JPWO2008143118A1 - トンネル型磁気検出素子 - Google Patents

Abstract

【課題】 特に、フリー磁性層の構成を改良して、抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を増大させることができ、且つフリー磁性層の保磁力Ｈｃを低減することが可能なトンネル型磁気検出素子を提供することを目的としている。【解決手段】 絶縁障壁層５は、Ｍｇ−Ｏで形成され、前記フリー磁性層６は、下からエンハンス層１２、第１軟磁性層１３、挿入磁性層１４及び第２軟磁性層１５の順に積層されている。前記挿入磁性層１４は、例えばＣｏ−Ｆｅ−Ｂで形成される。このように軟磁性層１３，１５間にＣｏ—Ｆｅ—Ｂから成る挿入磁性層１４を挿入した構成とすることで、従来に比べて効果的に抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を増大させることができるとともに、フリー磁性層６の保磁力Ｈｃを低減できる。【選択図】 図２

Description

本発明は、特に、抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を増大させることができ、且つフリー磁性層の保磁力Ｈｃを低減することが可能なトンネル型磁気検出素子に関する。

トンネル型磁気検出素子（ＴＭＲ素子）は、トンネル効果を利用して抵抗変化するものであり、固定磁性層の磁化と、フリー磁性層の磁化とが反平行のとき、前記固定磁性層とフリー磁性層との間に設けられた絶縁障壁層を介してトンネル電流が流れにくくなって、抵抗値は最大になり、一方、前記固定磁性層の磁化とフリー磁性層の磁化が平行のとき、最も前記トンネル電流は流れ易くなり抵抗値は最小になる。

この原理を利用して、外部磁界の影響を受けてフリー磁性層の磁化が変動することにより変化する電気抵抗を電圧変化としてとらえ、記録媒体からの漏れ磁界が検出されるようになっている。
特開２００６―３４４７２８号公報 特開２００７―５９８７９号公報

前記トンネル型磁気検出素子の絶縁障壁層にＭｇ−Ｏ（酸化マグネシウム）を使用した場合、前記絶縁障壁層をＡｌ−ＯやＴｉ−Ｏで形成する場合に比べて抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を大きく出来ることがわかっている。

しかしながら高記録密度化に対応するためには、更なる抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）の増大が必要とされた。

また抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）の増大に加えて、フリー磁性層では、保磁力Ｈｃに代表される軟磁気特性を良好に維持して磁気感度を向上させ、再生特性の安定化を図ることが求められる。

上記した特許文献は、抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を増大させるとともに、フリー磁性層の保磁力Ｈｃを低減させることを目的とするものでなく、当然、このような従来課題を解決するためのフリー磁性層の構成は開示されていない。

そこで本発明は、上記従来の課題を解決するためのものであり、特に、フリー磁性層の構成を改良して、抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を増大させることができ、且つフリー磁性層の保磁力Ｈｃを低減することが可能なトンネル型磁気検出素子を提供することを目的としている。

本発明のトンネル型磁気検出素子は、下から磁化方向が固定される固定磁性層、絶縁障壁層、及び、磁化方向が外部磁界に対して変動するフリー磁性層の順に、あるいは、下から前記フリー磁性層、前記絶縁障壁層、及び、前記固定磁性層の順に積層された積層部分を備える積層体を有し、
前記絶縁障壁層は、Ｍｇ−Ｏで形成され、
前記フリー磁性層は、軟磁性層と、前記軟磁性層と前記絶縁障壁層との間に位置して、前記軟磁性層よりもスピン分極率が高いエンハンス層とを有して構成され、
前記軟磁性層内には、前記積層体を構成する各層の界面と平行な面方向に向けて、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｂ、Ｃｏ−Ｂ、Ｆｅ−Ｂ、あるいはＣｏ−Ｆｅのいずれかで形成された挿入磁性層が挿入され、前記軟磁性層が前記挿入磁性層を介して、膜厚方向に複数層に分断されていることを特徴とするものである。

これにより、絶縁障壁層をＭｇ−Ｏで形成したトンネル型磁気検出素子において、従来に比べて効果的に抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を増大させることができるとともに、フリー磁性層の保磁力Ｈｃを低減できる。

本発明では、前記挿入磁性層は、組成式が{Ｃｏ_ＸＦｅ_{１００−Ｘ}}_{１００−Ｙ}Ｂ_Ｙ（ただし原子比率Ｘは０以上で１００以下の範囲内であり、組成比Ｙは０ａｔ％以上で３０ａｔ％以下の範囲内である）から成る磁性材料で形成されることが、高い抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を得ることができ好適である。

また、前記挿入磁性層は、Ｆｅ−Ｂ、あるいは、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｂで形成されることが好ましい。このとき、原子比率Ｘは０以上で５０以下の範囲内であり、組成比Ｙは１０ａｔ％以上で３０ａｔ％以下の範囲内であることが、より効果的に抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を増大させることができ好適である。

また、前記挿入磁性層の平均膜厚は、２Å以上で１０Å以下の範囲内であることが効果的に抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を増大させることができ好適である。

また本発明では、前記軟磁性層はＮｉ−Ｆｅで形成され、前記エンハンス層はＣｏ−Ｆｅで形成されることが、フリー磁性層の軟磁気特性を良好に保つとともに効果的に抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を増大させることができ好適である。

また本発明では、下から前記固定磁性層、前記絶縁障壁層、及び、前記フリー磁性層の順に積層されていることが、効果的に高い抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を得る上で好適である。

本発明では、絶縁障壁層をＭｇ−Ｏで形成したトンネル型磁気検出素子において、従来に比べて効果的に抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を増大させることができるとともに、フリー磁性層の保磁力Ｈｃを低減できる。

図１は、本実施形態のトンネル型磁気検出素子を記録媒体との対向面と平行な面から切断した断面図、図２は、図１に示すトンネル型磁気抵抗効果素子の主にフリー磁性層の部分を拡大した部分拡大断面図、である。なお図１ではフリー磁性層が単層構造のように図示されているが、実際には図２に示す積層構造で形成されている。

