JPH104013A

JPH104013A - 磁気抵抗効果素子及びその製造方法

Info

Publication number: JPH104013A
Application number: JP8155821A
Authority: JP
Inventors: Tomohisa Komoda; 智久薦田; Keiya Nakabayashi; 敬哉中林; Noboru Fujita; 昇藤田; Haruhiko Deguchi; 治彦出口; Kazuhiro Uneyama; 和弘釆山; Toru Kira; 徹吉良
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1996-06-17
Filing date: 1996-06-17
Publication date: 1998-01-06

Abstract

(57)【要約】【課題】室温において高い抵抗変化率および大きな反
転磁界を得ることを可能とする。【解決手段】磁気抵抗効果素子は、ガラスあるいはＳ
ｉからなる基板１上に、Ｃｏからなる自由磁化層２と、
Ｃｕからなる非磁性層３と、Ｃｏからなる固定磁化層４
と、室温で保磁力の高い強磁性であるＣｏ酸化膜５とが
この順に積層されて形成される。強磁性のＣｏ酸化膜５
が固定磁化層４に接していることにより、室温において
固定磁化層４と自由磁化層２と間の保磁力の差が大きく
なる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気抵抗効果を利
用した磁気記録用再生へッド、あるいは磁気センサに使
用され、非磁性層を強磁性層で挟み込んだ構造の多層膜
において非常に大きな磁気抵抗効果（いわゆる巨大磁気
抵抗効果）を示すもののうち、特に３層のサンドイッチ
膜からなる磁気抵抗効果素子及びその製造方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】磁気ディスクや磁気テープ装置などの磁
気記録装置においては、記録密度の増加に伴い、記録ヘ
ッドや再生ヘッドなどの磁気へッドの高性能化が求めら
れている。即ち、記録ヘッドでは磁気記録媒体の高保磁
力化に伴い、飽和磁束密度の大きな材料が要求されてい
る。また、再生ヘッドでは、磁気記録媒体の小型化に伴
う相対速度の低下に対して、従来の誘導型ヘッドから、
磁気抵抗効果を利用したいわゆるＭＲ（magnetoresisti
ve effect)ヘッドを用いることで再生出力の増加が図ら
れている。

【０００３】このような磁気抵抗効果を示す材料として
は、従来より、ＮｉＦｅやＮｉＣｏからなる磁性薄膜が
知られている。これらの薄膜の抵抗変化率は、ＮｉＦｅ
では２〜３％程度、ＮｉＣｏでは最大６％程度である。
上記磁性薄膜の磁気抵抗効果は、スピン軌道相互作用に
よるものであり、測定電流の方向と磁性薄膜の磁化方向
とのなす角度に依存しており、通常、異方性磁気抵抗効
果（ＡＭＲ）と呼ばれている。

【０００４】これに対して近年、上記ＡＭＲとは異なる
原理で磁気抵抗効果を示す巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）
と呼ばれる現象が見い出され、注目されている。このよ
うなＧＭＲを示す構造として、例えば、磁性層と非磁性
層とを交互に数十層積層した人工格子多層膜がある。

【０００５】この人工格子多層膜は、非磁性層を介して
上下に配置された磁性層の磁化が反平行と平行の場合で
伝導電子の散乱が大きく異なるために抵抗変化が現れる
ものである。つまり、磁性層間の磁化が反平行の場合に
は、伝導電子の散乱が大きく抵抗値が高くなる一方、磁
性層間の磁化が平行の場合には、散乱が減少し抵抗値が
小さくなる。このときの抵抗変化率は、ＡＭＲに比較し
て一桁以上大きいものとなっている。現在最大の抵抗変
化を示す材料系であるＣｏ／Ｃｕ多層膜では、常温にお
いても６０％以上の抵抗変化率が得られている。

【０００６】しかしながら、このような人工格子多層膜
では抵抗変化率は非常に大きいものの、数百Ｏｅから数
ＫＯｅの外部磁界が必要となる。これは、無磁場で磁化
の反平行状態を実現するために磁性層間の交換相互作用
を用いているので磁性層間の結合が非常に強く、この交
換相互作用を断ち切って磁化の平行状態を実現しなけれ
ばならないからである。上記のような大きな外部磁界は
デバイスとして用いることができず、微弱な外部磁界で
は磁界感度が小さいので、人工格子多層膜を磁気記録用
のヘッドとして用いることは非実用的である。

【０００７】そこで、人工格子多層膜の他に、磁界感度
を向上させるために反強磁性層／磁性層／非磁性層／磁
性層の構造を有するスピンバルブ構造が提案されてい
る。スピンバルブ構造は、反強磁性層との交換結合を利
用して一方の磁性層の磁化を一方向に固定し、他方の磁
性層の磁化が外部磁界に対して自由に回転するように他
方の磁性層としてＮｉＦｅなどのソフト性の高い薄膜を
用いることで感度の向上を図っており、最も実用的な構
造と言える。なお、以下、磁化方向を固定する磁性層を
固定磁化層、磁化方向が自由に回転する磁性層を自由磁
化層と呼ぶことにする。

【０００８】また、磁性層にＣｏやＮｉＦｅ薄膜を用
い、磁性層間の反強磁性結合を利用せずに、二つの磁性
層の保磁力の違いを利用した非結合型と呼ばれる構造、
さらには、反強磁性層の代わりに高保磁力膜を用いたス
ピンバルブ構造などにおいてもＧＭＲを示すことが報告
されている。

【０００９】以下に、ＧＭＲを示す先行技術について説
明する。文献（１）「ＭＡＧＮＥＴＩＺＡＴＩＯＮＡＮＤ
ＭＡＧＮＥＴＯＲＥＳＩＳＴＡＮＣＥＯＦＣｏ／
ＣｕＬＡＹＥＲＤＦＩＬＭＳ」ＩＥＥＥＴＲＡＮ
ＳＡＣＴＩＯＮＳＯＮＭＡＧＮＥＴＩＣＳ，ＶＯ
Ｌ．２８，ＮＯ．５，１９９２には、Ｃｏ／Ｃｕ／Ｃｏ
の非常に簡単な層構造を有するいわゆるサンドイッチ膜
の構成が開示されている。ここでは、一方のＣｏ表面は
自然酸化によるＣｏ酸化膜が形成されている。

