JPH0992908A - Manufacture of magnetoresistance effect device - Google Patents

Manufacture of magnetoresistance effect device

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JPH0992908A
JPH0992908A JP7269123A JP26912395A JPH0992908A JP H0992908 A JPH0992908 A JP H0992908A JP 7269123 A JP7269123 A JP 7269123A JP 26912395 A JP26912395 A JP 26912395A JP H0992908 A JPH0992908 A JP H0992908A
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JP
Japan
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film
magnetic field
layer
magnetic
applied magnetic
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Application number
JP7269123A
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Japanese (ja)
Inventor
Nobuhiro Sugawara
伸浩 菅原
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Publication of JPH0992908A publication Critical patent/JPH0992908A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of a magnetoresistance effect device wherein magnetoresistance change in which hysteresis does not substantially exist is exhibited, distortion of an output waveform can be restrained, and electromagnetic transducing efficiency can be increased. SOLUTION: When an actuation film 42 and a non-magnetic film 43 are formed on a substratum film 41 in this order, an applied magnetic field direction 21A is set to be the direction perpendicular to a signal magnetic field direction 21C. When a magnetization fixing film 44 and an anti-ferromagnetic film 45 are formed on the non-magnetic film 43 in this order, an applied magnetic field direction 21B is set to be the direction parallel to the signal magnetic field direction 21C (the direction perpendicular to the applied magnetic field direction 21A).

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は磁気抵抗効果素子の
製造方法に関し、特に、巨大磁気抵抗効果(GMR)を
示すスピンバルブ型であって、磁気センサや磁気ディス
ク装置等の磁気記録装置用の再生ヘッド等に適した磁気
抵抗効果素子の製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a magnetoresistive effect element, and more particularly to a spin valve type showing a giant magnetoresistive effect (GMR) for a magnetic recording device such as a magnetic sensor or a magnetic disk device. The present invention relates to a method of manufacturing a magnetoresistive effect element suitable for a reproducing head or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】磁気抵抗膜(MR膜)は、磁気抵抗効果
を示す磁性体を膜にしたものであり、一般的には単層構
造となっている。
2. Description of the Related Art A magnetoresistive film (MR film) is a film made of a magnetic material exhibiting a magnetoresistive effect, and generally has a single-layer structure.

【0003】これに対してGMR膜は、複数の材料を組
み合わせた多層構造を有している。GMR効果を生み出
す構造にはいくつかの種類があるが、そのなかで比較的
構造が単純であって弱い磁界で抵抗が変化するのがいわ
ゆるスピンバルブ膜である。
On the other hand, the GMR film has a multilayer structure in which a plurality of materials are combined. There are several types of structures that produce the GMR effect. Among them, the so-called spin valve film has a relatively simple structure and changes resistance with a weak magnetic field.

【0004】即ち、こうしたスピンバルブ膜は、磁性膜
と非磁性導体膜と磁性膜とがこの順に積層されてなる3
層膜を主構成要素とし、巨大磁気抵抗(GMR)効果を
示すことが報告されている(ジャーナル・オブ・マグネ
ティズム・アンド・マグネティク・マテリアルズ、93
巻、 101ページ、1991年)。
That is, such a spin valve film is formed by laminating a magnetic film, a non-magnetic conductor film, and a magnetic film in this order.
It has been reported that the layered film is the main component and exhibits a giant magnetoresistive (GMR) effect (Journal of Magnetics and Magnetic Materials, 93
Volume, 101 pages, 1991).

【0005】例えば、磁性膜をCo膜、導体膜をCu膜
としたスピンバルブ構造の磁気抵抗効果膜は、外部磁界
の作用下で反平行のスピン状態が発生してスピン依存散
乱が生じ、このために大きな磁気抵抗効果が得られるも
のと考えられている。
For example, in a magnetoresistive film having a spin valve structure in which a magnetic film is a Co film and a conductor film is a Cu film, antiparallel spin states occur under the action of an external magnetic field, and spin-dependent scattering occurs. Therefore, it is considered that a large magnetoresistive effect can be obtained.

【0006】図33には、スピンバルブ構造の磁気抵抗効
果素子16の一例を示す。即ち、フェライト基板11上に、
パーマロイ(NiFe)からなる磁性膜12と、Cuを主
成分とする非磁性導体膜13と、パーマロイ(NiFe)
やCoからなる磁性膜14と、FeMnからなる反強磁性
膜15とをこの順に、スパッタリング法によって積層して
スピンバルブ構造の磁気抵抗効果部10を構成する。
FIG. 33 shows an example of a magnetoresistive effect element 16 having a spin valve structure. That is, on the ferrite substrate 11,
Magnetic film 12 made of permalloy (NiFe), nonmagnetic conductor film 13 containing Cu as a main component, and permalloy (NiFe)
A magnetic film 14 made of Co or Co and an antiferromagnetic film 15 made of FeMn are stacked in this order by a sputtering method to form a magnetoresistive effect portion 10 having a spin valve structure.

【0007】このスピンバルブ構造の磁気抵抗効果素子
16は、2層の磁性膜12及び14を薄い非磁性膜13で分離
し、一方の磁性膜14の上には反強磁性膜15を設けるの
で、反強磁性膜15と接した磁性膜14(これを以下に、磁
化固定膜と称することがある。)はある一定方向に磁化
された状態になる。また、非磁性膜13で分離した他方の
磁性膜12(これを以下に、動作膜と称することがあ
る。)は、決まった磁化方向をとらない。つまり、磁化
固定膜14は一度決まった磁化方向を保つ力(保磁力)が
大きく、動作膜12は保磁力が小さくなる。この状態で磁
界をかけると、動作膜12が磁化され、磁化方向が決ま
る。
Magnetoresistive element having this spin valve structure
16 separates the two layers of magnetic films 12 and 14 by a thin non-magnetic film 13, and an antiferromagnetic film 15 is provided on one magnetic film 14, so that the magnetic film 14 in contact with the antiferromagnetic film 15 is provided. (This may be referred to as a magnetization fixed film hereinafter.) Is magnetized in a certain direction. Further, the other magnetic film 12 separated by the non-magnetic film 13 (which may be hereinafter referred to as an operating film) does not have a fixed magnetization direction. That is, the magnetization fixed film 14 has a large force (coercive force) for maintaining the once fixed magnetization direction, and the operating film 12 has a small coercive force. When a magnetic field is applied in this state, the operating film 12 is magnetized and the magnetization direction is determined.

【0008】スピンバルブ構造を形成する各膜の機能を
まとめると、次の通りである。 動作膜12:信号磁界(外部磁界:Hext)に対してスピン
が回転する。 磁化固定膜14:反強磁性膜15との交換結合によって、磁
性元素のスピン方向が信号磁界方向と平行方向に固定さ
れる。 非磁性膜13:GMR効果を発現させるスペーサであり、
動作膜12と磁化固定膜14のスピンの相対角度に応じて抵
抗変化する。
The functions of each film forming the spin valve structure are summarized as follows. Operating film 12: Spin rotates with respect to a signal magnetic field (external magnetic field: Hext). Magnetization pinned film 14: The spin direction of the magnetic element is pinned parallel to the signal magnetic field direction by exchange coupling with the antiferromagnetic film 15. Non-magnetic film 13: a spacer that exhibits the GMR effect,
The resistance changes according to the relative angle of spin between the operating film 12 and the magnetization fixed film 14.

【0009】従来の磁気抵抗効果素子では、信号磁界方
向と動作膜の磁化容易軸方向とを同じ方向としていた。
そのため、信号磁界の変化に伴う磁気抵抗の変化は3〜
5Oeのヒステリシス(図36の曲線102)を描き、これに
伴うバルクハウゼン効果によりノイズが発生する。この
ノイズを消すためには大きな動作安定磁界を要すること
になり、再生波形が歪むために再生ヘッドとしての電磁
変換効率を稼げず、高密度記録に対応できない。
In the conventional magnetoresistive effect element, the direction of the signal magnetic field and the direction of the easy axis of magnetization of the operating film are the same.
Therefore, the change in the magnetic resistance due to the change in the signal magnetic field is 3 to
A hysteresis of 5 Oe (curve 102 in FIG. 36) is drawn, and noise is generated due to the Barkhausen effect. In order to eliminate this noise, a large operation stabilizing magnetic field is required, and since the reproduced waveform is distorted, the electromagnetic conversion efficiency of the reproducing head cannot be obtained and high density recording cannot be supported.

【0010】そこで、上記のヒステリシスをなくすた
め、図34に示す素子構造が試みられている。即ち、動作
膜12の磁化容易軸方向24を信号磁界方向21に対して交差
するように設定する。動作膜12の磁気異方性は、磁化容
易軸方向24をヘッドABS面23及びセンス電流26に平行
にし、磁化固定膜14とその直上の反強磁性膜(図33の1
5、図34では図示省略)との交換結合方向25は、ヘッド
ABS面23に垂直方向でかつ信号磁界方向21に平行に固
定されている。なお、ABS面23は、Air BearingSurfa
ce の略で、磁気記録媒体の摺動面である(以下、同
様)。
Therefore, in order to eliminate the above hysteresis, an element structure shown in FIG. 34 has been tried. That is, the magnetization easy axis direction 24 of the operating film 12 is set to intersect the signal magnetic field direction 21. The magnetic anisotropy of the operation film 12 is such that the easy axis 24 of the magnetization is parallel to the head ABS surface 23 and the sense current 26, and the magnetization fixed film 14 and the antiferromagnetic film immediately above (1 in FIG. 33).
5, the exchange coupling direction 25 with (not shown in FIG. 34) is fixed perpendicular to the head ABS surface 23 and parallel to the signal magnetic field direction 21. The ABS surface 23 is an air bearing surface.
Abbreviation of ce, which is the sliding surface of the magnetic recording medium (hereinafter the same).

【0011】この磁気抵抗効果素子のGMR効果は、動
作膜12のスピン27と磁化固定膜14のスピン25との相対角
度θに依存した抵抗変化であり、この依存は図35に示す
通りである。素子の抵抗変化は、θが−90度から90度迄
の範囲内でθ=0を点対称に直線的である。従って、信
号磁界21の強弱に対応して磁気抵抗変化Δρがθ=0を
点対称に直線的に変化することにより、信号磁界の僅か
な変化が磁気抵抗変化Δρとして検出され、良好な再生
がなされる筈である。
The GMR effect of this magnetoresistive element is a resistance change depending on the relative angle θ between the spin 27 of the operating film 12 and the spin 25 of the magnetization fixed film 14, and this dependence is as shown in FIG. . The resistance change of the element is linear with point symmetry at θ = 0 within the range of θ from −90 degrees to 90 degrees. Therefore, since the magnetic resistance change Δρ linearly changes point-symmetrically with θ = 0 corresponding to the strength of the signal magnetic field 21, a slight change in the signal magnetic field is detected as the magnetic resistance change Δρ, and good reproduction is achieved. It should be done.

【0012】ところで、上記の動作膜12の磁化容易軸方
向24と磁化固定膜14の交換結合方向25とは、原理的に互
いに直交させる必要がある。このようにするには、予め
磁場中での成膜時に両者を互いに平行にして成膜してお
き、(1)素子化に伴う形状磁気異方性を利用して動作
膜の磁化容易軸方向を90度ずらす方法、(2)素子動作
安定磁界をセンス電流方向26に平行に印加して動作膜の
磁化容易軸を90度ずらす方法、(3)磁場中で熱処理を
施して交換結合方向25を動作膜の磁化容易軸に対して90
度ずらす方法、が採用されていた。
By the way, in principle, the easy magnetization axis direction 24 of the operation film 12 and the exchange coupling direction 25 of the magnetization fixed film 14 must be orthogonal to each other. In order to do this, the two films are formed in parallel with each other during film formation in a magnetic field in advance, and (1) the magnetic anisotropy direction of the operating film is utilized by utilizing the shape magnetic anisotropy associated with device formation. Is shifted by 90 degrees, (2) a device operation stabilizing magnetic field is applied parallel to the sense current direction 26 to shift the easy axis of magnetization of the operating film by 90 degrees, and (3) heat treatment is performed in a magnetic field to exchange coupling direction 25 90 against the easy axis of magnetization of the operating film
The staggering method was adopted.

【0013】上記(1)、(2)の方法は、いずれも動
作膜が本来持っている磁気特性を捩じ曲げる手法であ
り、磁気抵抗効果素子の磁気特性の劣化に繋がる。上記
(3)の方法は、積層された各膜において熱拡散を促す
ことになり、また動作膜に熱的ダメージを与え、磁気特
性の分散を招く。
The above methods (1) and (2) are both methods of twisting and bending the magnetic characteristics originally possessed by the operating film, which leads to deterioration of the magnetic characteristics of the magnetoresistive effect element. The above method (3) promotes thermal diffusion in each laminated film, and also causes thermal damage to the operating film, leading to dispersion of magnetic characteristics.

