JP2003264325A - ボトムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ素子およびその製造方法 - Google Patents
ボトムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ素子およびその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来のボトムスピンバルブ磁気抵抗効果セン
サ素子よりも高磁気抵抗効果比および低抵抗のボトムス
ピンバルブ磁気抵抗効果センサ素子およびその製造方法
を提供する。 【解決手段】 電子の鏡面反射特性に優れた鉄タンタル
酸化物（ＦｅＴａＯ）よりなる鏡面反射層２２を備える
ように、ボトムＳＶＭＲセンサ素子を構成する。この鏡
面反射層２２の存在に基づき、従来のボトムＳＶＭＲセ
ンサ素子と比較して抵抗が低くなり、電子の鏡面反射特
性が著しく向上する。したがって、従来よりも巨大磁気
抵抗効果の磁気抵抗効果比が向上し、約４５Ｇｂ／ｉｎ
2 〜７０Ｇｂ／ｉｎ2 の記録密度の磁気メディアに適用
可能になる。
サ素子よりも高磁気抵抗効果比および低抵抗のボトムス
ピンバルブ磁気抵抗効果センサ素子およびその製造方法
を提供する。 【解決手段】 電子の鏡面反射特性に優れた鉄タンタル
酸化物（ＦｅＴａＯ）よりなる鏡面反射層２２を備える
ように、ボトムＳＶＭＲセンサ素子を構成する。この鏡
面反射層２２の存在に基づき、従来のボトムＳＶＭＲセ
ンサ素子と比較して抵抗が低くなり、電子の鏡面反射特
性が著しく向上する。したがって、従来よりも巨大磁気
抵抗効果の磁気抵抗効果比が向上し、約４５Ｇｂ／ｉｎ
2 〜７０Ｇｂ／ｉｎ2 の記録密度の磁気メディアに適用
可能になる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、巨大磁気抵抗効果
（ＧＭＲ；Giant Magnetoresistance ）を利用して情報
を再生する再生ヘッドに適用されるスピンバルブ磁気抵
抗効果センサ素子およびその製造方法に係り、特に、ボ
トムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ素子およびその製
造方法に関する。
（ＧＭＲ；Giant Magnetoresistance ）を利用して情報
を再生する再生ヘッドに適用されるスピンバルブ磁気抵
抗効果センサ素子およびその製造方法に係り、特に、ボ
トムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ素子およびその製
造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】巨大磁気抵抗効果を利用して情報を再生
する再生ヘッドが知られている。この再生ヘッドに一般
的に適用される構造、すなわち磁性層や非磁性層を含む
積層構造は、いわゆるスピンバルブ磁気抵抗効果（ＳＶ
ＭＲ；Spin Valve Magnetoresistance）構造と呼ばれて
いる。
する再生ヘッドが知られている。この再生ヘッドに一般
的に適用される構造、すなわち磁性層や非磁性層を含む
積層構造は、いわゆるスピンバルブ磁気抵抗効果（ＳＶ
ＭＲ；Spin Valve Magnetoresistance）構造と呼ばれて
いる。
【０００３】このＳＶＭＲ構造の主要部は、例えば、銅
（Ｃｕ）よりなる薄い導電性の非磁性層を挟んで、コバ
ルト鉄合金（ＣｏＦｅ）やニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）
よりなる２つの強磁性層が積層され、すなわち２つの強
磁性層が非磁性層を介して分離された３層構成を有して
いる。２つの強磁性層のうちの一方の強磁性層は、いわ
ゆるピンド層（被固定層）である。すなわち、このピン
ド層には、例えば、マンガン白金合金（ＭｎＰｔ）など
の反強磁性材料（ＡＦＭ；AntiferromagneticMateria
l）よりなるピンニング層（固定作用層）が隣接されて
おり、このピンニング層による交換結合作用を利用し
て、ピンド層の磁化方向が空間的に固定され、すなわち
ピン止めされている。一方、他方の強磁性層は、いわゆ
るフリー層である。すなわち、ピンド層の磁化方向が固
定されているのに対して、フリー層の磁化方向は、例え
ば磁気メディアの移動（例えば磁気ディスクの回転）時
に生じる外部磁場の変化に応じて回転可能になってい
る。なお、このときの外部磁場の変化は、ピンド層の磁
化方向に影響を与えるものではない。
（Ｃｕ）よりなる薄い導電性の非磁性層を挟んで、コバ
ルト鉄合金（ＣｏＦｅ）やニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）
よりなる２つの強磁性層が積層され、すなわち２つの強
磁性層が非磁性層を介して分離された３層構成を有して
いる。２つの強磁性層のうちの一方の強磁性層は、いわ
ゆるピンド層（被固定層）である。すなわち、このピン
ド層には、例えば、マンガン白金合金（ＭｎＰｔ）など
の反強磁性材料（ＡＦＭ；AntiferromagneticMateria
l）よりなるピンニング層（固定作用層）が隣接されて
おり、このピンニング層による交換結合作用を利用し
て、ピンド層の磁化方向が空間的に固定され、すなわち
ピン止めされている。一方、他方の強磁性層は、いわゆ
るフリー層である。すなわち、ピンド層の磁化方向が固
定されているのに対して、フリー層の磁化方向は、例え
ば磁気メディアの移動（例えば磁気ディスクの回転）時
に生じる外部磁場の変化に応じて回転可能になってい
る。なお、このときの外部磁場の変化は、ピンド層の磁
化方向に影響を与えるものではない。
【０００４】フリー層の磁化方向の回転特性は、非磁性
層、ピンド層およびフリー層よりなる３層構造の抵抗特
性（磁気抵抗特性）に基づいて変化し、その変化量は、
ピンド層の磁化方向とフリー層の磁化方向との間の角度
の余弦に依存している。これらの３層構造の抵抗が変化
すると、ＳＶＭＲ構造中を流れるセンス電流に起因し
て、そのセンス電流を横切るように電圧変化が生じ、そ
の電圧変化が外部回路により検出される。抵抗変化に基
づいて磁化方向が変化する現象は、スピン依存電子の散
乱現象に起因するものである。磁化方向とセンス電流中
の電子の電気的スピン配向との関係は、電子の散乱現象
に直接影響を及ぼし、その結果、磁性材料の抵抗に影響
を及ぼすこととなる。
層、ピンド層およびフリー層よりなる３層構造の抵抗特
性（磁気抵抗特性）に基づいて変化し、その変化量は、
ピンド層の磁化方向とフリー層の磁化方向との間の角度
の余弦に依存している。これらの３層構造の抵抗が変化
すると、ＳＶＭＲ構造中を流れるセンス電流に起因し
て、そのセンス電流を横切るように電圧変化が生じ、そ
の電圧変化が外部回路により検出される。抵抗変化に基
づいて磁化方向が変化する現象は、スピン依存電子の散
乱現象に起因するものである。磁化方向とセンス電流中
の電子の電気的スピン配向との関係は、電子の散乱現象
に直接影響を及ぼし、その結果、磁性材料の抵抗に影響
を及ぼすこととなる。
【０００５】ピンド層を備えたＳＶＭＲ構造に関する新
しい構成としては、例えば、薄い非磁性のスペーサ層ま
たは結合層を挟んで２つの強磁性層が積層され、これら
の２つの強磁性層がスペーサ層や結合層を介して交換結
合された３層構成が挙げられる。２つの強磁性層は、そ
れぞれの磁化方向が反強磁性のピンニング層を利用して
互いに反平行となるように磁気的に連結されている。こ
の構成の積層型ピンド層は、「シンセティック反強磁性
（ＳｙＡＦ；Synthetic Anti-Ferromagnetic）ピンド
層」と呼ばれ、略してＳｙＡＰ（Synthetic Anti-ferro
magnetic pinned）層と呼ばれている。
しい構成としては、例えば、薄い非磁性のスペーサ層ま
たは結合層を挟んで２つの強磁性層が積層され、これら
の２つの強磁性層がスペーサ層や結合層を介して交換結
合された３層構成が挙げられる。２つの強磁性層は、そ
れぞれの磁化方向が反強磁性のピンニング層を利用して
互いに反平行となるように磁気的に連結されている。こ
の構成の積層型ピンド層は、「シンセティック反強磁性
（ＳｙＡＦ；Synthetic Anti-Ferromagnetic）ピンド
層」と呼ばれ、略してＳｙＡＰ（Synthetic Anti-ferro
magnetic pinned）層と呼ばれている。
【０００６】巨大磁気抵抗効果が利用される以前は、磁
気抵抗の変化を検出するために、異方性磁気抵抗効果
（ＡＭＲ；Anisotropy Magnetoresistance）が利用され
ていた。異方性磁気抵抗効果では、磁性材料の抵抗が、
磁化方向と電流方向との間の角度に依存する。この異方
性磁気抵抗効果の改良に当たり、磁性層を１層でなく２
層とすることによりＳＶＭＲ構造を構築したり、あるい
はＳＶＭＲ構造にＳｙＡＰ層を導入したところ、磁気抵
抗効果が高まることが発見されたため、これらの技術的
アプローチを経て巨大磁気抵抗効果が確立された。
気抵抗の変化を検出するために、異方性磁気抵抗効果
（ＡＭＲ；Anisotropy Magnetoresistance）が利用され
ていた。異方性磁気抵抗効果では、磁性材料の抵抗が、
磁化方向と電流方向との間の角度に依存する。この異方
性磁気抵抗効果の改良に当たり、磁性層を１層でなく２
層とすることによりＳＶＭＲ構造を構築したり、あるい
はＳＶＭＲ構造にＳｙＡＰ層を導入したところ、磁気抵
抗効果が高まることが発見されたため、これらの技術的
アプローチを経て巨大磁気抵抗効果が確立された。
【０００７】ＳＶＭＲ構造の性能を示す重要な示性数
は、そのＳＶＭＲ構造の動作時における最大磁気抵抗変
化を表す磁気抵抗効果比ｄＲ／Ｒ（％）である。ＳＶＭ
Ｒ構造を有する磁気センサ素子（以下、単に「ＳＶＭＲ
センサ素子」という。）の磁気抵抗効果比ｄＲ／Ｒを向
上させるためには、例えば、ＳＶＭＲセンサ素子にセン
ス電流を流した際、その磁気的な活性領域において電子
が可能な限り留まるようにすることが要求される。例え
ば、ＳＶＭＲセンサ素子が、磁気抵抗効果に直接関与し
ない非磁性の導電層を含んで構成されていると、センス
電流の一部が導電層を流れてしまい、電圧変化に寄与し
ないこととなる。一般的に、巨大磁気抵抗効果に関する
磁気抵抗効果比ｄＲ／Ｒを向上させる最大の要因は、Ｓ
ＶＭＲセンサ素子中に存在する各層間の界面であると考
えられている。なぜなら、ＳＶＭＲセンサ素子中の界面
では電子が鏡面反射され、電子散乱現象の平均自由行程
に関する制限（この制限は、一般に、ＳＶＭＲセンサ素
子の寸法を制御することにより調整されていた。）が効
果的に取り除かれるからである。磁気抵抗効果比ｄＲ／
Ｒに大きく関与する電子の内部反射特性を考慮すれば、
電子の内部散乱効果を加味してＳＶＭＲセンサ素子を構
成する必要がある。具体的には、磁気抵抗効果比ｄＲ／
Ｒを向上させるために、例えば、保護層、シード層、バ
ッファ層またはナノオキサイド層（ＮＯＬ；Nano-Oxide
Layer）などの各種層をＳＶＭＲセンサ素子に導入する
試みがなされている。
は、そのＳＶＭＲ構造の動作時における最大磁気抵抗変
化を表す磁気抵抗効果比ｄＲ／Ｒ（％）である。ＳＶＭ
Ｒ構造を有する磁気センサ素子（以下、単に「ＳＶＭＲ
センサ素子」という。）の磁気抵抗効果比ｄＲ／Ｒを向
上させるためには、例えば、ＳＶＭＲセンサ素子にセン
ス電流を流した際、その磁気的な活性領域において電子
が可能な限り留まるようにすることが要求される。例え
ば、ＳＶＭＲセンサ素子が、磁気抵抗効果に直接関与し
ない非磁性の導電層を含んで構成されていると、センス
電流の一部が導電層を流れてしまい、電圧変化に寄与し
ないこととなる。一般的に、巨大磁気抵抗効果に関する
磁気抵抗効果比ｄＲ／Ｒを向上させる最大の要因は、Ｓ
ＶＭＲセンサ素子中に存在する各層間の界面であると考
えられている。なぜなら、ＳＶＭＲセンサ素子中の界面
では電子が鏡面反射され、電子散乱現象の平均自由行程
に関する制限（この制限は、一般に、ＳＶＭＲセンサ素
子の寸法を制御することにより調整されていた。）が効
果的に取り除かれるからである。磁気抵抗効果比ｄＲ／
Ｒに大きく関与する電子の内部反射特性を考慮すれば、
電子の内部散乱効果を加味してＳＶＭＲセンサ素子を構
成する必要がある。具体的には、磁気抵抗効果比ｄＲ／
Ｒを向上させるために、例えば、保護層、シード層、バ
ッファ層またはナノオキサイド層（ＮＯＬ；Nano-Oxide
Layer）などの各種層をＳＶＭＲセンサ素子に導入する
試みがなされている。
【０００８】具体的には、例えば、Huai等により、シー
ド層上にテクスチュアを改善しながら反強磁性層（すな
わちピンニング層）を成長させる技法が開示されている
（例えば、特許文献１参照。）。この技法によれば、ピ
ンド層がフリー層よりも下方に配置されているＳＶＭＲ
センサ素子、すなわちボトムＳＶＭＲセンサ素子におい
て、シード層が、反強磁性のピンニング層の成長を制御
し、そのテクスチュアを改善する機能を果たす。これに
より、ピンニング層とピンド層との間の交換結合が改善
されるため、磁気抵抗効果比が向上する。
ド層上にテクスチュアを改善しながら反強磁性層（すな
わちピンニング層）を成長させる技法が開示されている
（例えば、特許文献１参照。）。この技法によれば、ピ
ンド層がフリー層よりも下方に配置されているＳＶＭＲ
センサ素子、すなわちボトムＳＶＭＲセンサ素子におい
て、シード層が、反強磁性のピンニング層の成長を制御
し、そのテクスチュアを改善する機能を果たす。これに
より、ピンニング層とピンド層との間の交換結合が改善
されるため、磁気抵抗効果比が向上する。
【０００９】
【特許文献１】米国特許第６２２２７０７Ｂ１号明細書
【００１０】また、例えば、Huai等により、高抵抗のレ
ニウム層を挟んで２つの反平行ピンド層が積層され、こ
れらの２つの反平行ピンド層がレニウム層を介して互い
に磁気的に連結された３層構造を含むボトムＳＶＭＲセ
ンサ素子が開示されている（例えば、特許文献２参
照。）。この高抵抗のレニウム層は、２つの反平行ピン
ド層間の磁気的連結状態を適正に維持しつつ、３層構造
中において電流を流れやすくするためのものである。な
お、Huai等により開示されたボトムＳＶＭＲセンサ素子
は、上記した３層構造と共に、タンタル（Ｔａ）よりな
る酸化防止用の保護層を含んで構成されている。
ニウム層を挟んで２つの反平行ピンド層が積層され、こ
れらの２つの反平行ピンド層がレニウム層を介して互い
に磁気的に連結された３層構造を含むボトムＳＶＭＲセ
ンサ素子が開示されている（例えば、特許文献２参
照。）。この高抵抗のレニウム層は、２つの反平行ピン
ド層間の磁気的連結状態を適正に維持しつつ、３層構造
中において電流を流れやすくするためのものである。な
お、Huai等により開示されたボトムＳＶＭＲセンサ素子
は、上記した３層構造と共に、タンタル（Ｔａ）よりな
る酸化防止用の保護層を含んで構成されている。
【００１１】
【特許文献２】米国特許第６１７５４７６Ｂ１号明細書
【００１２】また、例えば、Gill等により、フリー層上
に、銅（Ｃｕ）や酸化ニッケル（ＮｉＯ）よりなる鏡面
反射層が積層されたＳＶＭＲセンサ素子の製造方法が開
示されている（例えば、特許文献３参照。）。
に、銅（Ｃｕ）や酸化ニッケル（ＮｉＯ）よりなる鏡面
反射層が積層されたＳＶＭＲセンサ素子の製造方法が開
示されている（例えば、特許文献３参照。）。
【００１３】
【特許文献３】米国特許第６１８１５３４Ｂ１号明細書
【００１４】また、例えば、Pinarbasi により、ＳＶＭ
Ｒセンサ素子に適用される保護構造として、コバルト鉄
合金（ＣｏＦｅ）層とタンタル（Ｔａ）層、あるいはコ
バルト鉄合金（ＣｏＦｅ）層と銅（Ｃｕ）層とタンタル
（Ｔａ）層とを含む保護構造が開示されている（例え
ば、特許文献４参照。）。この保護構造によれば、高温
下、長期間に渡るＳＶＭＥセンサ素子の磁気抵抗効果特
性が改善される。
Ｒセンサ素子に適用される保護構造として、コバルト鉄
合金（ＣｏＦｅ）層とタンタル（Ｔａ）層、あるいはコ
バルト鉄合金（ＣｏＦｅ）層と銅（Ｃｕ）層とタンタル
（Ｔａ）層とを含む保護構造が開示されている（例え
ば、特許文献４参照。）。この保護構造によれば、高温
下、長期間に渡るＳＶＭＥセンサ素子の磁気抵抗効果特
性が改善される。
【００１５】
【特許文献４】米国特許第６２０８４９１Ｂ号明細書
【００１６】また、例えば、Lee 等により、タンタル
（Ｔａ）、ニッケル鉄クロム合金（ＮｉＦｅＣｒ）、ニ
ッケルクロム合金（ＮｉＣｒ）、ニッケルクロム合金と
タンタルとの積層体（ＮｉＣｒ／Ｔａ）、およびタンタ
ルとニッケルクロム合金との積層体（Ｔａ／ＮｉＣｒ）
のうちのいずれかよりなる保護層を備えたＳＶＭＲセン
サ素子が開示されている（例えば、特許文献５参
照。）。ニッケル鉄クロム合金またはニッケルクロム合
金のいずれかを用いて保護層を構成すれば、タンタルを
用いて保護層を構成した場合と比較して、ＳＶＭＲセン
サ素子の熱安定性が改善される。
（Ｔａ）、ニッケル鉄クロム合金（ＮｉＦｅＣｒ）、ニ
ッケルクロム合金（ＮｉＣｒ）、ニッケルクロム合金と
タンタルとの積層体（ＮｉＣｒ／Ｔａ）、およびタンタ
ルとニッケルクロム合金との積層体（Ｔａ／ＮｉＣｒ）
のうちのいずれかよりなる保護層を備えたＳＶＭＲセン
サ素子が開示されている（例えば、特許文献５参
照。）。ニッケル鉄クロム合金またはニッケルクロム合
金のいずれかを用いて保護層を構成すれば、タンタルを
用いて保護層を構成した場合と比較して、ＳＶＭＲセン
サ素子の熱安定性が改善される。
【００１７】
【特許文献５】米国特許第５７３１９３６号明細書
【００１８】また、例えば、Kim 等により、強磁性層の
表面を保護することを目的として、０ｎｍよりも大き
く、かつ１０ｎｍ以下の膜厚を有するタンタルよりなる
保護層を備えたボトムＳＶＭＲセンサ素子が開示されて
いる（例えば、特許文献６参照。）。また、Kim等は、
ＳＶＭＲセンサ素子の材料や構造を改良した結果、磁気
抵抗効果比を改善した旨も報告している。
表面を保護することを目的として、０ｎｍよりも大き
く、かつ１０ｎｍ以下の膜厚を有するタンタルよりなる
保護層を備えたボトムＳＶＭＲセンサ素子が開示されて
いる（例えば、特許文献６参照。）。また、Kim等は、
ＳＶＭＲセンサ素子の材料や構造を改良した結果、磁気
抵抗効果比を改善した旨も報告している。
【００１９】
【特許文献６】米国特許第５６３７２３５号明細書
【００２０】また、例えば、磁気抵抗効果比の改善に関
して、Swagten 等は、絶縁性の酸化ニッケル（ＮｉＯ）
層を利用して電子の反射特性を高めたことを報告してい
る（例えば、非特許文献１参照。）。この絶縁性の酸化
ニッケル層は、ＳＶＭＲ構造に交換バイアスを付与する
ために利用されている。また、Swagten 等は、酸化ニッ
ケル層中に、コバルト／銅／コバルト（Ｃｏ／Ｃｕ／Ｃ
ｏ）層とニッケル鉄合金／銅／ニッケル鉄合金（Ｎｉ80
Ｆｅ20／Ｃｕ／Ｎｉ80Ｆｅ20）層とを挿入することによ
り、磁気抵抗効果比を向上させたことも報告している
（例えば、非特許文献２参照。）。
して、Swagten 等は、絶縁性の酸化ニッケル（ＮｉＯ）
層を利用して電子の反射特性を高めたことを報告してい
る（例えば、非特許文献１参照。）。この絶縁性の酸化
ニッケル層は、ＳＶＭＲ構造に交換バイアスを付与する
ために利用されている。また、Swagten 等は、酸化ニッ