【００１０】文献（２）「Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅ
ｓｓｏｆＡｎｔｉｆｅｒｒｏｍａｇｎｅｔｉｃＯ
ｘｉｄｅＥｘｃｈａｎｇｅｆｏｒＳａｎｄｗｉｃ
ｈＬａｙｅｒｓ」ＩＥＥＥＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮ
ＳＯＮＭＡＧＮＥＴＩＣＳ，ＶＯＬ．２９，ＮＯ．
６１９９３には、Ｃｏ／Ｃｕ／Ｃｏのサンドイッチ膜
上に、１０％酸素ガスを用いた反応性スパッタ法でＣｏ
酸化膜が形成された構成が開示されている。このＣｏ酸
化膜はネール点が室温付近（２９０Ｋ）の反強磁性体で
あるＣｏＯと考えられている。

【００１１】上記の文献（１）や文献（２）のサンドイ
ッチ膜では、極低温で磁気抵抗効果が得られることが報
告されている。このようなサンドイッチ膜においてＧＭ
Ｒが得られる理由としては、上部のＣｏ層の表面酸化、
あるいは反応性スパッタ法によるＣｏＯの形成により、
ＣｏＯとＣｏ間の交換相互作用による反強磁性的配列が
生じ、非磁性層を挟んだ両磁性層間に保磁力の差がで
き、ＧＭＲが得られるのである。

【００１２】文献（３）「Ｃｏ／Ｃｕ／Ｃｏサンド
イッチ膜の磁気抵抗効果」日本応用磁気学会誌ｖｏ
１．１８，Ｎｏ．２１９９４には、ＦｅあるいはＮｉ
Ｆｅからなる下地の上にＣｏ／Ｃｕ／Ｃｏサンドイッチ
膜を形成し、さらに自然酸化によってＣｏ層表面にＣｏ
酸化膜が形成される構成が開示されている。上記構成に
よれば、Ｃｏ酸化膜が形成されることで反転磁界の差が
生じ、磁化の反平行状態が実現されることで抵抗変化を
得ている。この文献ではＦｅあるいはＮｉＦｅの下地層
を用いることにより室温においても６〜１５％と高いＧ
ＭＲが得られることが報告されている。

【００１３】文献（４）「Ｃｏ／Ｃｕ／Ｃｏサンド
イッチ膜の磁気抵抗効果におけるバッファ層の効果」日
本応用磁気学会誌ｖｏ１．１９，Ｎｏ．２１９９５
には、文献（３）と同様に、ＦｅあるいはＮｉＦｅから
なる下地の上にＣｏ／Ｃｕ／Ｃｏサンドイッチ膜を形成
する構成が開示されている。

【００１４】特開平７−６６０３３号公報には、基
板／バッファ層／Ｃｏ／Ｃｕ／Ｃｏ、あるいは基板／バ
ッファ層／Ｃｏ／Ｃｕ／Ｃｏ／キャップ層の構成が開示
されている。ここで、上記バッファ層あるいはキャップ
層には反強磁性体のＣｏＯを用いており、それによって
隣接するＣｏ層の磁化を固定している。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】上記、の先行技術
では、反応性スパッタ法にて固定磁化層であるＣｏ層に
ＣｏＯを積層することによってＣｏ層の磁化を固定して
いる。しかしながら、このような反強磁性体であるＣｏ
Ｏの場合、ネール点が低いために、室温においてＣｏ層
の磁化を固定するための交換結合磁界が弱く、磁化の反
平行状態が実現できない。つまり、低温においてしか磁
気抵抗効果が得られないという問題を有している。

【００１６】また、上記、、の先行技術では、固
定磁化層であるＣｏ層の表面を自然酸化する構成であ
る。しかしながら、自然酸化膜を用いているために、固
定磁化層の磁気特性の制御が容易ではなく、固定磁化層
の反転磁界の大きさが小さくなり、外部磁界に対して安
定でないという問題を有している。特に、磁界感度を向
上させるためにＮｉＦｅを自由磁化層に用いた構造のも
のでは、固定磁化層の反転磁界が最大でも２００Ｏｅと
非常に小さく、実用的ではない。

【００１７】また、ないしの先行技術では、Ｃｏ／
Ｃｕ／Ｃｏサンドイッチ膜の下地層に関する報告がなさ
れている。しかしながら、の文献（４）には、下地層
のないＣｏ／Ｃｕ／Ｃｏサンドイッチ構造ではＧＭＲは
得られないことが記載されている。つまり、抵抗変化率
は下地材料およびその膜厚に対する依存性が大きく、Ｆ
ｅでは７０Å程度、ＮｉＦｅではさらに厚い１００Å程
度の下地層を形成しなければ高い抵抗変化率が得られな
いという問題を有している。

【００１８】さらに、高い再生出力を得るためには、膜
の抵抗値を低下させることなく高い抵抗変化率を得るこ
とが必要である。しかしながら、ＦｅやＮｉＦｅは比抵
抗が２０〜３０μΩｃｍと小さく、膜の抵抗値を低下さ
せるという問題もある。また、下地層が不可欠であるた
めに膜構成が制約されることから、磁気抵抗効果素子の
構造設計の自由度が少ないという問題もある。

【００１９】本発明は、上記従来の問題点を解決するた
めになされたもので、その目的は、室温で保磁力の高い
強磁性を示す酸化コバルト層を設けることによって、室
温においても高い抵抗変化率と大きい抵抗変化量とが得
られる磁気抵抗効果素子およびその製造方法を提供する
ことにある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の請求項１に記載の磁気抵抗効果素子は、
外部磁界に応じて磁化方向が回転する第１の磁性層と、
非磁性層と、磁化方向が一方向に固定される第２の磁性
層とがこの順に配置され、第１の磁性層と第２の磁性層
との磁化の向きのなす角によって磁気抵抗効果をもつ磁
気抵抗効果薄膜を備えた磁気抵抗効果素子において、上
記磁気抵抗効果薄膜の第２の磁性層に接して強磁性の酸
化コバルト層が設けられることを特徴としている。

【００２１】請求項２に記載の磁気抵抗効果素子は、請
求項１に記載の構成に加えて、上記第１の磁性層、非磁
性層、第２の磁性層、および酸化コバルト層が基板上に
この順に積層されることを特徴としている。

【００２２】請求項３に記載の磁気抵抗効果素子は、請
求項１に記載の構成に加えて、上記酸化コバルト層、第
２の磁性層、非磁性層、および第１の磁性層が基板上に
この順で積層されることを特徴としている。