トンネル型磁気検出素子は、例えば、ハードディスク装置に設けられた浮上式スライダのトレーリング側端部などに設けられて、磁気記録媒体からの漏れ磁界（記録磁界）を検出するものである。なお、図中においてＸ方向は、トラック幅方向、Ｙ方向は、磁気記録媒体からの漏れ磁界の方向（ハイト方向）、Ｚ方向は、磁気記録媒体の移動方向及び前記トンネル型磁気検出素子の各層の積層方向、である。

図１の最も下に形成されているのは、例えばＮｉ−Ｆｅで形成された下部シールド層２１である。前記下部シールド層２１上に積層体１０が形成されている。なお前記トンネル型磁気検出素子は、前記積層体１０と、前記積層体１０のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の両側に形成された絶縁層２２、ハードバイアス層２３、保護層２４とを有して構成される。

前記積層体１０の最下層は、Ｔａ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｍｏ，Ｗのうち１種または２種以上の非磁性元素で形成された下地層１である。この下地層１の上に、シード層２が設けられる。前記シード層２は、Ｎｉ−Ｆｅ−ＣｒまたはＣｒ、あるいはＲｕによって形成される。なお、前記下地層１は形成されなくともよい。

前記シード層２の上に形成された反強磁性層３は、元素α（ただしαは、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｏｓのうち１種または２種以上の元素である）とＭｎとを含有する反強磁性材料で形成されることが好ましい。

また前記反強磁性層３は、元素αと元素α′（ただし元素α′は、Ｎｅ，Ａｒ，Ｋｒ，Ｘｅ，Ｂｅ，Ｂ，Ｃ，Ｎ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｐ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｇａ，Ｇｅ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ａｇ，Ｃｄ，Ｓｎ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗ，Ｒｅ，Ａｕ，Ｐｂ、及び希土類元素のうち１種または２種以上の元素である）とＭｎとを含有する反強磁性材料で形成されてもよい。

前記反強磁性層３は例えばＩｒ−Ｍｎで形成される。
前記反強磁性層３上には固定磁性層４が形成されている。前記固定磁性層４は、下から第１固定磁性層４ａ、非磁性中間層４ｂ、第２固定磁性層４ｃの順で積層された積層フェリ構造である。前記反強磁性層３との界面での交換結合磁界（Ｈｅｘ）及び非磁性中間層４ｂを介した反強磁性的交換結合磁界（ＲＫＫＹ的相互作用）により前記第１固定磁性層４ａと第２固定磁性層４ｃの磁化方向は互いに反平行状態にされる。前記固定磁性層４を積層フェリ構造で形成することにより前記固定磁性層４の磁化を安定した状態にできる。また前記固定磁性層４と反強磁性層３との界面で発生する交換結合磁界を見かけ上大きくすることができる。なお前記第１固定磁性層４ａ及び第２固定磁性層４ｃは、夫々、例えば１０〜４０Å程度で形成され、非磁性中間層４ｂは８Å〜１０Å程度で形成される。

前記第１固定磁性層４ａは、Ｃｏ−Ｆｅ、Ｎｉ−Ｆｅ，Ｃｏ−Ｆｅ−Ｎｉなどの強磁性材料で形成される。なお前記第２固定磁性層４ｃは、第１固定磁性層４ａと同様の材質で形成することも可能であるが、より好ましい材質については後述する。また非磁性中間層４ｂは、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｃｒ、Ｒｅ、Ｃｕなどの非磁性導電材料で形成される。

前記固定磁性層４上には、Ｍｇ−Ｏ（酸化マグネシウム）から成る絶縁障壁層５が形成される。Ｍｇ−Ｏは、Ｍｇ組成比が４０〜６０ａｔ％の範囲内であることが好ましく、最も好ましくはＭｇ_{５０ａｔ％}Ｏ_{５０ａｔ％}である。

また、前記絶縁障壁層５上には、フリー磁性層６が形成されている。前記フリー磁性層６の構成は後述する。

前記フリー磁性層６のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の幅寸法でトラック幅Ｔｗが決められる。
前記フリー磁性層６上にはＴａ等で形成された保護層７が形成されている。

前記積層体１０のトラック幅方向（図示Ｘ方向）における両側端面１１，１１は、下側から上側に向けて徐々に前記トラック幅方向の幅寸法が小さくなるように傾斜面で形成されている。

図１に示すように、前記積層体１０の両側に広がる下部シールド層２１上から前記積層体１０の両側端面１１上にかけて絶縁層２２が形成され、前記絶縁層２２上にハードバイアス層２３が形成され、さらに前記ハードバイアス層２３上に保護層２４が形成されている。前記保護層２４はＴａ等の非磁性材料で形成される。

前記絶縁層２２と前記ハードバイアス層２３間にバイアス下地層（図示しない）が形成されていてもよい。前記バイアス下地層は、Ｃｒ、Ｗ、Ｔｉ等で形成される。

前記絶縁層２２はＡｌ_２Ｏ_３やＳｉＯ_２等の絶縁材料で形成されている。前記絶縁層２２は、前記積層体１０内を各層の界面と垂直方向に流れる電流が、前記積層体１０のトラック幅方向の両側に分流するのを抑制すべく前記ハードバイアス層２３の上下を絶縁するものである。前記ハードバイアス層２３は例えばＣｏ−ＰｔやＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔで形成される。

前記積層体１０上及び保護層２４上にはＮｉ−Ｆｅ等で形成された上部シールド層２６が形成されている。

図１に示す実施形態では、前記下部シールド層２１及び上部シールド層２６が前記積層体１０に対する電極層として機能し、前記積層体１０の各層の膜面に対し垂直方向（図示Ｚ方向と平行な方向）に電流が流される。

前記フリー磁性層６は、前記ハードバイアス層２３からのバイアス磁界を受けてトラック幅方向（図示Ｘ方向）と平行な方向に磁化されている。一方、固定磁性層４を構成する第１固定磁性層４ａ及び第２固定磁性層４ｃはハイト方向（図示Ｙ方向）と平行な方向に磁化されている。前記固定磁性層４は積層フェリ構造であるため、第１固定磁性層４ａと第２固定磁性層４ｃはそれぞれ反平行に磁化されている。前記固定磁性層４の磁化は固定されている（外部磁界によって磁化変動しない）が、前記フリー磁性層６の磁化は外部磁界により変動する。

