルブ構造。
  39. さらに、前記酸素添加ピンド層（ＡＰ１）、前記酸素添加フリー層および前記スペーサ層のうちの１つまたは複数内に配設された挿入層を備えた
    ことを特徴とする請求項３７記載の直交電流型スピンバルブ構造。
  40. 前記挿入層が、鉄タンタル合金酸化物（ＦｅＴａＯ）またはコバルト鉄合金酸化物（ＣｏＦｅＯ）を含むと共に０．２ｎｍ以上０．３ｎｍ以下の範囲内の厚さを有するナノ酸化層である
    ことを特徴とする請求項３９記載の直交電流型スピンバルブ構造。
  41. 前記挿入層が、銅（Ｃｕ）、タンタル（Ｔａ）またはニッケルクロム合金（ＮｉＣｒ）を含むと共に０．１ｎｍ以上０．３ｎｍ以下の範囲内の厚さを有する粉末層である
    ことを特徴とする請求項３９記載の直交電流型スピンバルブ構造。
  42. 前記酸素添加フリー層が、コバルト鉄合金（ＣｏＦｅ）を含むと共に０．５ｎｍ以上１．０ｎｍ以下の範囲内の厚さを有する層と、ニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）を含むと共に３．０ｎｍ以上４．０ｎｍ以下の範囲内の厚さを有する層とがこの順に積層された積層構造を含んでいる
    ことを特徴とする請求項３４記載の直交電流型スピンバルブ構造。
  43. 前記保護層が、タンタル（Ｔａ）を含むと共に３．０ｎｍ以上５．０ｎｍ以下の範囲内の厚さを有している
    ことを特徴とする請求項３４記載の直交電流型スピンバルブ構造。
  44. 基体上に配設された酸素添加シード層と、
    前記酸素添加シード層上に配設された第１の酸素添加反強磁性（ＡＦＭ；anti-ferromagnetic）層と、
    前記第１の酸素添加反強磁性層上に配設された第１のシンセティック反平行（ＳｙＡＰ；synthetic anti-parallel ）ピンド層と、
    前記第１のシンセティック反強磁性ピンド層上に配設された銅（Ｃｕ）を含む第１のスペーサ層と、
    前記第１のスペーサ層上に配設された酸素添加フリー層と、
    前記酸素添加フリー層上に配設された銅を含む第２のスペーサ層と、
    前記第２のスペーサ層上に配設された第２のシンセティック反平行（ＳｙＡＰ）ピンド層と、
    前記第２のシンセティック反平行ピンド層上に配設された第２の酸素添加反強磁性（ＡＦＭ）層およびその第２の酸素添加反強磁性層上に配設された保護層と、を備え、
    前記酸素添加シード層、前記第１の酸素添加反強磁性層、前記酸素添加フリー層および前記第２の酸素添加反強磁性層は、酸素（Ｏ 2 ）を含むガスを使用してスパッタ成膜されたものであると共に、それらの層中の酸素含有量は、１００ｐｐｍ以上５００ｐｐｍ以下の範囲内である
    ことを特徴とする直交電流（ＣＰＰ；current-perpendicular-to-plane）型デュアルスピンバルブ構造。
  45. 前記酸素添加シード層が、ニッケルクロム合金（ＮｉＣｒ）を含むと共に４．０ｎｍ以上６．０ｎｍ以下の範囲内の厚さを有している
    ことを特徴とする請求項４４記載の直交電流型デュアルスピンバルブ構造。
  46. 前記第１の酸素添加反強磁性層が、マンガン白金合金（ＭｎＰｔ）を含むと共に１２．５ｎｍ以上１７．５ｎｍ以下の範囲内の厚さを有し、
    前記第２の酸素添加反強磁性層が、マンガン白金合金を含むと共に１５．０ｎｍ以上２０．０ｎｍ以下の範囲内の厚さを有している
    ことを特徴とする請求項４４記載の直交電流型デュアルスピンバルブ構造。
  47. 前記第１のシンセティック反平行ピンド層が、