【００２３】上記請求項１、２、又は３に記載の構成に
よれば、第２の磁性層の磁化方向は一方向に固定された
状態となっており、非磁性層によって磁気的に分離され
た第１の磁性層の磁化方向は自由に回転するようになっ
ている。ここに磁界が与えられると、第１の磁性層の磁
化方向が決定される。２つの磁性層の磁化方向が１８０
°逆の反平行状態のときには膜の抵抗値は最大となる一
方、磁化方向が平行状態のときには抵抗値は最小となっ
て、磁気抵抗効果が得られる。

【００２４】このとき、磁化方向を固定する第２の磁性
層に接して設けられた酸化コバルト層は室温で高保磁力
の強磁性体であり、第２の磁性層と交換結合すること
で、２つの磁性層間に大きな保磁力の差を形成すること
が可能となる。この結果、従来の反強磁性体であるＣｏ
Ｏを用いた場合では低温でしか磁気抵抗効果が得られな
かったが、本願発明では室温においても高い抵抗変化率
を得ることができる。また、下地層を設けなくとも室温
においてＧＭＲが現れるので、膜構成を簡単にすること
ができる。さらに、酸化コバルト層は比抵抗が高いこと
から膜全体の抵抗値を下げることなく大きな抵抗変化量
が得られるため、再生出力の高い磁気ヘッドや磁気セン
サを作成することが可能となる。

【００２５】また、基板側に第１の磁性層がある請求項
２の構成の場合には抵抗変化が得やすく、基板側に酸化
コバルト層がある請求項３の構成の場合には第１の磁性
層にどのような軟磁性材料を用いても反転磁界を高くす
ることができる。

【００２６】請求項４に記載の磁気抵抗効果素子の製造
方法は、外部磁界に応じて磁化方向が回転する第１の磁
性層と、非磁性層と、磁化方向が一方向に固定される第
２の磁性層とがこの順に配置され、第１の磁性層と第２
の磁性層との磁化の向きのなす角によって磁気抵抗効果
をもつ磁気抵抗効果薄膜を備え、磁気抵抗効果薄膜の第
２の磁性層に接して強磁性の酸化コバルト層が設けられ
る磁気抵抗効果素子の製造方法において、強磁性の酸化
コバルト層を、スパッタターゲットとしてコバルトを用
い、スパッタガスとして酸素と不活性ガスの混合ガスを
用い、上記混合ガスの酸素分圧をコバルトの酸化物が保
磁力の高い強磁性となる酸素分圧にして反応性スパッタ
にて形成することを特徴としている。

【００２７】上記の方法によれば、コバルトが混合ガス
中の酸素によって酸化され、酸化コバルト層が形成され
る。このとき、スパッタガスにおける酸素分圧がコバル
トの酸化物が保磁力の高い強磁性となる酸素分圧として
いるので、ネール点の低い反強磁性体のＣｏＯではなく
保磁力の高い酸化コバルト層が形成される。

【００２８】このように、スパッタ条件をコントロール
して酸化コバルト層を形成するので、その磁気特性を容
易に制御することができる。したがって、第２の磁性層
の反転磁界が高くなるように磁気抵抗効果素子を作成す
ることができる。これにより、外部磁界に対して安定な
磁気抵抗効果素子を作成することが可能となる。

【００２９】また、従来のコバルトの自然酸化膜では膜
の最上層にしか形成できないので第２の磁性層は必然的
に膜の上部にしか配置できなかったが、本願発明では反
応性スパッタ法にて形成するので第２の磁性層を最下層
に配置することもできる。したがって、磁気抵抗効果素
子の設計の自由度を広くすることが可能となり、磁気ヘ
ッドや磁気センサに応用する際に構造上の制約が緩和さ
れる。

【００３０】請求項５に記載の磁気抵抗効果素子の製造
方法は、請求項４に記載の方法に加えて、上記強磁性の
酸化コバルト層を、該酸化コバルト層の保磁力が３００
Ｏｅ以上となるスパッタ条件を用いて形成することを特
徴としている。

【００３１】上記の方法によれば、保磁力が３００Ｏｅ
以上の酸化コバルト層が形成されるので、第２の磁性層
を酸化コバルト層に積層、あるいは酸化コバルト層を第
２の磁性層に積層した場合でも高保磁力の積層膜が形成
される。これにより、室温においても高いＧＭＲが得ら
れる磁気抵抗効果素子を製造することができる。

【００３２】

【発明の実施の形態】

〔実施の形態１〕本発明の実施の形態１について図１お
よび図１４に基づいて説明すれば、以下の通りである。
図１に示すように、本実施の形態にかかる磁気抵抗効果
素子は、基板１上に、自由磁化層２と、非磁性層３と、
固定磁化層４と、Ｃｏ酸化膜５とが順次積層された構成
である。

【００３３】Ｃｏ酸化膜（酸化コバルト層）５は、室温
において保磁力の高い強磁性を示すＣｏ酸化物からな
り、交換結合によって隣接する固定磁化層４の磁化を固
定するためのものである。ここで、Ｃｏ酸化膜５の比抵
抗は数Ωｃｍである。

【００３４】固定磁化層（第２の磁性層）４は強磁性体
の薄膜からなり、Ｃｏ酸化膜５のような高保磁力膜と交
換結合して磁化が一方向に固定される層である。固定磁
化層４としては、Ｃｏ層やＮｉＦｅ層などを用いること
ができる。ただし、ＮｉＦｅ層を用いた場合にはＮｉＦ
ｅが軟磁性材料であるので反転磁界がＣｏに比べて小さ
くなり、また抵抗変化率も一般的にはＣｏを用いた場合
に比べてＮｉＦｅでは小さくなる傾向がある。

【００３５】非磁性層３は非磁性の金属からなり、上記
固定磁化層４と自由磁化層２とを磁気的に分離するため
のものである。非磁性層３としては、Ｃｕ層などを用い
ることができる。

【００３６】自由磁化層（第１の磁性層）２は強磁性体
の薄膜からなり、その磁化方向は外部磁界がゼロのとき
には固定磁化層４の磁化方向に対して９０°の方向を向
くように作成されている。そして、外部磁界の変化に応
じて自由磁化層２の磁化方向は自由に回転するようにな
っている。自由磁化層２としては、Ｃｏ層、ＮｉＦｅ
層、ＣｏとＮｉＦｅとの複合層、あるいはＣｏとＦｅと
の複合層などを用いることができる。