前記フリー磁性層６が、外部磁界により磁化変動すると、第２固定磁性層４ｃとフリー磁性層との磁化が反平行のとき、前記第２固定磁性層４ｃとフリー磁性層６との間に設けられた絶縁障壁層５を介してトンネル電流が流れにくくなって、抵抗値は最大になる。一方、前記第２固定磁性層４ｃとフリー磁性層６との磁化が平行のとき、最も前記トンネル電流は流れ易くなり抵抗値は最小になる。

この原理を利用して、外部磁界の影響を受けてフリー磁性層６の磁化が変動することにより変化する電気抵抗を電圧変化としてとらえ、磁気記録媒体からの漏れ磁界が検出されるようになっている。

本実施形態におけるトンネル型磁気検出素子の特徴的部分について以下に説明する。
図２に示すように、前記フリー磁性層６は、下からエンハンス層１２、第１軟磁性層１３、挿入磁性層１４及び第２軟磁性層１５の順に積層されている。

前記エンハンス層１２は、前記第１軟磁性層１３及び前記第２軟磁性層１５よりもスピン分極率が大きい磁性材料で形成され、前記エンハンス層１２は、Ｃｏ−Ｆｅで形成されることが好適である。前記エンハンス層１２が形成されないと、抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）が大きく低下することがわかっている。よって前記エンハンス層１２は必須の層である。前記エンハンス層１２を構成するＣｏ−ＦｅのＦｅ濃度を大きくことで高い抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を得ることが出来る。Ｃｏ−ＦｅのＦｅ濃度は２５ａｔ％〜１００ａｔ％の範囲内であることが好適である。

前記第１軟磁性層１３及び前記第２軟磁性層１５は、前記エンハンス層１２よりも低保磁力、低異方性磁界である等、軟磁気特性に優れた材質である。前記第１軟磁性層１３及び前記第２軟磁性層１５は、異なる軟磁性材料で形成されてもよいが、共にＮｉ−Ｆｅで形成されることが好適である。Ｎｉ−ＦｅのＦｅ濃度は１０ａｔ％〜２０ａｔ％の範囲内であることが好適である。

前記挿入磁性層１４は、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｂ、Ｃｏ−Ｆｅ、Ｆｅ−Ｂ、あるいは、Ｃｏ−Ｆｅのいずれかにより形成されている。

前記挿入磁性層１４は、前記積層体１０を構成する各層の界面と平行な面方向（Ｘ―Ｙ面方向）に向けて、前記第１軟磁性層１３と前記第２軟磁性層１５との間に挿入されている。

従来では、例えばフリー磁性層６はエンハンス層１２及び軟磁性層を積層した構成であったが、本実施形態では前記軟磁性層中に、例えばＣｏ−Ｆｅ−Ｂから成る挿入磁性層１４を挿入したことで、前記軟磁性層を、前記挿入磁性層１４を介して第１軟磁性層１３と第２軟磁性層１５に膜厚方向に分断し、各軟磁性層１３，１５を薄い膜厚としている。

ここで、前記第１軟磁性層１３と前記第２軟磁性層１５間は前記挿入磁性層１４により完全に（連続的に）分断されている形態のほか、断続的に分断されている形態も含む。例えば前記挿入磁性層１４の膜厚が薄く形成されて前記挿入磁性層１４にピンホールが形成される場合には、前記ピンホールの部分では前記第１軟磁性層１３と第２軟磁性層１５とが接触するが、このような形態も含む。ただし、前記第１軟磁性層１３と前記第２軟磁性層１５間が前記挿入磁性層１４により完全に（連続的に）分断されている形態であることが抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を増大させる上で好適である。

本実施形態のように絶縁障壁層５がＭｇ−Ｏで形成されたトンネル型磁気抵抗効果素子においては、第２固定磁性層４ｃ／絶縁障壁層５／エンハンス層１２が、界面（Ｘ−Ｙ平面）と平行な面方向に、代表的に｛１００｝面として表される等価な結晶面が優先配向した体心立方構造（ｂｃｃ構造）で形成されることが、抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を向上させる上で重要である。

ところでエンハンス層１２上に形成されるＮｉ−Ｆｅの軟磁性層は、界面（Ｘ―Ｙ平面）と平行な面方向に、代表的に｛１１１｝面として表される等価な結晶面が優先配向した面心立方構造（ｆｃｃ構造）で形成される。このため、従来のように、エンハンス層１２上に厚い単層構造の軟磁性層（Ｎｉ−Ｆｅ）を設けた構成では、前記エンハンス層１２の結晶構造は、その上面に位置する軟磁性層（Ｎｉ−Ｆｅ）の結晶構造の影響を受けて結晶歪みが生じやすい。

これに対して、本実施形態では、前記軟磁性層１３，１５間に、例えばＣｏ−Ｆｅ−Ｂで形成された挿入磁性層１４を介在させている。よって前記エンハンス層１２に接する第１軟磁性層１３の膜厚は、前記挿入磁性層１４を形成せずに、前記第１軟磁性層１３と第２軟磁性層１５とを一体化した場合よりも薄く出来る。よって前記エンハンス層１２に接する第１軟磁性層１３自体の結晶配向を弱めることが出来る。しかも、挿入磁性層１４は非熱処理（ａｓ ｄｅｐｏ）では、アモルファス状態である。よって、第２軟磁性層１５と第１軟磁性層１３間の結晶配向は前記挿入磁性層１４の部分で分断される。この結果、前記エンハンス層１２の結晶構造に対する軟磁性層の影響を弱くできる。

以上により本実施形態では、前記エンハンス層１２を、Ｍｇ−Ｏで形成された絶縁障壁層５上にて、効果的に、界面（Ｘ−Ｙ平面）と平行な面方向に、代表的に｛１００｝面として表される等価な結晶面が優先配向した体心立方構造（ｂｃｃ構造）で形成でき、従来に比べて、抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を増大させることが出来る。

