JPWO2010143370A1 - 磁気センサ積層体、その成膜方法、成膜制御プログラムおよび記録媒体 - Google Patents
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Abstract
Description
前記第1の磁性層は、前記フィールド領域に前記接合壁面に隣接して配置され、前記第1の磁性層の結晶c軸は整列されて膜面内でABS面に沿って配向されていて、
前記第2の磁性層は、前記フィールド領域に前記第1の磁性層に隣接して配置され、前記第2の磁性層の結晶c軸方向は面内ランダムに分布されていることを特徴とする磁気センサ積層体である。
前記ハードバイアス積層体を成膜する工程は、
前記基板の法線から成膜角度θ1(θ1=0〜25度)で、下地層を成膜する手順と、
前記基板の法線から成膜角度θ2(θ2=50〜90度)で、第1の磁性層を成膜する手順と、
前記基板の法線から成膜角度θ3(θ3=0〜25度)で、第2の磁性層を成膜する手順と、
前記基板の法線から成膜角度θ4(θ4=0〜45度)で、キャッピング層を成膜する手順と、
を有することを特徴とする磁気センサ積層体の成膜方法である。
まず、図1および図2を参照して、磁気抵抗素子を備える磁気センサ積層体の構造について説明する。図1は、本発明に係る磁気センサ積層体を模式的に示す概略図である。図2は、本発明に係る磁気センサ積層体の積層方向に対して垂直なプロフィールを示す概略図である。
次に、図3から図12を参照して、上記磁気センサ積層体1の作用を説明すると共に、本発明に係る磁気センサ積層体1の成膜方法について説明する。
10 磁気抵抗素子(リーダースタック)
10a、10b 接合壁面
11 プレシード層
12 シード層
13 反強磁性ピニング層(AFM層)
14 シンセティックアンチフェロ層(SAF層)
14a ピンド層
14b カップリング層
14c リファレンス層
15 スペーサ層
16 フリー層
17a、17b キャッピング層
19 絶縁層
20 ハードバイアス積層体
21 下地層
22 フィールド領域
22a 第1の磁性層
22b 第2の磁性層
23 キャッピング層
31 基板(ボトムシールド層)
32 トップシールド層
41 フォトレジストマスク
51 イオンビーム蒸着システム
52 ビーム照射装置
53 回転カルーセル
54 基板ホルダ
61 蒸着装置
62 基板ホルダ
63 シャッタ
64 スリット
IB イオンビーム
T ターゲット
Claims (17)
- 磁気抵抗素子の対向する2つの接合壁面の側方に、前記素子にバイアス磁界を付与するフィールド領域を有し、前記フィールド領域はさらに結晶c軸をもった磁性粒を有する第1と第2の磁性層を含み、
前記第1の磁性層は、前記フィールド領域に前記接合壁面に隣接して配置され、前記第1の磁性層の結晶c軸は整列されて膜面内でABS面に沿って配向されていて、
前記第2の磁性層は、前記フィールド領域に前記第1の磁性層に隣接して配置され、前記第2の磁性層の結晶c軸方向は面内ランダムに分布されていることを特徴とする磁気センサ積層体。 - 前記第1および第2の磁性層は、Co−Pt、Co−Cr−Ptおよびこれらの合金群から選択される六方晶構造(hcp)を有する合金によって形成されていることを特徴とする請求項1に記載の磁気センサ積層体。
- 前記第1の磁性層は、Fe−Pt、Co−Ptおよびこれらの合金群から選択される面心正方晶構造(fct)の合金によって形成され、
前記第2の磁性層は、Co−Pt、Co−Cr−Ptおよびこれらの合金群から選択される六方晶構造を有する合金によって形成されていることを特徴とする請求項1に記載の磁気センサ積層体。 - 前記フィールド領域および前記接合壁面には、Cr、Cr−Mo、Cr−Ti、Nb、Ta、Wおよびこれらの合金群から選択される体心立方晶構造(bcc)の合金の下地層を備え、
前記下地層は、前記フィールド領域において3〜8nm、前記接合壁面において3nm未満の厚さを有することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の磁気センサ積層体。 - 前記フィールド領域および前記接合壁面は、CrB、CrTiB、MgO、Ru、Ta、Ti、およびこれらの合金群から選択されるシード層を備え、
前記シード層は、前記フィールド領域において厚さ1nm未満、前記接合壁面において厚さ0.5〜2nmを有することを特徴とする請求項4に記載の磁気センサ積層体。 - 前記フィールド領域および前記磁気抵抗素子は、Cr、Ru、Ta、Tiおよびこれらの合金群ならびにCから選択されるキャッピング層で覆われていることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の磁気センサ積層体。