【0014】上記(2)の方法による試料(磁気抵抗効
果素子に素子化する前の積層体)の信号磁界(Hext)の
変化による磁気抵抗の変化は、図36の曲線103 で示す通
りである。素子動作安定化磁界強度は少なくとも20Oe
必要であり、この試料では25Oe加えている。曲線103
では、ヒステリシスが認められなくなってはいるが、磁
気抵抗の変化が磁気抵抗効果素子本来の直線的変化では
なく、なだらかな変化になっており、磁気抵抗効果素子
の挙動も当然直線的な抵抗変化ではなくなり、再生ヘッ
ドに用いた場合、再生信号波形が歪むことになる。
The change of the magnetic resistance due to the change of the signal magnetic field (Hext) of the sample (the laminated body before being made into the magnetoresistive effect element) by the method of the above (2) is as shown by the curve 103 in FIG. . Element operation stabilizing magnetic field strength is at least 20 Oe
It is necessary, and 25 Oe is added in this sample. Curve 103
Then, although hysteresis is no longer recognized, the change in magnetoresistance is not a linear change inherent to the magnetoresistive effect element, but a gentle change, and the behavior of the magnetoresistive effect element is naturally a linear resistance change. However, when used in a reproducing head, the reproduced signal waveform will be distorted.

【0015】なお、図36の曲線103 の試料及び前述のヒ
ステリシスを示す曲線102 の試料(成膜時に印加磁界方
向を固定)は、いずれも、DCマグネトロンスパッタに
より、下地膜としてのTa膜(厚み 6.7nm)、動作膜12
としてのNiFe膜(厚み10.0nm)、非磁性膜15として
のCu膜(厚み 2.4nm)、磁化固定膜14としてのCo膜
(厚み 2.2nm)、反強磁性膜15としてのFeMn膜(厚
み10.0nm)、保護膜としてのTa膜(厚み 8.0nm)の積
層構造とした試料であり、抵抗測定は4端子法により各
Δρを測定している。
The sample of curve 103 in FIG. 36 and the sample of curve 102 showing the above-mentioned hysteresis (fixed magnetic field direction at the time of film formation) were both subjected to DC magnetron sputtering to form a Ta film (thickness) as a base film. 6.7 nm), operating film 12
NiFe film (thickness 10.0 nm) as the non-magnetic film, Cu film (thickness 2.4 nm) as the non-magnetic film 15, Co film (thickness 2.2 nm) as the fixed magnetization film 14, FeMn film (thickness 10.0 as the antiferromagnetic film 15). nm) and a Ta film (thickness 8.0 nm) as a protective film having a laminated structure, and each Δρ is measured by a four-terminal method for resistance measurement.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の事情
に鑑みてなされたものであって、実質的にヒステリシス
のない磁気抵抗変化を示し、出力波形の歪みが抑えら
れ、電磁変換効率を高くできる、磁気抵抗効果素子の製
造方法を提供することを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances and shows a magnetoresistance change substantially without hysteresis, which suppresses distortion of an output waveform and improves electromagnetic conversion efficiency. It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a magnetoresistive effect element, which can be increased.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】本発明者は、前述の動作
膜の磁化容易軸の方向と磁化固定膜の交換結合方向との
なす角度の調整方法について鋭意検討を重ねた結果、前
記とは異なり、各膜の成膜時において上記各方向を所望
の方向に設定することにより、前記の目的を達成できる
ことを見出し、本発明を完成するに至った。
The present inventor has conducted extensive studies on the method of adjusting the angle formed by the direction of the easy axis of magnetization of the operating film and the exchange coupling direction of the fixed magnetization film, and as a result, Differently, it was found that the above object can be achieved by setting each of the above directions to a desired direction at the time of forming each film, and completed the present invention.

【0018】即ち、本発明は、外部磁界に対して磁化の
スピンが回転する動作層と、非磁性層と、磁化固定用の
磁性層とがこの順に或いはこれと逆の順に積層された積
層構造を有する磁気抵抗効果素子を製造するに際し、前
記動作層の磁化容易軸方向を得るために前記動作層の形
成時に印加する磁界の方向と、前記磁性層の磁化のスピ
ン方向を得るために前記磁性層の形成時に印加する磁界
の方向とが、互いに交差するように、前記動作層と前記
磁性層を夫々形成する過程で各印加磁界の方向を変化さ
せる、磁気抵抗効果素子の製造方法に係るものである。
That is, according to the present invention, a laminated structure in which an operating layer in which a spin of magnetization rotates with respect to an external magnetic field, a non-magnetic layer, and a magnetic layer for fixing magnetization are laminated in this order or in the reverse order. In manufacturing a magnetoresistive effect element having a magnetic field, a direction of a magnetic field applied during formation of the operating layer to obtain an easy axis direction of magnetization of the operating layer and a magnetic direction of the magnetic layer to obtain a spin direction of magnetization of the magnetic layer. A method of manufacturing a magnetoresistive effect element, wherein the directions of the applied magnetic fields are changed in the process of forming the operating layer and the magnetic layer so that the directions of the magnetic fields applied when the layers are formed intersect with each other. Is.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】本発明において、動作層の成膜時
の印加磁界の方向と磁性層の成膜時の印加磁界の方向と
のなす角度を実質的に90度にするのが望ましい。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the present invention, it is desirable that the angle formed by the direction of the applied magnetic field during film formation of the operating layer and the direction of the applied magnetic field during film formation of the magnetic layer is substantially 90 degrees.

【0020】また、本発明において、磁性層の成膜時
に、印加磁界の方向を、動作層の成膜時の印加磁界の方
向に対して変化させるのが望ましい。
Further, in the present invention, it is desirable to change the direction of the applied magnetic field at the time of forming the magnetic layer with respect to the direction of the applied magnetic field at the time of forming the operating layer.

【0021】上記に替えて、非磁性層の成膜時に、印加
磁界の方向を、動作層の成膜時の印加磁界の方向に対し
て変化させることもできる。
Instead of the above, the direction of the applied magnetic field at the time of forming the nonmagnetic layer can be changed with respect to the direction of the applied magnetic field at the time of forming the operating layer.

【0022】また、上記に替えて、動作層の成膜時に、
印加磁界の方向を、磁性層の成膜時の印加磁界の方向に
対して変化させることもできる。
Further, in place of the above, when the operation layer is formed,
The direction of the applied magnetic field can be changed with respect to the direction of the applied magnetic field when the magnetic layer is formed.

【0023】また、上記に替えて、非磁性層の成膜時
に、印加磁界の方向を、磁性層の成膜時の印加磁界の方
向に対して変化させることもできる。
Alternatively, the direction of the applied magnetic field may be changed with respect to the direction of the applied magnetic field during the film formation of the magnetic layer during the film formation of the non-magnetic layer.

【0024】また、本発明において、磁化固定用磁性層
が磁性層と反強磁性層とからなり、これらの間の交換結
合による磁化のスピンの方向を誘発させる磁界を印加す
るのが望ましい。
Further, in the present invention, it is desirable that the magnetization fixing magnetic layer is composed of a magnetic layer and an antiferromagnetic layer, and a magnetic field that induces the spin direction of the magnetization due to exchange coupling between them is applied.

【0025】上記において、磁化固定用磁性層を磁性層
と反強磁性層との積層体によって構成し、これらの間の
交換結合によって前記磁性層の磁化のスピンの方向が外
部磁界の方向に対して平行になるように、前記磁性層形
成時の印加磁界の方向を設定するのが望ましい。
In the above, the magnetization fixing magnetic layer is composed of a laminated body of a magnetic layer and an antiferromagnetic layer, and the spin direction of the magnetization of the magnetic layer is relative to the direction of the external magnetic field due to exchange coupling between them. It is desirable to set the direction of the applied magnetic field at the time of forming the magnetic layer so that they are parallel to each other.

【0026】上記に替えて、磁性層の成膜時に、印加磁
界の方向を、動作層の成膜時の印加磁界の方向に対して
変化させることもできる。
Instead of the above, the direction of the applied magnetic field at the time of forming the magnetic layer can be changed with respect to the direction of the applied magnetic field at the time of forming the operating layer.

【0027】更に上記に替えて、反強磁性層の成膜時
に、印加磁界の方向を、動作層の成膜時の印加磁界の方
向に対して変化させることもできる。
Alternatively, the direction of the applied magnetic field may be changed with respect to the direction of the applied magnetic field during the film formation of the operating layer when the antiferromagnetic layer is formed.

【0028】更に上記に替えて、動作層の成膜時に、印
加磁界の方向を、磁性層の成膜時の印加磁界の方向に対
して変化させることもできる。
As an alternative to the above, the direction of the applied magnetic field can be changed during the film formation of the operating layer with respect to the direction of the applied magnetic field during the film formation of the magnetic layer.

【0029】更に上記に替えて、非磁性層の成膜時に、
印加磁界の方向を、磁性層の成膜時の印加磁界の方向に
対して変化させることもできる。
Further, instead of the above, at the time of forming the non-magnetic layer,
The direction of the applied magnetic field can be changed with respect to the direction of the applied magnetic field when the magnetic layer is formed.

【0030】更に上記に替えて、反強磁性層を反強磁性
となるように結晶配向させる層(例えばTaからなる)
を積層構造の下地層として設けることもできる。
Further, instead of the above, a layer (for example, made of Ta) in which the antiferromagnetic layer is crystallographically oriented so as to be antiferromagnetic.
Can also be provided as a base layer having a laminated structure.

【0031】また、本発明において、磁化固定用の磁性
層を硬磁性材料で形成し、この硬磁性層のスピンの方向
を外部磁界に対して平行になるように、前記硬磁性層の
成膜時の印加磁界方向を設定することができる。
In the present invention, the magnetic layer for pinning the magnetization is formed of a hard magnetic material, and the hard magnetic layer is formed so that the spin direction of the hard magnetic layer is parallel to the external magnetic field. The direction of the applied magnetic field at that time can be set.

【0032】更に本発明において、積層構造の上下に、
夫々軟磁性体からなる上部磁性磁極と下部磁性磁極とを
設けて良い。これら軟磁性体を例えばNi−Fe合金で
構成することにより、磁場感度が上昇する。
Further, in the present invention, above and below the laminated structure,
An upper magnetic pole and a lower magnetic pole made of a soft magnetic material may be provided respectively. The magnetic field sensitivity is increased by configuring these soft magnetic materials with, for example, a Ni—Fe alloy.

【0033】本発明は、スピンバルブ型巨大磁気抵抗効
果素子の製造方法として極めて良適である。
The present invention is extremely suitable as a method for manufacturing a spin valve giant magnetoresistive effect element.

【0034】また、Ta等の保護層が積層構造上に設け
られているのがよい。
A protective layer such as Ta is preferably provided on the laminated structure.

【0035】なお、本発明における磁気抵抗効果素子
は、SV素子の如き素子自体のみならず、薄膜磁気ヘッ
ドの如き完成品をも包含する概念のものである。
The magnetoresistive effect element in the present invention is a concept including not only the element itself such as the SV element but also the completed product such as the thin film magnetic head.

【0036】[0036]

【実施例】以下、本発明を実施例について更に詳細に説
明する。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.

【0037】<実施例1>本実施例におけるスピンバル
ブ構造の磁気抵抗効果素子(SV素子)の構成を図4に
ついて説明する。SV素子46Aは、図4に示すように、
下地膜41、動作膜42、非磁性膜(スペーサ)43、磁性膜
(磁化固定膜)44、反強磁性膜45、保護膜40がこの順に
積層されて磁気抵抗部50を構成している。
Example 1 The structure of a magnetoresistive effect element (SV element) having a spin valve structure in this example will be described with reference to FIG. The SV element 46A, as shown in FIG.
The base film 41, the operation film 42, the non-magnetic film (spacer) 43, the magnetic film (magnetization fixed film) 44, the antiferromagnetic film 45, and the protective film 40 are laminated in this order to form the magnetoresistive portion 50.

【0038】なお、積層体の上、下に軟磁性体の上部磁
極及び下部磁極が設けられ、また、両側に一対の引出し
電極(後述の図15参照)が設けられるが、ここでは図示
省略した。
An upper magnetic pole and a lower magnetic pole of a soft magnetic material are provided above and below the laminated body, and a pair of extraction electrodes (see FIG. 15, which will be described later) are provided on both sides, but they are not shown here. .