しかも本実施形態では、第１軟磁性層１３の平均膜厚Ｔ２と第２軟磁性層１５の平均膜厚Ｔ２を足した総合膜厚を、従来、単層で形成していた軟磁性層の膜厚と同等に出来るから、フリー磁性層の軟磁気特性を良好に保つことが出来る。特に、前記第１軟磁性層１３と第２軟磁性層１５との間に挿入磁性層１４を介在させることで、後述する実験に示すように、前記フリー磁性層６の保磁力Ｈｃを従来に比べて低減できる。

本実施形態では、前記挿入磁性層１４は、組成式が{Ｃｏ_ＸＦｅ_{１００−Ｘ}}_{１００−Ｙ}Ｂ_Ｙ（ただし原子比率Ｘは０以上で１００以下の範囲内であり、組成比Ｙは０ａｔ％以上で３０ａｔ％以下の範囲内である）から成る磁性材料で形成されることが好ましい。後述する実験に示すように、上記の組成式から成る挿入磁性層１４により、抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を従来よりも大きくすることが可能である。

また本発明では、前記挿入磁性層は、Ｆｅ−Ｂ、あるいは、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｂで形成されることが好ましい。このとき、上記した組成式において、原子比率Ｘは０以上で５０以下の範囲内であり、組成比Ｙは１０ａｔ％以上で３０ａｔ％以下の範囲内であることが、抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）をより効果的に増大させることができて好適である。

また本実施形態では、前記挿入磁性層１４の平均膜厚Ｔ３は、２Å以上で１０Å以下の範囲内であることが好ましい。また、前記平均膜厚Ｔ３は、６Å以上で１０Å以下であることがより好ましく、前記平均膜厚Ｔ３は、８Å以上で１０Å以下であることが最も好ましい。これにより、抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を効果的に増大させることができる。

前記挿入磁性層１４は、磁性であるため、前記挿入磁性層１４の平均膜厚Ｔ３を厚く形成しても、第１軟磁性層１３／挿入磁性層１４／第２軟磁性層１５の積層部分は磁気的に結合されている。すなわち例えば、第１軟磁性層１３と第２軟磁性層１５との間に非磁性層を挿入したとすると、前記非磁性層の膜厚が概ね５Å以上になると、前記第１軟磁性層１３と第２軟磁性層１５間の磁気的な結合は切断されやすくなり再生特性の安定性に問題が生じるため、前記非磁性層の膜厚を非常に薄くすることが必要と考えられるが、本実施形態では、磁気的結合の切断を考慮することなく、前記挿入磁性層１４の平均膜厚Ｔ３を６Å以上や８Å以上とすることが可能である。後述する実験に示すように前記挿入磁性層１４の平均膜厚Ｔ３を厚くしたほうが抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）の増大効果を期待でき、よって本実施形態では、磁気的結合の切断を考慮せずに好ましい前記挿入磁性層１４の前記平均膜厚Ｔ３を規定することが出来る。

ただし前記挿入磁性層１４の平均膜厚Ｔ３が厚くなりすぎると、フリー磁性層６全体の膜厚が厚くなり、上下シールド層間のギャップ長（ＧＬ）が大きくなるといった問題等が生じるので、本実施形態では前記挿入磁性層１４の平均膜厚Ｔ３の上限を１０Åに設定している。後述する実験でも前記挿入磁性層１４の平均膜厚Ｔ３を１０Åまで厚くしても高い抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を得られることが証明されている。

図２に示すように、前記エンハンス層１２の平均膜厚はＴ１であり、前記第１軟磁性層１３の平均膜厚はＴ２であり、前記第２軟磁性層１５の平均膜厚はＴ４である。

前記エンハンス層１２の平均膜厚Ｔ１は、２Å以上で３０Å以下であることが、抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を効果的に増大させる上で好適である。また前記エンハンス層１２の平均膜厚Ｔ１は１０Å以上２０Å以下であることがより好ましい。

また第１軟磁性層１３の平均膜厚Ｔ２は、５Å以上で３０Å以下であることが好ましい。前記第１軟磁性層１３の平均膜厚Ｔ２は厚すぎると、前記第１軟磁性層１３と第２軟磁性層１５との間に挿入磁性層１４を挿入した効果、すなわちエンハンス層１２に接する前記第１軟磁性層１３の平均膜厚Ｔ２を薄くして第１軟磁性層１３自体の結晶配向を弱めるとともに、第１軟磁性層１３と第２軟磁性層１５間の結晶配向を分断することで、エンハンス層１２の{１００}面を効果的に優先配向させて、抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を増大させる効果が小さくなってしまう。また前記第１軟磁性層１３の平均膜厚Ｔ２が薄すぎると、フリー磁性層６の保磁力Ｈｃの低減効果が小さくなってしまう。そこで本実施形態では前記第１軟磁性層１３の平均膜厚Ｔ２を、５Å以上で３０Å以下の範囲内に設定した。

また前記第２軟磁性層１５の平均膜厚Ｔ４は、前記第１軟磁性層１３の平均膜厚Ｔ２と合わせた総合膜厚が４０Å以上で７０Å以下の範囲内となるように調整される。これにより前記フリー磁性層６の保磁力Ｈｃ等に代表される軟磁気特性を良好に保つことが出来る。

図１及び図２に示す形態では、下から反強磁性層３、固定磁性層４、絶縁障壁層５、フリー磁性層６及び保護層７の順で積層されているが、下から、フリー磁性層６、絶縁障壁層５、固定磁性層４、反強磁性層３及び保護層７の順で積層されていてもよい。

かかる場合、図３に示すように、前記フリー磁性層６は、下から第２軟磁性層１５、挿入磁性層１４、第１軟磁性層１３及びエンハンス層１２の順に積層され、前記フリー磁性層６上に絶縁障壁層５が形成される。前記フリー磁性層６を構成する各層の膜厚や材質は上記で説明した通りである。

あるいは、下から、下側反強磁性層、下側固定磁性層、下側絶縁障壁層、フリー磁性層、上側絶縁障壁層、上側固定磁性層、及び上側反強磁性層が順に積層されてなるデュアル型のトンネル型磁気検出素子であってもよい。