ケル層中に、コバルト／銅／コバルト（Ｃｏ／Ｃｕ／Ｃ
ｏ）層とニッケル鉄合金／銅／ニッケル鉄合金（Ｎｉ80
Ｆｅ20／Ｃｕ／Ｎｉ80Ｆｅ20）層とを挿入することによ
り、磁気抵抗効果比を向上させたことも報告している
（例えば、非特許文献２参照。）。
【００２１】
【非特許文献１】”Specular Reflection in Spin Valv
es Bounded by NiO Layers”，IEEE Transactions on M
agnetics，Vol.34，No.4，July 1998，pp.948-953
es Bounded by NiO Layers”，IEEE Transactions on M
agnetics，Vol.34，No.4，July 1998，pp.948-953
【非特許文献２】”Enhanced giant magnetoresistance
in spin-valves sandwichedbetween insulating Ni
O”，Phys.Rev.B，Vol.53，No.14，1 April，1966
in spin-valves sandwichedbetween insulating Ni
O”，Phys.Rev.B，Vol.53，No.14，1 April，1966
【００２２】また、例えば、Y.Kamiguchi等は、ピンド
層の電子鏡面散乱特性を高めるためのナノオキサイド層
（ＮＯＬ）を備えたＳＶＭＲセンサ素子について報告し
ている（例えば、非特許文献３参照。）。
層の電子鏡面散乱特性を高めるためのナノオキサイド層
（ＮＯＬ）を備えたＳＶＭＲセンサ素子について報告し
ている（例えば、非特許文献３参照。）。
【非特許文献３】”CoFe Specular Spin Valve GMR Hea
d Using NOL in Pinned Layer”，Paper DB-01，Digest
of Intermagnetic Conference 1999
d Using NOL in Pinned Layer”，Paper DB-01，Digest
of Intermagnetic Conference 1999
【００２３】また、例えば、T.MizuguchiとH.Kanoは、
フリー層の保磁力を低く維持しつつ、巨大磁気抵抗効果
特性を改善することが可能な新しいＳＶＭＲセンサ素子
の構成について報告している（例えば、非特許文献４参
照。）。この新しいＳＶＭＲセンサ素子では、酸化タン
タル（ＴａＯ）よりなる上部鏡面反射保護層からフリー
層が銅（Ｃｕ）層を介して分離されていると共に、ピン
ド層中に、酸化ルテニウム（ＲｕＯ）よりなる他の鏡面
反射層が挿入されている。
フリー層の保磁力を低く維持しつつ、巨大磁気抵抗効果
特性を改善することが可能な新しいＳＶＭＲセンサ素子
の構成について報告している（例えば、非特許文献４参
照。）。この新しいＳＶＭＲセンサ素子では、酸化タン
タル（ＴａＯ）よりなる上部鏡面反射保護層からフリー
層が銅（Ｃｕ）層を介して分離されていると共に、ピン
ド層中に、酸化ルテニウム（ＲｕＯ）よりなる他の鏡面
反射層が挿入されている。
【非特許文献４】”Characteristics of spin-valve fi
lms with non-magnetic oxidelayers for specular sca
ttering”，Paper EB-12，Digest of MMM/Intermag.200
1 conference，p.263
lms with non-magnetic oxidelayers for specular sca
ttering”，Paper EB-12，Digest of MMM/Intermag.200
1 conference，p.263
【００２４】また、例えば、Y.Huai等は、薄い酸化保護
層を備えたボトムＳＶＭＲセンサ素子に関し、その酸化
保護層の電子反射特性を高める効果について報告してい
る（例えば、非特許文献５参照。）。このボトムＳＶＭ
Ｒセンサ素子は、シンセティック構造および鏡面反射構
造を有している。
層を備えたボトムＳＶＭＲセンサ素子に関し、その酸化
保護層の電子反射特性を高める効果について報告してい
る（例えば、非特許文献５参照。）。このボトムＳＶＭ
Ｒセンサ素子は、シンセティック構造および鏡面反射構
造を有している。
【非特許文献５】”Highly Sensitive Spin-Valve Head
s with Specular Thin OxideCapping Layer”，Paper E
B-14，Digest of MMM/Intermag.2001Conference，p263
s with Specular Thin OxideCapping Layer”，Paper E
B-14，Digest of MMM/Intermag.2001Conference，p263
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】図３は、保護層を備え
た従来のボトムＳＶＭＲセンサ素子の概略断面構成を表
している。このボトムＳＶＲＭセンサ素子は、いわゆる
スペキュラー型と呼ばれるものであり、基体１０１上
に、シード層１０２と、反強磁性ピンニング層１０４
と、ＳｙＡＰ層１０６と、非磁性スペーサ層１１４と、
強磁性フリー層１１６と、保護層１３０とがこの順に積
層された構成を有している。
た従来のボトムＳＶＭＲセンサ素子の概略断面構成を表
している。このボトムＳＶＲＭセンサ素子は、いわゆる
スペキュラー型と呼ばれるものであり、基体１０１上
に、シード層１０２と、反強磁性ピンニング層１０４
と、ＳｙＡＰ層１０６と、非磁性スペーサ層１１４と、
強磁性フリー層１１６と、保護層１３０とがこの順に積
層された構成を有している。
【００２６】シード層１０２は、ニッケルクロム合金
（ＮｉＣｒ）により構成されており、その厚さは約４．
０ｎｍである。反強磁性ピンニング層１０４は、マンガ
ン白金合金（ＭｎＰｔ）により構成されており、その厚
さは約１３．０ｎｍである。ＳｙＡＰ層１０６は、非磁
性結合層１１２を挟んで第２の反平行ピンド層１０８
（ＡＰ２）と第１の反平行ピンド層１１０（ＡＰ１）と
が積層され、これらの第２の反平行ピンド層１０８と第
１の反平行ピンド層１１０とが非磁性結合層１１２を介
して磁化方向が互いに反平行となるように交換結合され
た３層構成を有している。非磁性結合層１１２は、ルテ
ニウム（Ｒｕ）により構成されており、その厚さは約
０．８ｎｍである。第２の反平行ピンド層１０８は、コ
バルト鉄合金（ＣｏＦｅ）により構成されており、その
厚さは約１．５ｎｍである。第１の反平行ピンド層１１
０は、第２の反平行ピンド層１０８と同様にコバルト鉄
合金により構成されており、その厚さは約２．０ｎｍで
ある。非磁性スペーサ層１１４は、銅（Ｃｕ）により構
成されており、その厚さは約１．９ｎｍである。強磁性
フリー層１１６は、コバルト鉄合金（ＣｏＦｅ）により
構成されており、その厚さは約２．０ｎｍである。保護
層１３０は、は、ボトムＳＶＭＲセンサ素子を保護する
ためのものであり、非磁性層１１８と鏡面反射層１２０
とがこの順に積層された構成を有している。非磁性層１
１８は、酸化防止層や導電層として機能するものであ
り、銅により構成され、その厚さは約０．５ｎｍであ
る。鏡面反射層１２０は、タンタル（Ｔａ）により構成
されており、その厚さは約０．８ｎｍである。
（ＮｉＣｒ）により構成されており、その厚さは約４．
０ｎｍである。反強磁性ピンニング層１０４は、マンガ
ン白金合金（ＭｎＰｔ）により構成されており、その厚
さは約１３．０ｎｍである。ＳｙＡＰ層１０６は、非磁
性結合層１１２を挟んで第２の反平行ピンド層１０８
（ＡＰ２）と第１の反平行ピンド層１１０（ＡＰ１）と
が積層され、これらの第２の反平行ピンド層１０８と第
１の反平行ピンド層１１０とが非磁性結合層１１２を介
して磁化方向が互いに反平行となるように交換結合され
た３層構成を有している。非磁性結合層１１２は、ルテ
ニウム（Ｒｕ）により構成されており、その厚さは約
０．８ｎｍである。第２の反平行ピンド層１０８は、コ
バルト鉄合金（ＣｏＦｅ）により構成されており、その
厚さは約１．５ｎｍである。第１の反平行ピンド層１１
０は、第２の反平行ピンド層１０８と同様にコバルト鉄
合金により構成されており、その厚さは約２．０ｎｍで
ある。非磁性スペーサ層１１４は、銅（Ｃｕ）により構
成されており、その厚さは約１．９ｎｍである。強磁性
フリー層１１６は、コバルト鉄合金（ＣｏＦｅ）により
構成されており、その厚さは約２．０ｎｍである。保護
層１３０は、は、ボトムＳＶＭＲセンサ素子を保護する
ためのものであり、非磁性層１１８と鏡面反射層１２０
とがこの順に積層された構成を有している。非磁性層１
１８は、酸化防止層や導電層として機能するものであ
り、銅により構成され、その厚さは約０．５ｎｍであ
る。鏡面反射層１２０は、タンタル（Ｔａ）により構成
されており、その厚さは約０．８ｎｍである。
【００２７】なお、図３に示したボトムＳＶＭＲセンサ
素子の構成を詳細に表すと、以下の通りである。ＮｉＣ
ｒ（４．０ｎｍ）／ＭｎＰｔ（１３．０ｎｍ）／ＣｏＦ
ｅ（１．５ｎｍ）／Ｒｕ（０．８ｎｍ）／ＣｏＦｅ
（２．０ｎｍ）／Ｃｕ（１．９ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２．
０ｎｍ）／Ｃｕ（０．５ｎｍ）／Ｔａ（０．８ｎｍ）
素子の構成を詳細に表すと、以下の通りである。ＮｉＣ
ｒ（４．０ｎｍ）／ＭｎＰｔ（１３．０ｎｍ）／ＣｏＦ
ｅ（１．５ｎｍ）／Ｒｕ（０．８ｎｍ）／ＣｏＦｅ
（２．０ｎｍ）／Ｃｕ（１．９ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２．
０ｎｍ）／Ｃｕ（０．５ｎｍ）／Ｔａ（０．８ｎｍ）
【００２８】ところで、今後ますます増加することが想
定される磁気メディアの記録密度を考慮すると、ボトム
ＳＶＭＲセンサ素子の磁気抵抗効果比は可能な限り高い
ことが要求される。しかしながら、図３に示した従来の
ボトムＳＶＭＲセンサ素子では、今後想定される記録密
度、具体的には約４５Ｇｂ／ｉｎ2 〜７０Ｇｂ／ｉｎ 2
の記録密度に見合う十分な磁気抵抗効果比を確保するこ
とが困難であるという問題があった。
定される磁気メディアの記録密度を考慮すると、ボトム
ＳＶＭＲセンサ素子の磁気抵抗効果比は可能な限り高い
ことが要求される。しかしながら、図３に示した従来の
ボトムＳＶＭＲセンサ素子では、今後想定される記録密
度、具体的には約４５Ｇｂ／ｉｎ2 〜７０Ｇｂ／ｉｎ 2
の記録密度に見合う十分な磁気抵抗効果比を確保するこ
とが困難であるという問題があった。
【００２９】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その第１の目的は、従来のボトムスピンバルブ磁
気抵抗効果センサ素子よりも高磁気抵抗効果比および低
抵抗のボトムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ素子およ
びその製造方法を提供することにある。
ので、その第１の目的は、従来のボトムスピンバルブ磁
気抵抗効果センサ素子よりも高磁気抵抗効果比および低
抵抗のボトムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ素子およ
びその製造方法を提供することにある。
【００３０】また、本発明の第２の目的は、約４５Ｇｂ
／ｉｎ2 〜７０Ｇｂ／ｉｎ2 の記録密度の磁気メディア
に適用可能なボトムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ素
子およびその製造方法を提供することにある。
／ｉｎ2 〜７０Ｇｂ／ｉｎ2 の記録密度の磁気メディア
に適用可能なボトムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ素
子およびその製造方法を提供することにある。
【００３１】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の観点に係
るボトムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ素子の製造方
法は、基体上に、磁気抵抗効果を高めるためのシード層
を形成する第１の工程と、このシード層上に、反強磁性
材料を用いて固定作用層を形成する第２の工程と、この
固定作用層上に、シンセティック反強磁性被固定層を形
成する第３の工程とを含むボトムスピンバルブ磁気抵抗
効果センサ素子を製造する方法であり、第３の工程が、
固定作用層上に、強磁性材料を用いて第２の反平行被固
定層を形成する工程と、この第２の反平行被固定層上
に、非磁性結合層を形成する工程と、この非磁性結合層
上に、第１の反平行被固定層を形成することにより、シ
ンセティック反強磁性被固定層を完成させる工程とを含
み、さらに、シンセティック反強磁性被固定層のうちの
第１の反平行被固定層上に、非磁性スペーサ層を形成す
る第４の工程と、この非磁性スペーサ層上に、強磁性フ
リー層を形成する第５の工程と、この強磁性フリー層上
に、非磁性層と鏡面反射層とがこの順に積層された２層
構造をなすように、保護層を形成する第６の工程と、所
定の強度の外部磁場中において所定の温度で全体を熱ア
ニールすることにより、強磁性フリー層およびシンセテ
ィック反強磁性被固定層を磁化する第７の工程とを含む
ようにしたものである。
るボトムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ素子の製造方
法は、基体上に、磁気抵抗効果を高めるためのシード層
を形成する第１の工程と、このシード層上に、反強磁性
材料を用いて固定作用層を形成する第２の工程と、この
固定作用層上に、シンセティック反強磁性被固定層を形
成する第３の工程とを含むボトムスピンバルブ磁気抵抗
効果センサ素子を製造する方法であり、第３の工程が、
固定作用層上に、強磁性材料を用いて第２の反平行被固
定層を形成する工程と、この第２の反平行被固定層上
に、非磁性結合層を形成する工程と、この非磁性結合層
上に、第１の反平行被固定層を形成することにより、シ
ンセティック反強磁性被固定層を完成させる工程とを含
み、さらに、シンセティック反強磁性被固定層のうちの
第１の反平行被固定層上に、非磁性スペーサ層を形成す
る第４の工程と、この非磁性スペーサ層上に、強磁性フ
リー層を形成する第５の工程と、この強磁性フリー層上
に、非磁性層と鏡面反射層とがこの順に積層された２層
構造をなすように、保護層を形成する第６の工程と、所
定の強度の外部磁場中において所定の温度で全体を熱ア
ニールすることにより、強磁性フリー層およびシンセテ
ィック反強磁性被固定層を磁化する第７の工程とを含む
ようにしたものである。
【００３２】本発明の第２の観点に係るボトムスピンバ
ルブ磁気抵抗効果センサ素子の製造方法は、基体上に、
磁気抵抗効果を高めるためのシード層を形成する第１の
工程と、このシード層上に、反強磁性材料を用いて固定
作用層を形成する第２の工程と、この固定作用層上に、
シンセティック反強磁性被固定層を形成する第３の工程
とを含むボトムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ素子を
製造する方法であり、第３の工程が、固定作用層上に、
強磁性材料を用いて第２の反平行被固定層を形成する工
程と、この第２の反平行被固定層上に、非磁性結合層を
形成する工程と、この非磁性結合層上に、第１の反平行
被固定層を形成することにより、シンセティック反強磁
性被固定層を完成させる工程とを含み、さらに、シンセ
ティック反強磁性被固定層のうちの第１の反平行被固定
層上に、非磁性スペーサ層を形成する第４の工程と、こ
の非磁性スペーサ層上に、強磁性フリー層を形成する第
５の工程と、この強磁性フリー層上に、鏡面反射材料を
用いて保護層を形成する第６の工程と、所定の強度の外
部磁場中において所定の温度で全体を熱アニールするこ
とにより、強磁性フリー層およびシンセティック反強磁
性被固定層を磁化する第７の工程とを含むようにしたも
のである。
ルブ磁気抵抗効果センサ素子の製造方法は、基体上に、
磁気抵抗効果を高めるためのシード層を形成する第１の
工程と、このシード層上に、反強磁性材料を用いて固定
作用層を形成する第２の工程と、この固定作用層上に、
シンセティック反強磁性被固定層を形成する第３の工程
とを含むボトムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ素子を
製造する方法であり、第３の工程が、固定作用層上に、
強磁性材料を用いて第２の反平行被固定層を形成する工
程と、この第２の反平行被固定層上に、非磁性結合層を
形成する工程と、この非磁性結合層上に、第１の反平行
被固定層を形成することにより、シンセティック反強磁
性被固定層を完成させる工程とを含み、さらに、シンセ
ティック反強磁性被固定層のうちの第１の反平行被固定
層上に、非磁性スペーサ層を形成する第４の工程と、こ
の非磁性スペーサ層上に、強磁性フリー層を形成する第
５の工程と、この強磁性フリー層上に、鏡面反射材料を
用いて保護層を形成する第６の工程と、所定の強度の外
部磁場中において所定の温度で全体を熱アニールするこ
とにより、強磁性フリー層およびシンセティック反強磁
性被固定層を磁化する第７の工程とを含むようにしたも
のである。
【００３３】本発明の第１の観点に係るボトムスピンバ
ルブ磁気抵抗効果センサ素子は、基体上に配設され、磁
気抵抗効果を高めるシード層と、このシード層上に配設
され、反強磁性材料よりなる固定作用層と、この固定作
用層上に配設されたシンセティック反強磁性被固定層と
を備えたものであり、シンセティック反強磁性被固定層
が、固定作用層上に配設され、強磁性材料よりなる第２
の反平行被固定層と、この第２の反平行被固定層上に配
設された非磁性結合層と、この非磁性結合層上に配設さ
れた第１の反平行被固定層とを含み、さらに、シンセテ
ィック反強磁性被固定層のうちの第１の反平行被固定層
上に配設された非磁性スペーサ層と、この非磁性スペー
サ層上に配設された強磁性フリー層と、この強磁性フリ
ー層上に配設され、非磁性層と鏡面反射層とがこの順に
積層された２層構造の保護層とを備え、強磁性フリー層
が縦方向に磁化されていると共に、シンセティック反強
磁性被固定層が、強磁性フリー層の磁化方向と直交する
方向に磁化されているようにしたものである。
ルブ磁気抵抗効果センサ素子は、基体上に配設され、磁
気抵抗効果を高めるシード層と、このシード層上に配設
され、反強磁性材料よりなる固定作用層と、この固定作
用層上に配設されたシンセティック反強磁性被固定層と
を備えたものであり、シンセティック反強磁性被固定層
が、固定作用層上に配設され、強磁性材料よりなる第２
の反平行被固定層と、この第２の反平行被固定層上に配
設された非磁性結合層と、この非磁性結合層上に配設さ
れた第１の反平行被固定層とを含み、さらに、シンセテ
ィック反強磁性被固定層のうちの第１の反平行被固定層
上に配設された非磁性スペーサ層と、この非磁性スペー
サ層上に配設された強磁性フリー層と、この強磁性フリ
ー層上に配設され、非磁性層と鏡面反射層とがこの順に
積層された２層構造の保護層とを備え、強磁性フリー層
が縦方向に磁化されていると共に、シンセティック反強
磁性被固定層が、強磁性フリー層の磁化方向と直交する
方向に磁化されているようにしたものである。