【0039】具体的な層構成としては、下地膜41として
Ta、TiやHf等を例えば約 5.0nm(この例ではTa
膜 6.7nm)、動作膜42としてNiFeやNiFeCo、
CoFe、CoNi、NiFe−X(X=Ta、Cr、
Nb、Rh、Zr、Mo、Hf、Cu等を15atomic%以
下含有)、CoZr系アモルファス等を例えば約15.0nm
以下(この例ではNiFe膜10.0nm)、非磁性膜43とし
て純Cu、CuNi、CuAg等を例えば 1.8〜3.0nm
(この例ではCu膜 2.4nm) 、更に磁性膜(磁化固定
膜)44としてNiFe、NiFeCo、純Co、CoF
e、CoNi等を例えば 1.0〜5.0nm(この例では純Co
膜 2.2nm)、反強磁性膜45としてFeMn、NiMnや
NiO、NiCoO等を例えば 5.0〜50.0nm(この例で
はFeMn膜10.0nm)をそれぞれ成膜している。保護膜
40は下地膜41と同様の非磁性膜であってよい(この例で
はTa膜 8.0nm)。
As a concrete layer structure, Ta, Ti, Hf or the like is used as the base film 41, for example, about 5.0 nm (Ta in this example).
Film 6.7 nm), and operating film 42 made of NiFe or NiFeCo,
CoFe, CoNi, NiFe-X (X = Ta, Cr,
Nb, Rh, Zr, Mo, Hf, Cu, etc. are contained at 15 atomic% or less), CoZr-based amorphous, etc., for example, about 15.0 nm
The following (NiFe film 10.0 nm in this example), pure Cu, CuNi, CuAg, etc. as the non-magnetic film 43 is, for example, 1.8 to 3.0 nm.
(Cu film 2.4 nm in this example), and NiFe, NiFeCo, pure Co, CoF as the magnetic film (magnetization fixed film) 44.
e, CoNi, etc., for example, 1.0 to 5.0 nm (in this example pure Co
For example, 5.0 to 50.0 nm (FeMn film 10.0 nm in this example) is formed of FeMn, NiMn, NiO, NiCoO or the like as the antiferromagnetic film 45. Protective film
40 may be a non-magnetic film similar to the base film 41 (Ta film 8.0 nm in this example).

【0040】このSV素子を作製するために図5に概略
図示するDCマグネトロンスパッタ装置が使用可能であ
る。図中、57は下地膜用のターゲット、58は動作膜用の
ターゲット、59は非磁性膜用のターゲット、60は磁化固
定膜用のターゲット、61は反強磁性膜用のターゲット、
62は保護膜用のターゲット、63はシャッタ、64は基板51
を下面にセットする回転板、65は真空容器である。な
お、下地膜と保護膜とを同じ材料で構成する場合は、タ
ーゲット57、62は共通の一つのターゲットとすることが
できる。
A DC magnetron sputtering apparatus schematically shown in FIG. 5 can be used to manufacture this SV element. In the figure, 57 is a target for the base film, 58 is a target for the operating film, 59 is a target for the non-magnetic film, 60 is a target for the fixed magnetization film, 61 is a target for the antiferromagnetic film,
62 is a target for the protective film, 63 is a shutter, 64 is the substrate 51
Is a rotating plate for setting the lower surface of the plate, and 65 is a vacuum container. When the base film and the protective film are made of the same material, the targets 57 and 62 can be one common target.

【0041】真空容器65は、実際には、シールド板(図
示せず)によって例えば個々の独立したチャンバに分け
られており、各チャンバに亘るように基板ホルダ64が回
転軸66を中心に順次所定角度だけ回転する。各チャンバ
では、シャッタ63を開状態にし、それぞれターゲットを
スパッタし、シールド板に設けた開口を通して基板51上
に上記の各層を順次積層できるようになっている。
The vacuum container 65 is actually divided into, for example, individual chambers by a shield plate (not shown), and the substrate holder 64 is sequentially arranged around the rotary shaft 66 so as to extend over each chamber. Rotate by an angle. In each chamber, the shutter 63 is opened, the target is sputtered, and the above layers can be sequentially laminated on the substrate 51 through the openings provided in the shield plate.

【0042】このDCマグネトロンスパッタ装置は、図
示省略したマグネットによってターゲットのスパッタ効
率を高めるように設計されている。スパッタ条件として
は、スパッタガスにはArを使用し、ガス圧は 0.5Pa、
成膜速度は 0.1〜0.5nm/secとした。
This DC magnetron sputtering apparatus is designed to enhance the sputtering efficiency of the target with a magnet (not shown). As the sputtering conditions, Ar is used as the sputtering gas, the gas pressure is 0.5 Pa,
The film formation rate was 0.1 to 0.5 nm / sec.

【0043】本実施例におけるSV素子46Aは、GMR
効果素子として後に図15及び図16で述べるように例えば
ハードディスクドライブ用の記録/再生一体型の薄膜ヘ
ッドとして使用可能である。
The SV element 46A in this embodiment is a GMR.
As an effect element, it can be used as a recording / reproducing integrated thin film head for a hard disk drive, as will be described later with reference to FIGS. 15 and 16.

【0044】前記の各膜の機能を以下にまとめておく。 下地膜41:反強磁性膜45を反強磁性となる結晶配向させ
るために必要。 動作膜42:信号磁界(外部磁界:Hext)に対してスピン
が回転する。 磁性膜(磁化固定膜)44:反強磁性膜45との交換結合に
よってCo等のスピン方向が信号磁界方向と平行方向に
固定される。 非磁性膜(スペーサ)43:GMR効果を発現させるスペ
ーサ膜である。動作膜42と磁化固定膜44のスピンの相対
角度に応じて抵抗変化する。 保護膜40:素子作製プロセス時のスピンバルブ膜の劣化
を防止する。
The functions of the above films are summarized below. Underlayer film 41: Necessary for orienting the antiferromagnetic film 45 in a crystallographic orientation that is antiferromagnetic. Operating film 42: Spin rotates with respect to a signal magnetic field (external magnetic field: Hext). Magnetic film (magnetization fixed film) 44: The spin direction of Co or the like is fixed in a direction parallel to the signal magnetic field direction by exchange coupling with the antiferromagnetic film 45. Non-magnetic film (spacer) 43: a spacer film that exhibits the GMR effect. The resistance changes according to the relative angle of spin between the operating film 42 and the magnetization fixed film 44. Protective film 40: Prevents deterioration of the spin valve film during the device manufacturing process.

【0045】本実施例において注目すべきことは、SV
素子を構成する上記の各膜の成膜時における印加磁界の
方向を変化させていることである。これを図1、図2及
び図3によって説明する。
What should be noted in this embodiment is that the SV
That is, the direction of the applied magnetic field at the time of forming each of the above-mentioned films forming the element is changed. This will be described with reference to FIGS. 1, 2 and 3.

【0046】先ず、図1(a)に示すように、基板(図
示省略)上に下地膜41を成膜し、次いでこの上に動作膜
42を成膜する。これらの成膜時の印加磁界方向21Aは、
信号磁界方向21C(同図(d)参照)に対し、この例で
は直交する方向である。この印加磁界により、動作膜42
の磁化容易軸の方向24は、印加磁界方向21Aに平行とな
る。
First, as shown in FIG. 1A, a base film 41 is formed on a substrate (not shown), and then an operating film is formed thereon.
42 is formed into a film. The applied magnetic field direction 21A during film formation is
In this example, the signal magnetic field direction 21C is orthogonal to the signal magnetic field direction 21C (see FIG. 11D). Due to this applied magnetic field, the operating film 42
The direction 24 of the easy axis of magnetization is parallel to the applied magnetic field direction 21A.

【0047】次に、図1(b)に示すように、動作膜42
の上に非磁性膜(Cu膜)43を成膜する。この成膜時の
印加磁界方向は21Aの儘であり、Cu膜43は非磁性であ
るので、この膜が成膜される以外は同図(a)の状態が
保持される。
Next, as shown in FIG. 1B, the operating film 42
A non-magnetic film (Cu film) 43 is formed on the above. The applied magnetic field direction at the time of this film formation is 21 A, and the Cu film 43 is non-magnetic. Therefore, the state of FIG.

【0048】次に、図1(c)に示すように、非磁性膜
43上に磁化固定膜44を成膜する。この成膜時には、印加
磁界方向21Bを同図(a)、(b)の印加磁界方向21A
に直交する方向にする。これにより、磁化固定膜44の磁
化のスピン方向25Aは、印加磁界方向21Bに平行とな
る。
Next, as shown in FIG. 1C, a non-magnetic film
A magnetization fixed film 44 is formed on 43. At the time of this film formation, the applied magnetic field direction 21B is the same as the applied magnetic field direction 21A shown in FIGS.
In a direction orthogonal to. As a result, the magnetization spin direction 25A of the magnetization fixed film 44 becomes parallel to the applied magnetic field direction 21B.

【0049】次に、図1(d)に示すように、磁化固定
膜44上に反強磁性膜45を成膜し、更にその上に保護膜40
を成膜する。これらの成膜時の印加磁界の方向は、同図
(c)の21Bの儘であり、これにより反強磁性膜45の磁
化のスピン方向25Bは、印加磁界方向21Bとは逆の方向
(即ち、磁化固定膜44の磁化のスピン方向25Aと逆の方
向)となる。かくして、両スピンの交換結合により、磁
化固定膜44のスピン(同図(c)の25A)は、交換結合
方向25Cとして固定される。
Next, as shown in FIG. 1D, an antiferromagnetic film 45 is formed on the magnetization fixed film 44, and a protective film 40 is further formed thereon.
To form a film. The direction of the applied magnetic field at the time of film formation is the same as 21B in the same figure (c), whereby the spin direction 25B of the magnetization of the antiferromagnetic film 45 is opposite to the applied magnetic field direction 21B (that is, , Which is the opposite direction to the spin direction 25A of the magnetization of the magnetization fixed film 44). Thus, due to the exchange coupling of both spins, the spin of the magnetization fixed film 44 (25A in FIG. 7C) is fixed as the exchange coupling direction 25C.

【0050】以上のように、磁化固定膜44の成膜時に印
加磁界方向を90度回転させることにより、信号磁界によ
る磁気抵抗の変化は歪みのない良好な変化になる。これ
については、後に図14によって説明する。
As described above, by rotating the applied magnetic field direction by 90 degrees during the formation of the magnetization fixed film 44, the change in the magnetic resistance due to the signal magnetic field becomes a good change without distortion. This will be described later with reference to FIG.

【0051】成膜と印加磁界方向との関係は、図1に示
したほか、図2、図3に示す手順によることができる。
図2の方法は、動作膜成膜に次ぐ非磁性膜の成膜時に印
加磁界方向を90度変化させる方法であり、図3の方法
は、磁化固定膜成膜に次ぐ反強磁性膜の成膜時に印加磁
界方向を90度変化させる方法である。
The relationship between the film formation and the direction of the applied magnetic field can be based on the procedure shown in FIGS. 2 and 3 in addition to that shown in FIG.
The method of FIG. 2 is a method of changing the applied magnetic field direction by 90 degrees when the non-magnetic film is formed next to the formation of the operating film, and the method of FIG. 3 is the method of forming an antiferromagnetic film next to the formation of the magnetization fixed film. This is a method of changing the applied magnetic field direction by 90 degrees during film formation.

【0052】図2の方法では、先ず、同図(a)に示す
ように、基板(図示省略)上に下地膜41を成膜し、次い
でこの上に動作膜42を成膜する。これらの成膜時の印加
磁界方向21Aは、信号磁界方向21C(同図(d)参照)
に対し、この例では直交する方向である。この印加磁界
により、動作膜42の磁化容易軸の方向24は、印加磁界方
向21Aに平行となる。
In the method of FIG. 2, first, as shown in FIG. 3A, a base film 41 is formed on a substrate (not shown), and then an operating film 42 is formed thereon. The applied magnetic field direction 21A during film formation is the signal magnetic field direction 21C (see FIG. 7D).
On the other hand, in this example, the directions are orthogonal. Due to this applied magnetic field, the direction 24 of the easy axis of the operating film 42 becomes parallel to the applied magnetic field direction 21A.

【0053】次に、図2(b)に示すように、動作膜42
の上に非磁性膜(Cu膜)43を成膜する。この成膜時に
は、印加磁界方向21Bを同図(a)の印加磁界方向21A
に直交する方向にする。Cu膜43は非磁性であるので、
この膜が成膜される以外は同図(a)の状態が保持され
る。
Next, as shown in FIG. 2B, the operating film 42
A non-magnetic film (Cu film) 43 is formed on the above. During this film formation, the applied magnetic field direction 21B is set to the applied magnetic field direction 21A shown in FIG.
In a direction orthogonal to. Since the Cu film 43 is non-magnetic,
The state shown in FIG. 9A is maintained except that this film is formed.

【0054】次に、図2(c)に示すように、非磁性膜
43上に磁化固定膜44を成膜する。この成膜時の印加磁界
方向は同図(b)の21Bの儘である。これにより、磁化
固定膜44の磁化のスピン方向25Aは、印加磁界方向21B
に平行となる。
Next, as shown in FIG. 2C, the non-magnetic film
A magnetization fixed film 44 is formed on 43. The direction of the applied magnetic field at the time of this film formation is 21B in the same figure (b). As a result, the spin direction 25A of the magnetization of the magnetization fixed film 44 is changed to the applied magnetic field direction 21B.
Will be parallel to.