かかる場合、図４に示すように、前記フリー磁性層６は、下からエンハンス層１２、軟磁性層２８、挿入磁性層１４、軟磁性層２５、エンハンス層２７の順に積層される。前記フリー磁性層６の下側のエンハンス層１２下には前記下側絶縁障壁層１７が形成され、前記フリー磁性層６の上側のエンハンス層２７上には前記上側絶縁障壁層１８が形成される。フリー磁性層６を構成する各層の膜厚や材質は上記で説明した通りである。前記軟磁性層２５，２８は、いずれも図２に示す第１軟磁性層１３と同様の膜厚で形成される。

図２ないし図４に示す実施形態では、いずれもフリー磁性層６の軟磁性層内部に挿入される挿入磁性層１４は一層であったが、二層以上であってもよい。前記挿入磁性層１４が二層以上である場合、軟磁性層／挿入磁性層／軟磁性層／挿入磁性層／軟磁性層・・・の積層構造となる。

ただし、前記挿入磁性層１４の層数が多くなると、フリー磁性層６全体の膜厚が厚くなってしまうとともに、抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）の十分な増大効果を期待できないと考えられるため、前記挿入磁性層１４を１層よりも多くする場合には、２層から８層の間とすることが好ましい。

本実施形態では、効果的に高い抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を得るために、前記第２固定磁性層４ｃはＣｏ−Ｆｅ−Ｂの単層構造、あるいは、Ｃｏ−Ｆｅ−ＢとＣｏ−Ｆｅとの積層構造（Ｃｏ−Ｆｅが絶縁障壁層５側）で形成されることが好適である。前記第２固定磁性層４ｃを構成するＣｏ−Ｆｅ−Ｂは、組成式が（Ｃｏ_βＦｅ_{１００−β}）_{１００−γ}Ｂ_γからなり、原子比率βは、５〜７５、組成比γは１０〜３０ａｔ％で形成されることが好ましい。これにより、前記第２固定磁性層４ｃ上に形成される絶縁障壁層５及びエンハンス層１２を、適切に、膜面（Ｘ−Ｙ平面）と平行な面方向に、代表的に｛１００｝面として表される等価な結晶面が優先配向した体心立方構造（ｂｃｃ構造）で形成でき、高い抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を得ることが可能である。

本実施形態では、前記第１軟磁性層１３及び第２軟磁性層１５はＮｉ−Ｆｅで形成され、エンハンス層１２はＣｏ−Ｆｅで形成されることが、高い抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を得ることができるとともにフリー磁性層６の軟磁気特性を良好に保つことができて好ましい。

また後述する実験の層構成もそうであるように、下から固定磁性層４、絶縁障壁層５及びフリー磁性層６の順に積層されたトンネル型磁気検出素子において本実施形態を適用することで効果的に従来に比べて抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を得ることが可能となる。

本実施形態のトンネル型磁気検出素子の製造方法について説明する。図５ないし図８は、製造工程中におけるトンネル型磁気検出素子の部分断面図であり、いずれも図１に示すトンネル型磁気抵抗効果素子と同じ位置での断面を示している。なお図６ないし図８ではフリー磁性層が単層構造のように図示されているが、実際には前記フリー磁性層を図２に示す積層構造で形成する。

図５に示す工程では、下部シールド層２１上に、下から順に、下地層１、シード層２、反強磁性層３、第１固定磁性層４ａ、非磁性中間層４ｂ、及び第２固定磁性層４ｃ、絶縁障壁層５を同一真空中で連続成膜する。

本実施形態では、前記絶縁障壁層５をＭｇ−Ｏ（酸化マグネシウム）で形成する。前記絶縁障壁層５は、例えば所定の組成比で形成されたＭｇ−Ｏのターゲットを用いて、Ｍｇ−Ｏを第２固定磁性層４ｃ上にスパッタ成膜して得られる。

次に、図６に示すように、図５と同じ真空中で、前記絶縁障壁層５上にフリー磁性層６及び保護層７を連続成膜する。

本実施形態では、図２に示すように、前記フリー磁性層６を下からエンハンス層１２、第１軟磁性層１３、挿入磁性層１４及び第２軟磁性層１５の順に積層する。前記エンハンス層１２をＣｏ−Ｆｅ合金で形成して、前記第１軟磁性層１３及び第２軟磁性層１５をＮｉ−Ｆｅ合金で形成して、前記挿入磁性層１４を、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｂ、Ｃｏ−Ｂ、Ｆｅ−Ｂ、あるいはＣｏ−Ｆｅのいずれかで形成することが好ましい。
以上により下地層１から保護層７までが積層された積層体１０を形成する。

次に、前記積層体１０上に、リフトオフ用レジスト層３０を形成し、前記リフトオフ用レジスト層３０に覆われていない前記積層体１０のトラック幅方向（図示Ｘ方向）における両側端部をエッチング等で除去する（図７を参照）。

次に、前記積層体１０のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の両側であって前記下部シールド層２１上に、下から絶縁層２２、ハードバイアス層２３、及び保護層２４の順に積層する（図８を参照）。

そして前記リフトオフ用レジスト層３０を除去し、前記積層体１０及び前記保護層２４上に上部シールド層２６を形成する。

本実施形態では、前記第１軟磁性層１３と第２軟磁性層１５間に前記挿入磁性層１４を介在させたことで、前記エンハンス層１２に接する第１軟磁性層１３を薄い膜厚で形成できる。前記第１軟磁性層１３をＮｉ−Ｆｅで形成したとき、前記第１軟磁性層１３は、界面（Ｘ―Ｙ平面）と平行な面方向に、代表的に｛１１１｝面として表される等価な結晶面が優先配向した面心立方構造（ｆｃｃ構造）で形成される。

絶縁障壁層５をＭｇ−Ｏで形成したトンネル型磁気検出素子においては、第２固定磁性層４ｃ／絶縁障壁層５／エンハンス層１２が、界面（Ｘ−Ｙ平面）と平行な面方向に、代表的に｛１００｝面として表される等価な結晶面が優先配向した体心立方構造（ｂｃｃ構造）で形成されることが、抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を向上させる上で重要であるが、上記のように前記エンハンス層１２と接する第１軟磁性層１３を薄く形成できるので、前記第１軟磁性層１３自体の結晶配向を弱めることが出来る。しかも、前記挿入磁性層１４は非熱処理ではアモルファス状態であるので、第１軟磁性層１３と第２軟磁性層１５間の結晶配向を分断できる。その結果、前記エンハンス層１２を、Ｍｇ−Ｏで形成された絶縁障壁層５上にて、効果的に、界面（Ｘ−Ｙ平面）と平行な面方向に、代表的に｛１００｝面として表される等価な結晶面が優先配向した体心立方構造（ｂｃｃ構造）で形成でき、従来に比べて、抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）が大きく、かつ、保磁力Ｈｃが小さいトンネル型磁気検出素子を簡単且つ適切に製造できる。