- 前記フィールド領域および前記接合壁面は絶縁層を備え、
前記絶縁層は、前記フィールド領域において2〜10nmの厚さ、前記接合壁面において2〜5nmの厚さを有することを特徴とする請求項4から6のいずれか1項に記載の磁気センサ積層体。 - 前記絶縁層の下および前記キャッピング層の上に、軟磁性体からなるシールド層を備えることを特徴とする請求項7に記載の磁気センサ積層体。
- 基板上に配置した磁気抵抗素子の対向する2つの接合壁面の側方のフィールド領域に、前記素子にバイアス磁界を与えるためのハードバイアス積層体を成膜する磁気センサ積層体の成膜方法であって、
前記ハードバイアス積層体を成膜する工程は、
前記基板の法線から成膜角度θ1(θ1=0〜25度)で、下地層を成膜する手順と、
前記基板の法線から成膜角度θ2(θ2=50〜90度)で、第1の磁性層を成膜する手順と、
前記基板の法線から成膜角度θ3(θ3=0〜25度)で、第2の磁性層を成膜する手順と、
前記基板の法線から成膜角度θ4(θ4=0〜45度)で、キャッピング層を成膜する手順と、
を有することを特徴とする磁気センサ積層体の成膜方法。 - 前記第1の磁性層は、前記磁気抵抗素子の接合壁面と平行な細長いターゲットの下で、前記基板を一定の速度で直線的に移動させて、前記素子の接合壁面の一方の面に成膜し、
次いで、前記基板をその中央垂直軸を中心に180度回転させ、前記ターゲットの下で前記基板を一定の速度で直線的に移動させて、前記接合壁面の他方の面に成膜することを特徴とする請求項9に記載の磁気センサ積層体の成膜方法。 - 前記下地層、前記第2の磁性層および前記キャッピング層は、前記ターゲットの下で、前記基板を一定の速度で直線的に移動させて、一方のフィールド領域に成膜し、
前記基板をその中央垂直軸を中心に180度回転させ、前記ターゲットの下で、前記基板を一定の速度で直線的に移動させて、他方のフィールド領域に成膜することを特徴とする請求項10に記載の磁気センサ積層体の成膜方法。 - イオンビーム蒸着法により前記ハードバイアス積層体を成膜することを特徴とする請求項9から11のいずれか1項に記載の磁気センサ積層体の成膜方法。
- 前記基板上に複数の磁気抵抗素子が配置され、該複数の磁気抵抗素子の前記ハードバイアス積層体を同一の工程で成膜することを特徴とする請求項9から12のいずれか1項に記載の磁気センサ積層体の成膜方法。
- 基板上に配置した磁気抵抗素子の対向する2つの接合壁面の側方のフィールド領域に、前記素子にバイアス磁界を与えるためのハードバイアス積層体を成膜する磁気センサ積層体の成膜制御プログラムであって、
前記ハードバイアス積層体を積層する成膜装置に、
前記基板の法線から成膜角度θ1(θ1=0〜25度)で、下地層を成膜するステップと、
前記基板の法線から成膜角度θ2(θ2=50〜90度)で、第1の磁性層を成膜するステップと、
前記基板の法線から成膜角度θ3(θ3=0〜25度)で、第2の磁性層を成膜するステップと、
前記基板の法線から成膜角度θ4(θ4=0〜45度)で、キャッピング層を成膜するステップと、
を実行させることを特徴とする磁気センサ積層体の成膜制御プログラム。 - 前記成膜装置が前記磁気抵抗素子の接合壁面と平行な細長いターゲットを備え、
前記第1の磁性層を成膜するステップは、前記ターゲットの下で、前記基板を一定の速度で直線的に移動させて、前記素子の接合壁面の一方の面に成膜するステップと、
次いで、前記基板をその中央垂直軸を中心に180度回転させ、前記ターゲットの下で前記基板を一定の速度で直線的に移動させて、前記接合壁面の他方の面に成膜するステップと、
を実行させることを特徴とする請求項14に記載の磁気センサ積層体の成膜制御プログラム。 - 前記下地層、第2の磁性層およびキャッピング層を成膜するステップは、前記ターゲットの下で、前記基板を一定の速度で直線的に移動させて、一方のフィールド領域に成膜するステップと、
前記基板をその中央垂直軸を中心に180度回転させ、前記ターゲットの下で、前記基板を一定の速度で直線的に移動させて、他方のフィールド領域に成膜するステップと、
を実行させることを特徴とする請求項15に記載の磁気センサ積層体の成膜制御プログラム。 - 請求項14から16のいずれか1項に記載の成膜制御プログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体。
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