【0055】次に、図2(d)に示すように、磁化固定
膜44上に反強磁性膜45を成膜し、更にその上に保護膜40
を成膜する。これらの成膜時の印加磁界の方向は、同図
(c)の21Bの儘であり、これにより反強磁性膜45の磁
化のスピン方向25Bは、印加磁界方向21Bとは逆の方向
(即ち、磁化固定膜44の磁化のスピン方向25Aと逆の方
向)となる。かくして、両スピンの交換結合により、磁
化固定膜44のスピン(同図(c)の25A)は、交換結合
方向25Cとして固定される。
Next, as shown in FIG. 2D, an antiferromagnetic film 45 is formed on the magnetization fixed film 44, and a protective film 40 is further formed thereon.
To form a film. The direction of the applied magnetic field at the time of film formation is the same as 21B in the same figure (c), whereby the spin direction 25B of the magnetization of the antiferromagnetic film 45 is opposite to the applied magnetic field direction 21B (that is, , Which is the opposite direction to the spin direction 25A of the magnetization of the magnetization fixed film 44). Thus, due to the exchange coupling of both spins, the spin of the magnetization fixed film 44 (25A in FIG. 7C) is fixed as the exchange coupling direction 25C.

【0056】以上のように、磁化固定膜44の成膜時に印
加磁界方向を90度変化させることにより、信号磁界によ
る磁気抵抗の変化は歪みのない良好な変化になる。
As described above, by changing the direction of the applied magnetic field by 90 degrees when the magnetization fixed film 44 is formed, the change in the magnetic resistance due to the signal magnetic field becomes a good change without distortion.

【0057】図3の方法では、先ず、同図(a)に示す
ように、基板(図示省略)上に下地膜41を成膜し、次い
でこの上に動作膜42を成膜する。これらの成膜時の印加
磁界方向21Aは、信号磁界方向21C(同図(d)参照)
に対し、この例では直交する方向である。この印加磁界
により、動作膜42の磁化容易軸の方向24は、印加磁界方
向21Aに平行となる。
In the method of FIG. 3, first, as shown in FIG. 3A, a base film 41 is formed on a substrate (not shown), and then an operating film 42 is formed thereon. The applied magnetic field direction 21A during film formation is the signal magnetic field direction 21C (see FIG. 7D).
On the other hand, in this example, the directions are orthogonal. Due to this applied magnetic field, the direction 24 of the easy axis of the operating film 42 becomes parallel to the applied magnetic field direction 21A.

【0058】次に、図3(b)に示すように、動作膜42
の上に非磁性膜(Cu膜)43を成膜する。この成膜時の
印加磁界方向は21Aの儘であり、Cu膜43は非磁性であ
るので、この膜が成膜される以外は同図(a)の状態が
保持される。
Next, as shown in FIG. 3B, the operating film 42
A non-magnetic film (Cu film) 43 is formed on the above. The applied magnetic field direction at the time of this film formation is 21 A, and the Cu film 43 is non-magnetic. Therefore, the state of FIG.

【0059】次に、図3(c)に示すように、非磁性膜
43上に磁化固定膜44を成膜する。この成膜時の印加磁界
方向も同図(b)の21Aの儘である。これにより、磁化
固定膜44の磁化のスピン方向25Aは、印加磁界方向21A
に平行となる。
Next, as shown in FIG. 3C, the non-magnetic film
A magnetization fixed film 44 is formed on 43. The applied magnetic field direction at the time of this film formation is also 21 A in the same figure (b). As a result, the spin direction 25A of the magnetization of the magnetization fixed film 44 becomes equal to the applied magnetic field direction 21A.
Will be parallel to.

【0060】次に、図3(d)に示すように、磁化固定
膜44上に反強磁性膜45を成膜し、更にその上に保護膜40
を成膜する。これらの成膜時には、印加磁界の方向を同
図(c)の21Aに直交する21Bとする。これにより、図
3(c)の工程で磁化固定膜44の磁化のスピン方向25A
は、充分に強い印加磁界21Bと平行の方向に変更される
と共に、反強磁性膜45のスピン方向は印加磁界21Bとは
逆の25Bとなる。かくして、磁化固定膜44のスピン(同
図(c)の25A)は、交換結合方向25Cとして固定され
る。
Next, as shown in FIG. 3D, an antiferromagnetic film 45 is formed on the magnetization fixed film 44, and the protective film 40 is further formed thereon.
To form a film. At the time of forming these films, the direction of the applied magnetic field is set to 21B which is orthogonal to 21A in FIG. As a result, in the process of FIG. 3C, the magnetization spin direction 25 A of the magnetization fixed film 44 is
Is changed to a direction parallel to the sufficiently strong applied magnetic field 21B, and the spin direction of the antiferromagnetic film 45 becomes 25B, which is opposite to the applied magnetic field 21B. Thus, the spin of the magnetization fixed film 44 (25A in FIG. 11C) is fixed as the exchange coupling direction 25C.

【0061】以上のように、磁化固定膜44の成膜時に印
加磁界方向を90度変化させることにより、信号磁界によ
る磁気抵抗の変化は歪みのない良好な変化になる。以
下、図1〜図3に例示したような、成膜時の印加磁界の
方向を途中で90度回転させ、動作膜の磁化容易軸方向と
磁化固定膜の交換結合方向とを直交させる手法を、本明
細書では異方性交換成膜と呼ぶ。なお、異方性交換成膜
によって各膜を積層した後、必要に応じて前述した従来
の(1)、(2)の手法によって補完して良い。
As described above, by changing the applied magnetic field direction by 90 degrees during the formation of the magnetization fixed film 44, the change in the magnetic resistance due to the signal magnetic field becomes a good change without distortion. Hereinafter, as illustrated in FIGS. 1 to 3, a method of rotating the direction of the applied magnetic field at the time of film formation by 90 degrees on the way to make the easy axis of magnetization of the operating film and the exchange coupling direction of the fixed magnetization film orthogonal to each other. In this specification, this is called anisotropic exchange film formation. After stacking the films by anisotropic exchange film formation, they may be supplemented by the above-mentioned conventional methods (1) and (2), if necessary.

【0062】図14は、この例による積層体試料(図1の
方法による試料)の信号磁界(Hext)と磁気抵抗(M
R)との関係を示すグラフである。測定方法は前述の図
36におけるそれと同じであり、図2、図3の異方性交換
成膜による各試料についての測定結果は、図1のそれと
殆ど同じであった。なお、図14には、前述した従来法に
よる試料についての測定結果を仮想線で併記してある。
FIG. 14 shows the signal magnetic field (Hext) and the magnetic resistance (M) of the laminate sample according to this example (the sample according to the method of FIG. 1).
It is a graph which shows the relationship with R). The measuring method is the above figure
This is the same as that in 36, and the measurement results for each sample by anisotropic exchange film formation in FIGS. 2 and 3 were almost the same as those in FIG. In addition, in FIG. 14, the measurement results of the sample according to the above-described conventional method are also shown by imaginary lines.

【0063】この例による試料の曲線101 は、ヒステリ
シスが現れず、バルクハウゼン効果によるノイズ発生の
おそれがない上に、磁気抵抗の変化が略直線的で、良好
な磁気特性を示している。
The curve 101 of the sample according to this example shows no hysteresis, there is no possibility of noise generation due to the Barkhausen effect, and the change in the magnetic resistance is substantially linear, showing good magnetic characteristics.

【0064】次に、成膜時の印加磁界の方向を前記のよ
うに設定する要領について、図1の方法を例に挙げて図
6によって説明する。
Next, the procedure for setting the direction of the applied magnetic field during film formation as described above will be described with reference to FIG. 6 by taking the method of FIG. 1 as an example.

【0065】図6は、図5のDCマグネトロンスパッタ
装置の内部平面図(図7のVI−VI線断面図)である。
FIG. 6 is an internal plan view (sectional view taken along line VI-VI of FIG. 7) of the DC magnetron sputtering apparatus of FIG.

【0066】真空容器65内は同一寸法の6つの扇状チャ
ンバ69A〜69Fに仕切られていて、回転板64には一対の
磁石(永久磁石)68、68が両者間に磁界を発生するよう
に互いに平行に固定されている。また、回転板64には、
基板ホルダ67が回転板64に対して回転自在にかつ磁石6
8、68を囲むように取付けられている。
The inside of the vacuum container 65 is partitioned into six fan-shaped chambers 69A to 69F of the same size, and a pair of magnets (permanent magnets) 68, 68 are arranged on the rotary plate 64 so as to generate a magnetic field therebetween. It is fixed in parallel. In addition, the rotating plate 64,
The substrate holder 67 is rotatable with respect to the rotating plate 64 and the magnet 6
It is installed so as to surround 8, 68.

【0067】磁石68、68及び基板ホルダ67は、連続的に
回転する回転板64の60度づつの回転によって各チャンバ
69A〜69Fのうちのいずれか一つのターゲット上に位置
するようにしてある。この装置では、1個の所定のター
ゲットについてのみプラズマを発生させ、この所定のタ
ーゲット上を通過する基板に成膜を施すようにしてい
る。従って、成膜順に当該ターゲットの位置に対応して
プラズマ発振位置を変更するようにする。なお、1回の
成膜で所定厚みの膜が得られない場合は、プラズマ中を
基板が複数回通過するようにする。図6では、非磁性膜
成膜用のチャンバ69C内の磁石、基板ホルダ及び基板を
実線で示し、他のチャンバ内のこれらを仮想線で示して
ある。また、基板及び成膜を施された基板は符号Wで示
してある(後述の図17、図27も同様)。
The magnets 68, 68 and the substrate holder 67 are moved in each chamber by rotating the rotating plate 64 which rotates continuously by 60 degrees.
It is located on the target of any one of 69A to 69F. In this apparatus, plasma is generated only for one predetermined target, and a film is formed on a substrate passing over the predetermined target. Therefore, the plasma oscillation position is changed corresponding to the position of the target in the order of film formation. If a film having a predetermined thickness cannot be obtained by one film formation, the substrate is allowed to pass through the plasma a plurality of times. In FIG. 6, the magnet, the substrate holder and the substrate in the chamber 69C for forming the non-magnetic film are shown by solid lines, and these in other chambers are shown by imaginary lines. Further, the substrate and the substrate on which the film has been formed are denoted by the symbol W (the same applies to FIGS. 17 and 27 described later).

【0068】チャンバ69Aに装入されて基板ホルダ67に
支持された基板Wは、下地膜が成膜される。このときの
印加磁界方向は21A(図1(a)参照)である。基板W
にはオリエンテーションフラットOFが設けられてい
て、印加磁界による前記の磁化容易軸方向やスピンの方
向が判断できるようにしてある。
A base film is formed on the substrate W loaded in the chamber 69A and supported by the substrate holder 67. The applied magnetic field direction at this time is 21 A (see FIG. 1A). Substrate W
Is provided with an orientation flat OF so that the direction of the easy axis of magnetization and the direction of spin due to the applied magnetic field can be determined.

【0069】下地膜が成膜された基板Wは、回転板64の
60度回転によってチャンバ69B内のターゲット上に移動
し、此処で動作膜が成膜される。この成膜中における印
加磁界方向は21Aであり、図1(a)に示したように、
動作膜の磁化容易軸の方向24が印加磁界方向21Aと平行
(オリエンテーションフラットに平行)になる。
The substrate W on which the base film is formed is the rotating plate 64.
The rotation of 60 degrees moves it onto the target in the chamber 69B, where the operating film is formed. The applied magnetic field direction during this film formation was 21 A, and as shown in FIG.
The direction 24 of the easy axis of magnetization of the operating film is parallel to the applied magnetic field direction 21A (parallel to the orientation flat).

【0070】動作膜が成膜された基板Wは、回転板64の
次の60度回転によってチャンバ69C内のターゲット上に
移動し、此処で非磁性膜が成膜される。非磁性膜が成膜
された基板Wは、回転板64の次の60度回転によってチャ
ンバ69Dに移動するのであるが、この移動時に基板ホル
ダ67が回転板64に対して90度回転する。
The substrate W on which the operating film is formed moves to the target in the chamber 69C by the next 60-degree rotation of the rotating plate 64, and the nonmagnetic film is formed there. The substrate W on which the non-magnetic film is formed is moved to the chamber 69D by the next rotation of the rotating plate 64 by 60 degrees, and the substrate holder 67 is rotated by 90 degrees with respect to the rotating plate 64 during this movement.

【0071】この回転は、基板ホルダ67に固定されたレ
バー81が真空容器65内の固定板71(真空容器の周壁70に
固定されている)に立設する柱72と摺接しながら、チャ
ンバ69C内に仮想線で示すように基板ホルダ67を回転さ
せることによってなされる。
This rotation is performed while the lever 81 fixed to the substrate holder 67 is in sliding contact with the column 72 standing on the fixing plate 71 (fixed to the peripheral wall 70 of the vacuum container) in the vacuum container 65 while the chamber 69C is being slid. This is done by rotating the substrate holder 67 as shown by the phantom line therein.

【0072】その結果、チャンバ69Dに移動した基板W
に対する印加磁界の方向は、オリエンテーションフラッ
トOFに直交する方向21B(図1(c)参照)となる。
この状態で磁化固定膜が成膜され、オリエンテーション
フラットOFに直交する方向にスピン25Aが生成する。
As a result, the substrate W moved to the chamber 69D
The direction of the applied magnetic field with respect to is the direction 21B orthogonal to the orientation flat OF (see FIG. 1C).
In this state, the magnetization fixed film is formed, and the spin 25A is generated in the direction orthogonal to the orientation flat OF.