上記したトンネル型磁気検出素子の製造方法では、前記積層体１０の形成後に熱処理を含む。代表的な熱処理は、前記反強磁性層３と第１固定磁性層４ａ間に交換結合磁界（Ｈｅｘ）を生じさせるための熱処理である。

図３で説明した下からフリー磁性層６、絶縁障壁層５及び固定磁性層４の順に積層される構造や、図４で説明したデュアル型の構造は、図５ないし図８で説明した製造方法に準じて製造される。

本実施形態のトンネル型磁気検出素子は、ハードディスク装置に内蔵される磁気ヘッドとしての用途以外に、ＭＲＡＭ（磁気抵抗メモリ）や磁気センサとして用いることが出来る。

図２のように、下からエンハンス層１２／第１軟磁性層１３／挿入磁性層１４／第２軟磁性層１５の順に積層したフリー磁性層を有する以下の積層体を備えたトンネル型磁気検出素子を形成した。

積層体を、下から、下地層１；Ｔａ（３０）／シード層２；Ｒｕ（４０）／反強磁性層３；Ｉｒ_{２０ａｔ％}Ｍｎ_{８０ａｔ％}（８０）／固定磁性層４［第１固定磁性層４ａ；Ｆｅ_{３０ａｔ％}Ｃｏ_{７０ａｔ％}（２２）／非磁性中間層４ｂ；Ｒｕ（９．１）／第２固定磁性層４ｃ；［｛Ｃｏ_５０Ｆｅ_５０｝_{７０ａｔ％}Ｂ_{３０ａｔ％}（１８）／Ｃｏ_{５０ａｔ％}Ｆｅ_{５０ａｔ％}（８）］］／絶縁障壁層５；Ｍｇ_{５０ａｔ％}Ｏ_{５０ａｔ％}（１０．２）／フリー磁性層６[エンハンス層１２；Ｆｅ_５０at%Ｃｏ_５０at%（１０）／第１軟磁性層１３；Ｎｉ_{８７ａｔ％}Ｆｅ_{１３ａｔ％}（１５）／挿入磁性層１４／第２軟磁性層１５；Ｎｉ_{８７ａｔ％}Ｆｅ_{１３ａｔ％}（３５）]／保護層７；［Ｒｕ（２０）／Ｔａ（１８０）］の順に積層した。
上記の積層体における各層の括弧内の数値は平均膜厚を示し単位はÅである。

実験では、前記挿入磁性層１４を、Ｃｏ_{７０ａｔ％}Ｂ_{３０ａｔ％}、あるいは、Ｆｅ_{７０ａｔ％}Ｂ_{３０ａｔ％}のいずれかで形成し、前記挿入磁性層１４を、Ｃｏ_{７０ａｔ％}Ｂ_{３０ａｔ％}で形成した場合は、前記挿入磁性層１４の平均膜厚を２Å、４Å、６Å、８Å及び１０Åで形成し、前記挿入磁性層１４を、Ｆｅ_{７０ａｔ％}Ｂ_{３０ａｔ％}で形成した場合は、前記挿入磁性層１４の平均膜厚を６Åで形成した。
前記積層体を形成した後、２７０℃で３時間４０分間、熱処理を行った。

［従来例１］
上記の実施例１の積層体から、挿入磁性層１４を形成しない試料を作製し、その試料を従来例１とした。
従来例１の積層体を形成した後、実施例１と同様の熱処理を施した。

実験では、実施例１及び従来例１の抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を測定した。その実験結果を図９に示す。

図９に示すように、Ｃｏ_{７０ａｔ％}Ｂ_{３０ａｔ％}、あるいは、Ｆｅ_{７０ａｔ％}Ｂ_{３０ａｔ％}からなる挿入磁性層１４をＮｉ−Ｆｅ中に挿入した実施例１では、挿入磁性層１４をＮｉ−Ｆｅ中に挿入しない従来例１に比べて抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）が大きくなることがわかった。

また図９に示すように、、Ｃｏ_{７０ａｔ％}Ｂ_{３０ａｔ％}に比べて、Ｆｅ_{７０ａｔ％}Ｂ_{３０ａｔ％}からなる挿入磁性層１４をＮｉ−Ｆｅ中に挿入することで、効果的に抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を増大できることがわかった。

また図９に示すように、挿入磁性層１４の膜厚を厚くしていくと徐々に抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）が増大することがわかった。

図２のように、下からエンハンス層１２／第１軟磁性層１３／挿入磁性層１４／第２軟磁性層１５の順に積層したフリー磁性層を有する以下の積層体を備えたトンネル型磁気検出素子を形成した。

積層体を、下から、下地層１；Ｔａ（３０）／シード層２；Ｒｕ（４０）／反強磁性層３；Ｉｒ_{２０ａｔ％}Ｍｎ_{８０ａｔ％}（８０）／固定磁性層４［第１固定磁性層４ａ；Ｆｅ_{３０ａｔ％}Ｃｏ_{７０ａｔ％}（２２）／非磁性中間層４ｂ；Ｒｕ（９．１）／第２固定磁性層４ｃ；［｛Ｃｏ_５０Ｆｅ_５０｝_{７０ａｔ％}Ｂ_{３０ａｔ％}（１８）／Ｃｏ_{５０ａｔ％}Ｆｅ_{５０ａｔ％}（８）］］／絶縁障壁層５；Ｍｇ_{５０ａｔ％}Ｏ_{５０ａｔ％}（１１）／フリー磁性層６[エンハンス層１２；Ｆｅ_５０at%Ｃｏ_５０at%（１０）／第１軟磁性層１３；Ｎｉ_{８７ａｔ％}Ｆｅ_{１３ａｔ％}（１５）／挿入磁性層１４／第２軟磁性層１５；Ｎｉ_{８７ａｔ％}Ｆｅ_{１３ａｔ％}（３５）]／保護層７；［Ｒｕ（２０）／Ｔｉ（１８０）］の順に積層
した。
上記の積層体における各層の括弧内の数値は平均膜厚を示し単位はÅである。