【００３４】本発明の第２の観点に係るボトムスピンバ
ルブ磁気抵抗効果センサ素子は、基体上に配設され、磁
気抵抗効果を高めるシード層と、このシード層上に配設
され、反強磁性材料よりなる固定作用層と、この固定作
用層上に配設されたシンセティック反強磁性被固定層と
を備えたものであり、シンセティック反強磁性被固定層
が、固定作用層上に配設され、強磁性材料よりなる第２
の反平行被固定層と、この第２の反平行被固定層上に配
設された非磁性結合層と、この非磁性結合層上に配設さ
れた第１の反平行被固定層とを含み、さらに、シンセテ
ィック反強磁性被固定層のうちの第１の反平行被固定層
上に配設された非磁性スペーサ層と、この非磁性スペー
サ層上に配設された強磁性フリー層と、この強磁性フリ
ー層上に配設され、鏡面反射材料よりなる保護層とを備
え、強磁性フリー層が縦方向に磁化されていると共に、
シンセティック反強磁性被固定層が、強磁性フリー層の
磁化方向と直交する方向に磁化されているようにしたも
のである。
ルブ磁気抵抗効果センサ素子は、基体上に配設され、磁
気抵抗効果を高めるシード層と、このシード層上に配設
され、反強磁性材料よりなる固定作用層と、この固定作
用層上に配設されたシンセティック反強磁性被固定層と
を備えたものであり、シンセティック反強磁性被固定層
が、固定作用層上に配設され、強磁性材料よりなる第２
の反平行被固定層と、この第２の反平行被固定層上に配
設された非磁性結合層と、この非磁性結合層上に配設さ
れた第１の反平行被固定層とを含み、さらに、シンセテ
ィック反強磁性被固定層のうちの第１の反平行被固定層
上に配設された非磁性スペーサ層と、この非磁性スペー
サ層上に配設された強磁性フリー層と、この強磁性フリ
ー層上に配設され、鏡面反射材料よりなる保護層とを備
え、強磁性フリー層が縦方向に磁化されていると共に、
シンセティック反強磁性被固定層が、強磁性フリー層の
磁化方向と直交する方向に磁化されているようにしたも
のである。
【００３５】本発明の第１および第２の観点に係るボト
ムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ素子またはそれらの
製造方法では、鏡面反射層または鏡面反射材料よりなる
保護層を備えるため、例えば、電子の鏡面反射特性に優
れた鉄タンタル酸化物（ＦｅＴａＯ）で鏡面反射層や保
護層を構成すれば、電子の鏡面反射特性が著しく向上す
る。
ムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ素子またはそれらの
製造方法では、鏡面反射層または鏡面反射材料よりなる
保護層を備えるため、例えば、電子の鏡面反射特性に優
れた鉄タンタル酸化物（ＦｅＴａＯ）で鏡面反射層や保
護層を構成すれば、電子の鏡面反射特性が著しく向上す
る。
【００３６】本発明の第１および第２の観点に係るボト
ムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ素子またはそれらの
製造方法では、ニッケルクロム合金またはニッケル鉄ク
ロム合金のいずれかを用いて、３．０ｎｍ以上７．０ｎ
ｍ以下の範囲内の厚さとなるように、シード層を形成す
るようにしてもよい。
ムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ素子またはそれらの
製造方法では、ニッケルクロム合金またはニッケル鉄ク
ロム合金のいずれかを用いて、３．０ｎｍ以上７．０ｎ
ｍ以下の範囲内の厚さとなるように、シード層を形成す
るようにしてもよい。
【００３７】また、本発明の第１および第２の観点に係
るボトムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ素子またはそ
れらの製造方法では、マンガン白金合金、イリジウムマ
ンガン合金、ニッケルマンガン合金およびマンガンパラ
ジウム白金合金のうちのいずれかの反強磁性材料を用
い、より具体的には、マンガン白金合金を用いて、８．
０ｎｍ以上２５．０ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるよう
に、固定作用層を形成するようにしてもよい。
るボトムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ素子またはそ
れらの製造方法では、マンガン白金合金、イリジウムマ
ンガン合金、ニッケルマンガン合金およびマンガンパラ
ジウム白金合金のうちのいずれかの反強磁性材料を用
い、より具体的には、マンガン白金合金を用いて、８．
０ｎｍ以上２５．０ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるよう
に、固定作用層を形成するようにしてもよい。
【００３８】また、本発明の第１および第２の観点に係
るボトムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ素子またはそ
れらの製造方法では、コバルト鉄合金、ニッケル鉄合金
およびコバルト鉄ニッケル合金のうちのいずれかの強磁
性材料を用い、より具体的には、コバルト鉄合金を用い
て、１．０ｎｍ以上２．５ｎｍ以下の範囲内の厚さとな
るように、第２の反平行被固定層を形成するようにして
もよい。
るボトムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ素子またはそ
れらの製造方法では、コバルト鉄合金、ニッケル鉄合金
およびコバルト鉄ニッケル合金のうちのいずれかの強磁
性材料を用い、より具体的には、コバルト鉄合金を用い
て、１．０ｎｍ以上２．５ｎｍ以下の範囲内の厚さとな
るように、第２の反平行被固定層を形成するようにして
もよい。
【００３９】また、本発明の第２の観点に係るボトムス
ピンバルブ磁気抵抗効果センサ素子またはその製造方法
では、被固定層内非磁性スペーサ層を挟んで第１および
第２の強磁性層が積層された３層構造をなすように、第
２の反平行被固定層を形成するようにしてもよい。この
場合には、コバルト鉄合金、ニッケル鉄合金およびコバ
ルト鉄ニッケル合金のうちのいずれかの強磁性材料を用
い、より具体的には、コバルト鉄合金を用いて、０．５
ｎｍ以上１．５ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように、
第１および第２の強磁性層を形成するようにしてもよ
い。また、タンタル、ニッケルクロム合金およびニッケ
ル鉄クロム合金のうちのいずれかの非磁性材料を用い、
より具体的には、タンタルを用いて、０．０５ｎｍ以上
０．５ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように、被固定層
内非磁性スペーサ層を形成するようにしてもよい。
ピンバルブ磁気抵抗効果センサ素子またはその製造方法
では、被固定層内非磁性スペーサ層を挟んで第１および
第２の強磁性層が積層された３層構造をなすように、第
２の反平行被固定層を形成するようにしてもよい。この
場合には、コバルト鉄合金、ニッケル鉄合金およびコバ
ルト鉄ニッケル合金のうちのいずれかの強磁性材料を用
い、より具体的には、コバルト鉄合金を用いて、０．５
ｎｍ以上１．５ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように、
第１および第２の強磁性層を形成するようにしてもよ
い。また、タンタル、ニッケルクロム合金およびニッケ
ル鉄クロム合金のうちのいずれかの非磁性材料を用い、
より具体的には、タンタルを用いて、０．０５ｎｍ以上
０．５ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように、被固定層
内非磁性スペーサ層を形成するようにしてもよい。
【００４０】また、本発明の第１および第２の観点に係
るボトムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ素子またはそ
れらの製造方法では、ルテニウム、ロジウムおよびレニ
ウムのうちのいずれかの非磁性材料を用い、より具体的
には、ルテニウムを用いて、０．３ｎｍ以上０．９ｎｍ
以下の範囲内の厚さとなるように、非磁性結合層を形成
するようにしてもよい。
るボトムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ素子またはそ
れらの製造方法では、ルテニウム、ロジウムおよびレニ
ウムのうちのいずれかの非磁性材料を用い、より具体的
には、ルテニウムを用いて、０．３ｎｍ以上０．９ｎｍ
以下の範囲内の厚さとなるように、非磁性結合層を形成
するようにしてもよい。
【００４１】また、本発明の第１および第２の観点に係
るボトムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ素子またはそ
れらの製造方法では、コバルト鉄合金、ニッケル鉄合金
およびコバルト鉄ニッケル合金のうちのいずれかの強磁
性材料を用い、より具体的には、コバルト鉄合金を用い
て、１．０ｎｍ以上３．０ｎｍ以下の範囲内の厚さとな
るように、第１の反平行被固定層を形成するようにして
もよい。
るボトムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ素子またはそ
れらの製造方法では、コバルト鉄合金、ニッケル鉄合金
およびコバルト鉄ニッケル合金のうちのいずれかの強磁
性材料を用い、より具体的には、コバルト鉄合金を用い
て、１．０ｎｍ以上３．０ｎｍ以下の範囲内の厚さとな
るように、第１の反平行被固定層を形成するようにして
もよい。
【００４２】また、本発明の第１および第２の観点に係
るボトムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ素子またはそ
れらの製造方法では、銅、銀および金のうちのいずれか
の非磁性材料を用いて、非磁性スペーサ層を形成するよ
うにしてもよい。具体的には、本発明の第１の観点に係
るボトムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ素子またはそ
の製造方法では、銅を用い、０．８ｎｍ以上３．０ｎｍ
以下の範囲内の厚さとなるように、より具体的には、銅
を用いて、１．８ｎｍまたは１．９ｎｍの厚さとなるよ
うに、非磁性スペーサ層を形成するようにしてもよい。
また、本発明の第２の観点に係るボトムスピンバルブ磁
気抵抗効果センサ素子またはその製造方法では、銅を用
い、０．８ｎｍ以上３．０ｎｍ以下の範囲内の厚さとな
るように、より具体的には、銅を用いて、１．９ｎｍの
厚さとなるように、非磁性スペーサ層を形成するように
してもよい。
るボトムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ素子またはそ
れらの製造方法では、銅、銀および金のうちのいずれか
の非磁性材料を用いて、非磁性スペーサ層を形成するよ
うにしてもよい。具体的には、本発明の第１の観点に係
るボトムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ素子またはそ
の製造方法では、銅を用い、０．８ｎｍ以上３．０ｎｍ
以下の範囲内の厚さとなるように、より具体的には、銅
を用いて、１．８ｎｍまたは１．９ｎｍの厚さとなるよ
うに、非磁性スペーサ層を形成するようにしてもよい。
また、本発明の第２の観点に係るボトムスピンバルブ磁
気抵抗効果センサ素子またはその製造方法では、銅を用
い、０．８ｎｍ以上３．０ｎｍ以下の範囲内の厚さとな
るように、より具体的には、銅を用いて、１．９ｎｍの
厚さとなるように、非磁性スペーサ層を形成するように
してもよい。
【００４３】また、本発明の第１の観点に係るボトムス
ピンバルブ磁気抵抗効果センサ素子またはその製造方法
では、コバルト鉄合金、ニッケル鉄合金、コバルト鉄ニ
ッケル合金、およびコバルト鉄合金とニッケル鉄合金と
の積層体のうちのいずれかの強磁性材料を用い、より具
体的には、コバルト鉄合金を用いて、１．０ｎｍ以上
６．０ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように、強磁性フ
リー層を形成するようにしてもよい。
ピンバルブ磁気抵抗効果センサ素子またはその製造方法
では、コバルト鉄合金、ニッケル鉄合金、コバルト鉄ニ
ッケル合金、およびコバルト鉄合金とニッケル鉄合金と
の積層体のうちのいずれかの強磁性材料を用い、より具
体的には、コバルト鉄合金を用いて、１．０ｎｍ以上
６．０ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように、強磁性フ
リー層を形成するようにしてもよい。
【００４４】また、本発明の第１の観点に係るボトムス
ピンバルブ磁気抵抗効果センサ素子またはその製造方法
では、銅、銀、金、ロジウムおよびレニウムのうちのい
ずれかの非磁性材料を用い、より具体的には、銅を用い
て、０ｎｍより大きく、かつ２．０ｎｍ以下の範囲内の
厚さとなるように、保護層のうちの非磁性層を形成する
ようにしてもよい。
ピンバルブ磁気抵抗効果センサ素子またはその製造方法
では、銅、銀、金、ロジウムおよびレニウムのうちのい
ずれかの非磁性材料を用い、より具体的には、銅を用い
て、０ｎｍより大きく、かつ２．０ｎｍ以下の範囲内の
厚さとなるように、保護層のうちの非磁性層を形成する
ようにしてもよい。
【００４５】また、本発明の第１および第２の観点に係
るボトムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ素子またはそ
れらの製造方法では、鉄タンタル合金酸化物を用いて、
０．５ｎｍ以上４．０ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるよ
うに、保護層のうちの鏡面反射層を形成するようにして
もよい。第１の観点に係るボトムスピンバルブ磁気抵抗
効果センサ素子の製造方法では、非磁性層上に、０．３
ｎｍ以上３．０ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように鉄
タンタル合金を形成したのち、この鉄タンタル合金を酸
化して鉄タンタル合金酸化物とすることにより、鏡面反
射層を形成するようにし、特に、鉄を９５原子％含み、
かつタンタルを５原子％含むように、鉄タンタル合金を
形成するようにしてもよい。この場合には、酸化処理用
のチャンバを使用して、酸素の供給流量を５．０×
（１．６６７×１０-8）ｍ3 ／ｓ以上５０．０×（１．
６６７×１０-8）ｍ3 ／ｓ以下の範囲内とし、圧力を
０．０５×１３３．３２２Ｐａ以上０．５×１３３．３
２２Ｐａ以下の範囲内とし、処理時間を９秒以上１１秒
以下の範囲内として、酸化処理を行うようにするのが好
ましい。
るボトムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ素子またはそ
れらの製造方法では、鉄タンタル合金酸化物を用いて、
０．５ｎｍ以上４．０ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるよ
うに、保護層のうちの鏡面反射層を形成するようにして
もよい。第１の観点に係るボトムスピンバルブ磁気抵抗
効果センサ素子の製造方法では、非磁性層上に、０．３
ｎｍ以上３．０ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように鉄
タンタル合金を形成したのち、この鉄タンタル合金を酸
化して鉄タンタル合金酸化物とすることにより、鏡面反
射層を形成するようにし、特に、鉄を９５原子％含み、
かつタンタルを５原子％含むように、鉄タンタル合金を
形成するようにしてもよい。この場合には、酸化処理用
のチャンバを使用して、酸素の供給流量を５．０×
（１．６６７×１０-8）ｍ3 ／ｓ以上５０．０×（１．
６６７×１０-8）ｍ3 ／ｓ以下の範囲内とし、圧力を
０．０５×１３３．３２２Ｐａ以上０．５×１３３．３
２２Ｐａ以下の範囲内とし、処理時間を９秒以上１１秒
以下の範囲内として、酸化処理を行うようにするのが好
ましい。
【００４６】また、本発明の第１の観点に係るボトムス
ピンバルブ磁気抵抗効果センサ素子またはその製造方法
では、鉄の酸化物または鉄コバルトバナジウム合金
（（Ｆｅ 65Ｃｏ35）97Ｖ3 ）の酸化物のいずれかを用い
て、０．５ｎｍ以上４．０ｎｍ以下の範囲内の厚さとな
るように、保護層を形成するようにしてもよい。この場
合には、酸化処理用のチャンバを使用して、酸素の供給
流量を５．０×（１．６６７×１０-8）ｍ3 ／ｓ以上５
０．０×（１．６６７×１０-8）ｍ3 ／ｓ以下の範囲内
とし、圧力を０．０５×１３３．３２２Ｐａ以上０．５
×１３３．３２２Ｐａ以下の範囲内とし、処理時間を９
秒以上１１秒以下の範囲内として、酸化処理を行うよう
にするのが好ましい。
ピンバルブ磁気抵抗効果センサ素子またはその製造方法
では、鉄の酸化物または鉄コバルトバナジウム合金
（（Ｆｅ 65Ｃｏ35）97Ｖ3 ）の酸化物のいずれかを用い
て、０．５ｎｍ以上４．０ｎｍ以下の範囲内の厚さとな
るように、保護層を形成するようにしてもよい。この場
合には、酸化処理用のチャンバを使用して、酸素の供給
流量を５．０×（１．６６７×１０-8）ｍ3 ／ｓ以上５
０．０×（１．６６７×１０-8）ｍ3 ／ｓ以下の範囲内
とし、圧力を０．０５×１３３．３２２Ｐａ以上０．５
×１３３．３２２Ｐａ以下の範囲内とし、処理時間を９
秒以上１１秒以下の範囲内として、酸化処理を行うよう
にするのが好ましい。
【００４７】また、本発明の第１の観点に係るボトムス
ピンバルブ磁気抵抗効果センサ素子の製造方法では、強
磁性フリー層を磁化するために、９００×（１０3 ／４
π）Ａ／ｍ以上１１００×（１０3 ／４π）Ａ／ｍ以下
の範囲内の外部縦方向磁場中において、２４０℃以上３
００℃以下の範囲内の温度で、９分以上１１分以下の範
囲内の時間に渡って熱アニールする第１の熱アニール工
程と、シンセティック反強磁性被固定層を磁化するため
に、７０００×（１０3 ／４π）Ａ／ｍ以上９０００×
（１０3 ／４π）Ａ／ｍ以下の範囲内の、外部縦方向磁
場と直交する方向の外部磁場中において、２４０℃以上
３００℃以下の範囲内の温度で、２時間以上４時間以下
の範囲内の時間に渡って熱アニールする第２の熱アニー
ル工程と、引き続き強磁性フリー層を磁化するために、
１８０×（１０3 ／４π）Ａ／ｍ以上２２０×（１０3
／４π）Ａ／ｍ以下の範囲内の外部縦方向磁場中におい
て、１９０℃以上２４０℃以下の範囲内の温度で、１．
５時間以上２．５時間以下の範囲内の時間に渡って熱ア
ニールする第３の熱アニール工程とを含むようにするの
が好ましい。
ピンバルブ磁気抵抗効果センサ素子の製造方法では、強
磁性フリー層を磁化するために、９００×（１０3 ／４
π）Ａ／ｍ以上１１００×（１０3 ／４π）Ａ／ｍ以下
の範囲内の外部縦方向磁場中において、２４０℃以上３
００℃以下の範囲内の温度で、９分以上１１分以下の範
囲内の時間に渡って熱アニールする第１の熱アニール工
程と、シンセティック反強磁性被固定層を磁化するため
に、７０００×（１０3 ／４π）Ａ／ｍ以上９０００×
（１０3 ／４π）Ａ／ｍ以下の範囲内の、外部縦方向磁
場と直交する方向の外部磁場中において、２４０℃以上
３００℃以下の範囲内の温度で、２時間以上４時間以下
の範囲内の時間に渡って熱アニールする第２の熱アニー
ル工程と、引き続き強磁性フリー層を磁化するために、