【0073】磁化固定膜が成膜された基板Wは、回転板
64の次の60度回転によってチャンバ69E内のターゲット
上に移動し、此処で反強磁性膜が成膜され、先に図1
(d)で説明したように、磁化固定膜のスピン25Aは交
換結合方向25Cとして固定される。
The substrate W on which the magnetization fixed film is formed is a rotating plate.
The next 60-degree rotation of 64 moves to the target in the chamber 69E, where an antiferromagnetic film is formed.
As described in (d), the spin 25A of the magnetization fixed film is fixed as the exchange coupling direction 25C.

【0074】反強磁性膜が成膜された基板Wは、回転板
64の次の回転によってチャンバ69Fに移動し、此処で保
護膜が成膜され、異方性交換成膜された積層体(図1
(d)の積層体)が完成する。
The substrate W on which the antiferromagnetic film is formed is a rotating plate.
The next rotation of 64 moves to chamber 69F, where a protective film is formed, and an anisotropic exchange-deposited laminate (FIG.
(Layered product of (d)) is completed.

【0075】保護膜を下地膜と同じ材料(この例ではT
a)で成膜する場合は、下地膜の成膜に使用したチャン
バ69Aにて保護膜の成膜を行うことができる。このよう
にした場合はチャンバの数を一つ減らすことができる。
The protective film is made of the same material as the base film (T in this example).
When the film is formed in a), the protective film can be formed in the chamber 69A used for forming the base film. In this case, the number of chambers can be reduced by one.

【0076】図6で説明した異方性変換成膜は、図1に
示した方法の具体例であるが、図2、図3の方法による
場合は、基板ホルダの90度回転の位置を変更し、上記に
準じて行えば良い。
The anisotropic conversion film formation described with reference to FIG. 6 is a specific example of the method shown in FIG. 1. However, in the case of the method shown in FIGS. 2 and 3, the position of 90 ° rotation of the substrate holder is changed. However, it may be performed according to the above.

【0077】次に、図6のスパッタ装置の具体的構造に
ついて、図7〜図11によって説明する。
Next, the specific structure of the sputtering apparatus of FIG. 6 will be described with reference to FIGS.

【0078】図7は、図6の VII−VII 線断面図であ
る。
FIG. 7 is a sectional view taken along line VII-VII of FIG.

【0079】回転軸66は、真空容器65の天板73及び底壁
74に軸受75を介して取り付けられている。真空容器の周
壁70には固定板71が固着していて、回転軸66には、固定
板71の直上にシャッタ76が、シャッタ76から離間してそ
の上方に回転板64が夫々固着されている。シャッタ76
は、図11に示すように、1箇所に開口76aを設けた円板
状を呈している。
The rotary shaft 66 is composed of the top plate 73 and the bottom wall of the vacuum container 65.
It is attached to 74 via a bearing 75. A fixed plate 71 is fixed to the peripheral wall 70 of the vacuum container, and a shutter 76 is fixed to the rotary shaft 66 immediately above the fixed plate 71, and a rotary plate 64 is fixed above the fixed plate 71 above the fixed shaft 71. . Shutter 76
As shown in FIG. 11, has a disc shape with an opening 76a provided at one location.

【0080】回転板64には、シャッタ76との間に基板ホ
ルダ67が回転軸77によって回転自在に取り付けられ、基
板ホルダ67に支持された基板Wが固定板71の開口71aの
上方に位置するようになっている。回転板64には一対の
磁石68、68が固定されていて、磁石68、68は基板ホルダ
67内に位置している。この磁石の回転板に対する固定の
機構は図示省略した。
A substrate holder 67 is rotatably attached to the rotary plate 64 by a rotary shaft 77 between the rotary plate 64 and the shutter 76, and the substrate W supported by the substrate holder 67 is positioned above the opening 71a of the fixed plate 71. It is like this. A pair of magnets 68, 68 are fixed to the rotary plate 64, and the magnets 68, 68 are substrate holders.
Located within 67. A mechanism for fixing the magnet to the rotary plate is omitted in the drawing.

【0081】固定板71の開口71aの下方には、ターゲッ
トを収容した坩堝78が真空容器65の底壁74上に載設され
ていて、坩堝78中のターゲットがスパッタされて基板W
上に堆積する。なお、坩堝78上には、スパッタ時にのみ
開くシャッタ79が設けられている。
Below the opening 71a of the fixed plate 71, a crucible 78 containing a target is placed on the bottom wall 74 of the vacuum container 65, and the target in the crucible 78 is sputtered to form the substrate W.
Deposit on top. A shutter 79 is provided on the crucible 78 to open only during sputtering.

【0082】図8は、基板ホルダの拡大断面図である。
基板ホルダ67はドーナツ状を呈し、その側壁に取り付け
られたドーナツ状の支持板67bに基板Wがその周縁部で
支持され、基板ホルダの開口67aを通してスパッタ粒子
が基板Wの面に堆積し、成膜される。開口67aの両側に
は対の磁石68、68が対向して位置していて、磁束21は基
板Wの主面に略平行になり、基板Wに磁界が印加され
る。
FIG. 8 is an enlarged sectional view of the substrate holder.
The substrate holder 67 has a donut shape, and the substrate W is supported at its peripheral portion by a donut-shaped supporting plate 67b attached to the side wall of the substrate holder 67, and sputtered particles are deposited on the surface of the substrate W through the opening 67a of the substrate holder. Be filmed. A pair of magnets 68, 68 are located opposite to each other on both sides of the opening 67a, the magnetic flux 21 becomes substantially parallel to the main surface of the substrate W, and a magnetic field is applied to the substrate W.

【0083】図9及び図10は、基板ホルダの回転の機構
を説明するための拡大図で、図9は図10のIX−IX線断面
図、図10は図9のX−X線断面図である。
9 and 10 are enlarged views for explaining the rotation mechanism of the substrate holder. FIG. 9 is a sectional view taken along line IX-IX of FIG. 10, and FIG. 10 is a sectional view taken along line XX of FIG. Is.

【0084】基板ホルダ67は、ホルダ支持板80に固定さ
れ、ホルダ支持板80を介して回転軸77によって回転板64
に回転自在に取り付けられている。ホルダ支持板80に
は、回転軸77に関して対称位置に90度の範囲内で円弧状
スリット80a、80aが設けられ、スリット80a、80a上
には、回転板64に貫通孔64a、64aが回転軸77に関して
対称位置に設けられている。基板ホルダ67にはピン67
c、67cが回転軸77に関して対称位置に立設していて、
ピン67cはスリット80aを通って回転板の貫通孔64aに
挿通されている。
The substrate holder 67 is fixed to the holder supporting plate 80, and is rotated by the rotating shaft 77 via the holder supporting plate 80.
It is rotatably attached to. The holder support plate 80 is provided with arcuate slits 80a, 80a at positions symmetrical with respect to the rotating shaft 77 within a range of 90 degrees. On the slits 80a, 80a, through holes 64a, 64a are formed in the rotating plate 64 and rotating shafts are provided. It is located symmetrically with respect to 77. Board holder 67 has pin 67
c and 67c are erected at symmetrical positions with respect to the rotation axis 77,
The pin 67c is inserted into the through hole 64a of the rotary plate through the slit 80a.

【0085】前述したレバー81の柱72との摺接により、
基板ホルダ67が回転する際、ピン67cはスリット80aの
両端間を通り、この回転の角度が90度になったときにピ
ン67cがスリット端部の面に接当して回転が停止するよ
うにしてある。つまり、スリット80aは、基板ホルダ67
の90度回転の位置決めの役割を果たすものである。図10
には、基板ホルダが90度回転したときのスリットの位置
を仮想線で示してある。かくして、基板ホルダ67に支持
された基板は、上記の90度の回転によって90度回転する
ことになる。
By the sliding contact with the pillar 72 of the lever 81 described above,
When the substrate holder 67 rotates, the pin 67c passes between both ends of the slit 80a, and when the angle of rotation reaches 90 degrees, the pin 67c contacts the surface of the slit end and the rotation is stopped. There is. That is, the slit 80a is formed in the substrate holder 67.
It plays the role of positioning the 90 degree rotation of. FIG.
In the drawing, the position of the slit when the substrate holder is rotated by 90 degrees is shown by an imaginary line. Thus, the substrate supported by the substrate holder 67 is rotated 90 degrees by the above 90 degrees rotation.

【0086】以上のように、スパッタ装置を構成するこ
とにより、図6で説明した異方性交換成膜が遂行され
る。
By configuring the sputtering apparatus as described above, the anisotropic exchange film formation described with reference to FIG. 6 is performed.

【0087】図12は、上記のように成膜を完了した積層
体を示し、Al2 3 又はSiO2の表面層51aを形成
したAl2 3 −TiCの基板51上に、下地膜41、動作
膜42、被磁性膜43、磁化固定膜44、反強磁性膜45及び保
護膜40が順次積層してなる磁気抵抗部50が形成される。
そして、これを所定の寸法に素子化し、図13に示す磁気
抵抗効果素子46Aが得られる。
FIG. 12 shows the laminated body on which the film formation is completed as described above, and the base film 41 is formed on the Al 2 O 3 --TiC substrate 51 on which the surface layer 51a of Al 2 O 3 or SiO 2 is formed. A magnetic resistance portion 50 is formed by sequentially laminating the operation film 42, the magnetic film 43, the magnetization fixed film 44, the antiferromagnetic film 45, and the protective film 40.
Then, this is made into an element having a predetermined size, and a magnetoresistive effect element 46A shown in FIG. 13 is obtained.

【0088】図6による異方性交換成膜の説明では、バ
ッチ処理による成膜について説明したが、実際の生産に
当たっては、連続的に成膜を行うことが望ましい。図17
は、連続的に異方性交換成膜を行う、図6と同様のスパ
ッタ装置の内部概略平面図である。
In the explanation of the anisotropic exchange film formation by FIG. 6, the film formation by the batch processing has been explained, but in actual production, it is desirable to form the film continuously. Figure 17
FIG. 7 is a schematic plan view of the inside of a sputtering apparatus similar to that of FIG. 6, which continuously performs anisotropic exchange film formation.

【0089】図17の装置では、真空容器内は69A〜69G
の7個のチャンバに区画されていて、チャンバ69Gを基
板装入/取り出し用のロードロックチャンバとしてい
る。チャンバ69Gに基板Wを装入、基板ホルダ67にセッ
トし、チャンバ69G内を真空にした後基板Wをチャンバ
69Aに移動させて下地膜の成膜を行う。この成膜の間に
チャンバ69Gに次の基板を装入、基板ホルダにセット
し、チャンバ69G内を真空にする。
In the apparatus of FIG. 17, the inside of the vacuum container is 69A to 69G.
The chamber 69G serves as a load lock chamber for loading / unloading substrates. The substrate W is loaded into the chamber 69G, set in the substrate holder 67, and the inside of the chamber 69G is evacuated.
The film is moved to 69A to form a base film. During this film formation, the next substrate is loaded into the chamber 69G and set in the substrate holder, and the chamber 69G is evacuated.

【0090】このようにして、チャンバ69A〜69Fには
常に基板が位置して、チャンバ69A〜69Fで前記と同様
の成膜を行う。チャンバ69Fで保護膜の成膜が完了した
基板Wは、再びチャンバ69Gに移され、真空容器から取
り出され、これと交換に次の未処理の基板が装入、セッ
トされる。
In this way, the substrate is always positioned in the chambers 69A to 69F, and the same film formation as that described above is performed in the chambers 69A to 69F. The substrate W on which the protective film has been formed in the chamber 69F is transferred to the chamber 69G again, taken out from the vacuum container, and the next unprocessed substrate is loaded and set in exchange for this.

【0091】このようにして、次々と未処理の基板が真
空容器に装入されると共に、処理済みの基板が真空容器
から取り出され、高い生産性を以て異方性交換成膜が連
続的に遂行される。
In this way, unprocessed substrates are loaded into the vacuum container one after another, and processed substrates are taken out from the vacuum container, and anisotropic exchange film formation is continuously performed with high productivity. To be done.

【0092】図15及び図16には、上記のスピンバルブ構
造の磁気抵抗効果素子(SV素子)16Aをハードディス
クドライブ用の記録/再生一体型薄膜ヘッドにおける再
生ヘッドに用いた例を示している。この再生ヘッドは素
子16Aに電極17及び18を接続して、その上下を磁性シー
ルド19で挟み込んだ構造からなっている。そして、その
再生ヘッドは磁気記録媒体20からの信号磁界21を再生す
る機能を有するものである。なお、図中の+、−は各磁
化領域での磁極、矢印22は磁化スピンの方向である。電
極17、18は、例えば 100nm厚のCu膜とその上の5nm厚
のCr膜との積層構造とするのが好ましい。
15 and 16 show an example in which the magnetoresistive effect element (SV element) 16A having the spin valve structure is used as a reproducing head in a recording / reproducing integrated thin film head for a hard disk drive. This reproducing head has a structure in which electrodes 17 and 18 are connected to the element 16A and the upper and lower sides thereof are sandwiched by magnetic shields 19. The reproducing head has a function of reproducing the signal magnetic field 21 from the magnetic recording medium 20. In the figure, + and − are magnetic poles in each magnetized region, and an arrow 22 is the direction of magnetized spin. The electrodes 17, 18 preferably have a laminated structure of, for example, a Cu film having a thickness of 100 nm and a Cr film having a thickness of 5 nm thereon.