    前記第１の酸素添加反強磁性層上に配設され、コバルト鉄合金（ＣｏＦｅ）を含むと共に２．０ｎｍ以上３．０ｎｍ以下の範囲内の厚さを有する非酸素添加ピンド層（ＡＰ２）と、
    前記非酸素添加ピンド層上に配設され、ルテニウム（Ｒｕ）を含むと共に０．７５ｎｍの厚さを有する酸素添加結合層と、
    前記酸素添加結合層上に配設され、コバルト鉄合金を含むと共に２．５ｎｍ以上３．５ｎｍ以下の範囲内の厚さを有する酸素添加ピンド層（ＡＰ１）と、を含んでおり、
    前記第２のシンセティック反平行ピンド層が、
    前記第２のスペーサ層上に配設され、コバルト鉄合金を含むと共に２．５ｎｍ以上３．５ｎｍ以下の範囲内の厚さを有する酸素添加ピンド層（ＡＰ３）と、
    前記酸素添加ピンド層上に配設され、ルテニウムを含むと共に０．７５ｎｍの厚さを有する酸素添加結合層と、
    前記酸素添加結合層上に配設され、コバルト鉄合金を含むと共に２．０ｎｍ以上３．０ｎｍ以下の範囲内の厚さを有する非酸素添加ピンド層（ＡＰ４）層と、を含み、
    前記酸素添加結合層および前記酸素添加ピンド層は、酸素（Ｏ 2 ）を含むガスを使用してスパッタ成膜されたものであると共に、それらの層中の酸素含有量は、１００ｐｐｍ以上５００ｐｐｍ以下の範囲内である
    ことを特徴とする請求項４４記載の直交電流型デュアルスピンバルブ構造。
  48. さらに、前記第１のスペーサ層と前記酸素添加フリー層との間、ならびに前記第２のスペーサ層と前記第２のシンセティック反平行ピンド層との間に、１原子層よりも小さな厚さを有する酸素界面活性層を備えた
    ことを特徴とする請求項４４記載の直交電流型デュアルスピンバルブ構造。
  49. さらに、前記酸素添加ピンド層（ＡＰ１）、前記酸素添加ピンド層（ＡＰ３）、前記酸素添加フリー層、前記第１のスペーサ層および前記第２のスペーサ層のうちの１つまたは複数内に配設された挿入層を備えた
    ことを特徴とする請求項４７記載の直交電流型デュアルスピンバルブ構造。
  50. 前記挿入層が、鉄タンタル合金酸化物（ＦｅＴａＯ）またはコバルト鉄合金酸化物（ＣｏＦｅＯ）を含むと共に０．２ｎｍ以上０．３ｎｍ以下の範囲内の厚さを有するナノ酸化層である
    ことを特徴とする請求項４９記載の直交電流型デュアルスピンバルブ構造。
  51. 前記挿入層が、銅（Ｃｕ）、タンタル（Ｔａ）またはニッケルクロム合金（ＮｉＣｒ）を含むと共に０．１ｎｍ以上０．３ｎｍ以下の範囲内の厚さを有する粉末層である
    ことを特徴とする請求項４９記載の直交電流型デュアルスピンバルブ構造。
  52. 前記酸素添加フリー層が、
    コバルト鉄合金（ＣｏＦｅ）を含むと共に０．５ｎｍ以上１．０ｎｍ以下の範囲内の厚さを有する層と、
    ニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）を含むと共に３．０ｎｍ以上４．０ｎｍ以下の範囲内の厚さを有する層と、
    コバルト鉄合金を含むと共に０．５ｎｍ以上１．０ｎｍ以下の範囲内の厚さを有する層とがこの順に積層された積層構造を含んでいる
    ことを特徴とする請求項４４記載の直交電流型デュアルスピンバルブ構造。
  53. 前記保護層が、タンタル（Ｔａ）を含むと共に３．０ｎｍ以上５．０ｎｍ以下の範囲内の厚さを有している
    ことを特徴とする請求項４４記載の直交電流型デュアルスピンバルブ構造。
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