【００３７】上記の構成によれば、外部磁界が与えられ
ると、自由磁化層２の磁化方向が決まる。そして、自由
磁化層２と固定磁化層４との磁化方向が１８０°逆の反
平行状態のときには膜の抵抗値が最大になり、２層の磁
化方向が同一の平行状態のときには膜の抵抗値が最小に
なる。

【００３８】このとき、固定磁化層４に接して設けられ
たＣｏ酸化膜５は室温で保磁力の高い強磁性を示すの
で、固定磁化層４の磁化を強固に固定することになる。
したがって、固定磁化層４と自由磁化層２との間に大き
な保磁力の差を形成することが可能となり、この結果、
室温においても高い抵抗変化率を得ることができる。

【００３９】以下に、上記磁気抵抗効果素子のサンプル
を示す。サンプル＃１は、コーニング社製＃０２１１ガ
ラス基板、またはＳｉ（１００）基板からなる基板１上
に、膜厚５０ÅのＣｏからなる自由磁化層２と、膜厚２
６ÅのＣｕからなる非磁性層３と、膜厚５０ÅのＣｏか
らなる固定磁化層４と、膜厚２００ÅのＣｏ酸化膜５と
を積層して作成した。

【００４０】各層のスパッタ条件は次の通りである。Ｃ
ｏ層はＲＦ（高周波）マグネトロンスパッタ法で、Ａｒ
圧が５ｍＴｏｒｒ、成膜速度が４０Å／ｍｉｎの条件を
用い、Ｃｕ層はＤＣ（直流）マグネトロンスパッタ法
で、Ａｒ圧が５ｍＴｏｒｒ、成膜速度が３２Å／ｍｉｎ
の条件を用い、Ｃｏ酸化物はＲＦマグネトロンスパッタ
法で、Ａｒ＋０．９５％Ｏ₂ガスを用いて３ｍＴｏｒ
ｒ、成膜速度が５０Å／ｍｉｎの条件を用いた。

【００４１】このときのＣｏ酸化膜５のスパッタ条件と
磁気特性の詳細は後述するが、図１４に示すように、Ｃ
ｏ酸化膜５は保磁力が４１５Ｏｅ、角形比０．７Ｍｓ４
９０ｅｍｕ／ｃｃの強磁性を示した。

【００４２】サンプル＃１の抵抗変化率および反転磁界
の測定結果を表１に示す。各測定結果は、基板１がガラ
ス基板とＳｉ基板との場合についてそれぞれ示してい
る。なお、表１の各層は、左側から順に基板１に積層さ
れているものとする。

【００４３】

【表１】

【００４４】表１から、抵抗変化率は、ガラス基板では
０．３％であり抵抗変化が非常に小さかったが、Ｓｉ基
板では３．２％と高い結果が得られた。これは、自由磁
化層２であるＣｏ層が比較的薄いため、基板１が結晶性
であるか非晶質であるかによって膜の結晶性が大きく影
響を受けているからと考えられる。

【００４５】サンプル＃２は、サンプル＃１における自
由磁化層２の膜厚を８０Åに変えて作成した。自由磁化
層２の膜厚を厚くすると、抵抗変化率はガラス基板およ
びＳｉ基板で各々０．９％、３．６５％と若干良好な結
果が得られたが、反転磁界はＳｉ基板で低下した。ここ
で、ガラス基板を用いた場合に、サンプル＃１よりもサ
ンプル＃２の方が若干抵抗変化率が高くなっているの
は、自由磁化層２であるＣｏ層の膜厚が厚くなることに
より、結晶性が良くなっているからと考えられる。

【００４６】なお、上記サンプル＃１・＃２のＣｕ層は
その膜厚を２６Åとしたが、２０〜４０Åとしても上記
同様の結果が得られた。

【００４７】サンプル＃１との比較のために、Ｃｏ酸化
膜５を設けずに、固定磁化層４のＣｏ表面を自然に酸化
させた場合の結果を比較サンプル＃１として表１に示
す。このようにＮｉＦｅなどの下地層がなく自然酸化膜
を用いた構造では、各基板で抵抗変化率が０．１５％、
０．４５％とほとんど抵抗変化が得られなかった。特
に、サンプル＃１では良好な結果が得られたＳｉ基板に
おいても抵抗変化率が低いことが確認された。

【００４８】以上のように、本実施の形態の磁気抵抗効
果素子には、固定磁化層４に接して保磁力の大きな強磁
性のＣｏ酸化膜５が設けられているので、固定磁化層４
と自由磁化層２との間に大きな保磁力の差を形成するこ
とが可能となる。この結果、室温においても高い抵抗変
化率を得ることができる。

【００４９】また、非磁性層３の両側の強磁性体間に大
きな保磁力の差を形成することができるので、Ｆｅある
いはＮｉＦｅなどの下地層を用いなくとも室温において
もＧＭＲを得ることができ、膜構成を簡単にすることが
できる。さらに、Ｃｏ酸化膜５はΩｃｍのオーダーと比
抵抗が高いことから膜全体の抵抗値を下げることなく大
きな抵抗変化量が得られるため、磁気ヘッドや磁気セン
サに適用した場合にその再生出力が高いものを作成する
ことが可能となる。

【００５０】〔実施の形態２〕本発明の実施の形態２に
ついて図２、図４、および図５に基づいて説明すれば、
以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記の実施の
形態の図面に示した部材と同一の部材には同一の符号を
付記し、その説明を省略する。

【００５１】本実施の形態にかかる磁気抵抗効果素子
は、Ｃｏ酸化膜５を基板１側に配置し、最上層に酸化防
止膜６を設けた構成である。即ち、図２に示すように、
基板１上に、Ｃｏ酸化膜５と、固定磁化層４と、非磁性
層３と、自由磁化層２と、酸化防止膜６とが順次積層さ
れた構成である。

【００５２】酸化防止膜６は非磁性の金属からなり、自
由磁化層２の表面酸化を防止するためのものである。た
だし、自由磁化層２の表面酸化が悪影響を及ぼさない場
合には酸化防止膜６を設けなくてもよい。

【００５３】上記の構成によれば、Ｃｏ酸化膜５によっ
て固定磁化層４の磁化が固定され、固定磁化層４が高保
磁力となる一方、酸化防止膜６によって酸化が防止され
た自由磁化層２は低保磁力となるので、固定磁化層４と
自由磁化層２との保磁力の差を大きくすることができ
る。