１８０×（１０3 ／４π）Ａ／ｍ以上２２０×（１０3
／４π）Ａ／ｍ以下の範囲内の外部縦方向磁場中におい
て、１９０℃以上２４０℃以下の範囲内の温度で、１．
５時間以上２．５時間以下の範囲内の時間に渡って熱ア
ニールする第３の熱アニール工程とを含むようにするの
が好ましい。
【００４８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
て図面を参照して説明する。
【００４９】［第１の実施の形態］まず、図１を参照し
て、本発明の第１の実施の形態に係るボトムスピンバル
ブ磁気抵抗効果センサ素子（ボトムＳＶＭＲセンサ素
子）の構成について説明する。図１は、本実施の形態に
係るボトムＳＶＭＲセンサ素子の概略断面構成を表して
いる。
て、本発明の第１の実施の形態に係るボトムスピンバル
ブ磁気抵抗効果センサ素子（ボトムＳＶＭＲセンサ素
子）の構成について説明する。図１は、本実施の形態に
係るボトムＳＶＭＲセンサ素子の概略断面構成を表して
いる。
【００５０】このボトムＳＶＭＲセンサ素子は、ピンド
層がフリー層よりも下方に配置されたボトム型構造を有
すると共に、電子の鏡面反射現象を利用して巨大磁気抵
抗効果を向上させることが可能ないわゆるスペキュラー
型構造を有するものであり、基体１上に、シード層２
と、反強磁性ピンニング層（固定作用層）４と、シンセ
ティック反強磁性ピンド（ＳｙＡＰ）層（被固定層）６
と、非磁性スペーサ層１４と、強磁性フリー層１６と、
保護層３０とがこの順に積層された構成を有している。
層がフリー層よりも下方に配置されたボトム型構造を有
すると共に、電子の鏡面反射現象を利用して巨大磁気抵
抗効果を向上させることが可能ないわゆるスペキュラー
型構造を有するものであり、基体１上に、シード層２
と、反強磁性ピンニング層（固定作用層）４と、シンセ
ティック反強磁性ピンド（ＳｙＡＰ）層（被固定層）６
と、非磁性スペーサ層１４と、強磁性フリー層１６と、
保護層３０とがこの順に積層された構成を有している。
【００５１】シード層２は、巨大磁気抵抗効果を高める
ためのものであり、例えば、ニッケルクロム合金（Ｎｉ
Ｃｒ）またはニッケル鉄クロム合金（ＮｉＦｅＣｒ）の
いずれかにより構成されており、その厚さは約３．０ｎ
ｍ〜７．０ｎｍである。具体的には、例えば、シード層
２は、約４．０ｎｍ厚のニッケルクロム合金により構成
されている。
ためのものであり、例えば、ニッケルクロム合金（Ｎｉ
Ｃｒ）またはニッケル鉄クロム合金（ＮｉＦｅＣｒ）の
いずれかにより構成されており、その厚さは約３．０ｎ
ｍ〜７．０ｎｍである。具体的には、例えば、シード層
２は、約４．０ｎｍ厚のニッケルクロム合金により構成
されている。
【００５２】反強磁性ピンニング層４は、ＳｙＡＰ層６
の磁化方向を固定するためのものであり、例えば、マン
ガン白金合金（ＭｎＰｔ）、イリジウムマンガン合金
（ＩｒＭｎ）、マンガンパラジウム白金合金（ＭｎＰｄ
Ｐｔ）およびニッケルマンガン合金（ＮｉＭｎ）のうち
のいずれかの反強磁性材料により構成されている。具体
的には、例えば、反強磁性ピンニング層４は、マンガン
白金合金により構成されとり、その厚さは約８．０ｎｍ
〜２５．０ｎｍ（より具体的には約１３．０ｎｍ）であ
る。
の磁化方向を固定するためのものであり、例えば、マン
ガン白金合金（ＭｎＰｔ）、イリジウムマンガン合金
（ＩｒＭｎ）、マンガンパラジウム白金合金（ＭｎＰｄ
Ｐｔ）およびニッケルマンガン合金（ＮｉＭｎ）のうち
のいずれかの反強磁性材料により構成されている。具体
的には、例えば、反強磁性ピンニング層４は、マンガン
白金合金により構成されとり、その厚さは約８．０ｎｍ
〜２５．０ｎｍ（より具体的には約１３．０ｎｍ）であ
る。
【００５３】ＳｙＡＰ層６は、非磁性結合層１２を挟ん
で第２の反平行ピンド層８と第１の反平行ピンド層１０
とが積層され、これらの２つの反平行ピンド層８，１０
が非磁性結合層１２を介して磁化方向が互いに反平行と
なるように交換結合された３層構成を有している。非磁
性結合層１２は、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒ
ｈ）およびレニウム（Ｒｅ）のうちのいずれかの非磁性
材料により構成されている。具体的には、例えば、非磁
性結合層１２は、ルテニウムにより構成されており、そ
の厚さは約０．３〜０．９ｎｍ（より具体的には約０．
８ｎｍ）である。第２の反平行ピンド層８は、コバルト
鉄合金（ＣｏＦｅ）、ニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）およ
びコバルト鉄ニッケル合金（ＣｏＦｅＮｉ）のうちのい
ずれかの強磁性材料により構成されている。具体的に
は、例えば、第２の反平行ピンド層８は、コバルト鉄合
金により構成されており、その厚さは約１．０ｎｍ〜
２．５ｎｍ（より具体的には約１．５ｎｍ）である。一
方、第１の反平行ピンド層１０は、第２の反平行ピンド
層８と同様に、コバルト鉄合金、ニッケル鉄合金および
コバルト鉄ニッケル合金のうちのいずれかの強磁性材料
により構成されている。具体的には、例えば、第１の反
平行ピンド層１０は、コバルト鉄合金により構成されて
おり、その厚さは約１．０ｎｍ〜３．０ｎｍ（より具体
的には約２．０ｎｍ）である。ここでは、２つの反平行
ピンド層８，１０を区別するために、反強磁性ピンニン
グ層４に隣接している反平行ピンド層８を「第２の反平
行ピンド（Anti-parallel Pinned）層ＡＰ２」と表し、
一方、非磁性スペーサ層１４に隣接している反平行ピン
ド層１０を「第１の反平行ピンド層ＡＰ１」と表してい
る。この「反平行」という用語は、非磁性結合層１２を
介して分離されている状態において２つの反平行ピンド
層８，１０の磁化方向が互いに反平行であり、すなわち
２つの反平行ピンド層８，１０が低エネルギー状態にあ
ることを意味している。このＳｙＡＰ層６は、全体とし
て、その磁化方向が強磁性フリー層１６の磁化方向と直
交する方向（横方向）を向くように磁化されている。
で第２の反平行ピンド層８と第１の反平行ピンド層１０
とが積層され、これらの２つの反平行ピンド層８，１０
が非磁性結合層１２を介して磁化方向が互いに反平行と
なるように交換結合された３層構成を有している。非磁
性結合層１２は、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒ
ｈ）およびレニウム（Ｒｅ）のうちのいずれかの非磁性
材料により構成されている。具体的には、例えば、非磁
性結合層１２は、ルテニウムにより構成されており、そ
の厚さは約０．３〜０．９ｎｍ（より具体的には約０．
８ｎｍ）である。第２の反平行ピンド層８は、コバルト
鉄合金（ＣｏＦｅ）、ニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）およ
びコバルト鉄ニッケル合金（ＣｏＦｅＮｉ）のうちのい
ずれかの強磁性材料により構成されている。具体的に
は、例えば、第２の反平行ピンド層８は、コバルト鉄合
金により構成されており、その厚さは約１．０ｎｍ〜
２．５ｎｍ（より具体的には約１．５ｎｍ）である。一
方、第１の反平行ピンド層１０は、第２の反平行ピンド
層８と同様に、コバルト鉄合金、ニッケル鉄合金および
コバルト鉄ニッケル合金のうちのいずれかの強磁性材料
により構成されている。具体的には、例えば、第１の反
平行ピンド層１０は、コバルト鉄合金により構成されて
おり、その厚さは約１．０ｎｍ〜３．０ｎｍ（より具体
的には約２．０ｎｍ）である。ここでは、２つの反平行
ピンド層８，１０を区別するために、反強磁性ピンニン
グ層４に隣接している反平行ピンド層８を「第２の反平
行ピンド（Anti-parallel Pinned）層ＡＰ２」と表し、
一方、非磁性スペーサ層１４に隣接している反平行ピン
ド層１０を「第１の反平行ピンド層ＡＰ１」と表してい
る。この「反平行」という用語は、非磁性結合層１２を
介して分離されている状態において２つの反平行ピンド
層８，１０の磁化方向が互いに反平行であり、すなわち
２つの反平行ピンド層８，１０が低エネルギー状態にあ
ることを意味している。このＳｙＡＰ層６は、全体とし
て、その磁化方向が強磁性フリー層１６の磁化方向と直
交する方向（横方向）を向くように磁化されている。
【００５４】非磁性スペーサ層１４は、ＳｙＡＰ層６と
強磁性フリー層１６との間を磁気的に分離するためのも
のであり、例えば、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）および金
（Ａｕ）のうちのいずれかの非磁性材料により構成され
ている。具体的には、例えば、非磁性スペーサ層１４
は、銅により構成されており、その厚さは約０．８ｎｍ
〜３．０ｎｍ（より具体的には約１．９ｎｍ）である。
強磁性フリー層１６との間を磁気的に分離するためのも
のであり、例えば、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）および金
（Ａｕ）のうちのいずれかの非磁性材料により構成され
ている。具体的には、例えば、非磁性スペーサ層１４
は、銅により構成されており、その厚さは約０．８ｎｍ
〜３．０ｎｍ（より具体的には約１．９ｎｍ）である。
【００５５】強磁性フリー層１６は、コバルト鉄合金
（ＣｏＦｅ）、ニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）、コバルト
鉄ニッケル合金（ＣｏＦｅＮｉ）、およびコバルト鉄合
金とニッケル鉄合金との積層体（ＣｏＦｅ／ＮｉＦｅ）
のうちのいずれかの強磁性材料により構成されている。
具体的には、例えば、強磁性フリー層１６は、コバルト
鉄合金により構成されており、その厚さは約１．０ｎｍ
〜６．０ｎｍ（より具体的には２．０ｎｍ）である。こ
の強磁性フリー層１６は、その磁化方向が所定の方向
（縦方向）を向くように磁化されている。
（ＣｏＦｅ）、ニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）、コバルト
鉄ニッケル合金（ＣｏＦｅＮｉ）、およびコバルト鉄合
金とニッケル鉄合金との積層体（ＣｏＦｅ／ＮｉＦｅ）
のうちのいずれかの強磁性材料により構成されている。
具体的には、例えば、強磁性フリー層１６は、コバルト
鉄合金により構成されており、その厚さは約１．０ｎｍ
〜６．０ｎｍ（より具体的には２．０ｎｍ）である。こ
の強磁性フリー層１６は、その磁化方向が所定の方向
（縦方向）を向くように磁化されている。
【００５６】保護層３０は、主に、ボトムＳＶＭＲセン
サ素子を保護するためのものであり、非磁性層１８と鏡
面反射層２２とがこの順に積層された２層構成を有して
いる。非磁性層１８は、例えば、銅（Ｃｕ）、銀（Ａ
ｇ）、金（Ａｕ）、ロジウム（Ｒｈ）およびレニウム
（Ｒｅ）のうちのいずれかの非磁性材料により構成され
ている。具体的には、例えば、非磁性層１８は、銅によ
り構成されており、その厚さは０ｎｍよりも大きく、か
つ２．０ｎｍ以下（より具体的には約０．５ｎｍ）であ
る。鏡面反射層２２は、電子を鏡面反射させるためのも
のであり、例えば、鉄タンタル合金酸化物（ＦｅＴａ
Ｏ）などの鏡面反射材料により構成され、その厚さは約
０．５ｎｍ〜４．０ｎｍ（より具体的には約０．５ｎ
ｍ）である。この鏡面反射層２２は、特に、鏡面反射ナ
ノオキサイド層（ＮＯＬ；Nano Oxide Layer）とも呼ば
れる。
サ素子を保護するためのものであり、非磁性層１８と鏡
面反射層２２とがこの順に積層された２層構成を有して
いる。非磁性層１８は、例えば、銅（Ｃｕ）、銀（Ａ
ｇ）、金（Ａｕ）、ロジウム（Ｒｈ）およびレニウム
（Ｒｅ）のうちのいずれかの非磁性材料により構成され
ている。具体的には、例えば、非磁性層１８は、銅によ
り構成されており、その厚さは０ｎｍよりも大きく、か
つ２．０ｎｍ以下（より具体的には約０．５ｎｍ）であ
る。鏡面反射層２２は、電子を鏡面反射させるためのも
のであり、例えば、鉄タンタル合金酸化物（ＦｅＴａ
Ｏ）などの鏡面反射材料により構成され、その厚さは約
０．５ｎｍ〜４．０ｎｍ（より具体的には約０．５ｎ
ｍ）である。この鏡面反射層２２は、特に、鏡面反射ナ
ノオキサイド層（ＮＯＬ；Nano Oxide Layer）とも呼ば
れる。
【００５７】なお、図１に示したボトムＳＶＭＲセンサ
素子の具体的な構成を詳細に表すと、以下の通りであ
る。なお、「ＦｅＴａ／／ＯＸ」は、鉄タンタル合金
（ＦｅＴａ）が形成されたのち、その鉄タンタル合金が
酸化されたことを表している。ＮｉＣｒ（４．０ｎｍ）
／ＭｎＰｔ（１３．０ｎｍ）／ＣｏＦｅ（１．５ｎｍ）
／Ｒｕ（０．８ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２．０ｎｍ）／Ｃｕ
（１．９ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２．０ｎｍ）／Ｃｕ（０．
５ｎｍ）／ＦｅＴａ（０．５ｎｍ）／／ＯＸ
素子の具体的な構成を詳細に表すと、以下の通りであ
る。なお、「ＦｅＴａ／／ＯＸ」は、鉄タンタル合金
（ＦｅＴａ）が形成されたのち、その鉄タンタル合金が
酸化されたことを表している。ＮｉＣｒ（４．０ｎｍ）
／ＭｎＰｔ（１３．０ｎｍ）／ＣｏＦｅ（１．５ｎｍ）
／Ｒｕ（０．８ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２．０ｎｍ）／Ｃｕ
（１．９ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２．０ｎｍ）／Ｃｕ（０．
５ｎｍ）／ＦｅＴａ（０．５ｎｍ）／／ＯＸ
【００５８】このボトムＳＶＭＲセンサ素子は、以下の
ように動作する。すなわち、ボトムＳＶＭＲセンサ素子
では、センス電流が付与されると巨大磁気抵抗効果が生
じ、ＳｙＡＰ層６の磁化方向と強磁性フリー層１６の磁
化方向との間の角度に基づいて磁気抵抗が変化する。そ
して、巨大磁気抵抗効果を利用して、例えば磁気ディス
クなどの記録媒体から生じる外部磁界の変化が磁気抵抗
の変化として検出されることにより、その磁気ディスク
に記録されていた情報が磁気的に再生される。
ように動作する。すなわち、ボトムＳＶＭＲセンサ素子
では、センス電流が付与されると巨大磁気抵抗効果が生
じ、ＳｙＡＰ層６の磁化方向と強磁性フリー層１６の磁
化方向との間の角度に基づいて磁気抵抗が変化する。そ
して、巨大磁気抵抗効果を利用して、例えば磁気ディス
クなどの記録媒体から生じる外部磁界の変化が磁気抵抗
の変化として検出されることにより、その磁気ディスク
に記録されていた情報が磁気的に再生される。
【００５９】次に、図１を参照して、ボトムＳＶＭＲセ
ンサ素子の製造方法について説明する。なお、ボトムＳ
ＶＭＲセンサ素子の構成要素の材質や厚さに関する詳細
については既に説明したので、以下では、それらの説明
を随時省略するものとする。
ンサ素子の製造方法について説明する。なお、ボトムＳ
ＶＭＲセンサ素子の構成要素の材質や厚さに関する詳細
については既に説明したので、以下では、それらの説明
を随時省略するものとする。
【００６０】ボトムＳＶＭＲセンサ素子を製造する際に
は、まず、基体１上に、ニッケルクロム合金を用いてシ
ード層２を約４．０ｎｍの厚さとなるように形成したの
ち、このシード層２上に、マンガン白金合金などの反強
磁性材料を用いて反強磁性ピンニング層４を約１３．０
ｎｍの厚さとなるように形成する。続いて、反強磁性ピ
ンニング層４上に、コバルト鉄合金などの強磁性材料よ
りなる約１．５ｎｍ厚の強磁性層８と、ルテニウムなど
の非磁性材料よりなる約０．８ｎｍ厚の非磁性結合層１
２と、コバルト鉄合金などの強磁性材料よりなる約２．
０ｎｍ厚の強磁性層１０とをこの順に積層させることに
より、３層構成を有するＳｙＡＰ層６を完成させる。続
いて、ＳｙＡＰ層６上、すなわちＳｙＡＰ層６のうちの
第１の反平行ピンド層１０上に、銅などの非磁性材料を
用いて非磁性スペーサ層１４を約１．９ｎｍの厚さとな
るように形成したのち、この非磁性スペーサ層１４上
に、コバルト鉄合金などの強磁性材料を用いて強磁性フ
リー層１６を約２．０ｎｍの厚さとなるように形成す
る。
は、まず、基体１上に、ニッケルクロム合金を用いてシ
ード層２を約４．０ｎｍの厚さとなるように形成したの
ち、このシード層２上に、マンガン白金合金などの反強
磁性材料を用いて反強磁性ピンニング層４を約１３．０
ｎｍの厚さとなるように形成する。続いて、反強磁性ピ
ンニング層４上に、コバルト鉄合金などの強磁性材料よ
りなる約１．５ｎｍ厚の強磁性層８と、ルテニウムなど
の非磁性材料よりなる約０．８ｎｍ厚の非磁性結合層１
２と、コバルト鉄合金などの強磁性材料よりなる約２．
０ｎｍ厚の強磁性層１０とをこの順に積層させることに
より、３層構成を有するＳｙＡＰ層６を完成させる。続
いて、ＳｙＡＰ層６上、すなわちＳｙＡＰ層６のうちの
第１の反平行ピンド層１０上に、銅などの非磁性材料を
用いて非磁性スペーサ層１４を約１．９ｎｍの厚さとな
るように形成したのち、この非磁性スペーサ層１４上
に、コバルト鉄合金などの強磁性材料を用いて強磁性フ
リー層１６を約２．０ｎｍの厚さとなるように形成す
る。
【００６１】続いて、強磁性フリー層１６上に、銅など
の非磁性材料よりなる約０．５ｎｍ厚の非磁性層１８
と、鉄タンタル合金酸化物などの鏡面反射材料よりなる
約０．５ｎｍ厚の鏡面反射層２２とをこの順に積層させ
ることにより、２層構成を有する保護層３０を形成す
る。鏡面反射層２２を形成する際には、例えば、鉄を約
９５原子％含み、かつタンタルを５原子％含む鉄タンタ
ル合金を約０．３ｎｍ〜３．０ｎｍの厚さとなるように
形成したのち、酸化処理用のチャンバ（例えばＰＭ５
ＴＩＭモジュール）中において酸化処理を実行し、鉄タ
ンタル合金を酸化して鉄タンタル合金酸化物とする。こ
のときの酸化条件は、例えば、酸素の供給流量＝約５．
０×（１．６６７×１０-8）ｍ3 ／ｓ〜５０．０×
（１．６６７×１０-8）ｍ3 ／ｓ（約５．０ｓｃｃｍ〜
５０．０ｓｃｃｍ）、供給圧力＝約０．０５×（１０-3
×１３３．３２２）Ｐａ〜０．５×（１０-3×１３３．
３２２）Ｐａ（約０．０５ｍＴｏｒｒ〜０．５ｍＴｏｒ
ｒ）、供給時間＝約９．０秒〜１１．０秒である。具体
的には、例えば、酸素の供給量＝約５．０×（１．６６
７×１０-8）ｍ3 ／ｓ、供給圧力＝約０．０５×（１０
-3×１３３．３２２）Ｐａ、供給時間＝約１０．０秒と
する。
の非磁性材料よりなる約０．５ｎｍ厚の非磁性層１８
と、鉄タンタル合金酸化物などの鏡面反射材料よりなる
約０．５ｎｍ厚の鏡面反射層２２とをこの順に積層させ
ることにより、２層構成を有する保護層３０を形成す
る。鏡面反射層２２を形成する際には、例えば、鉄を約
９５原子％含み、かつタンタルを５原子％含む鉄タンタ
ル合金を約０．３ｎｍ〜３．０ｎｍの厚さとなるように
形成したのち、酸化処理用のチャンバ（例えばＰＭ５
ＴＩＭモジュール）中において酸化処理を実行し、鉄タ
ンタル合金を酸化して鉄タンタル合金酸化物とする。こ
のときの酸化条件は、例えば、酸素の供給流量＝約５．
０×（１．６６７×１０-8）ｍ3 ／ｓ〜５０．０×
（１．６６７×１０-8）ｍ3 ／ｓ（約５．０ｓｃｃｍ〜
５０．０ｓｃｃｍ）、供給圧力＝約０．０５×（１０-3
×１３３．３２２）Ｐａ〜０．５×（１０-3×１３３．
３２２）Ｐａ（約０．０５ｍＴｏｒｒ〜０．５ｍＴｏｒ
ｒ）、供給時間＝約９．０秒〜１１．０秒である。具体
的には、例えば、酸素の供給量＝約５．０×（１．６６