【0093】<実施例2>本実施例によるSV素子46B
は、図18に示すように、下地膜41と保護膜40との間の積
層順を前記実施例1におけるとは逆にし、下地膜41、反
強磁性膜45、磁化固定膜44、非磁性膜43、動作膜42、保
護膜40の順に積層している。各膜の組成及び厚みは、前
記実施例1におけると同様である。
<Embodiment 2> An SV element 46B according to this embodiment.
18, the stacking order between the base film 41 and the protective film 40 is reversed from that in the first embodiment, and the base film 41, the antiferromagnetic film 45, the magnetization fixed film 44, and the nonmagnetic film are The film 43, the operating film 42, and the protective film 40 are laminated in this order. The composition and thickness of each film are the same as in Example 1 above.

【0094】なお、反強磁性膜45の反強磁性特性を誘発
する下地膜を必要とするFeMn等を反強磁性膜45に用
いる場合は、その下地膜として例えば上記下地膜41とN
iFe膜との積層体や上記下地膜41とCu膜との積層体
等がよいと考えられる。
When FeMn or the like, which requires an underlayer film for inducing the antiferromagnetic property of the antiferromagnetic film 45, is used for the antiferromagnetic film 45, the underlayer film may be formed of, for example, the underlayer film 41 and N.
It is considered that a laminated body with an iFe film, a laminated body with the base film 41 and a Cu film, and the like are preferable.

【0095】この例における異方性交換成膜の要領を、
図19、図20によって説明する。
The procedure of anisotropic exchange film formation in this example is as follows.
This will be described with reference to FIGS.

【0096】図19の方法では、先ず、同図(a)に示す
ように、基板(図示省略)上に下地膜41を成膜し、次い
でこの上に反強磁性膜45を成膜する。これらの成膜時の
印加磁界方向21Bは、信号磁界方向21C(同図(d)参
照)に対し、この例では平行の方向である。
In the method of FIG. 19, first, as shown in FIG. 19A, a base film 41 is formed on a substrate (not shown), and then an antiferromagnetic film 45 is formed thereon. The applied magnetic field direction 21B at the time of film formation is parallel to the signal magnetic field direction 21C (see FIG. 7D) in this example.

【0097】次に、図19(b)に示すように、反強磁性
膜45の上に磁化固定膜44を成膜する。この成膜時の印加
磁界方向は21Bの儘であり、磁化固定膜44の磁化のスピ
ン方向は、印加磁界21Bと平行の方向となり、反強磁性
膜45との交換結合によって交換結合方向25Cとして固定
される。
Next, as shown in FIG. 19B, the magnetization fixed film 44 is formed on the antiferromagnetic film 45. The applied magnetic field direction at the time of this film formation is 21 B, and the spin direction of the magnetization of the magnetization fixed film 44 is parallel to the applied magnetic field 21 B, and the exchange coupling direction with the antiferromagnetic film 45 is 25 C. Fixed.

【0098】次に、図19(c)に示すように、磁化固定
膜44上に非磁性膜43を成膜する。この成膜時の印加磁界
方向は21Bの儘であり、スピンの方向に変化はない。
Next, as shown in FIG. 19C, a nonmagnetic film 43 is formed on the magnetization fixed film 44. The applied magnetic field direction at the time of this film formation was 21 B, and there was no change in the spin direction.

【0099】次に、図19(d)に示すように、非磁性膜
43上に動作膜42を成膜し、更にその上に保護膜40を成膜
する。これらの成膜時の印加磁界の方向は、印加磁界方
向21B及び信号磁界方向21Cと直交する方向21Aとす
る。これにより、動作膜42の磁化容易軸方向は、印加磁
界方向21Aに平行な方向24となる。
Next, as shown in FIG. 19D, the non-magnetic film
An operating film 42 is formed on 43, and a protective film 40 is further formed thereon. The direction of the applied magnetic field at the time of film formation is set to a direction 21A orthogonal to the applied magnetic field direction 21B and the signal magnetic field direction 21C. As a result, the easy axis of magnetization of the operating film 42 becomes the direction 24 parallel to the applied magnetic field direction 21A.

【0100】図20の方法では、先ず、同図(a)に示す
ように、基板(図示省略)上に下地膜41を成膜し、次い
でこの上に反強磁性膜45を成膜する。これらの成膜時の
印加磁界方向21Bは、信号磁界方向21C(同図(d)参
照)に対し、この例では平行の方向である。
In the method of FIG. 20, first, as shown in FIG. 20A, a base film 41 is formed on a substrate (not shown), and then an antiferromagnetic film 45 is formed thereon. The applied magnetic field direction 21B at the time of film formation is parallel to the signal magnetic field direction 21C (see FIG. 7D) in this example.

【0101】次に、図20(b)に示すように、反強磁性
膜45の上に磁化固定膜44を成膜する。この成膜時の印加
磁界方向は21Bの儘であり、磁化固定膜44の磁化のスピ
ン方向は、印加磁界21Bと平行の方向となり、反強磁性
膜45との交換結合によって交換結合方向25Cとして固定
される。
Next, as shown in FIG. 20B, the magnetization fixed film 44 is formed on the antiferromagnetic film 45. The applied magnetic field direction at the time of this film formation is 21 B, and the spin direction of the magnetization of the magnetization fixed film 44 is parallel to the applied magnetic field 21 B, and the exchange coupling direction with the antiferromagnetic film 45 is 25 C. Fixed.

【0102】次に、図20(c)に示すように、磁化固定
膜44上に非磁性膜43を成膜する。この成膜時の印加磁界
方向は21Bに直交する方向21Aとするが、スピンの方向
に変化はない。
Next, as shown in FIG. 20C, a nonmagnetic film 43 is formed on the magnetization fixed film 44. The applied magnetic field direction at the time of this film formation is the direction 21A orthogonal to 21B, but there is no change in the spin direction.

【0103】次に、図20(d)に示すように、非磁性膜
43上に動作膜42を成膜し、更にその上に保護膜40を成膜
する。これらの成膜時の印加磁界の方向は、同図(c)
の21Aの儘であり、これにより、動作膜42の磁化容易軸
方向は、印加磁界21Aに平行な方向24となる。
Next, as shown in FIG. 20D, a non-magnetic film
An operating film 42 is formed on 43, and a protective film 40 is further formed thereon. The direction of the applied magnetic field during film formation is shown in FIG.
21A, which makes the easy axis of magnetization of the operating film 42 a direction 24 parallel to the applied magnetic field 21A.

【0104】以上のようにして、図19、図20のいずれの
方法でも、前記実施例1の図1、図2、図3の方法によ
ると同様に、異方性交換成膜が遂行される。
As described above, the anisotropic exchange film formation is carried out by the method shown in FIGS. 19 and 20 as in the method shown in FIGS. 1, 2 and 3 of the first embodiment. .

【0105】図21は、上記のように成膜を完了した積層
体を示し、Al2 3 又はSiO2の表面層51aを形成
したAl2 3 −TiCの基板51上に、下地膜41、反強
磁性膜45、磁化固定膜44、非磁性膜43、動作膜42及び保
護膜40が順次積層してなる磁気抵抗部50が形成される。
そしてこれを所定の寸法に素子化し、図22に示す磁気抵
抗効果素子46Bが得られる。その他は前記実施例1にお
けると同様である。
FIG. 21 shows a laminated body in which the film formation is completed as described above, and a base film 41 is formed on an Al 2 O 3 --TiC substrate 51 on which a surface layer 51a of Al 2 O 3 or SiO 2 is formed. The anti-ferromagnetic film 45, the magnetization fixed film 44, the non-magnetic film 43, the operating film 42, and the protective film 40 are sequentially laminated to form the magnetoresistive portion 50.
Then, this is formed into an element having a predetermined size to obtain a magnetoresistive effect element 46B shown in FIG. Others are the same as in the first embodiment.

【0106】<実施例3>本実施例は、前記実施例1に
おける磁化固定膜と反強磁性膜との積層に替えて、硬磁
性膜を用いた例である。
<Embodiment 3> This embodiment is an example in which a hard magnetic film is used instead of the lamination of the magnetization fixed film and the antiferromagnetic film in the above Embodiment 1.

【0107】本実施例によるSV素子96Aは、図23に示
すように、下地膜41、動作膜42、非磁性膜43、硬磁性膜
47、保護膜40がこの順に積層されて磁気抵抗部50を構成
している。硬磁性膜47は、CoPt、CoPtCr、C
oCrTa等、通常の薄膜記録媒体に用いられるような
硬磁性材料であれば何でも構わない。この例ではCoP
tを用いて、厚みを 5.0nmとしている。また、場合によ
っては、下地膜41、保護膜40は必要ではない。なお、硬
磁性膜以外の各膜の材料、厚みは、前記実施例1におけ
ると同様である。
As shown in FIG. 23, the SV element 96A according to this embodiment has a base film 41, an operating film 42, a nonmagnetic film 43, and a hard magnetic film.
47 and the protective film 40 are laminated in this order to form the magnetoresistive portion 50. The hard magnetic film 47 is made of CoPt, CoPtCr, C
Any hard magnetic material such as oCrTa can be used as long as it is used in a normal thin film recording medium. In this example CoP
The thickness is set to 5.0 nm by using t. Further, in some cases, the base film 41 and the protective film 40 are not necessary. The material and thickness of each film other than the hard magnetic film are the same as those in the first embodiment.

【0108】次に、この例における異方性交換成膜の要
領を図24によって説明する。
Next, the procedure of anisotropic exchange film formation in this example will be described with reference to FIG.

【0109】先ず、同図(a)に示すように、基板(図
示省略)上に下地膜41を成膜し、次いでこの上に動作膜
42を成膜する。これらの成膜時の印加磁界方向21Aは、
信号磁界方向21C(同図(d)参照)に対し、この例で
は直交する方向である。この印加磁界により、動作膜42
の磁化容易軸の方向24は、印加磁界方向21Aに平行とな
る。
First, as shown in FIG. 10A, a base film 41 is formed on a substrate (not shown), and then an operating film is formed thereon.
42 is formed into a film. The applied magnetic field direction 21A during film formation is
In this example, the signal magnetic field direction 21C is orthogonal to the signal magnetic field direction 21C (see FIG. 11D). Due to this applied magnetic field, the operating film 42
The direction 24 of the easy axis of magnetization is parallel to the applied magnetic field direction 21A.

【0110】次に、図24(b)に示すように、動作膜42
の上に非磁性膜(Cu膜)43を成膜する。この成膜時の
印加磁界方向は21Aの儘であり、Cu膜43は非磁性であ
るので、この膜が成膜される以外は同図(a)の状態が
保持される。
Next, as shown in FIG. 24B, the operating film 42
A non-magnetic film (Cu film) 43 is formed on the above. The applied magnetic field direction at the time of this film formation is 21 A, and the Cu film 43 is non-magnetic. Therefore, the state of FIG.

【0111】次に、図24(c)に示すように、非磁性膜
43上に硬磁性膜47を成膜し、更にその上に保護膜40を成
膜する。上記硬磁性膜成膜に当たっては、磁場中での成
膜とする必要は特になく、成膜後に硬磁性膜の保磁力よ
りも充分に大きな磁界を21B方向に加えることによって
着磁し、スピンを固定する。
Next, as shown in FIG. 24C, a non-magnetic film
A hard magnetic film 47 is formed on 43, and a protective film 40 is further formed thereon. In forming the hard magnetic film, it is not necessary to form the film in a magnetic field. After the film is formed, a magnetic field sufficiently larger than the coercive force of the hard magnetic film is applied in the 21B direction to magnetize the spin film. Fix it.

【0112】図25は、上記のように成膜を完了した積層
体を示し、Al2 3 又はSiO2の表面層51aを形成
したAl2 3 −TiCの基板51上に、下地膜41、動作
膜42、非磁性膜43、硬磁性膜47及び保護膜40が順次積層
してなる磁気抵抗部50が形成される。そしてこれを所定
の寸法に素子化し、図27に示す磁気抵抗効果素子96Aが
得られる。
FIG. 25 shows a laminated body in which the film formation is completed as described above, and a base film 41 is formed on an Al 2 O 3 —TiC substrate 51 on which a surface layer 51a of Al 2 O 3 or SiO 2 is formed. The magnetoresistive portion 50 is formed by sequentially stacking the operating film 42, the nonmagnetic film 43, the hard magnetic film 47, and the protective film 40. Then, by making this into a predetermined size, a magnetoresistive effect element 96A shown in FIG. 27 is obtained.

【0113】図27は、この例(図24の方法による)にお
けるスパッタ装置の図6と同様の内部平面図である。
FIG. 27 is an internal plan view similar to FIG. 6 of the sputtering apparatus in this example (by the method of FIG. 24).