【００５４】以下に、上記磁気抵抗効果素子のサンプル
を示す。サンプル＃３は、基板１上に、膜厚２００Åの
Ｃｏ酸化膜５と、膜厚２０ÅのＣｏからなる固定磁化層
４と、膜厚２６ÅのＣｕからなる非磁性層３と、膜厚５
０ÅのＣｏからなる自由磁化層２と、膜厚２０Åの酸化
防止膜６とを積層して作成した。各層の薄膜の形成条件
はサンプル＃１の場合と同じである。

【００５５】サンプル＃３の抵抗変化率および反転磁界
の測定結果を前記表１に示す。表１から、抵抗変化率は
ガラス基板で１０．１％、Ｓｉ基板で８．２％とともに
非常に高い結果が得られた。つまり、サンプル＃１と比
較すると、Ｃｏ酸化膜５を基板１側にした構造の方が、
抵抗変化率および反転磁界ともに良好であることがわか
る。

【００５６】また、図４に、ガラス基板を用いた場合の
サンプル＃３の抵抗変化曲線を示す。ここで、抵抗変化
曲線は、磁界がゼロでの立ち上がりが急峻で、最大の抵
抗値をできるだけ高い磁界まで維持するような特性が好
ましい。これは、磁界感度が良好で、反転磁界が高く外
部磁界に対して非常に安定な特性であることを意味して
いる。例えば、もし、最大の抵抗値を示した後にすぐに
最小の抵抗値となるような抵抗変化を示す場合、最大の
抵抗値を示す磁界以上の外部磁界が印加されたときに徐
々に抵抗変化が変わり、膜の特性が変化してしまうこと
になる。図４から、サンプル＃３の構成は、磁界感度お
よび反転磁界ともに良好であることがわかる。

【００５７】比較として、Ｃｏ酸化膜５の代わりに高保
磁力の強磁性体としてＣｏ−Ｐｔからなる膜を用いた場
合の抵抗変化曲線を図５に示す（表１に記載なし）。こ
のときの磁気抵抗効果素子は、膜厚６５ÅのＣｏ−Ｐ
ｔ、膜厚５０ÅのＣｏ、膜厚２６ÅのＣｕ、膜厚５０Å
のＣｏ、および膜厚２０ÅのＣｕが順に積層された構成
である。これによれば、抵抗変化率は約６％でありサン
プル＃３に比べてかなり低くなっている。このように抵
抗変化率が小さくなるのは、Ｃｏ−Ｐｔ膜には非磁性体
のＰｔが２０ａｔ％含有されているので、界面での散乱
が減少するからと考えられる。

【００５８】また、Ｃｏ−Ｐｔ膜は下地層がない場合で
も簡単に高保磁力が得られるが、金属材料であるのでそ
の比抵抗は２０〜６０μΩｃｍと小さい。したがって、
サンドイッチ膜を形成した場合には膜全体の抵抗値を下
げることになり、実質的に抵抗変化量が少なく、磁気ヘ
ッドに用いた場合に再生出力の低下を引き起こすことに
なる。

【００５９】これに対して、Ｃｏ酸化膜５はＣｏ−Ｐｔ
膜と同じように高保磁力膜であるが、その比抵抗がＣｏ
−Ｐｔよりも６桁高いΩｃｍのオーダーであるために、
膜全体の抵抗値を下げることがない。したがって、上記
のように実際にはＣｏ酸化膜５を用いた膜の方が抵抗変
化率は大きいが、例え両者が同じ抵抗変化率であっても
Ｃｏ酸化膜５を用いた膜の方が抵抗変化量は大きくな
る。例えば、Ｃｏ酸化物の抵抗変化量は６．５Ωであ
り、Ｃｏ−Ｐｔでは５．４Ωであり、両者に２０％程度
の差がある。

【００６０】また、図４と図５を比較すると、Ｃｏ酸化
膜５を用いた構成ではＣｏ−Ｐｔ膜を用いた構成と比べ
て抵抗変化率が大きいだけでなく、磁界に対する感度も
良好であることがわかる。これは、Ｃｏ酸化膜５とＣｏ
−Ｐｔ膜は同じ高保磁力の強磁性体であるものの、その
磁区構造が異なっているために自由磁化層２に対する磁
気的な影響が変化して感度の違いが生じているものと考
えられる。

【００６１】サンプル＃４は、サンプル＃３における自
由磁化層２の膜厚を２０Åに変えて作成した。表１か
ら、自由磁化層２の膜厚を薄くすることによって、抵抗
変化率および反転磁界ともに良好な結果が得られた。

【００６２】サンプル＃５は、酸化防止膜６を設けず
に、自由磁化層２としてＣｏの代わりにＮｉＦｅを用い
て作成した。この場合には、反転磁界はほとんど変わら
ないが、抵抗変化率が大幅に減少した。サンプル＃５の
構成では、非磁性層３であるＣｕとの界面（上側）にＣ
ｏ層がないために抵抗変化率が小さくなっている。な
お、サンプル＃５の構成に酸化防止膜６としてＣｕ層を
設けた場合には、Ｃｕ層に電流が分流してさらに抵抗変
化率が小さくなると考えられる。

【００６３】以上のように、本実施の形態の磁気抵抗効
果素子は、実施の形態１と同様に、固定磁化層４に接し
て強磁性のＣｏ酸化膜５が設けられているので、実施の
形態１と同様に、高い抵抗変化率を得ることが可能とな
る。さらに、基板１上にＣｏ酸化膜５を設ける構成は、
通常の自然酸化を利用したものでは形成が不可能であ
る。

【００６４】なお、自由磁化層２をＣｏで形成した場合
には、Ｃｏの表面が酸化されて固定磁化層４との保磁力
の差が小さくなって大きなＧＭＲは得られないので、酸
化防止膜６を形成した方がよい。一方、自由磁化層２を
ＮｉＦｅで形成した場合には、表面が多少酸化されても
ソフト性は維持されるため、酸化防止膜６を形成する必
要はない。

【００６５】〔実施の形態３〕本発明の実施の形態３に
ついて図３に基づいて説明すれば、以下の通りである。
なお、説明の便宜上、前記の実施の形態の図面に示した
部材と同一の部材には同一の符号を付記し、その説明を
省略する。

【００６６】本実施の形態にかかる磁気抵抗効果素子
は、図３に示すように、基板１上に、Ｃｏ酸化膜５、固
定磁化層４、非磁性層３、自由磁化層２、非磁性層１
３、固定磁化層１４、およびＣｏ酸化膜１５をこの順に
積層した構成である。