７×１０-8）ｍ3 ／ｓ、供給圧力＝約０．０５×（１０
-3×１３３．３２２）Ｐａ、供給時間＝約１０．０秒と
する。
【００６２】最後に、全体を熱アニールすることにより
ＳｙＡＰ層６および強磁性フリー層１６を磁化し、すな
わちＳｙＡＰ層６および強磁性フリー層１６の磁化方向
を設定する。熱アニール処理を行う場合には、例えば、
所定の強度の外部磁場中、所定の処理温度、所定の処理
時間で、３段階に渡って行うようにする。具体的には、
まず、第１段階として、例えば、縦方向の外部磁場中に
おいて、外部磁場強度＝約９００×（１０3 ／４π）Ａ
／ｍ〜１１００×（１０3 ／４π）Ａ／ｍ（約９００Ｏ
ｅ〜１１００Ｏｅ）、処理温度＝約２４０℃〜３００
℃、処理時間＝約９分〜１１分、より具体的には外部縦
方向磁場強度＝約１０００×（１０3 ／４π）Ａ／ｍ、
処理温度＝約２７０℃、処理時間＝約１０分として熱ア
ニール処理を行うことにより、強磁性フリー層１６を磁
化する。続いて、第２段階として、例えば、上記した第
１段階の外部磁場と直交する方向、すなわち横方向の外
部磁場中において、外部磁場強度＝約７０００×（１０
3 ／４π）Ａ／ｍ〜９０００×（１０3 ／４π）Ａ／ｍ
（約７０００Ｏｅ〜９０００Ｏｅ）、処理温度＝約２４
０℃〜３００℃、処理時間＝約２時間〜４時間、より具
体的には外部磁場強度＝約８０００×（１０3 ／４π）
Ａ／ｍ、処理温度＝約２７０℃、処理時間＝約３時間と
して熱アニール処理を行うことにより、ＳｙＡＰ層６を
磁化する。最後に、第３段階として、例えば、縦方向の
外部磁場中において、外部磁場強度＝約１８０×（１０
3 ／４π）Ａ／ｍ〜２２０×（１０3 ／４π）Ａ／ｍ
（約１８０Ｏｅ〜２２０Ｏｅ）、処理温度＝約１９０℃
〜２４０℃、処理時間＝約１．５時間〜２．５時間、よ
り具体的には外部磁場強度＝約２００×（１０3 ／４
π）Ａ／ｍ、処理温度＝約２１０℃、処理時間＝約２時
間として熱アニール処理を行うことにより、引き続き強
磁性フリー層１６を磁化する。この熱アニール処理によ
り、磁化方向が互いに直交するようにＳｙＡＰ層６と強
磁性フリー層１６とが磁化され、ボトムＳＶＭＲセンサ
素子が完成する。
ＳｙＡＰ層６および強磁性フリー層１６を磁化し、すな
わちＳｙＡＰ層６および強磁性フリー層１６の磁化方向
を設定する。熱アニール処理を行う場合には、例えば、
所定の強度の外部磁場中、所定の処理温度、所定の処理
時間で、３段階に渡って行うようにする。具体的には、
まず、第１段階として、例えば、縦方向の外部磁場中に
おいて、外部磁場強度＝約９００×（１０3 ／４π）Ａ
／ｍ〜１１００×（１０3 ／４π）Ａ／ｍ（約９００Ｏ
ｅ〜１１００Ｏｅ）、処理温度＝約２４０℃〜３００
℃、処理時間＝約９分〜１１分、より具体的には外部縦
方向磁場強度＝約１０００×（１０3 ／４π）Ａ／ｍ、
処理温度＝約２７０℃、処理時間＝約１０分として熱ア
ニール処理を行うことにより、強磁性フリー層１６を磁
化する。続いて、第２段階として、例えば、上記した第
１段階の外部磁場と直交する方向、すなわち横方向の外
部磁場中において、外部磁場強度＝約７０００×（１０
3 ／４π）Ａ／ｍ〜９０００×（１０3 ／４π）Ａ／ｍ
（約７０００Ｏｅ〜９０００Ｏｅ）、処理温度＝約２４
０℃〜３００℃、処理時間＝約２時間〜４時間、より具
体的には外部磁場強度＝約８０００×（１０3 ／４π）
Ａ／ｍ、処理温度＝約２７０℃、処理時間＝約３時間と
して熱アニール処理を行うことにより、ＳｙＡＰ層６を
磁化する。最後に、第３段階として、例えば、縦方向の
外部磁場中において、外部磁場強度＝約１８０×（１０
3 ／４π）Ａ／ｍ〜２２０×（１０3 ／４π）Ａ／ｍ
（約１８０Ｏｅ〜２２０Ｏｅ）、処理温度＝約１９０℃
〜２４０℃、処理時間＝約１．５時間〜２．５時間、よ
り具体的には外部磁場強度＝約２００×（１０3 ／４
π）Ａ／ｍ、処理温度＝約２１０℃、処理時間＝約２時
間として熱アニール処理を行うことにより、引き続き強
磁性フリー層１６を磁化する。この熱アニール処理によ
り、磁化方向が互いに直交するようにＳｙＡＰ層６と強
磁性フリー層１６とが磁化され、ボトムＳＶＭＲセンサ
素子が完成する。
【００６３】本実施の形態に係るボトムＳＶＭＲセンサ
素子では、電子の鏡面反射特性に優れた鉄タンタル酸化
物（ＦｅＴａＯ）よりなる鏡面反射層２２を備えるよう
にしたので、この鏡面反射層２２の存在に基づき、従来
のボトムＳＶＭＲセンサ素子と比較して抵抗が低くな
り、電子の鏡面反射特性が著しく向上する。したがっ
て、本実施の形態では、従来よりも巨大磁気抵抗効果の
磁気抵抗効果比を向上させることができる。特に、磁気
抵抗効果比が向上した本実施の形態のボトムＳＶＭＲセ
ンサ素子は、約４５Ｇｂ／ｉｎ2 〜７０Ｇｂ／ｉｎ2 の
記録密度の磁気メディアに適用することができる。
素子では、電子の鏡面反射特性に優れた鉄タンタル酸化
物（ＦｅＴａＯ）よりなる鏡面反射層２２を備えるよう
にしたので、この鏡面反射層２２の存在に基づき、従来
のボトムＳＶＭＲセンサ素子と比較して抵抗が低くな
り、電子の鏡面反射特性が著しく向上する。したがっ
て、本実施の形態では、従来よりも巨大磁気抵抗効果の
磁気抵抗効果比を向上させることができる。特に、磁気
抵抗効果比が向上した本実施の形態のボトムＳＶＭＲセ
ンサ素子は、約４５Ｇｂ／ｉｎ2 〜７０Ｇｂ／ｉｎ2 の
記録密度の磁気メディアに適用することができる。
【００６４】また、本実施の形態に係るボトムＳＶＭＲ
センサ素子の製造方法では、ＳｙＡＰ層６および強磁性
フリー層１６を磁化するために３段階の熱アニール処理
を行うようにしたので、ＳｙＡＰ層６および強磁性フリ
ー層１６がいずれも適正に磁化される。したがって、本
実施の形態では、電子の鏡面反射特性に優れた鉄タンタ
ル酸化物よりなる鏡面反射層２２を備え、磁気抵抗効果
比を向上させることが可能な本実施の形態のボトムＳＶ
ＭＲセンサ素子を容易に製造することができる。
センサ素子の製造方法では、ＳｙＡＰ層６および強磁性
フリー層１６を磁化するために３段階の熱アニール処理
を行うようにしたので、ＳｙＡＰ層６および強磁性フリ
ー層１６がいずれも適正に磁化される。したがって、本
実施の形態では、電子の鏡面反射特性に優れた鉄タンタ
ル酸化物よりなる鏡面反射層２２を備え、磁気抵抗効果
比を向上させることが可能な本実施の形態のボトムＳＶ
ＭＲセンサ素子を容易に製造することができる。
【００６５】なお、本実施の形態では、鉄タンタル合金
酸化物を用いて鏡面反射層２２を構成するようにした
が、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、鉄
タンタル合金酸化物に代えて、鉄の酸化物（酸化鉄）や
鉄コバルトバナジウム合金（（Ｆｅ65Ｃｏ35）97Ｖ3 ）
の酸化物を用いて鏡面反射層２２を構成するようにして
もよい。この場合においても、上記実施の形態と同様の
効果を得ることができる。なお、酸化鉄や鉄コバルトバ
ナジウム合金酸化物を用いた場合における鏡面反射層２
２の厚さ、ならびに酸化物を形成する際の酸化条件は、
例えば、鉄タンタル合金酸化物を用いた場合と同様であ
る。すなわち、酸化鉄や鉄コバルトバナジウム合金酸化
物を用いた場合における鏡面反射層２２の厚さは約０．
５ｎｍ〜４．０ｎｍであり、一方、酸化物を形成する際
の酸化条件は酸素の供給流量＝約５．０×（１．６６７
×１０-8）ｍ3 ／ｓ〜５０．０×（１．６６７×１
０-8）ｍ 3 ／ｓ、供給圧力＝約０．０５×（１０-3×１
３３．３２２）Ｐａ〜０．５×（１０-3×１３３．３２
２）Ｐａ、供給時間＝約９．０秒〜１１．０秒である。
酸化物を用いて鏡面反射層２２を構成するようにした
が、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、鉄
タンタル合金酸化物に代えて、鉄の酸化物（酸化鉄）や
鉄コバルトバナジウム合金（（Ｆｅ65Ｃｏ35）97Ｖ3 ）
の酸化物を用いて鏡面反射層２２を構成するようにして
もよい。この場合においても、上記実施の形態と同様の
効果を得ることができる。なお、酸化鉄や鉄コバルトバ
ナジウム合金酸化物を用いた場合における鏡面反射層２
２の厚さ、ならびに酸化物を形成する際の酸化条件は、
例えば、鉄タンタル合金酸化物を用いた場合と同様であ
る。すなわち、酸化鉄や鉄コバルトバナジウム合金酸化
物を用いた場合における鏡面反射層２２の厚さは約０．
５ｎｍ〜４．０ｎｍであり、一方、酸化物を形成する際
の酸化条件は酸素の供給流量＝約５．０×（１．６６７
×１０-8）ｍ3 ／ｓ〜５０．０×（１．６６７×１
０-8）ｍ 3 ／ｓ、供給圧力＝約０．０５×（１０-3×１
３３．３２２）Ｐａ〜０．５×（１０-3×１３３．３２
２）Ｐａ、供給時間＝約９．０秒〜１１．０秒である。
【００６６】［第２の実施の形態］次に、図２を参照し
て、本発明の第２の実施の形態に係るボトムスピンバル
ブ磁気抵抗効果センサ素子の構成について説明する。図
２は、本実施の形態に係るボトムＳＶＭＲセンサ素子の
概略断面構成を表している。なお、図２に示した構成要
素のうち、上記第１の実施の形態において説明した構成
要素と同一の部分には、同一の符号を付している。
て、本発明の第２の実施の形態に係るボトムスピンバル
ブ磁気抵抗効果センサ素子の構成について説明する。図
２は、本実施の形態に係るボトムＳＶＭＲセンサ素子の
概略断面構成を表している。なお、図２に示した構成要
素のうち、上記第１の実施の形態において説明した構成
要素と同一の部分には、同一の符号を付している。
【００６７】このボトムＳＶＭＲセンサ素子は、基体１
上に、シード層２と、反強磁性ピンニング層４と、Ｓｙ
ＡＰ層７と、非磁性スペーサ層１４と、強磁性フリー層
１６と、保護層としての鏡面反射層２２とがこの順に積
層された構成を有している。
上に、シード層２と、反強磁性ピンニング層４と、Ｓｙ
ＡＰ層７と、非磁性スペーサ層１４と、強磁性フリー層
１６と、保護層としての鏡面反射層２２とがこの順に積
層された構成を有している。
【００６８】ＳｙＡＰ層７は、非磁性結合層１２を挟ん
で第２の反平行ピンド層９（ＡＰ２）と第１の反平行ピ
ンド層２１（ＡＰ１）とが積層され、これらの２つの反
平行ピンド層９，２１が非磁性結合層１２を介して磁化
方向が互いに反平行となるように交換結合されたもので
ある。特に、第２の反平行ピンド層９は、ピンド層内非
磁性スペーサ層１１を挟んで第１の強磁性層１９と第２
の強磁性層１７とが積層された３層構成を有している。
すなわち、ＳｙＡＰ層７は、全体として、第２の反平行
ピンド層９を構成する第１の強磁性層１９、ピンド層内
非磁性スペーサ層１１および第２の強磁性層１７と、非
磁性結合層１２と、第１の反平行ピンド層２１とがこの
順に積層された５層構成を有している。
で第２の反平行ピンド層９（ＡＰ２）と第１の反平行ピ
ンド層２１（ＡＰ１）とが積層され、これらの２つの反
平行ピンド層９，２１が非磁性結合層１２を介して磁化
方向が互いに反平行となるように交換結合されたもので
ある。特に、第２の反平行ピンド層９は、ピンド層内非
磁性スペーサ層１１を挟んで第１の強磁性層１９と第２
の強磁性層１７とが積層された３層構成を有している。
すなわち、ＳｙＡＰ層７は、全体として、第２の反平行
ピンド層９を構成する第１の強磁性層１９、ピンド層内
非磁性スペーサ層１１および第２の強磁性層１７と、非
磁性結合層１２と、第１の反平行ピンド層２１とがこの
順に積層された５層構成を有している。
【００６９】ピンド層内非磁性スペーサ層１１は、電流
の流れを抑制することにより第２の反平行ピンド層９の
抵抗を増加させるためのものであり、例えば、タンタル
（Ｔａ）、ニッケルクロム合金（ＮｉＣｒ）およびニッ
ケル鉄クロム合金（ＮｉＦｅＣｒ）のうちのいずれかの
非磁性材料により構成されている。具体的には、例え
ば、ピンド層内非磁性スペーサ層１１は、タンタルによ
り構成されており、その厚さは約０．０５ｎｍ〜０．５
ｎｍ（より具体的には約０．１ｎｍ）である。第１の強
磁性層１９および第２の強磁性層１７は、例えば、コバ
ルト鉄合金（ＣｏＦｅ）、ニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）
およびコバルト鉄ニッケル合金（ＣｏＦｅＮｉ）のうち
のいずれかの強磁性材料により構成されている。具体的
には、例えば、第１の強磁性層１９および第２の強磁性
層１７は、コバルト鉄合金により構成されており、その
厚さは約０．５ｎｍ〜１．５ｎｍ（より具体的には約
０．６５ｎｍ）である。第１の反平行ピンド層２１は、
コバルト鉄合金（ＣｏＦｅ）、ニッケル鉄合金（ＮｉＦ
ｅ）およびコバルト鉄ニッケル合金（ＣｏＦｅＮｉ）の
うちのいずれかの強磁性材料により構成されている。具
体的には、例えば、第１の反平行ピンド層２１は、コバ
ルト鉄合金により構成されており、その厚さは約１．０
ｎｍ〜３．０ｎｍ（より具体的には約１．８ｎｍ）であ
る。このＳｙＡＰ層７は、全体として、その磁化方向が
強磁性フリー層１６の磁化方向（縦方向）と直交する方
向（横方向）を向くように磁化されている。
の流れを抑制することにより第２の反平行ピンド層９の
抵抗を増加させるためのものであり、例えば、タンタル
（Ｔａ）、ニッケルクロム合金（ＮｉＣｒ）およびニッ
ケル鉄クロム合金（ＮｉＦｅＣｒ）のうちのいずれかの
非磁性材料により構成されている。具体的には、例え
ば、ピンド層内非磁性スペーサ層１１は、タンタルによ
り構成されており、その厚さは約０．０５ｎｍ〜０．５
ｎｍ（より具体的には約０．１ｎｍ）である。第１の強
磁性層１９および第２の強磁性層１７は、例えば、コバ
ルト鉄合金（ＣｏＦｅ）、ニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）
およびコバルト鉄ニッケル合金（ＣｏＦｅＮｉ）のうち
のいずれかの強磁性材料により構成されている。具体的
には、例えば、第１の強磁性層１９および第２の強磁性
層１７は、コバルト鉄合金により構成されており、その
厚さは約０．５ｎｍ〜１．５ｎｍ（より具体的には約
０．６５ｎｍ）である。第１の反平行ピンド層２１は、
コバルト鉄合金（ＣｏＦｅ）、ニッケル鉄合金（ＮｉＦ
ｅ）およびコバルト鉄ニッケル合金（ＣｏＦｅＮｉ）の
うちのいずれかの強磁性材料により構成されている。具
体的には、例えば、第１の反平行ピンド層２１は、コバ
ルト鉄合金により構成されており、その厚さは約１．０
ｎｍ〜３．０ｎｍ（より具体的には約１．８ｎｍ）であ
る。このＳｙＡＰ層７は、全体として、その磁化方向が
強磁性フリー層１６の磁化方向（縦方向）と直交する方
向（横方向）を向くように磁化されている。
【００７０】なお、上記したＳｙＡＰ層７の主要部以外
の構成要素、すなわちシード層２、反強磁性ピンニング
層４、ＳｙＡＰ層７の非磁性結合層１２、非磁性スペー
サ層１４、強磁性フリー層１６および鏡面反射層２２の
材質、厚さおよび機能、ならびにボトムＳＶＭＲセンサ
素子の動作等は、上記第１の実施の形態と同様であるの
で、それらの説明を省略する。図２に示したボトムＳＶ
ＭＲセンサ素子の具体的な構成を詳細に表すと、以下の
通りである。ＮｉＣｒ（４．０ｎｍ）／ＭｎＰｔ（１
０．０ｎｍ）／ＣｏＦｅ（０．６５ｎｍ）／Ｔａ（０．
１ｎｍ）／ＣｏＦｅ（０．６５ｎｍ）／Ｒｕ（０．８ｎ
ｍ）／ＣｏＦｅ（１．８ｎｍ）／Ｃｕ（１．９ｎｍ）／
ＣｏＦｅ（２．０ｎｍ）／ＦｅＴａ（０．５ｎｍ）／／
ＯＸ
の構成要素、すなわちシード層２、反強磁性ピンニング
層４、ＳｙＡＰ層７の非磁性結合層１２、非磁性スペー
サ層１４、強磁性フリー層１６および鏡面反射層２２の
材質、厚さおよび機能、ならびにボトムＳＶＭＲセンサ
素子の動作等は、上記第１の実施の形態と同様であるの
で、それらの説明を省略する。図２に示したボトムＳＶ
ＭＲセンサ素子の具体的な構成を詳細に表すと、以下の
通りである。ＮｉＣｒ（４．０ｎｍ）／ＭｎＰｔ（１
０．０ｎｍ）／ＣｏＦｅ（０．６５ｎｍ）／Ｔａ（０．
１ｎｍ）／ＣｏＦｅ（０．６５ｎｍ）／Ｒｕ（０．８ｎ
ｍ）／ＣｏＦｅ（１．８ｎｍ）／Ｃｕ（１．９ｎｍ）／
ＣｏＦｅ（２．０ｎｍ）／ＦｅＴａ（０．５ｎｍ）／／
ＯＸ
【００７１】次に、図２を参照して、ボトムＳＶＭＲセ
ンサ素子の製造方法について説明する。なお、ボトムＳ
ＶＭＲセンサ素子の構成要素の材質や厚さに関する詳細
については既に説明したので、以下では、それらの説明
を随時省略するものとする。
ンサ素子の製造方法について説明する。なお、ボトムＳ
ＶＭＲセンサ素子の構成要素の材質や厚さに関する詳細
については既に説明したので、以下では、それらの説明
を随時省略するものとする。
【００７２】ボトムＳＶＭＲセンサ素子を製造する際に
は、まず、基体１上に、ニッケルクロム合金を用いてシ
ード層２を約４．０ｎｍの厚さとなるように形成したの
ち、このシード層２上に、マンガン白金合金などの反強
磁性材料を用いて反強磁性ピンニング層４を約１０．０
ｎｍの厚さとなるように形成する。続いて、反強磁性ピ
ンニング層４上に、コバルト鉄合金などの強磁性材料よ
りなる第１の強磁性層１９と、タンタルなどの非磁性材
料よりなる約０．１ｎｍ厚のピンド層内非磁性スペーサ
層１１と、コバルト鉄合金などの強磁性材料よりなる第
２の強磁性層１７とをこの順に積層させることにより、
３層構成の第２の反平行ピンド層９を形成したのち、さ
らに、第２の反平行ピンド層９上に、ルテニウムなどの
非磁性材料よりなる約０．８ｎｍ厚の非磁性結合層１２
と、コバルト鉄合金などの強磁性材料よりなる約１．８
ｎｍ厚の第１の反平行ピンド層２１とをこの順に積層さ
せることにより、５層構成のＳｙＡＰ層７を完成させ
る。続いて、続いて、ＳｙＡＰ層７上、すなわちＳｙＡ
Ｐ層７のうちの第１の反平行ピンド層２１上に、銅など
の非磁性材料を用いて非磁性スペーサ層１４を約１．９
ｎｍの厚さとなるように形成したのち、この非磁性スペ
ーサ層１４上に、コバルト鉄合金などの強磁性材料を用
いて強磁性フリー層１６を約２．０の厚さとなるように
形成する。続いて、強磁性フリー層１６上に、保護層と
して、鉄タンタル合金酸化物（ＦｅＴａＯ）を用いて鏡
面反射層２２を約０．５ｎｍの厚さとなるように形成す
る。この鏡面反射層２２を形成する際に用いる形成手法
（材料、形成手順、酸化条件等）は、上記第１の実施の
形態において鏡面反射層２２を形成した場合と同様であ
る。
は、まず、基体１上に、ニッケルクロム合金を用いてシ
ード層２を約４．０ｎｍの厚さとなるように形成したの
ち、このシード層２上に、マンガン白金合金などの反強
磁性材料を用いて反強磁性ピンニング層４を約１０．０
ｎｍの厚さとなるように形成する。続いて、反強磁性ピ
ンニング層４上に、コバルト鉄合金などの強磁性材料よ
りなる第１の強磁性層１９と、タンタルなどの非磁性材
料よりなる約０．１ｎｍ厚のピンド層内非磁性スペーサ
層１１と、コバルト鉄合金などの強磁性材料よりなる第
２の強磁性層１７とをこの順に積層させることにより、
３層構成の第２の反平行ピンド層９を形成したのち、さ
らに、第２の反平行ピンド層９上に、ルテニウムなどの
非磁性材料よりなる約０．８ｎｍ厚の非磁性結合層１２
と、コバルト鉄合金などの強磁性材料よりなる約１．８
ｎｍ厚の第１の反平行ピンド層２１とをこの順に積層さ
せることにより、５層構成のＳｙＡＰ層７を完成させ
る。続いて、続いて、ＳｙＡＰ層７上、すなわちＳｙＡ
Ｐ層７のうちの第１の反平行ピンド層２１上に、銅など
の非磁性材料を用いて非磁性スペーサ層１４を約１．９
ｎｍの厚さとなるように形成したのち、この非磁性スペ
ーサ層１４上に、コバルト鉄合金などの強磁性材料を用
いて強磁性フリー層１６を約２．０の厚さとなるように