【0114】真空容器65は、チャンバ 169A〜 169Dの
4つのチャンバに仕切られている。
The vacuum container 65 is partitioned into four chambers 169A to 169D.

【0115】基板Wは、チャンバ 169Aに装入、基板ホ
ルダ167 にセットされ、チャンバ 169Aが真空になって
から下地膜が成膜される。
The substrate W is loaded into the chamber 169A and set in the substrate holder 167. After the chamber 169A is evacuated, the base film is formed.

【0116】下地膜が成膜された基板Wは、チャンバ 1
69Bに移動し、此処で動作膜が成膜される。
The substrate W on which the base film is formed is the chamber 1
Moving to 69B, an operating film is formed here.

【0117】動作膜が成膜された基板Wは、チャンバ 1
69Cに移動し、此処で非磁性膜が成膜される。非磁性膜
の成膜を終えた基板Wは、チャンバ 169Dに移動する。
The substrate W on which the operating film is formed is the chamber 1
It moves to 69C, and a nonmagnetic film is formed here. The substrate W on which the nonmagnetic film has been formed moves to the chamber 169D.

【0118】チャンバ 169Dに移動した基板Wは、此処
で硬磁性膜が成膜され、次いでチャンバ 169Aに再び戻
り、此処で保護膜が成膜される。保護膜が成膜された基
板Wは、チャンバ 169Aから真空容器65外に排出され
る。
A hard magnetic film is formed here on the substrate W that has moved to the chamber 169D, and then returns to the chamber 169A again, where a protective film is formed. The substrate W having the protective film formed thereon is discharged from the chamber 169A to the outside of the vacuum container 65.

【0119】以上のようにして、図24に示した成膜が遂
行される。
The film formation shown in FIG. 24 is performed as described above.

【0120】基板を次々と真空容器に装入して成膜を連
続的に行う場合は、図28に示すように、真空容器65内を
チャンバ69A〜69Fの6つのチャンバに区画し、チャン
バ69Fを基板装入、取り出し用のロードロックチャンバ
とし、図17で説明したと同様にしてチャンバ69A〜69E
で下地膜、動作膜、非磁性膜、硬磁性膜、保護膜を順次
成膜する。
When the substrates are successively loaded into the vacuum container and the film formation is continuously performed, the interior of the vacuum container 65 is divided into six chambers 69A to 69F as shown in FIG. Is a load lock chamber for loading and unloading substrates, and the chambers 69A to 69E are processed in the same manner as described with reference to FIG.
Then, a base film, an operating film, a non-magnetic film, a hard magnetic film, and a protective film are sequentially formed.

【0121】<実施例4>本実施例によるSV素子96B
は、図29に示すように、下地膜41と保護膜40との間の積
層順を前記実施例3におけるとは逆にし、下地膜41、硬
磁性膜47、非磁性膜43、動作膜42、保護膜40の順に積層
している。各膜の組成及び厚みは、前記実施例3におけ
ると同様である。このSV素子96Bは、次のような手順
で作製される。
<Embodiment 4> The SV element 96B according to the present embodiment.
29, the stacking order between the base film 41 and the protective film 40 is reversed from that in the third embodiment, and the base film 41, the hard magnetic film 47, the nonmagnetic film 43, and the operating film 42 are formed. The protective film 40 is laminated in this order. The composition and thickness of each film are the same as in Example 3 above. The SV element 96B is manufactured by the following procedure.

【0122】先ず、図30(a)に示すように、基板(図
示省略)上に下地膜41を成膜し、次いでこの上に硬磁性
膜47を成膜する。次に、図30(b)に示すように、硬磁
性膜47の上に非磁性膜(Cu膜)43を成膜する。次に、
図30(c)に示すように、非磁性膜43上に動作膜42を成
膜し、更にその上に保護膜40を成膜する。これらの成膜
時には、印加磁界方向21Aを同図(a)、(b)の印加
磁界方向21Bに直交する方向にする。これにより、動作
膜42の磁化容易軸の方向は印加磁界21Aに平行になる。
First, as shown in FIG. 30A, a base film 41 is formed on a substrate (not shown), and then a hard magnetic film 47 is formed thereon. Next, as shown in FIG. 30B, a nonmagnetic film (Cu film) 43 is formed on the hard magnetic film 47. next,
As shown in FIG. 30C, the operating film 42 is formed on the nonmagnetic film 43, and the protective film 40 is further formed thereon. At the time of film formation, the applied magnetic field direction 21A is set to a direction orthogonal to the applied magnetic field direction 21B in FIGS. As a result, the direction of the easy axis of the operating film 42 becomes parallel to the applied magnetic field 21A.

【0123】この例におけるように硬磁性膜47を先に成
膜する場合も、動作膜42の成膜時の磁界方向を21Aとす
るだけで良く、成膜後に硬磁性膜の保磁力よりも充分に
大きな磁界を21B方向に加えることによって硬磁性膜の
スピン21B方向に固定させる。
Even when the hard magnetic film 47 is formed first as in this example, the magnetic field direction at the time of forming the operating film 42 only needs to be 21 A, and the coercive force of the hard magnetic film is larger than the coercive force of the hard film after the film formation. By applying a sufficiently large magnetic field in the 21B direction, the hard magnetic film is fixed in the spin 21B direction.

【0124】図31は、図30のようにして成膜を完了した
積層体を示し、Al2 3 又はSiO2 の表面層51aを
形成したAl2 3 −TiCの基板51上に、下地膜41、
硬磁性膜47、非磁性膜43、動作膜42及び保護膜40が順次
積層してなる磁気抵抗部50が形成される。そしてこれを
所定の寸法に素子化し、図32に示す磁気抵抗効果素子96
Bが得られる。
FIG. 31 shows the laminated body in which the film formation is completed as shown in FIG. 30, and is formed on the substrate 51 of Al 2 O 3 —TiC on which the surface layer 51a of Al 2 O 3 or SiO 2 is formed. Formation 41,
A hard magnetic film 47, a non-magnetic film 43, an operating film 42, and a protective film 40 are sequentially laminated to form a magnetoresistive portion 50. Then, this is made into a predetermined size element, and the magnetoresistive effect element 96 shown in FIG.
B is obtained.

【0125】前記実施例2、3、4による積層体試料に
ついて、信号磁界と磁気抵抗(MR)との関係を求めた
ところ、前記実施例1における図14と略同様の結果が得
られた。
When the relationship between the signal magnetic field and the magnetoresistance (MR) was determined for the laminated body samples according to the above-mentioned Examples 2, 3 and 4, the same result as in FIG. 14 in the above-mentioned Example 1 was obtained.

【0126】以上説明したように、前記のいずれの実施
例にあっても、各膜の成膜時のうちの適宜の成膜時に印
加磁界方向を90度ずらすという異方性交換成膜により、
ヒステリシスを示すことなく、素子動作安定磁界を抑え
て再生出力波形の歪みを小さくでき、電磁変換効率の低
下を抑えることができ、高密度記録に対応することがで
きる。
As described above, in any of the above-described embodiments, anisotropic exchange film formation in which the direction of the applied magnetic field is shifted by 90 degrees during the appropriate film formation of the respective films is
Without showing hysteresis, it is possible to suppress the element operation stabilizing magnetic field, reduce the distortion of the reproduction output waveform, suppress the deterioration of electromagnetic conversion efficiency, and support high density recording.

【0127】以上、本発明の実施例を説明したが、上述
の実施例は本発明の技術的思想に基づいて更に変形が可
能である。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the above embodiments can be further modified based on the technical idea of the present invention.

【0128】例えば、上述のSV素子又はヘッドにおい
て、その層構成の積層数や各層の厚さ、材質等は種々変
更してよい。
For example, in the above-mentioned SV element or head, the number of laminated layers, the thickness of each layer, the material, etc. may be variously changed.

【0129】また、上述のヘッドの構造は磁界検出ヘッ
ドとして種々の用途に適用できるように変形することが
できる。
The structure of the head described above can be modified so that it can be applied to various applications as a magnetic field detection head.

【0130】なお、上述の実施例ではDCマグネトロン
スパッタ法を使用したが、他のスパッタ法で成膜しても
よい。また、スパッタ法に限らず、蒸着法等で成膜して
もよい。
Although the DC magnetron sputtering method is used in the above embodiment, the film may be formed by another sputtering method. In addition, the film may be formed by an evaporation method or the like without being limited to the sputtering method.

【0131】[0131]

【発明の作用効果】本発明は、外部磁界に対して磁化の
スピンが回転する動作層と、非磁性層と、磁化固定用の
磁性層とがこの順に或いはこれと逆の順に積層された積
層構造を有する磁気抵抗効果素子を製造するに際し、前
記動作層の磁化容易軸方向を得るために前記動作層の形
成時に印加する磁界の方向と、前記磁性層の磁化のスピ
ン方向を得るために前記磁性層の形成時に印加する磁界
の方向とが、互いに交差するように、前記動作層と前記
磁性層を夫々形成する過程で各印加磁界の方向を変化さ
せるので、前記両印加磁界の方向を変化させない、或い
は各層の成膜終了後に前記動作層の前記磁化容易軸の方
向を変化させる処理を施す従来の方法に較べて、動作安
定磁界を低減でき、出力波形の歪みを小さくできる。
According to the present invention, an operating layer in which the spin of magnetization rotates with respect to an external magnetic field, a non-magnetic layer, and a magnetic layer for fixing magnetization are laminated in this order or in the reverse order. In manufacturing a magnetoresistive element having a structure, the direction of a magnetic field applied during formation of the operating layer to obtain the easy axis direction of magnetization of the operating layer and the spin direction of magnetization of the magnetic layer are obtained. Since the directions of the applied magnetic fields are changed in the process of forming the operating layer and the magnetic layer so that the directions of the magnetic fields applied when forming the magnetic layer intersect with each other, the directions of the applied magnetic fields are changed. The operation stabilizing magnetic field can be reduced and the distortion of the output waveform can be reduced as compared with the conventional method of not performing the above or performing the process of changing the direction of the easy axis of the operation layer after the film formation of each layer is completed.

【0132】その結果、本発明に係る方法によって製造
された磁気抵抗効果素子は、電磁変換効率が向上し、記
録密度を増大させることができる。
As a result, the magnetoresistive effect element manufactured by the method according to the present invention can improve the electromagnetic conversion efficiency and increase the recording density.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例による異方性交換成膜の
手順を示す一部破断概略斜視図である。
FIG. 1 is a partially cutaway schematic perspective view showing a procedure of anisotropic exchange film formation according to a first embodiment of the present invention.

【図2】同異方性交換成膜の他の手順を示す一部破断概
略斜視図である。
FIG. 2 is a partially cutaway schematic perspective view showing another procedure of the anisotropic exchange film formation.

【図3】同異方性交換成膜の更に他の手順を示す一部破
断概略斜視図である。
FIG. 3 is a partially cutaway schematic perspective view showing still another procedure of the anisotropic exchange film formation.

【図4】同SV素子の概略斜視図である。FIG. 4 is a schematic perspective view of the same SV element.

【図5】同SV素子の製造に用いるスパッタ装置の概略
斜視図である。
FIG. 5 is a schematic perspective view of a sputtering apparatus used for manufacturing the same SV element.

【図6】同スパッタ装置の内部平面図(図7のVI−VI線
断面図)である。
FIG. 6 is an internal plan view (cross-sectional view taken along line VI-VI of FIG. 7) of the sputtering apparatus.

【図7】同図6の VII−VII 線断面図である。7 is a sectional view taken along line VII-VII of FIG.

【図8】同基板ホルダの断面図である。FIG. 8 is a sectional view of the substrate holder.

【図9】同基板ホルダの回転板への取付けの要領を示す
断面図(図10のIX−IX線断面図)である。
FIG. 9 is a cross-sectional view (cross-sectional view taken along the line IX-IX in FIG. 10) showing how to attach the substrate holder to the rotary plate.

【図10】同基板ホルダの回転板に対する回転機構を示す
拡大部分平面図である。
FIG. 10 is an enlarged partial plan view showing a rotation mechanism of the substrate holder with respect to the rotating plate.

【図11】同基板ホルダ直下のシャッタの平面図である。FIG. 11 is a plan view of a shutter just below the substrate holder.

【図12】同成膜を完了したSV素子素材の斜視図であ
る。
FIG. 12 is a perspective view of an SV element material on which the same film formation has been completed.

【図13】同SV素子の斜視図である。FIG. 13 is a perspective view of the SV element.

【図14】同信号磁界と磁気抵抗変化との関係を従来例と
比較して示すグラフである。
FIG. 14 is a graph showing the relationship between the signal magnetic field and the change in magnetoresistance compared with a conventional example.

【図15】同SV素子を用いた再生薄膜MRヘッドの要部
斜視図である。
FIG. 15 is a perspective view of a main part of a reproducing thin film MR head using the same SV element.

【図16】同磁気記録媒体による信号磁界の作用を示す概
略斜視図である。
FIG. 16 is a schematic perspective view showing the action of a signal magnetic field by the magnetic recording medium.

【図17】同連続成膜処理用のスパッタ装置の内部平面図
である。
FIG. 17 is an internal plan view of the sputtering apparatus for the continuous film forming process.