【００６７】非磁性層１３は非磁性層３と、固定磁化層
１４は固定磁化層４と、Ｃｏ酸化膜１５はＣｏ酸化膜５
とそれぞれ同じ材料からなるとともに同じ働きをする。
つまり、上記の構成は自由磁化層２に対して非磁性層３
・１３、固定磁化層４・１４、およびＣｏ酸化膜５・１
５を両側に配置した対称構造となっている。

【００６８】上記の構成によれば、自由磁化層２の磁化
は２つの固定磁化層４・１４の磁化方向に対して角度変
化が生じ、伝導電子の散乱する界面が増加するために抵
抗変化がさらに大きくなる。これにより、より高い抵抗
変化率を得ることが可能となる。

【００６９】以下に、上記磁気抵抗効果素子のサンプル
を示す。サンプル＃６は、基板１上に、サンプル＃３と
同じＣｏ酸化膜５と固定磁化層４と非磁性層３と自由磁
化層２とを積層し、さらに膜厚２６ÅのＣｕからなる非
磁性層１３と、膜厚５０ÅのＣｏからなる固定磁化層１
４と、膜厚２００ÅのＣｏ酸化膜１５とを積層して作成
した。各層の薄膜の形成条件はサンプル＃１の場合と同
じである。

【００７０】サンプル＃６の抵抗変化率および反転磁界
の測定結果を前記表１に示す。表１から、サンプル＃３
と比較して、サンプル＃６の抵抗変化率はガラス基板で
は１０％前後とほとんど変わらないが、Ｓｉ基板では最
大の９．５％が得られた。

【００７１】〔実施の形態４〕本発明の実施の形態４に
ついて図６、図７、図９および図１０に基づいて説明す
れば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記の
実施の形態の図面に示した部材と同一の部材には同一の
符号を付記し、その説明を省略する。

【００７２】本実施の形態にかかる磁気抵抗効果素子
は、実施の形態２の構成において、自由磁化層２を２層
構造とした構成である。つまり、基板１上に、Ｃｏ酸化
膜５、固定磁化層４、非磁性層３、２層構造の自由磁化
層２、および酸化防止膜６がこの順に積層されている。
これによれば、自由磁化層２が軟磁性化されて保磁力が
低下するので、磁界感度を高くすることができる。

【００７３】以下に、上記磁気抵抗効果素子のサンプル
を示す。サンプル＃７は、サンプル＃３の膜厚５０Åの
Ｃｏ（自由磁化層２）を、膜厚１５ÅのＣｏと膜厚７０
ÅのＦｅとに変えて作成した。Ｆｅ以外の各層の薄膜の
形成条件はサンプル＃１の場合と同じである。

【００７４】サンプル＃７の抵抗変化率および反転磁界
の測定結果を前記表１に示す。また、図６にガラス基板
を用いた場合のサンプル＃７の抵抗変化曲線を示す。こ
れによれば、磁界感度および反転磁界ともに良好である
ことがわかる。

【００７５】サンプル＃７との比較のために、Ｆｅ下地
層を使用した場合の結果を比較サンプル＃２として表１
に示す。Ｆｅ下地層を使用することで抵抗変化率は１０
％以上の高い値が得られる。しかしながら、図７に示す
ように、抵抗変化曲線は、約５０Ｏｅで最大の抵抗値を
示した後、徐々に減少し、３００Ｏｅ付近で再び最小の
抵抗値となる。このような抵抗変化を示す場合、最大の
抵抗値を示す磁界以上の外部磁界が印加された場合、徐
々に抵抗変化が変わってしまう。

【００７６】サンプル＃８は、サンプル＃３の膜厚５０
ÅのＣｏ（自由磁化層２）を、膜厚１５ÅのＣｏと膜厚
１００ÅのＮｉＦｅとに変えて作成した。ＮｉＦｅ以外
の各層の薄膜の形成条件はサンプル＃１の場合と同じで
ある。

【００７７】サンプル＃８の抵抗変化率および反転磁界
の測定結果を前記表１に示す。また、図９にガラス基板
を用いた場合のサンプル＃８の抵抗変化曲線を示す。こ
れによれば、サンプル＃７と比較して抵抗変化率および
反転磁界ともに若干低下しているが、良好な結果が得ら
れた。また、図９に示すように、最大の抵抗値を高い磁
界まで維持した状態の抵抗変化曲線であり、外部磁界に
対して非常に安定な特性であった。また、ＮｉＦｅを用
いていることによる磁界感度の増加が確認された。

【００７８】サンプル＃９は、サンプル＃８におけるＮ
ｉＦｅの膜厚を７０Åに変えて作成した。ＮｉＦｅの膜
厚を薄くすると、抵抗変化率および反転磁界ともにサン
プル＃８よりも良好な結果が得られた。

【００７９】サンプル＃８との比較のために、ＮｉＦｅ
下地層を使用した場合の結果を比較サンプル＃３として
表１に示すとともに、抵抗変化曲線を図１０に示す。こ
の構成では磁界感度は高いものの、固定磁化層４の反転
磁界は１５０Ｏｅであり、上記比較サンプル＃２のＦｅ
を用いた場合の反転磁界３００Ｏｅと比べてもさらに低
下した。これに対してサンプル＃８はＮｉＦｅを用いた
場合にも反転磁界を高くすることができることがわか
る。

【００８０】〔実施の形態５〕本発明の実施の形態５に
ついて図８に基づいて説明すれば、以下の通りである。
なお、説明の便宜上、前記の実施の形態の図面に示した
部材と同一の部材には同一の符号を付記し、その説明を
省略する。

【００８１】本実施の形態にかかる磁気抵抗効果素子
は、実施の形態１の構成において、自由磁化層２を２層
構造とした構成である。つまり、基板１上に、２層構造
の自由磁化層２、非磁性層３、固定磁化層４、およびＣ
ｏ酸化膜５がこの順に積層されている。これによれば、
自由磁化層２が軟磁性化されて保磁力が低下するので、
磁界感度を高くすることができる。

【００８２】以下に、上記磁気抵抗効果素子のサンプル
を示す。サンプル＃１０は、基板１上に、膜厚１００Å
のＮｉＦｅと膜厚１５ÅのＣｏとからなる自由磁化層２
と、膜厚２６ÅのＣｕからなる非磁性層３と、膜厚２０
ÅのＣｏからなる固定磁化層４と、膜厚２００ÅのＣｏ
酸化膜５とを積層して作成した。ＮｉＦｅ以外の各層の
薄膜の形成条件はサンプル＃１の場合と同じである。