形成する。続いて、強磁性フリー層１６上に、保護層と
して、鉄タンタル合金酸化物（ＦｅＴａＯ）を用いて鏡
面反射層２２を約０．５ｎｍの厚さとなるように形成す
る。この鏡面反射層２２を形成する際に用いる形成手法
（材料、形成手順、酸化条件等）は、上記第１の実施の
形態において鏡面反射層２２を形成した場合と同様であ
る。
【００７３】最後に、全体を熱アニールすることにより
ＳｙＡＰ層７および強磁性フリー層１６を磁化し、すな
わちＳｙＡＰ層７および強磁性フリー層１６の磁化方向
を設定する。熱アニール処理を行う場合には、例えば、
所定の外部磁場中、所定の処理温度、所定の処理時間
で、３段階に渡って行うようにする。この３段階の熱ア
ニール処理を行う際に用いる条件（外部磁場の方向、外
部磁場強度、処理温度、処理時間等）は、上記第１の実
施の形態において３段階の熱アニール処理を行った場合
と同様である。
ＳｙＡＰ層７および強磁性フリー層１６を磁化し、すな
わちＳｙＡＰ層７および強磁性フリー層１６の磁化方向
を設定する。熱アニール処理を行う場合には、例えば、
所定の外部磁場中、所定の処理温度、所定の処理時間
で、３段階に渡って行うようにする。この３段階の熱ア
ニール処理を行う際に用いる条件（外部磁場の方向、外
部磁場強度、処理温度、処理時間等）は、上記第１の実
施の形態において３段階の熱アニール処理を行った場合
と同様である。
【００７４】本実施の形態に係るボトムＳＶＭＲセンサ
素子では、電子の鏡面反射特性に優れた鉄タンタル酸化
物（ＦｅＴａＯ）よりなる鏡面反射層２２を備えるよう
にしたので、上記第１の実施の形態と同様の作用によ
り、従来よりも抵抗を低くし、磁気抵抗効果比を向上さ
せることができる。特に、本実施の形態では、強磁性フ
リー層１６と鏡面反射層２２との間に非磁性層１８が挿
入された上記第１の実施の形態とは異なり、強磁性フリ
ー層１６と鏡面反射層２２との間に非磁性層１８が挿入
されておらず、鏡面反射層２２が強磁性フリー層１６に
隣接しているため、電子の鏡面反射特性に影響を及ぼす
鏡面反射層２２の表面特性（強磁性フリー層１６と鏡面
反射層２２との界面特性）が適正化され、上記第１の実
施の形態よりも電子の鏡面反射特性が向上する。したが
って、本実施の形態では、巨大磁気抵抗効果の磁気抵抗
効果比をより向上させることができる。
素子では、電子の鏡面反射特性に優れた鉄タンタル酸化
物（ＦｅＴａＯ）よりなる鏡面反射層２２を備えるよう
にしたので、上記第１の実施の形態と同様の作用によ
り、従来よりも抵抗を低くし、磁気抵抗効果比を向上さ
せることができる。特に、本実施の形態では、強磁性フ
リー層１６と鏡面反射層２２との間に非磁性層１８が挿
入された上記第１の実施の形態とは異なり、強磁性フリ
ー層１６と鏡面反射層２２との間に非磁性層１８が挿入
されておらず、鏡面反射層２２が強磁性フリー層１６に
隣接しているため、電子の鏡面反射特性に影響を及ぼす
鏡面反射層２２の表面特性（強磁性フリー層１６と鏡面
反射層２２との界面特性）が適正化され、上記第１の実
施の形態よりも電子の鏡面反射特性が向上する。したが
って、本実施の形態では、巨大磁気抵抗効果の磁気抵抗
効果比をより向上させることができる。
【００７５】また、本実施の形態では、ＳｙＡＰ層７の
うちの第２の反平行ピンド層９が、ピンド層内非磁性ス
ペーサ層１１を挟んで第１の強磁性層１９と第２の強磁
性層１７とが積層された３層構成を有するようにしたの
で、第１の強磁性層１９と第２の強磁性層１７との間に
抵抗増加層として機能するピンド層内非磁性スペーサ層
１１が挿入された特徴的な構成に基づき、ボトムＳＶＭ
Ｒセンサ素子全体の抵抗が増加する。したがって、本実
施の形態では、ＳｙＡＰ層７の構成によっても磁気抵抗
効果比の向上に寄与することができる。
うちの第２の反平行ピンド層９が、ピンド層内非磁性ス
ペーサ層１１を挟んで第１の強磁性層１９と第２の強磁
性層１７とが積層された３層構成を有するようにしたの
で、第１の強磁性層１９と第２の強磁性層１７との間に
抵抗増加層として機能するピンド層内非磁性スペーサ層
１１が挿入された特徴的な構成に基づき、ボトムＳＶＭ
Ｒセンサ素子全体の抵抗が増加する。したがって、本実
施の形態では、ＳｙＡＰ層７の構成によっても磁気抵抗
効果比の向上に寄与することができる。
【００７６】また、本実施の形態に係るボトムＳＶＭＲ
センサ素子の製造方法では、ＳｙＡＰ層７および強磁性
フリー層１６を磁化するために３段階の熱アニール処理
を行うようにしたので、上記第１の実施の形態と同様の
作用により、本実施の形態のボトムＳＶＭＲセンサ素子
を容易に製造することができる。
センサ素子の製造方法では、ＳｙＡＰ層７および強磁性
フリー層１６を磁化するために３段階の熱アニール処理
を行うようにしたので、上記第１の実施の形態と同様の
作用により、本実施の形態のボトムＳＶＭＲセンサ素子
を容易に製造することができる。
【００７７】なお、本実施の形態では、ＳｙＡＰ層７の
うちの第２の反平行ピンド層９が３層構成（第１の強磁
性層１９／ピンド層内非磁性スペーサ層１１／第２の強
磁性層１７）を有するようにしたが、必ずしもこれに限
られるものではなく、例えば、第２の反平行ピンド層９
が単層構造を有するようにしてもよい。この場合には、
例えば、第２の反平行ピンド層９が、コバルト鉄合金
（ＣｏＦｅ）、ニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）およびコバ
ルト鉄ニッケル合金（ＣｏＦｅＮｉ）のうちのいずれか
の強磁性材料により構成され、具体的には、例えば、約
１．０ｎｍ〜２．５ｎｍ厚のコバルト鉄合金により構成
されるようにしてもよい。この場合においても、上記実
施の形態と同様の効果を得ることができる。
うちの第２の反平行ピンド層９が３層構成（第１の強磁
性層１９／ピンド層内非磁性スペーサ層１１／第２の強
磁性層１７）を有するようにしたが、必ずしもこれに限
られるものではなく、例えば、第２の反平行ピンド層９
が単層構造を有するようにしてもよい。この場合には、
例えば、第２の反平行ピンド層９が、コバルト鉄合金
（ＣｏＦｅ）、ニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）およびコバ
ルト鉄ニッケル合金（ＣｏＦｅＮｉ）のうちのいずれか
の強磁性材料により構成され、具体的には、例えば、約
１．０ｎｍ〜２．５ｎｍ厚のコバルト鉄合金により構成
されるようにしてもよい。この場合においても、上記実
施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００７８】
【実施例】次に、本発明の実施例について説明する。本
発明のボトムＳＶＭＲセンサ素子について諸特性を調べ
たところ以下の結果が得られ、この結果に基づいて本発
明のボトムＳＶＭＲセンサ素子の有用性が証明された。
発明のボトムＳＶＭＲセンサ素子について諸特性を調べ
たところ以下の結果が得られ、この結果に基づいて本発
明のボトムＳＶＭＲセンサ素子の有用性が証明された。
【００７９】表１は、ボトムＳＶＭＲセンサ素子の磁気
抵抗効果特性を表す実験結果である。表１中の「ｄＲ／
Ｒ」は磁気抵抗効果比（％）を表し、「ｄＲ」は磁気抵
抗変化（Ω／sq. ）を表している。また、表１中のＳ１
〜Ｓ３は鉄タンタル合金酸化物よりなる鏡面反射層２２
を有し、かつ３段階の熱アニール処理が施された本発明
のボトムＳＶＭＲセンサ素子を示し、Ｓ４，Ｓ５は従来
のボトムＳＶＭＲセンサ素子を示している。具体的に
は、Ｓ１，Ｓ２が本発明の第１の実施の形態、Ｓ３が本
発明の第２の実施の形態、Ｓ４，Ｓ５が従来についてそ
れぞれ示している。
抵抗効果特性を表す実験結果である。表１中の「ｄＲ／
Ｒ」は磁気抵抗効果比（％）を表し、「ｄＲ」は磁気抵
抗変化（Ω／sq. ）を表している。また、表１中のＳ１
〜Ｓ３は鉄タンタル合金酸化物よりなる鏡面反射層２２
を有し、かつ３段階の熱アニール処理が施された本発明
のボトムＳＶＭＲセンサ素子を示し、Ｓ４，Ｓ５は従来
のボトムＳＶＭＲセンサ素子を示している。具体的に
は、Ｓ１，Ｓ２が本発明の第１の実施の形態、Ｓ３が本
発明の第２の実施の形態、Ｓ４，Ｓ５が従来についてそ
れぞれ示している。
【００８０】各ボトムＳＶＭＲセンサ素子Ｓ１〜Ｓ５の
具体的な構成（（）内は厚さ）は、Ｓ１がＮｉＣｒ
（４．０ｎｍ）／ＭｎＰｔ（１３．０ｎｍ）／ＣｏＦｅ
（１．５ｎｍ）／Ｒｕ（０．８ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２．
０ｎｍ）／Ｃｕ（１．９ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２．０ｎ
ｍ）／Ｃｕ（０．５ｎｍ）／ＦｅＴａ／／ＯＸ、Ｓ２が
ＮｉＣｒ（４．０ｎｍ）／ＭｎＰｔ（１３．０ｎｍ）／
ＣｏＦｅ（１．５ｎｍ）／Ｒｕ（０．８ｎｍ）／ＣｏＦ
ｅ（２．０ｎｍ）／Ｃｕ（１．８ｎｍ）／ＣｏＦｅ
（２．０ｎｍ）／Ｃｕ（０．５ｎｍ）／ＦｅＴａ／／Ｏ
Ｘ、Ｓ３がＮｉＣｒ（４．０ｎｍ）／ＭｎＰｔ（１０．
０ｎｍ）／ＣｏＦｅ（０．６５ｎｍ）／Ｔａ（０．１ｎ
ｍ）／ＣｏＦｅ（０．６５ｎｍ）／Ｒｕ（０．８ｎｍ）
／ＣｏＦｅ（１．８ｎｍ）／Ｃｕ（１．９ｎｍ）／Ｃｏ
Ｆｅ（２．０ｎｍ）／ＦｅＴａ／／ＯＸ、Ｓ４がＮｉＣ
ｒ（４．０ｎｍ）／ＭｎＰｔ（１３．０ｎｍ）／ＣｏＦ
ｅ（１．５ｎｍ）／Ｒｕ（０．８ｎｍ）／ＣｏＦｅ
（２．０ｎｍ）／Ｃｕ（１．９ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２．
０ｎｍ）／Ｃｕ（０．５ｎｍ）／Ｔａ（０．８ｎｍ）、
Ｓ５がＮｉＣｒ（４．０ｎｍ）／ＭｎＰｔ（１３．０ｎ
ｍ）／ＣｏＦｅ（１．５ｎｍ）／Ｒｕ（０．８ｎｍ）／
ＣｏＦｅ（２．０ｎｍ）／Ｃｕ（１．８ｎｍ）／ＣｏＦ
ｅ（２．０ｎｍ）／Ｔａ（０．８ｎｍ）である。なお、
Ｓ１，Ｓ２は、Ｃｕ（非磁性スペーサ層１４）の厚さが
異なる点（Ｓ１では１．９ｎｍ、Ｓ２では１．８ｎｍ）
を除いて、同一の構成を有している。また、Ｓ４，Ｓ５
も同様に、Ｃｕ（非磁性スペーサ層１１４）の厚さが異
なる点（Ｓ４では１．９ｎｍ、Ｓ５では１．８ｎｍ）を
除いて、同一の構成を有している。
具体的な構成（（）内は厚さ）は、Ｓ１がＮｉＣｒ
（４．０ｎｍ）／ＭｎＰｔ（１３．０ｎｍ）／ＣｏＦｅ
（１．５ｎｍ）／Ｒｕ（０．８ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２．
０ｎｍ）／Ｃｕ（１．９ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２．０ｎ
ｍ）／Ｃｕ（０．５ｎｍ）／ＦｅＴａ／／ＯＸ、Ｓ２が
ＮｉＣｒ（４．０ｎｍ）／ＭｎＰｔ（１３．０ｎｍ）／
ＣｏＦｅ（１．５ｎｍ）／Ｒｕ（０．８ｎｍ）／ＣｏＦ
ｅ（２．０ｎｍ）／Ｃｕ（１．８ｎｍ）／ＣｏＦｅ
（２．０ｎｍ）／Ｃｕ（０．５ｎｍ）／ＦｅＴａ／／Ｏ
Ｘ、Ｓ３がＮｉＣｒ（４．０ｎｍ）／ＭｎＰｔ（１０．
０ｎｍ）／ＣｏＦｅ（０．６５ｎｍ）／Ｔａ（０．１ｎ
ｍ）／ＣｏＦｅ（０．６５ｎｍ）／Ｒｕ（０．８ｎｍ）
／ＣｏＦｅ（１．８ｎｍ）／Ｃｕ（１．９ｎｍ）／Ｃｏ
Ｆｅ（２．０ｎｍ）／ＦｅＴａ／／ＯＸ、Ｓ４がＮｉＣ
ｒ（４．０ｎｍ）／ＭｎＰｔ（１３．０ｎｍ）／ＣｏＦ
ｅ（１．５ｎｍ）／Ｒｕ（０．８ｎｍ）／ＣｏＦｅ
（２．０ｎｍ）／Ｃｕ（１．９ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２．
０ｎｍ）／Ｃｕ（０．５ｎｍ）／Ｔａ（０．８ｎｍ）、
Ｓ５がＮｉＣｒ（４．０ｎｍ）／ＭｎＰｔ（１３．０ｎ
ｍ）／ＣｏＦｅ（１．５ｎｍ）／Ｒｕ（０．８ｎｍ）／
ＣｏＦｅ（２．０ｎｍ）／Ｃｕ（１．８ｎｍ）／ＣｏＦ
ｅ（２．０ｎｍ）／Ｔａ（０．８ｎｍ）である。なお、
Ｓ１，Ｓ２は、Ｃｕ（非磁性スペーサ層１４）の厚さが
異なる点（Ｓ１では１．９ｎｍ、Ｓ２では１．８ｎｍ）
を除いて、同一の構成を有している。また、Ｓ４，Ｓ５
も同様に、Ｃｕ（非磁性スペーサ層１１４）の厚さが異
なる点（Ｓ４では１．９ｎｍ、Ｓ５では１．８ｎｍ）を
除いて、同一の構成を有している。
【００８１】
【表１】
【００８２】表１の結果から、以下のことが明らかとな
った。
った。
【００８３】すなわち、第１に、鏡面反射層２２（Ｆｅ
Ｔａ／／ＯＸ）を有するＳ１と、鏡面反射層２２を有し
ていないＳ４とを比較すると、Ｓ４よりもＳ１において
磁気抵抗効果比ｄＲ／Ｒおよび磁気抵抗変化ｄＲの双方
が大きくなった。また、表１には示していないが、Ｓ１
では、Ｓ４，Ｓ５と比較してシート抵抗Ｒｓが小さくな
った。
Ｔａ／／ＯＸ）を有するＳ１と、鏡面反射層２２を有し
ていないＳ４とを比較すると、Ｓ４よりもＳ１において
磁気抵抗効果比ｄＲ／Ｒおよび磁気抵抗変化ｄＲの双方
が大きくなった。また、表１には示していないが、Ｓ１
では、Ｓ４，Ｓ５と比較してシート抵抗Ｒｓが小さくな
った。
【００８４】第２に、鏡面反射層２２を有するＳ２と鏡
面反射層２２を有していないＳ５とを比較した場合にお
いても、Ｓ５よりもＳ２において磁気抵抗効果比ｄＲ／
Ｒが大きくなった。
面反射層２２を有していないＳ５とを比較した場合にお
いても、Ｓ５よりもＳ２において磁気抵抗効果比ｄＲ／
Ｒが大きくなった。
【００８５】第３に、鏡面反射層２２を有するＳ１（非
磁性スペーサ１４の厚さ＝１．９ｎｍ），Ｓ２（非磁性
スペーサ層１４の厚さ＝１．８ｎｍ）を比較すると、よ
り非磁性スペーサ層１４（Ｃｕ）の厚さが薄いＳ２にお
いて、磁気抵抗効果比ｄＲ／Ｒおよび磁気抵抗変化ｄＲ
の双方が大きくなった。なお、鏡面反射層２２を有して
いないＳ４（非磁性スペーサ層１１４の厚さ＝１．９ｎ
ｍ），Ｓ５（非磁性スペーサ層１１４の厚さ＝１．８ｎ
ｍ）を比較した場合、Ｓ１，Ｓ２を比較した場合と同様
に、より非磁性スペーサ層１１４の厚さが薄いＳ５にお
いて磁気抵抗効果比ｄＲ／Ｒおよび磁気抵抗変化ｄＲの
双方が大きくなったが、この場合には、非磁性スペーサ
層１１４が薄すぎることに起因して、センサ特性上にお
いて不適正な程度まで層間結合磁界が増加してしまっ
た。
磁性スペーサ１４の厚さ＝１．９ｎｍ），Ｓ２（非磁性
スペーサ層１４の厚さ＝１．８ｎｍ）を比較すると、よ
り非磁性スペーサ層１４（Ｃｕ）の厚さが薄いＳ２にお
いて、磁気抵抗効果比ｄＲ／Ｒおよび磁気抵抗変化ｄＲ
の双方が大きくなった。なお、鏡面反射層２２を有して
いないＳ４（非磁性スペーサ層１１４の厚さ＝１．９ｎ
ｍ），Ｓ５（非磁性スペーサ層１１４の厚さ＝１．８ｎ
ｍ）を比較した場合、Ｓ１，Ｓ２を比較した場合と同様
に、より非磁性スペーサ層１１４の厚さが薄いＳ５にお
いて磁気抵抗効果比ｄＲ／Ｒおよび磁気抵抗変化ｄＲの
双方が大きくなったが、この場合には、非磁性スペーサ
層１１４が薄すぎることに起因して、センサ特性上にお
いて不適正な程度まで層間結合磁界が増加してしまっ
た。
【００８６】第４に、強磁性フリー層１６（ＣｏＦｅ）
と鏡面反射層２２（ＦｅＴａ／／ＯＸ）との間に非磁性
層１８（Ｃｕ）が挿入されているＳ１，Ｓ２と、強磁性
フリー層１６（ＣｏＦｅ）と鏡面反射層２２（ＦｅＴａ
／／ＯＸ）との間に非磁性層１８（Ｃｕ）が挿入されて
いないＳ３とを比較すると、鏡面反射層２２が強磁性フ
リー層１６に隣接しているＳ３において、磁気抵抗効果
比ｄＲ／Ｒおよび磁気抵抗変化ｄＲの双方が大きくなっ
た。
と鏡面反射層２２（ＦｅＴａ／／ＯＸ）との間に非磁性
層１８（Ｃｕ）が挿入されているＳ１，Ｓ２と、強磁性
フリー層１６（ＣｏＦｅ）と鏡面反射層２２（ＦｅＴａ
／／ＯＸ）との間に非磁性層１８（Ｃｕ）が挿入されて
いないＳ３とを比較すると、鏡面反射層２２が強磁性フ
リー層１６に隣接しているＳ３において、磁気抵抗効果
比ｄＲ／Ｒおよび磁気抵抗変化ｄＲの双方が大きくなっ
た。
【００８７】以上説明した第１〜第４の特性から明らか
なように、本発明のボトムＳＶＭＲセンサ素子Ｓ１〜Ｓ
３では、従来のボトムＳＶＭＲセンサ素子と比較して磁
気抵抗効果特性が改善されることが確認された。
なように、本発明のボトムＳＶＭＲセンサ素子Ｓ１〜Ｓ
３では、従来のボトムＳＶＭＲセンサ素子と比較して磁
気抵抗効果特性が改善されることが確認された。
【００８８】以上、実施の形態を挙げて本発明を説明し
たが、本発明は上記実施の形態に限定されず、以下のよ
うに種々の変形が可能である。ただし、ボトムＳＶＭＲ
センサ素子を構成する各構成要素の構成、寸法および材
質などが上記実施の形態において説明した仕様から僅か
に逸脱しただけでも、ボトムＳＶＭＲセンサ素子の諸特
性を劣化させる要因になりかねないことに留意する必要
がある。
たが、本発明は上記実施の形態に限定されず、以下のよ
うに種々の変形が可能である。ただし、ボトムＳＶＭＲ
センサ素子を構成する各構成要素の構成、寸法および材
質などが上記実施の形態において説明した仕様から僅か
に逸脱しただけでも、ボトムＳＶＭＲセンサ素子の諸特
性を劣化させる要因になりかねないことに留意する必要
がある。
【００８９】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１ないし請
求項２５のいずれか１項に記載のボトムスピンバルブ磁
気抵抗効果センサ素子の製造方法、あるいは請求項４５
ないし請求項６４のいずれか１項に記載のボトムスピン
バルブセンサ素子によれば、鏡面反射層を備えるように
したので、例えば、電子の鏡面反射特性に優れた鉄タン
タル酸化物で鏡面反射層を構成すれば、この鏡面反射層
の存在に基づき、従来のボトムスピンバルブ磁気抵抗効
果センサ素子と比較して抵抗が低くなり、電子の鏡面反
射特性が著しく向上する。したがって、従来よりも磁気
抵抗効果比を向上させることができる。特に、磁気抵抗
効果比が向上した本ボトムスピンバルブ磁気抵抗効果セ
ンサ素子は、約４５Ｇｂ／ｉｎ2 〜７０Ｇｂ／ｉｎ2 の
記録密度の磁気メディアに適用することができる。
求項２５のいずれか１項に記載のボトムスピンバルブ磁
気抵抗効果センサ素子の製造方法、あるいは請求項４５
ないし請求項６４のいずれか１項に記載のボトムスピン
バルブセンサ素子によれば、鏡面反射層を備えるように
したので、例えば、電子の鏡面反射特性に優れた鉄タン
タル酸化物で鏡面反射層を構成すれば、この鏡面反射層
の存在に基づき、従来のボトムスピンバルブ磁気抵抗効
果センサ素子と比較して抵抗が低くなり、電子の鏡面反
射特性が著しく向上する。したがって、従来よりも磁気
抵抗効果比を向上させることができる。特に、磁気抵抗
効果比が向上した本ボトムスピンバルブ磁気抵抗効果セ
ンサ素子は、約４５Ｇｂ／ｉｎ2 〜７０Ｇｂ／ｉｎ2 の
記録密度の磁気メディアに適用することができる。
【００９０】また、請求項２６ないし請求項４４のいず
れか１項に記載のボトムスピンバルブ磁気抵抗効果セン
サ素子の製造方法、あるいは請求項６５ないし請求項８
３のいずれか１項に記載のボトムスピンバルブセンサ素
子によれば、鏡面反射材料よりなる保護層を備えるよう
にしたので、例えば、電子の鏡面反射特性に優れた鉄タ
ンタル酸化物で保護層を構成すれば、この保護層を備え
ていない従来のボトムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ
素子と比較して抵抗が低くなり、電子の鏡面反射特性が
著しく向上する。しかも、強磁性フリー層と鏡面反射材
料よりなる保護層との間に非磁性層が挿入されている場
合とは異なり、保護層が強磁性フリー層に隣接している
ため、電子の鏡面反射特性に影響を及ぼす保護層の表面
特性（強磁性フリー層と保護層との界面特性）が適正化