実験では、前記挿入磁性層１４を、{Ｃｏ_５０Ｆｅ_５０}_{８０ａｔ％}Ｂ_{２０ａｔ％}で形成した。また前記挿入磁性層１４の平均膜厚を、２Å、４Å、６Å、８Å及び１０Åで形成した。
前記積層体を形成した後、２７０℃で３時間４０分間、熱処理を行った。

［従来例２］
上記の実施例２の積層体から、挿入磁性層１４を形成しない試料を作製し、その試料を従来例２とした。
従来例２の積層体を形成した後、実施例２と同様の熱処理を施した。

実験では、実施例２及び従来例２の抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を測定した。その実験結果を図１０に示す。

図１０に示すように、実施例２では従来例２に比べて抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）が大きくなることがわかった。また実施例２では、挿入磁性層１４の膜厚を厚くすると徐々に抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）が増大することがわかった。

図９及び図１０の実験結果から前記挿入磁性層１４の好ましい平均膜厚を２Å以上で１０Å以下とした。またより好ましい平均膜厚を６Å以上で１０Å以下、最も好ましい平均膜厚を８Å以上で１０Å以下に設定した。

図２のように、下からエンハンス層１２／第１軟磁性層１３／挿入磁性層１４／第２軟磁性層１５の順に積層したフリー磁性層を有する以下の積層体を備えたトンネル型磁気検出素子を形成した。

積層体を、下から、下地層１；Ｔａ（３０）／シード層２；Ｒｕ（４０）／反強磁性層３；Ｉｒ_{２０ａｔ％}Ｍｎ_{８０ａｔ％}（８０）／固定磁性層４［第１固定磁性層４ａ；Ｆｅ_{３０ａｔ％}Ｃｏ_{７０ａｔ％}（２２）／非磁性中間層４ｂ；Ｒｕ（９．１）／第２固定磁性層４ｃ；［｛Ｃｏ_５０Ｆｅ_５０｝_{７０ａｔ％}Ｂ_{３０ａｔ％}（１８）／Ｃｏ_{５０ａｔ％}Ｆｅ_{５０ａｔ％}（８）］］／絶縁障壁層５；Ｍｇ_{５０ａｔ％}Ｏ_{５０ａｔ％}（１１）／フリー磁性層６[エンハンス層１２；Ｆｅ_５０at%Ｃｏ_５０at%（１０）／第１軟磁性層１３；Ｎｉ_{８７ａｔ％}Ｆｅ_{１３ａｔ％}（１５）／挿入磁性層１４／第２軟磁性層１５；Ｎｉ_{８７ａｔ％}Ｆｅ_{１３ａｔ％}（３５）]／保護層７；［Ｒｕ（２０）／Ｔｉ（１８０）］の順に積層
した。
上記の積層体における各層の括弧内の数値は平均膜厚を示し単位はÅである。

実験では、前記挿入磁性層１４を、{Ｃｏ_５０Ｆｅ_５０}_{１００−Ｙａｔ％}Ｂ_Ｙａｔ％で形成した。そしてＢ組成比Ｙを０ａｔ％、１０ａｔ％、２０ａｔ％及び３０ａｔ％に変化させた。このとき、前記挿入磁性層１４の平均膜厚を１０Åで固定した。
前記積層体を形成した後、２７０℃で３時間４０分間、熱処理を行った。

［従来例３］
上記の実施例２の積層体から、挿入磁性層１４を形成しない試料を作製し、その試料を従来例３とした。
従来例３の積層体を形成した後、実施例３と同様の熱処理を施した。

実験では、実施例３及び従来例３の抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を測定した。その実験結果を図１１に示す。

図１１に示すように、実施例３では従来例３に比べて抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）が大きくなることがわかった。また実施例３では、Ｂを含むとともにＢ組成比Ｙを大きくすると、Ｂ組成比Ｙを０ａｔ％として挿入磁性層１４をＣｏ−Ｆｅで形成した場合よりも抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を大きく出来ることがわかった。

図１１に示す実験結果から、前記挿入磁性層１４をＣｏ−Ｆｅ−Ｂで形成することが好ましく、このとき好ましいＢ組成比Ｙを１０ａｔ％以上で３０ａｔ％以下の範囲とした。

次に、上記の実施例２及び従来例２の実験で用いたトンネル型磁気検出素子を用いて、フリー磁性層の保磁力Ｈｃを測定した。実施例２では、挿入磁性層の膜厚を２Å、４Å、６Å、８Å及び１０Åに変化させたので、各試料についてフリー磁性層の保磁力Ｈｃを測定した。

また、上記の実施例２のフリー磁性層の構成を以下の積層構造で形成した比較例１を形成した。

比較例１のフリー磁性層を、下から、エンハンス層１２；Ｆｅ_５０at%Ｃｏ_５０at%（１０）／{Ｃｏ_５０Ｆｅ_５０}_{８０ａｔ％}Ｂ_{２０ａｔ％}／Ｎｉ_{８７ａｔ％}Ｆｅ_{１３ａｔ％}（５０）の順に積層した。そして比較例１の{Ｃｏ_５０Ｆｅ_５０}_{８０ａｔ％}Ｆｅ_{２０ａｔ％}の膜厚を２Å、４Å、６Å、８Å及び１０Åとし、実施例２に対する熱処理と同様の熱処理を施した後、各比較例１のフリー磁性層の保磁力Ｈｃを調べた。