【００８３】サンプル＃１０の抵抗変化率および反転磁
界の測定結果を前記表１に示す。また、図８にガラス基
板を用いた場合のサンプル＃１０の抵抗変化曲線を示
す。これによれば、自由磁化層２が基板１側にある場合
においても反転磁界は３５０〜３８０Ｏｅであり、前記
サンプル＃３〜＃９と比較すれば低いものの、良好な反
転磁界が得られた。また、図８に示すように、ＮｉＦｅ
を用いていることによる磁界感度の増加が確認された。

【００８４】また、サンプル＃１０のＣｏ酸化膜５を自
然酸化膜に変えた構成である前記比較サンプル＃３と比
較すると、抵抗変化率および反転磁界ともに良好な結果
が得られていることがわかる。

【００８５】以上の実施の形態４および実施の形態５に
示すように、上記磁気抵抗効果素子は、自由磁化層２
を、Ｃｏと、ＦｅあるいはＮｉＦｅとからなる２層構造
として磁界感度の向上を図った場合にも、高い磁界反転
を有する固定磁化層４が得られ、外部磁界に対して安定
な構成とすることが可能となる。

【００８６】次に、上記実施の形態１ないし５における
Ｃｏ酸化膜５のスパッタ条件について図１１ないし図１
３に基づいて説明する。

【００８７】混合ガスの総ガス圧が３ｍＴｏｒｒと５ｍ
Ｔｏｒｒの場合の、酸素分圧に対するＣｏ酸化膜の保磁
力の変化を測定した。なお、この測定では、Ｃｏ酸化膜
の膜厚を約１５００Åとし、成膜速度を約５０Å／ｍｉ
ｎとした。

【００８８】図１１からわかるように、総ガス圧が３ｍ
Ｔｏｒｒの場合には、酸素分圧が２．５〜３×１０^-5Ｔ
ｏｒｒの範囲において４００Ｏｅ以上の高い保磁力が得
られた。また、総ガス圧が５ｍＴｏｒｒの場合には、酸
素分圧が２×１０^-5Ｔｏｒｒのときに高い保磁力が得ら
れた。これにより、総ガス圧の低い方が、比較的広い範
囲の酸素分圧で高い保磁力が得られることがわかる。

【００８９】次に、３ｍＴｏｒｒの総ガス圧で、酸素分
圧が２．７×１０^-5Ｔｏｒｒの場合の膜厚依存性を測定
した。図１２からわかるように、Ｃｏ酸化膜は膜厚依存
性が大きく、薄い膜ほど保磁力の低下が見られる。この
場合では、膜厚が１００Åで保磁力がゼロとなった。

【００９０】そこで、さらにＣｏ酸化膜の膜厚が１００
Åと２００Åの場合の、各膜厚に対する酸素分圧の依存
性を調べた。図１３に酸素分圧に対するＣｏ酸化膜の保
磁力の変化として示す。図１３から、膜厚によって最適
な酸素分圧が異なり、高い保磁力を得るためには膜厚が
薄くなるにしたがって酸素分圧を低くする必要があるこ
とがわかる。これにより、１００Å程度の膜厚において
も、酸素分圧を最適化することで高保磁力が得られるこ
とがわかる。

【００９１】次に、基板上にＣｏ酸化膜が１層の場合を
サンプル＃１１、Ｃｏ層／Ｃｏ酸化膜の２層の場合をサ
ンプル＃１２、およびＣｏ酸化膜／Ｃｏ層の２層の場合
をサンプル＃１３として各々磁気特性を測定した。この
とき、Ｃｏ酸化膜は上記スパッタ条件のうち高い保磁力
が得られる総ガス圧３ｍＴｏｒｒ、Ｏ₂分圧２．８５×
１０^-5Ｔｏｒｒの条件を用いて膜厚２００Åとし、Ｃｏ
層は５０Åとした。これらの測定結果を表２に示す。

【００９２】

【表２】

【００９３】表２から、ばらつきはあるが、Ｃｏ層がＣ
ｏ酸化膜の上下どちらにあっても、２層膜において高い
保磁力を維持することができていることがわかる。

【００９４】以上のように、実施の形態１ないし５にお
けるＣｏ酸化膜５（１５）は、総ガス圧、酸素分圧、あ
るいは投入電力を適切に選んで、反応性スパッタ法にて
形成されるので、ネール点の低い反強磁性体のＣｏＯで
はなく保磁力の高い酸化コバルト層が形成される。

【００９５】このように、スパッタ条件をコントロール
してＣｏ酸化膜５を形成するので、その磁気特性を容易
に制御することができ、固定磁化層４の反転磁界が高く
なるように磁気抵抗効果素子を作成することができる。

【００９６】また、従来のコバルトの自然酸化膜では膜
の最上層にしか形成できないので固定磁化層４は必然的
に膜の上部にしか配置できなかったが、反応性スパッタ
法にて形成するので上記実施の形態２ないし４に示した
ように固定磁化層４を最下層に配置することもできる。
この場合にも、高い抵抗変化を得ることができる。した
がって、磁気抵抗効果素子の設計の自由度を広くするこ
とが可能となり、磁気ヘッドや磁気センサに応用する際
に構造上の制約が緩和される。

【００９７】また、保磁力が３００Ｏｅ以上のＣｏ酸化
膜５が形成されるので、固定磁化層４を積層、あるいは
固定磁化層４に積層した場合でも高保磁力の積層膜が形
成される。これにより、室温においても高いＧＭＲが得
られる磁気抵抗効果素子を製造することが可能となる。

【００９８】なお、最適なスパッタ条件は装置間の差が
あるため、必ずしも上記の条件が全てではないが、全体
的な傾向は同じであると考えられ、本発明で使用した条
件は一例として述べたものである。

【００９９】なお、上記実施の形態１ないし５における
基板１はガラス基板およびＳｉ基板としているが、これ
に限られることはなく、アルミナ基板やセラミック基板
などを用いることができることは言うまでもない。

【０１００】

【発明の効果】以上のように、本発明の請求項１記載の
磁気抵抗効果素子は、磁気抵抗効果薄膜の第２の磁性層
に接して強磁性の酸化コバルト層が設けられる構成であ
る。

【０１０１】請求項２に記載の磁気抵抗効果素子は、請
求項１に記載の構成に加えて、上記第１の磁性層、非磁
性層、第２の磁性層、および酸化コバルト層が基板上に
この順に積層される構成である。