され、電子の鏡面反射特性がより向上する。したがっ
て、磁気抵抗効果比をより向上させることができる。も
ちろん、本ボトムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ素子
は、約４５Ｇｂ／ｉｎ2 〜７０Ｇｂ／ｉｎ2 の記録密度
の磁気メディアに適用することができる。
れか１項に記載のボトムスピンバルブ磁気抵抗効果セン
サ素子の製造方法、あるいは請求項６５ないし請求項８
３のいずれか１項に記載のボトムスピンバルブセンサ素
子によれば、鏡面反射材料よりなる保護層を備えるよう
にしたので、例えば、電子の鏡面反射特性に優れた鉄タ
ンタル酸化物で保護層を構成すれば、この保護層を備え
ていない従来のボトムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ
素子と比較して抵抗が低くなり、電子の鏡面反射特性が
著しく向上する。しかも、強磁性フリー層と鏡面反射材
料よりなる保護層との間に非磁性層が挿入されている場
合とは異なり、保護層が強磁性フリー層に隣接している
ため、電子の鏡面反射特性に影響を及ぼす保護層の表面
特性（強磁性フリー層と保護層との界面特性）が適正化
され、電子の鏡面反射特性がより向上する。したがっ
て、磁気抵抗効果比をより向上させることができる。も
ちろん、本ボトムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ素子
は、約４５Ｇｂ／ｉｎ2 〜７０Ｇｂ／ｉｎ2 の記録密度
の磁気メディアに適用することができる。
【００９１】特に、上記の他、請求項２５に記載のボト
ムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ素子の製造方法によ
れば、シンセティック反強磁性被固定層および強磁性フ
リー層を磁化するために３段階の熱アニール処理を行う
ようにしたので、シンセティック反強磁性被固定層およ
び強磁性フリー層がいずれも適正に磁化される。したが
って、電子の鏡面反射特性に優れた鏡面反射層を備え、
磁気抵抗効果比を向上させることが可能な本発明のボト
ムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ素子を容易に製造す
ることができる。
ムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ素子の製造方法によ
れば、シンセティック反強磁性被固定層および強磁性フ
リー層を磁化するために３段階の熱アニール処理を行う
ようにしたので、シンセティック反強磁性被固定層およ
び強磁性フリー層がいずれも適正に磁化される。したが
って、電子の鏡面反射特性に優れた鏡面反射層を備え、
磁気抵抗効果比を向上させることが可能な本発明のボト
ムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ素子を容易に製造す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るボトムＳＶＭ
Ｒセンサ素子の概略断面構成を表す断面図である。
Ｒセンサ素子の概略断面構成を表す断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係るボトムＳＶＭ
Ｒセンサ素子の概略断面構成を表す断面図である。
Ｒセンサ素子の概略断面構成を表す断面図である。
【図３】従来のボトムＳＶＭＲセンサ素子の概略断面構
成を表す断面図である。
成を表す断面図である。
１…基体、２…シード層、４…反強磁性ピンニング層、
６，７…ＳｙＡＰ層（シンセティック反強磁性ピンド
層）、８，９（ＡＰ２）…第２の反平行ピンド層、１１
…ピンド層内非磁性スペーサ層、１２…非磁性結合層、
１０，２１（ＡＰ１）…第１の反平行ピンド層、１４…
非磁性スペーサ層、１６…強磁性フリー層、１７…第２
の強磁性層、１８…非磁性層、１９…第１の強磁性層、
２２…鏡面反射層、３０…保護層。
６，７…ＳｙＡＰ層（シンセティック反強磁性ピンド
層）、８，９（ＡＰ２）…第２の反平行ピンド層、１１
…ピンド層内非磁性スペーサ層、１２…非磁性結合層、
１０，２１（ＡＰ１）…第１の反平行ピンド層、１４…
非磁性スペーサ層、１６…強磁性フリー層、１７…第２
の強磁性層、１８…非磁性層、１９…第１の強磁性層、
２２…鏡面反射層、３０…保護層。
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フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｈ０１Ｌ 43/12 Ｈ０１Ｌ 43/12
(72)発明者 ▲煥▼中 廖
アメリカ合衆国 カリフォルニア州
94539 フレモント ベナベンテ アベニ
ュー 39757
(72)発明者 佐野 正志
長野県佐久市太田部256−１−Ｎ202
(72)発明者 野口 潔
長野県佐久市根々井845−12
(72)発明者 克▲強▼ 朱
アメリカ合衆国 カリフォルニア州
94539 フレモント ウッドサイド テラ
ス 3535
(72)発明者 成宗 洪
アメリカ合衆国 カリフォルニア州
95120 サンノゼ カルカテラ ドライブ
7174
Ｆターム(参考） 5D034 BA03 BA04 BA05 BA21 DA07
5E049 AC05 BA16 CB02 DB12
Claims (83)
- 【請求項１】 基体上に、磁気抵抗効果を高めるための
シード層を形成する第１の工程と、 このシード層上に、反強磁性材料を用いて固定作用層を
形成する第２の工程と、 この固定作用層上に、シンセティック反強磁性被固定層
を形成する第３の工程と を含むボトムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ素子の製
造方法であって、 前記第３の工程が、 前記固定作用層上に、強磁性材料を用いて第２の反平行
被固定層を形成する工程と、 この第２の反平行被固定層上に、非磁性結合層を形成す
る工程と、 この非磁性結合層上に、第１の反平行被固定層を形成す
ることにより、前記シンセティック反強磁性被固定層を
完成させる工程とを含み、 さらに、 前記シンセティック反強磁性被固定層のうちの前記第１
の反平行被固定層上に、非磁性スペーサ層を形成する第
４の工程と、 この非磁性スペーサ層上に、強磁性フリー層を形成する
第５の工程と、 この強磁性フリー層上に、非磁性層と鏡面反射層とがこ
の順に積層された２層構造をなすように、保護層を形成
する第６の工程と、 所定の強度の外部磁場中において所定の温度で全体を熱
アニールすることにより、前記強磁性フリー層および前
記シンセティック反強磁性被固定層を磁化する第７の工
程とを含むことを特徴とするボトムスピンバルブ磁気抵
抗効果センサ素子の製造方法。 - 【請求項２】 前記第１の工程において、ニッケルクロ
ム合金（ＮｉＣｒ）またはニッケル鉄クロム合金（Ｎｉ
ＦｅＣｒ）のいずれかを用いて、３．０ｎｍ以上７．０
ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように、前記シード層を
形成することを特徴とする請求項１記載のボトムスピン
バルブ磁気抵抗効果センサ素子の製造方法。 - 【請求項３】 前記第２の工程において、マンガン白金
合金（ＭｎＰｔ）、イリジウムマンガン合金（ＩｒＭ
ｎ）、ニッケルマンガン合金（ＮｉＭｎ）およびマンガ
ンパラジウム白金合金（ＭｎＰｄＰｔ）のうちのいずれ
かの反強磁性材料を用いて、前記固定作用層を形成する
ことを特徴とする請求項１記載のボトムスピンバルブ磁
気抵抗効果センサ素子の製造方法。 - 【請求項４】 マンガン白金合金を用いて、８．０ｎｍ
以上２５．０ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように、前
記固定作用層を形成することを特徴とする請求項３記載
のボトムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ素子の製造方
法。 - 【請求項５】 前記第３の工程において、コバルト鉄合
金（ＣｏＦｅ）、ニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）およびコ
バルト鉄ニッケル合金（ＣｏＦｅＮｉ）のうちのいずれ
かの強磁性材料を用いて、前記第２の反平行被固定層を
形成することを特徴とする請求項１記載のボトムスピン
バルブ磁気抵抗効果センサ素子の製造方法。 - 【請求項６】 コバルト鉄合金を用いて、１．０ｎｍ以
上２．５ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように、前記第
２の反平行被固定層を形成することを特徴とする請求項
５記載のボトムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ素子の
製造方法。 - 【請求項７】 前記第３の工程において、ルテニウム
（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）およびレニウム（Ｒｅ）の
うちのいずれかの非磁性材料を用いて、前記非磁性結合
層を形成することを特徴とする請求項１記載のボトムス
ピンバルブ磁気抵抗効果センサ素子の製造方法。 - 【請求項８】 ルテニウムを用いて、０．３ｎｍ以上
０．９ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように、前記非磁
性結合層を形成することを特徴とする請求項７記載のボ
トムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ素子の製造方法。 - 【請求項９】 前記第３の工程において、コバルト鉄合
金（ＣｏＦｅ）、ニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）およびコ
バルト鉄ニッケル合金（ＣｏＦｅＮｉ）のうちのいずれ
かの強磁性材料を用いて、前記第１の反平行被固定層を
形成することを特徴とする請求項１記載のボトムスピン
バルブ磁気抵抗効果センサ素子の製造方法。 - 【請求項１０】 コバルト鉄合金を用いて、１．０ｎｍ
以上３．０ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように、前記
第１の反平行被固定層を形成することを特徴とする請求
項９記載のボトムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ素子
の製造方法。 - 【請求項１１】 前記第４の工程において、銅（Ｃ
ｕ）、銀（Ａｇ）および金（Ａｕ）のうちのいずれかの
非磁性材料を用いて、前記非磁性スペーサ層を形成する
ことを特徴とする請求項１記載のボトムスピンバルブ磁
気抵抗効果センサ素子の製造方法。 - 【請求項１２】 銅を用いて、０．８ｎｍ以上３．０ｎ
ｍ以下の範囲内の厚さとなるように、前記非磁性スペー
サ層を形成することを特徴とする請求項１１記載のボト
ムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ素子の製造方法。 - 【請求項１３】 銅を用いて、１．８ｎｍの厚さとなる
ように、前記非磁性スペーサ層を形成することを特徴と
する請求項１２記載のボトムスピンバルブ磁気抵抗効果
センサ素子の製造方法。 - 【請求項１４】 銅を用いて、１．９ｎｍの厚さとなる
ように、前記非磁性スペーサ層を形成することを特徴と
する請求項１２記載のボトムスピンバルブ磁気抵抗効果
センサ素子の製造方法。 - 【請求項１５】 前記第５の工程において、コバルト鉄
合金（ＣｏＦｅ）、ニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）、コバ
ルト鉄ニッケル合金（ＣｏＦｅＮｉ）、およびコバルト
鉄合金とニッケル鉄合金との積層体（ＣｏＦｅ／ＮｉＦ
ｅ）のうちのいずれかの強磁性材料を用いて、前記強磁
性フリー層を形成することを特徴とする請求項１記載の
ボトムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ素子の製造方
法。 - 【請求項１６】 コバルト鉄合金を用いて、１．０ｎｍ
以上６．０ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように、前記
強磁性フリー層を形成することを特徴とする請求項１５
記載のボトムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ素子の製
造方法。 - 【請求項１７】 前記第６の工程において、銅（Ｃ
ｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、ロジウム（Ｒｈ）およ
びレニウム（Ｒｅ）のうちのいずれかの非磁性材料を用
いて、前記保護層のうちの前記非磁性層を形成すること
を特徴とする請求項１記載のボトムスピンバルブ磁気抵
抗効果センサ素子の製造方法。 - 【請求項１８】 銅を用いて、０ｎｍより大きく、かつ
２．０ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように、前記非磁
性層を形成することを特徴とする請求項１７記載のボト
ムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ素子の製造方法。 - 【請求項１９】 前記第６の工程において、鉄タンタル
合金酸化物（ＦｅＴａＯ）を用いて、０．５ｎｍ以上
４．０ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように、前記保護
層のうちの前記鏡面反射層を形成することを特徴とする
請求項１記載のボトムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ
素子の製造方法。 - 【請求項２０】 前記非磁性層上に、０．３ｎｍ以上
３．０ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように鉄タンタル
合金（ＦｅＴａ）を形成したのち、この鉄タンタル合金
を酸化して鉄タンタル合金酸化物（ＦｅＴａＯ）とする
ことにより、前記鏡面反射層を形成することを特徴とす
る請求項１９記載のボトムスピンバルブ磁気抵抗効果セ
ンサ素子の製造方法。 - 【請求項２１】 鉄（Ｆｅ）を９５原子％含み、かつタ
ンタル（Ｔａ）を５原子％含むように、鉄タンタル合金
を形成することを特徴とする請求項２０記載のボトムス
ピンバルブ磁気抵抗効果センサ素子の製造方法。 - 【請求項２２】 酸化処理用のチャンバを使用して、酸
素の供給流量を５．０×（１．６６７×１０-8）ｍ3 ／
ｓ以上５０．０×（１．６６７×１０-8）ｍ 3 ／ｓ以下
の範囲内とし、圧力を０．０５×（１０-3×１３３．３
２２）Ｐａ以上０．５×（１０-3×１３３．３２２）Ｐ
ａ以下の範囲内とし、処理時間を９秒以上１１秒以下の
範囲内として、酸化処理を行うことを特徴とする請求項
２１記載のボトムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ素子
の製造方法。 - 【請求項２３】 前記第６の工程において、鉄（Ｆｅ）
の酸化物または鉄コバルトバナジウム合金（（Ｆｅ65Ｃ
ｏ35）97Ｖ3 ）の酸化物のいずれかを用いて、０．５ｎ
ｍ以上４．０ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように、前
記保護層のうちの前記鏡面反射層を形成することを特徴
とする請求項１記載のボトムスピンバルブ磁気抵抗効果
センサ素子の製造方法。 - 【請求項２４】 酸化処理用のチャンバを使用して、酸
素の供給流量を５．０×（１．６６７×１０-8）ｍ3 ／
ｓ以上５０．０×（１．６６７×１０-8）ｍ 3 ／ｓ以下
の範囲内とし、圧力を０．０５×（１０-3×１３３．３
２２）Ｐａ以上０．５×（１０-3×１３３．３２２）Ｐ
ａ以下の範囲内とし、処理時間を９秒以上１１秒以下の
範囲内として、酸化処理を行うことを特徴とする請求項
２３記載のボトムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ素子
の製造方法。 - 【請求項２５】 前記第７の工程が、 前記強磁性フリー層を磁化するために、９００×（１０
3 ／４π）Ａ／ｍ以上１１００×（１０3 ／４π）Ａ／
ｍ以下の範囲内の強度の外部縦方向磁場中において、２
４０℃以上３００℃以下の範囲内の温度で、９分以上１
１分以下の範囲内の時間に渡って熱アニールする第１の
熱アニール工程と、 前記シンセティック反強磁性被固定層を磁化するため
に、７０００×（１０3／４π）Ａ／ｍ以上９０００×
（１０3 ／４π）Ａ／ｍ以下の範囲内の強度の、前記外
部縦方向磁場と直交する方向の外部磁場中において、２
４０℃以上３００℃以下の範囲内の温度で、２時間以上
４時間以下の範囲内の時間に渡って熱アニールする第２
の熱アニール工程と、 引き続き前記強磁性フリー層を磁化するために、１８０
×（１０3 ／４π）Ａ／ｍ以上２２０×（１０3 ／４
π）Ａ／ｍ以下の範囲内の強度の外部縦方向磁場中にお
いて、１９０℃以上２４０℃以下の範囲内の温度で、
１．５時間以上２．５時間以下の範囲内の時間に渡って
熱アニールする第３の熱アニール工程とを含むことを特
徴とする請求項１記載のボトムスピンバルブ磁気抵抗効
果センサ素子の製造方法。 - 【請求項２６】 基体上に、磁気抵抗効果を高めるため
のシード層を形成する第１の工程と、 このシード層上に、反強磁性材料を用いて固定作用層を
形成する第２の工程と、 この固定作用層上に、シンセティック反強磁性被固定層
を形成する第３の工程とを含むボトムスピンバルブ磁気
抵抗効果センサ素子の製造方法であって、 前記第３の工程が、 前記固定作用層上に、強磁性材料を用いて第２の反平行
被固定層を形成する工程と、 この第２の反平行被固定層上に、非磁性結合層を形成す
る工程と、 この非磁性結合層上に、第１の反平行被固定層を形成す
ることにより、前記シンセティック反強磁性被固定層を
完成させる工程とを含み、 さらに、 前記シンセティック反強磁性被固定層のうちの前記第１
の反平行被固定層上に、非磁性スペーサ層を形成する第
４の工程と、 この非磁性スペーサ層上に、強磁性フリー層を形成する
第５の工程と、 この強磁性フリー層上に、鏡面反射材料を用いて保護層
を形成する第６の工程と、 所定の強度の外部磁場中において所定の温度で全体を熱
アニールすることにより、前記強磁性フリー層および前
記シンセティック反強磁性被固定層を磁化する第７の工
程とを含むことを特徴とするボトムスピンバルブ磁気抵
抗効果センサ素子の製造方法。 - 【請求項２７】 前記第１の工程において、ニッケルク
ロム合金（ＮｉＣｒ）またはニッケル鉄クロム合金（Ｎ
ｉＦｅＣｒ）のいずれかを用いて、３．０ｎｍ以上７．
０ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように、前記シード層
を形成することを特徴とする請求項２６記載のボトムス
ピンバルブ磁気抵抗効果センサ素子の製造方法。 - 【請求項２８】 前記第２の工程において、マンガン白
金合金（ＭｎＰｔ）、イリジウムマンガン合金（ＩｒＭ
ｎ）、ニッケルマンガン合金（ＮｉＭｎ）およびマンガ
ンパラジウム白金合金（ＭｎＰｄＰｔ）のうちのいずれ