【図18】本発明の第2の実施例によるSV素子の概略斜
視図である。
FIG. 18 is a schematic perspective view of an SV element according to a second embodiment of the present invention.

【図19】同異方性交換成膜の手順を示す一部破断概略斜
視図である。
FIG. 19 is a partially cutaway schematic perspective view showing a procedure of the anisotropic exchange film formation.

【図20】同異方性交換成膜の他の手順を示す一部破断概
略斜視図である。
FIG. 20 is a partially cutaway schematic perspective view showing another procedure of the anisotropic exchange film formation.

【図21】同成膜を完了したSV素子素材の斜視図であ
る。
FIG. 21 is a perspective view of an SV element material on which the same film formation has been completed.

【図22】同SV素子の斜視図である。FIG. 22 is a perspective view of the SV element.

【図23】本発明の第3の実施例によるSV素子の概略斜
視図である。
FIG. 23 is a schematic perspective view of an SV element according to a third embodiment of the present invention.

【図24】同異方性交換成膜の手順を示す一部破断概略斜
視図である。
FIG. 24 is a partially cutaway schematic perspective view showing a procedure of the anisotropic exchange film formation.

【図25】同成膜を完了したSV素子素材の斜視図であ
る。
FIG. 25 is a perspective view of the SV element material on which the same film formation has been completed.

【図26】同SV素子の斜視図である。FIG. 26 is a perspective view of the same SV element.

【図27】同スパッタ装置の内部平面図である。FIG. 27 is an internal plan view of the sputtering apparatus.

【図28】同連続成膜用のスパッタ装置の内部平面図であ
る。
FIG. 28 is an internal plan view of the same continuous film forming sputtering apparatus.

【図29】本発明の第4の実施例によるSV素子の概略斜
視図である。
FIG. 29 is a schematic perspective view of an SV element according to a fourth embodiment of the present invention.

【図30】同異方性交換成膜の手順を示す一部破断概略斜
視図である。
FIG. 30 is a partially cutaway schematic perspective view showing a procedure of the anisotropic exchange film formation.

【図31】同SV素子素材の斜視図である。FIG. 31 is a perspective view of the same SV element material.

【図32】同SV素子の斜視図である。FIG. 32 is a perspective view of the SV element.

【図33】従来例によるSV素子の概略断面図である。FIG. 33 is a schematic cross-sectional view of a conventional SV element.

【図34】同SV素子の動作原理図である。FIG. 34 is an operation principle diagram of the same SV element.

【図35】同動作膜のスピン方向と磁化固定膜の固定スピ
ンとのなす相対的角度と磁気抵抗変化との関係を示すグ
ラフである。
FIG. 35 is a graph showing a relationship between a relative angle formed by a spin direction of the operation film and a fixed spin of the magnetization fixed film and a change in magnetoresistance.

【図36】同信号磁界と磁気抵抗変化との関係を示すグラ
フである。
FIG. 36 is a graph showing the relationship between the signal magnetic field and the change in magnetic resistance.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10、50・・・磁気抵抗効果部 11、51・・・基板 12、42・・・動作膜 13、43・・・非磁性膜 14、44・・・磁化固定膜 15、45・・・反強磁性膜 16、46A、46B、96A、96B・・・磁気抵抗効果素子
(SV素子) 17、18・・・電極 21A、21B・・・印加磁界方向 21C・・・信号磁界(外部磁界)方向 24・・・磁化容易軸 25B・・・反強磁性膜のスピン方向 25C・・・スピンの交換結合方向 25D・・・硬磁性膜のスピン方向 26・・・センス電流方向 27・・・動作膜のスピン方向 40・・・保護膜 41・・・下地膜 47・・・硬磁性膜 63、79・・・シャッタ 64・・・回転板 64a、80a・・・貫通孔 65・・・真空容器 66、77・・・回転軸 67、167 ・・・基板ホルダ 67a、71a・・・開口 67c・・・ピン 68・・・磁石 69A〜69G、 169A〜 169F・・・チャンバ 70・・・周壁 71・・・固定板 72・・・柱 74・・・底壁 78・・・坩堝 80・・・ホルダ支持板 80a・・・スリット 81、181 ・・・レバー 101 、102 、103 ・・・SV素子試料のデータを示す曲
線 W・・・成膜された基板 θ・・・動作膜のスピン方向と磁化固定膜のスピン交換
結合方向との相対的角度 Hext・・・信号(外部)磁界
10, 50 ... Magnetoresistive effect section 11, 51 ... Substrate 12, 42 ... Operating film 13, 43 ... Non-magnetic film 14, 44 ... Magnetization fixed film 15, 45 ... Ferromagnetic film 16, 46A, 46B, 96A, 96B ... Magnetoresistive effect element (SV element) 17, 18 ... Electrodes 21A, 21B ... Applied magnetic field direction 21C ... Signal magnetic field (external magnetic field) direction 24 ... Easy magnetization axis 25B ... Antiferromagnetic film spin direction 25C ... Spin exchange coupling direction 25D ... Hard magnetic film spin direction 26 ... Sense current direction 27 ... Operating film Spin direction 40 ... Protective film 41 ... Underlayer film 47 ... Hard magnetic film 63, 79 ... Shutter 64 ... Rotating plate 64a, 80a ... Through hole 65 ... Vacuum container 66 , 77 ... Rotating shafts 67, 167 ... Substrate holders 67a, 71a ... Openings 67c ... Pins 68 ... Magnets 69A to 69G, 169A to 169F ... Chamber 70 ... Peripheral wall 71.・Fixed plate 72 ・ ・ ・ Column 74 ・ ・ ・ Bottom wall 78 ・ ・ ・ Crucible 80 ・ ・ ・ Holder support plate 80a ・ ・ ・ Slit 81,181 ・ ・ ・ Lever 101, 102, 103 ・ ・ ・ SV element sample data Curve W ... Deposition substrate θ: Relative angle between the spin direction of the operating film and the spin exchange coupling direction of the magnetization fixed film Hext ... Signal (external) magnetic field

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 外部磁界に対して磁化のスピンが回転す
る動作層と、非磁性層と、磁化固定用の磁性層とがこの
順に或いはこれと逆の順に積層された積層構造を有する
磁気抵抗効果素子を製造するに際し、 前記動作層の磁化容易軸方向を得るために前記動作層の
形成時に印加する磁界の方向と、前記磁性層の磁化のス
ピン方向を得るために前記磁性層の形成時に印加する磁
界の方向とが、互いに交差するように、前記動作層と前
記磁性層を夫々形成する過程で各印加磁界の方向を変化
させる、磁気抵抗効果素子の製造方法。
1. A magnetoresistive device having a laminated structure in which an operating layer in which a spin of magnetization rotates with respect to an external magnetic field, a nonmagnetic layer, and a magnetic layer for fixing magnetization are laminated in this order or in the reverse order. In manufacturing the effect element, during the formation of the magnetic layer in order to obtain the direction of the magnetic field applied during the formation of the operation layer in order to obtain the magnetization easy axis direction of the operation layer and in the spin direction of the magnetization of the magnetic layer. A method of manufacturing a magnetoresistive effect element, wherein the direction of each applied magnetic field is changed in the process of forming each of the operating layer and the magnetic layer so that the directions of the applied magnetic fields intersect each other.
【請求項2】 動作層の成膜時の印加磁界の方向と磁性
層の成膜時の印加磁界の方向とのなす角度を実質的に90
度にする、請求項1に記載した製造方法。
2. The angle formed by the direction of the applied magnetic field during film formation of the operating layer and the direction of the applied magnetic field during film formation of the magnetic layer is substantially 90.
The manufacturing method according to claim 1, wherein the manufacturing method is performed in degrees.
【請求項3】 磁性層の成膜時に、印加磁界の方向を、
動作層の成膜時の印加磁界の方向に対して変化させる、
請求項1に記載した製造方法。
3. The direction of the applied magnetic field at the time of forming the magnetic layer
Change with respect to the direction of the applied magnetic field during the formation of the operating layer,
The method according to claim 1.
【請求項4】 非磁性層の成膜時に、印加磁界の方向
を、動作層の成膜時の印加磁界の方向に対して変化させ
る、請求項1に記載した製造方法。
4. The manufacturing method according to claim 1, wherein the direction of the applied magnetic field is changed with respect to the direction of the applied magnetic field during the film formation of the operation layer during the film formation of the nonmagnetic layer.
【請求項5】 動作層の成膜時に、印加磁界の方向を、
磁性層の成膜時の印加磁界の方向に対して変化させる、
請求項1に記載した製造方法。
5. The direction of the applied magnetic field at the time of film formation of the operating layer,
Change with respect to the direction of the applied magnetic field during the formation of the magnetic layer,
The method according to claim 1.
【請求項6】 非磁性層の成膜時に、印加磁界の方向
を、磁性層の成膜時の印加磁界の方向に対して変化させ
る、請求項1に記載した製造方法。
6. The manufacturing method according to claim 1, wherein the direction of the applied magnetic field is changed with respect to the direction of the applied magnetic field when the magnetic layer is formed, when the nonmagnetic layer is formed.
【請求項7】 磁化固定用磁性層が磁性層と反強磁性層
とからなり、これらの間の交換結合による磁化のスピン
の方向を誘発させる磁界を印加する、請求項1に記載し
た製造方法。
7. The manufacturing method according to claim 1, wherein the magnetization-fixing magnetic layer is composed of a magnetic layer and an antiferromagnetic layer, and a magnetic field that induces a spin direction of magnetization due to exchange coupling between them is applied. .
【請求項8】 磁化固定用磁性層を磁性層と反強磁性層
との積層体によって構成し、これらの間の交換結合によ
って前記磁性層の磁化のスピンの方向が外部磁界の方向
に対して平行になるように、前記磁性層形成時の印加磁
界の方向を設定する、請求項7に記載した製造方法。
8. The magnetization pinning magnetic layer is composed of a laminated body of a magnetic layer and an antiferromagnetic layer, and the exchange coupling between the layers causes the direction of the spin of the magnetization of the magnetic layer with respect to the direction of the external magnetic field. The manufacturing method according to claim 7, wherein the directions of the applied magnetic fields when forming the magnetic layers are set so as to be parallel to each other.
【請求項9】 磁性層の成膜時に、印加磁界の方向を、
動作層の成膜時の印加磁界の方向に対して変化させる、
請求項7に記載した製造方法。
9. The direction of the applied magnetic field at the time of forming the magnetic layer,
Change with respect to the direction of the applied magnetic field during the formation of the operating layer,
The manufacturing method according to claim 7.
【請求項10】 反強磁性層の成膜時に、印加磁界の方向
を、動作層の成膜時の印加磁界の方向に対して変化させ
る、請求項7に記載した製造方法。
10. The manufacturing method according to claim 7, wherein the direction of the applied magnetic field is changed with respect to the direction of the applied magnetic field during the film formation of the operation layer during the film formation of the antiferromagnetic layer.
【請求項11】 動作層の成膜時に、印加磁界の方向を、
磁性層の成膜時の印加磁界の方向に対して変化させる、
請求項7に記載した製造方法。
11. The direction of the applied magnetic field at the time of film formation of the operating layer,
Change with respect to the direction of the applied magnetic field during the formation of the magnetic layer,
The manufacturing method according to claim 7.
【請求項12】 非磁性層の成膜時に、印加磁界の方向
を、磁性層の成膜時の印加磁界の方向に対して変化させ
る、請求項7に記載した製造方法。
12. The manufacturing method according to claim 7, wherein the direction of the applied magnetic field is changed with respect to the direction of the applied magnetic field during the film formation of the magnetic layer during the film formation of the non-magnetic layer.
【請求項13】 反強磁性層を反強磁性となるように結晶
配向させる層を積層構造の下地層として設ける、請求項
7に記載した製造方法。
13. The manufacturing method according to claim 7, wherein a layer for crystallizing the antiferromagnetic layer so as to be antiferromagnetic is provided as a base layer of a laminated structure.
【請求項14】 磁化固定用の磁性層を硬磁性材料で形成
し、この硬磁性層のスピンの方向を外部磁界に対して平
行になるように、前記硬磁性層の成膜時の印加磁界方向
を設定する、請求項1に記載した製造方法。
14. A magnetic layer for pinning magnetization is formed of a hard magnetic material, and an applied magnetic field at the time of film formation of the hard magnetic layer such that spin directions of the hard magnetic layer are parallel to an external magnetic field. The manufacturing method according to claim 1, wherein a direction is set.
【請求項15】 積層構造の上下に、夫々軟磁性体からな
る上部磁性磁極と下部磁性磁極とを設ける、請求項1に
記載した製造方法。
15. The manufacturing method according to claim 1, wherein an upper magnetic pole and a lower magnetic pole made of a soft magnetic material are provided above and below the laminated structure.
【請求項16】 スピンバルブ型巨大磁気抵抗効果素子の
製造方法である、請求項1に記載した製造方法。
16. The manufacturing method according to claim 1, which is a method for manufacturing a spin-valve giant magnetoresistive effect element.
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