【０１０２】請求項３に記載の磁気抵抗効果素子は、請
求項１に記載の構成に加えて、上記酸化コバルト層、第
２の磁性層、非磁性層、および第１の磁性層が基板上に
この順で積層される構成である。

【０１０３】これにより、２つの磁性層間に大きな保磁
力の差を形成することができるので、室温においても高
い抵抗変化率を得ることが可能となる。また、下地層を
設けなくとも室温においてＧＭＲが現れるので膜構成を
簡単にすることができる。さらに、酸化コバルト層は比
抵抗が高いことから膜全体の抵抗値を下げることなく抵
抗変化が得られるため、再生出力の高い磁気ヘッドや磁
気センサを作成することが可能となるという効果を奏す
る。

【０１０４】また、基板側に第１の磁性層がある請求項
２の構成の場合には抵抗変化が得やすく、基板側に酸化
コバルト層がある請求項３の構成の場合には第１の磁性
層にどのような軟磁性材料を用いても反転磁界を高くす
ることができるという効果を奏する。

【０１０５】請求項４に記載の磁気抵抗効果素子の製造
方法は、強磁性の酸化コバルト層を、スパッタターゲッ
トとしてコバルトを用い、スパッタガスとして酸素と不
活性ガスの混合ガスを用い、上記混合ガスの酸素分圧を
コバルトの酸化物が保磁力の高い強磁性となる酸素分圧
にして反応性スパッタにて形成する方法である。

【０１０６】これにより、スパッタ条件をコントロール
して酸化コバルト層を形成するので、その磁気特性を容
易に制御することができ、第２の磁性層の反転磁界が高
くなるように磁気抵抗効果素子を作成することができ
る。また、反応性スパッタ法にて形成されるので第２の
磁性層を最下層に配置することもでき、磁気抵抗効果素
子の設計の自由度を広くすることが可能となり、磁気ヘ
ッドや磁気センサに応用する際に構造上の制約が緩和さ
れるという効果を奏する。

【０１０７】請求項５に記載の磁気抵抗効果素子の製造
方法は、請求項４に記載の方法に加えて、上記強磁性の
酸化コバルト層を、該酸化コバルト層の保磁力が３００
Ｏｅ以上となるスパッタ条件を用いて形成する方法であ
る。

【０１０８】これにより、保磁力が３００Ｏｅ以上の酸
化コバルト層が形成されるので、室温においても高いＧ
ＭＲが得られる磁気抵抗効果素子を製造することが可能
となるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１にかかる磁気抵抗効果素
子の膜構造を示す構成図である。

【図２】本発明の実施の形態２にかかる磁気抵抗効果素
子の膜構造を示す構成図である。

【図３】本発明の実施の形態３にかかる磁気抵抗効果素
子の膜構造を示す構成図である。

【図４】サンプル＃３の磁気抵抗効果素子の抵抗変化曲
線を示すグラフである。

【図５】Ｃｏ−Ｐｔ膜を備えた磁気抵抗効果素子の抵抗
変化曲線を示すグラフである。

【図６】サンプル＃７の磁気抵抗効果素子の抵抗変化曲
線を示すグラフである。

【図７】比較サンプル＃２の磁気抵抗効果素子の抵抗変
化曲線を示すグラフである。

【図８】サンプル＃１０の磁気抵抗効果素子の抵抗変化
曲線を示すグラフである。

【図９】サンプル＃８の磁気抵抗効果素子の抵抗変化曲
線を示すグラフである。

【図１０】比較サンプル＃３の磁気抵抗効果素子の抵抗
変化曲線を示すグラフである。

【図１１】反応性スパッタ法によって作成されるＣｏ酸
化膜の酸素濃度依存性を示すグラフである。

【図１２】Ｃｏ酸化膜の膜厚依存性を示すグラフであ
る。

【図１３】薄膜のＣｏ酸化膜の酸素濃度依存性を示すグ
ラフである。

【図１４】Ｃｏ酸化膜の磁気特性を示すグラフである。

【符号の説明】

１基板２自由磁化層（第１の磁性層）３・１３非磁性層４・１４固定磁化層（第２の磁性層）５・１５Ｃｏ酸化膜（酸化コバルト層）６酸化防止膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者出口治彦大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者釆山和弘大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者吉良徹大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外部磁界に応じて磁化方向が回転する第１
の磁性層と、非磁性層と、磁化方向が一方向に固定され
る第２の磁性層とがこの順に配置され、第１の磁性層と
第２の磁性層との磁化の向きのなす角によって磁気抵抗
効果をもつ磁気抵抗効果薄膜を備えた磁気抵抗効果素子
において、上記磁気抵抗効果薄膜の第２の磁性層に接して強磁性の
酸化コバルト層が設けられることを特徴とする磁気抵抗
効果素子。
【請求項２】上記第１の磁性層、非磁性層、第２の磁性
層、および酸化コバルト層は、基板上にこの順に積層さ
れることを特徴とする請求項１に記載の磁気抵抗効果素
子。
【請求項３】上記酸化コバルト層、第２の磁性層、非磁
性層、および第１の磁性層は、基板上にこの順で積層さ
れることを特徴とする請求項１に記載の磁気抵抗効果素
子。
【請求項４】外部磁界に応じて磁化方向が回転する第１
の磁性層と、非磁性層と、磁化方向が一方向に固定され
る第２の磁性層とがこの順に配置され、第１の磁性層と
第２の磁性層との磁化の向きのなす角によって磁気抵抗
効果をもつ磁気抵抗効果薄膜を備え、磁気抵抗効果薄膜
の第２の磁性層に接して強磁性の酸化コバルト層が設け
られる磁気抵抗効果素子の製造方法において、強磁性の酸化コバルト層を、スパッタターゲットとして
コバルトを用い、スパッタガスとして酸素と不活性ガス
の混合ガスを用い、上記混合ガスの酸素分圧をコバルト
の酸化物が保磁力の高い強磁性となる酸素分圧にして反
応性スパッタにて形成することを特徴とする磁気抵抗効
果素子の製造方法。
【請求項５】上記強磁性の酸化コバルト層を、該酸化コ
バルト層の保磁力が３００Ｏｅ以上となるスパッタ条件
を用いて形成することを特徴とする請求項４に記載の磁
気抵抗効果素子の製造方法。