実施例２、従来例２及び比較例１のフリー磁性層を構成するＮｉ−Ｆｅ層（軟磁性層）の合計膜厚は５０Åで同じである。

図１２に、実施例２、従来例２及び比較例１のフリー磁性層の保磁力Ｈｃが示されている。

図１２に示すように、実施例２では、従来例２及び比較例１に比べてフリー磁性層の保磁力Ｈｃを小さくすることが出来た。

また、比較例１は、従来例１と比較しても保磁力Ｈｃが高くなってしまうことがわかった。比較例１の構成は、上記に挙げた特許文献２の［００１５］欄にも記載されているが、比較例１の構成では、再生特性の安定化が劣化してしまいトンネル型磁気検出素子のフリー磁性層の構成には適さないことがわかった。

そのため抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を増大させ、且つフリー磁性層の保磁力Ｈｃを低減させるためには、フリー磁性層は絶縁障壁層側から、エンハンス層（Ｃｏ−Ｆｅ）／軟磁性層（Ｎｉ−Ｆｅ）／挿入磁性層（好ましい材質はＣｏ−Ｆｅ−Ｂ）／軟磁性層（Ｎｉ−Ｆｅ）の順に積層された構造に限られることがわかった。

トンネル型磁気検出素子を記録媒体との対向面と平行な面方向から切断した断面図、 第１実施形態のトンネル型磁気検出素子の構造を示す図１と同じ面方向から切断した部分拡大断面図、 第２実施形態のトンネル型磁気検出素子の構造を示す図１と同じ面方向から切断した部分拡大断面図、 第３実施形態のトンネル型磁気検出素子の構造を示す図１と同じ面方向から切断した部分拡大断面図、 図１と面同じ方向から切断した製造工程中におけるトンネル型磁気検出素子の断面図、 図５の次に行われる一工程図（断面図）、 図６の次に行われる一工程図（断面図）、 図７の次に行われる一工程図（断面図）、 フリー磁性層の軟磁性層（Ｎｉ−Ｆｅ）中にＣｏ−ＢあるいはＦｅ−Ｂからなる挿入磁性層を挿入した実施例１（前記挿入磁性層の膜厚が異なる複数の試料にて実験）と、フリー磁性層の軟磁性層（Ｎｉ−Ｆｅ）中に前記挿入磁性層を挿入ない従来例１の抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を示すグラフ、 フリー磁性層の軟磁性層（Ｎｉ−Ｆｅ）中にＣｏ−Ｆｅ−Ｂからなる挿入磁性層を挿入した実施例２（前記挿入磁性層の膜厚が異なる複数の試料にて実験）と、フリー磁性層の軟磁性層（Ｎｉ−Ｆｅ）中に前記挿入磁性層を挿入ない従来例２の抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を示すグラフ、 フリー磁性層の軟磁性層（Ｎｉ−Ｆｅ）中にＣｏ−Ｆｅ−Ｂからなる挿入磁性層を挿入した実施例３（Ｂ組成比が異なる複数の試料にて実験）と、フリー磁性層の軟磁性層（Ｎｉ−Ｆｅ）中に前記挿入磁性層を挿入ない従来例３の抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を示すグラフ、 図１０での実施例２、従来例２、及び、フリー磁性層を絶縁障壁層側からＦｅ−Ｃｏ／Ｃｏ−Ｆｅ−Ｂ／Ｎｉ−Ｆｅの順に積層した比較例１（実施例２と同様にＣｏ−Ｆｅ−Ｂの膜厚が異なる複数の試料にて実験）の各試料のフリー磁性層の保磁力Ｈｃを示すグラフ、

符号の説明

３ 反強磁性層
４ 固定磁性層
４ａ 第１固定磁性層
４ｂ 非磁性中間層
４ｃ 第２固定磁性層
５ 絶縁障壁層
６ フリー磁性層
７、２３ 保護層
１０ 積層体
１２、２７ エンハンス層
１３ 第１軟磁性層
１４ 挿入磁性層
１５ 第２軟磁性層
１７ 下側絶縁障壁層
１８ 上側絶縁障壁層
２２ 絶縁層
２３ ハードバイアス層
２５、２８ 軟磁性層
３０ レジスト層

Claims (7)

1. 下から磁化方向が固定される固定磁性層、絶縁障壁層、及び、磁化方向が外部磁界に対して変動するフリー磁性層の順に、あるいは、下から前記フリー磁性層、前記絶縁障壁層、及び、前記固定磁性層の順に積層された積層部分を備える積層体を有し、
   前記絶縁障壁層は、Ｍｇ−Ｏで形成され、
   前記フリー磁性層は、軟磁性層と、前記軟磁性層と前記絶縁障壁層との間に位置して、前記軟磁性層よりもスピン分極率が高いエンハンス層とを有して構成され、
   前記軟磁性層内には、前記積層体を構成する各層の界面と平行な面方向に向けて、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｂ、Ｃｏ−Ｂ、Ｆｅ−Ｂ、あるいはＣｏ−Ｆｅのいずれかで形成された挿入磁性層が挿入され、前記軟磁性層が前記挿入磁性層を介して、膜厚方向に複数層に分断されていることを特徴とするトンネル型磁気検出素子。
2. 前記挿入磁性層は、組成式が{Ｃｏ_ＸＦｅ_{１００−Ｘ}}_{１００−Ｙ}Ｂ_Ｙ（ただし原子比率Ｘは０以上で１００以下の範囲内であり、組成比Ｙは０ａｔ％以上で３０ａｔ％以下の範囲内である）から成る磁性材料で形成される請求項１記載のトンネル型磁気検出素子。
3. 前記挿入磁性層は、Ｆｅ−Ｂ、あるいは、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｂで形成される請求項２記載のトンネル型磁気検出素子。
4. 原子比率Ｘは０以上で５０以下の範囲内であり、組成比Ｙは１０ａｔ％以上で３０ａｔ％以下の範囲内である請求項３記載のトンネル型磁気検出素子。
5. 前記挿入磁性層の平均膜厚は、２Å以上で１０Å以下の範囲内である請求項１ないし４のいずれかに記載のトンネル型磁気検出素子。
6. 前記軟磁性層はＮｉ−Ｆｅで形成され、前記エンハンス層はＣｏ−Ｆｅで形成される請求項１ないし５のいずれかに記載のトンネル型磁気検出素子。
7. 下から前記固定磁性層、前記絶縁障壁層、及び、前記フリー磁性層の順に積層されている請求項１ないし６のいずれかに記載のトンネル型磁気検出素子。

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