かの反強磁性材料を用いて、前記固定作用層を形成する
ことを特徴とする請求項２６記載のボトムスピンバルブ
磁気抵抗効果センサ素子の製造方法。 - 【請求項２９】 マンガン白金合金を用いて、８．０ｎ
ｍ以上２５．０ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように、
前記固定作用層を形成することを特徴とする請求項２８
記載のボトムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ素子の製
造方法。 - 【請求項３０】 前記第３の工程において、コバルト鉄
合金（ＣｏＦｅ）、ニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）および
コバルト鉄ニッケル合金（ＣｏＦｅＮｉ）のうちのいず
れかの強磁性材料を用いて、前記第２の反平行被固定層
を形成することを特徴とする請求項２６記載のボトムス
ピンバルブ磁気抵抗効果センサ素子の製造方法。 - 【請求項３１】 コバルト鉄合金を用いて、１．０ｎｍ
以上２．５ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように、前記
第２の反平行被固定層を形成することを特徴とする請求
項３０記載のボトムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ素
子の製造方法。 - 【請求項３２】 被固定層内非磁性スペーサ層を挟んで
第１および第２の強磁性層が積層された３層構造をなす
ように、前記第２の反平行被固定層を形成することを特
徴とする請求項２６記載のボトムスピンバルブ磁気抵抗
効果センサ素子の製造方法。 - 【請求項３３】 コバルト鉄合金（ＣｏＦｅ）、ニッケ
ル鉄合金（ＮｉＦｅ）およびコバルト鉄ニッケル合金
（ＣｏＦｅＮｉ）のうちのいずれかの強磁性材料を用い
て、前記第１および第２の強磁性層を形成する。ことを
特徴とする請求項３２記載のボトムスピンバルブ磁気抵
抗効果センサ素子の製造方法。 - 【請求項３４】 コバルト鉄合金を用いて、０．５ｎｍ
以上１．５ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように、前記
第１および第２の強磁性層を形成することを特徴とする
請求項３３記載のボトムスピンバルブ磁気抵抗効果セン
サ素子の製造方法。 - 【請求項３５】 タンタル（Ｔａ）、ニッケルクロム合
金（ＮｉＣｒ）およびニッケル鉄クロム合金（ＮｉＦｅ
Ｃｒ）のうちのいずれかの非磁性材料を用いて、前記被
固定層内非磁性スペーサ層を形成することを特徴とする
請求項３２記載のボトムスピンバルブ磁気抵抗効果セン
サ素子の製造方法。 - 【請求項３６】 タンタルを用いて、０．０５ｎｍ以上
０．５ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように、前記被固
定層内非磁性スペーサ層を形成することを特徴とする請
求項３５記載のボトムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ
素子の製造方法。 - 【請求項３７】 前記第３の工程において、ルテニウム
（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）およびレニウム（Ｒｅ）の
うちのいずれかの非磁性材料を用いて、前記非磁性結合
層を形成することを特徴とする請求項２６記載のボトム
スピンバルブ磁気抵抗効果センサ素子の製造方法。 - 【請求項３８】 ルテニウムを用いて、０．３ｎｍ以上
０．９ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように、前記非磁
性結合層を形成することを特徴とする請求項３７記載の
ボトムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ素子の製造方
法。 - 【請求項３９】 前記第３の工程において、コバルト鉄
合金（ＣｏＦｅ）、ニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）および
コバルト鉄ニッケル合金（ＣｏＦｅＮｉ）のうちのいず
れかの強磁性材料を用いて、前記第１の反平行被固定層
を形成することを特徴とする請求項２６記載のボトムス
ピンバルブ磁気抵抗効果センサ素子の製造方法。 - 【請求項４０】 コバルト鉄合金を用いて、１．０ｎｍ
以上３．０ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように、前記
第１の反平行被固定層を形成することを特徴とする請求
項３９記載のボトムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ素
子の製造方法。 - 【請求項４１】 前記第４の工程において、銅（Ｃ
ｕ）、銀（Ａｇ）および金（Ａｕ）のうちのいずれかの
非磁性材料を用いて、前記非磁性スペーサ層を形成する
ことを特徴とする請求項２６記載のボトムスピンバルブ
磁気抵抗効果センサ素子の製造方法。 - 【請求項４２】 銅を用いて、０．８ｎｍ以上３．０ｎ
ｍ以下の範囲内の厚さとなるように、前記非磁性スペー
サ層を形成することを特徴とする請求項４１記載のボト
ムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ素子の製造方法。 - 【請求項４３】 銅を用いて、１．９ｎｍの厚さとなる
ように、前記非磁性スペーサ層を形成することを特徴と
する請求項４２記載のボトムスピンバルブ磁気抵抗効果
センサ素子の製造方法。 - 【請求項４４】 前記第６の工程において、鉄タンタル
合金酸化物（ＦｅＴａＯ）を用いて、０．５ｎｍ以上
４．０ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように、前記保護
層を形成することを特徴とする請求項２６記載のボトム
スピンバルブ磁気抵抗効果センサ素子の製造方法。 - 【請求項４５】 基体上に配設され、磁気抵抗効果を高
めるシード層と、 このシード層上に配設され、反強磁性材料よりなる固定
作用層と、 この固定作用層上に配設されたシンセティック反強磁性
被固定層とを備えたボトムスピンバルブ磁気抵抗効果セ
ンサ素子であって、 前記シンセティック反強磁性被固定層が、 前記固定作用層上に配設され、強磁性材料よりなる第２
の反平行被固定層と、 この第２の反平行被固定層上に配設された非磁性結合層
と、 この非磁性結合層上に配設された第１の反平行被固定層
とを含み、 さらに、 前記シンセティック反強磁性被固定層のうちの前記第１
の反平行被固定層上に配設された非磁性スペーサ層と、 この非磁性スペーサ層上に配設された強磁性フリー層
と、 この強磁性フリー層上に配設され、非磁性層と鏡面反射
層とがこの順に積層された２層構造の保護層とを備え、 前記強磁性フリー層が縦方向に磁化されていると共に、
前記シンセティック反強磁性被固定層が、前記強磁性フ
リー層の磁化方向と直交する方向に磁化されていること
を特徴とするボトムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ素
子。 - 【請求項４６】 前記シード層は、ニッケルクロム合金
（ＮｉＣｒ）またはニッケル鉄クロム合金（ＮｉＦｅＣ
ｒ）のいずれかにより構成されており、その厚さは３．
０ｎｍ以上７．０ｎｍ以下の範囲内であることを特徴と
する請求項４５記載のボトムスピンバルブ磁気抵抗効果
センサ素子。 - 【請求項４７】 前記固定作用層は、マンガン白金合金
（ＭｎＰｔ）、イリジウムマンガン合金（ＩｒＭｎ）、
マンガンパラジウム白金合金（ＭｎＰｄＰｔ）およびニ
ッケルマンガン合金（ＮｉＭｎ）のうちのいずれかの反
強磁性材料により構成されていることを特徴とする請求
項４５記載のボトムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ素
子。 - 【請求項４８】 前記固定作用層は、マンガン白金合金
により構成されており、その厚さは８．０ｎｍ以上２
５．０ｎｍ以下の範囲内であることを特徴とする請求項
４７記載のボトムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ素
子。 - 【請求項４９】 前記第２の反平行被固定層は、コバル
ト鉄合金（ＣｏＦｅ）、ニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）お
よびコバルト鉄ニッケル合金（ＣｏＦｅＮｉ）のうちの
いずれかの強磁性材料により構成されていることを特徴
とする請求項４５記載のボトムスピンバルブ磁気抵抗効
果センサ素子。 - 【請求項５０】 前記第２の反平行被固定層は、コバル
ト鉄合金により構成されており、その厚さは１．０ｎｍ
以上２．５ｎｍ以下の範囲内であることを特徴とする請
求項４９記載のボトムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ
素子。 - 【請求項５１】 前記非磁性結合層は、ルテニウム（Ｒ
ｕ）、ロジウム（Ｒｈ）およびレニウム（Ｒｅ）のうち
のいずれかの非磁性材料により構成されていることを特
徴とする請求項４５記載のボトムスピンバルブ磁気抵抗
効果センサ素子。 - 【請求項５２】 前記非磁性結合層は、ルテニウム（Ｒ
ｕ）により構成されており、その厚さは０．３ｎｍ以上
０．９ｎｍ以下の範囲内であることを特徴とする請求項
５１記載のボトムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ素
子。 - 【請求項５３】 前記第１の反平行被固定層は、コバル
ト鉄合金（ＣｏＦｅ）、ニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）お
よびコバルト鉄ニッケル合金（ＣｏＦｅＮｉ）のうちの
いずれかの強磁性材料により構成されていることを特徴
とする請求項４５記載のボトムスピンバルブ磁気抵抗効
果センサ素子。 - 【請求項５４】 前記第１の反平行被固定層は、コバル
ト鉄合金により構成されており、その厚さは１．０ｎｍ
以上３．０ｎｍ以下の範囲内であることを特徴とする請
求項５３記載のボトムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ
素子。 - 【請求項５５】 前記非磁性スペーサ層は、銅（Ｃ
ｕ）、銀（Ａｇ）および金（Ａｕ）のうちのいずれかの
非磁性材料により構成されていることを特徴とする請求
項４５記載のボトムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ素
子。 - 【請求項５６】 前記非磁性スペーサ層は、銅により構
成されており、その厚さは０．８ｎｍ以上３．０ｎｍ以
下の範囲内であることを特徴とする請求項５５記載のボ
トムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ素子。 - 【請求項５７】 前記非磁性スペーサ層は、銅により構
成されており、その厚さは１．８ｎｍであることを特徴
とする請求項５５記載のボトムスピンバルブ磁気抵抗効
果センサ素子。 - 【請求項５８】 前記非磁性スペーサ層は、銅により構
成されており、その厚さは１．９ｎｍであることを特徴
とする請求項５５記載のボトムスピンバルブ磁気抵抗効
果センサ素子。 - 【請求項５９】 前記強磁性フリー層は、コバルト鉄合
金（ＣｏＦｅ）、ニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）、コバル
ト鉄ニッケル合金（ＣｏＦｅＮｉ）、およびコバルト鉄
合金とニッケル鉄合金との積層体（ＣｏＦｅ／ＮｉＦ
ｅ）のうちのいずれかの強磁性材料により構成されてい
ることを特徴とする請求項４５記載のボトムスピンバル
ブ磁気抵抗効果センサ素子。 - 【請求項６０】 前記強磁性フリー層は、コバルト鉄合
金により構成されており、その厚さは１．０ｎｍ以上
６．０ｎｍ以下の範囲内であることを特徴とする請求項
５９記載のボトムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ素
子。 - 【請求項６１】 前記保護層のうちの前記非磁性層は、
銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、ロジウム（Ｒ
ｈ）およびレニウム（Ｒｅ）のうちのいずれかの非磁性
材料により構成されていることを特徴とする請求項４５
記載のボトムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ素子。 - 【請求項６２】 前記非磁性層は、銅により構成されて
おり、その厚さは０ｎｍより大きく、かつ２．０ｎｍ以
下の範囲内であることを特徴とする請求項６１記載のボ
トムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ素子。 - 【請求項６３】 前記保護層のうちの前記鏡面反射層
は、鉄タンタル合金酸化物（ＦｅＴａＯ）により構成さ
れており、その厚さは０．５ｎｍ以上４．０ｎｍ以下の
範囲内であることを特徴とする請求項４５記載のボトム
スピンバルブ磁気抵抗効果センサ素子。 - 【請求項６４】 前記保護層のうちの前記鏡面反射層
は、鉄（Ｆｅ）の酸化物または鉄コバルトバナジウム合
金（（Ｆｅ65Ｃｏ35）97Ｖ3 ）の酸化物により構成され
ており、その厚さは０．５ｎｍ以上４．０ｎｍ以下の範
囲内であることを特徴とする請求項４５記載のボトムス
ピンバルブ磁気抵抗効果センサ素子。 - 【請求項６５】 基体上に配設され、磁気抵抗効果を高
めるシード層と、 このシード層上に配設され、反強磁性材料よりなる固定
作用層と、 この固定作用層上に配設されたシンセティック反強磁性
被固定層とを備えたボトムスピンバルブ磁気抵抗効果セ
ンサ素子であって、 前記シンセティック反強磁性被固定層が、 前記固定作用層上に配設され、強磁性材料よりなる第２
の反平行被固定層と、 この第２の反平行被固定層上に配設された非磁性結合層
と、 この非磁性結合層上に配設された第１の反平行被固定層
とを含み、 さらに、 前記シンセティック反強磁性被固定層のうちの前記第１
の反平行被固定層上に配設された非磁性スペーサ層と、 この非磁性スペーサ層上に配設された強磁性フリー層
と、 この強磁性フリー層上に配設され、鏡面反射材料よりな
る保護層とを備え、 前記強磁性フリー層が縦方向に磁化されていると共に、
前記シンセティック反強磁性被固定層が、前記強磁性フ
リー層の磁化方向と直交する方向に磁化されていること
を特徴とするボトムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ素
子。 - 【請求項６６】 前記シード層は、ニッケルクロム合金
（ＮｉＣｒ）またはニッケル鉄クロム合金（ＮｉＦｅＣ
ｒ）のいずれかにより構成されており、その厚さは３．
０ｎｍ以上７．０ｎｍ以下の範囲内であることを特徴と
する請求項６５記載のボトムスピンバルブ磁気抵抗効果
センサ素子。 - 【請求項６７】 前記固定作用層は、マンガン白金合金
（ＭｎＰｔ）、イリジウムマンガン合金（ＩｒＭｎ）、
ニッケルマンガン合金（ＮｉＭｎ）およびマンガンパラ
ジウム白金合金（ＭｎＰｄＰｔ）のうちのいずれかの反
強磁性材料により構成されていることを特徴とする請求
項６５記載のボトムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ素
子。 - 【請求項６８】 前記固定作用層は、マンガン白金合金
により構成されており、その厚さは８．０ｎｍ以上２
５．０ｎｍ以下の範囲内であることを特徴とする請求項
６７記載のボトムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ素
子。 - 【請求項６９】 前記第２の反平行被固定層は、コバル
ト鉄合金（ＣｏＦｅ）、ニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）お
よびコバルト鉄ニッケル合金（ＣｏＦｅＮｉ）のうちの
いずれかの強磁性材料により構成されていることを特徴
とする請求項６５記載のボトムスピンバルブ磁気抵抗効
果センサ素子。 - 【請求項７０】 前記第２の反平行被固定層は、コバル
ト鉄合金により構成されており、その厚さは１．０ｎｍ
以上２．５ｎｍ以下の範囲内であることを特徴とする請
求項６９記載のボトムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ
素子。 - 【請求項７１】 前記第２の反平行被固定層は、被固定
層内非磁性スペーサ層を挟んで第１および第２の強磁性
層が積層された３層構造をなすように構成されているこ
とを特徴とする請求項６５記載のボトムスピンバルブ磁
気抵抗効果センサ素子。 - 【請求項７２】 前記第１および第２の強磁性層は、コ
バルト鉄合金（ＣｏＦｅ）、ニッケル鉄合金（ＮｉＦ
ｅ）およびコバルト鉄ニッケル合金（ＣｏＦｅＮｉ）の
うちのいずれかの強磁性材料により構成されていること
を特徴とする請求項７１記載のボトムスピンバルブ磁気
抵抗効果センサ素子。 - 【請求項７３】 前記第１および第２の強磁性層は、コ
バルト鉄合金により構成されており、その厚さは０．５
ｎｍ以上１．５ｎｍ以下の範囲内であることを特徴とす
る請求項７２記載のボトムスピンバルブ磁気抵抗効果セ
ンサ素子。 - 【請求項７４】 前記被固定層内非磁性スペーサ層は、
タンタル（Ｔａ）、ニッケルクロム合金（ＮｉＣｒ）お
よびニッケル鉄クロム合金（ＮｉＦｅＣｒ）のうちのい
ずれかの非磁性材料により構成されていることを特徴と
する請求項７１記載のボトムスピンバルブ磁気抵抗効果
センサ素子。 - 【請求項７５】 前記被固定層内非磁性スペーサ層は、
タンタルにより構成されており、その厚さは０．０５ｎ
ｍ以上０．５ｎｍ以下の範囲内であることを特徴とする
請求項７４記載のボトムスピンバルブ磁気抵抗効果セン
サ素子。 - 【請求項７６】 前記非磁性結合層は、ルテニウム（Ｒ
ｕ）、ロジウム（Ｒｈ）およびレニウム（Ｒｅ）のうち
のいずれか非磁性材料により構成されていることを特徴
とする請求項６５記載のボトムスピンバルブ磁気抵抗効
果センサ素子。 - 【請求項７７】 前記非磁性結合層は、ルテニウムによ
り構成されており、その厚さは０．３ｎｍ以上０．９ｎ
ｍ以下の範囲内であることを特徴とする請求項７６記載
のボトムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ素子。 - 【請求項７８】 前記第１の反平行被固定層は、コバル
ト鉄合金（ＣｏＦｅ）、ニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）お
よびコバルト鉄ニッケル合金（ＣｏＦｅＮｉ）のうちの
いずれかの強磁性材料により構成されていることを特徴
とする請求項６５記載のボトムスピンバルブ磁気抵抗効
果センサ素子。 - 【請求項７９】 前記第１の反平行被固定層は、コバル
ト鉄合金により構成されており、その厚さは１．０ｎｍ
以上３．０ｎｍ以下の範囲内であることを特徴とする請
求項７８記載のボトムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ
素子。 - 【請求項８０】 前記非磁性スペーサ層は、銅（Ｃ
ｕ）、銀（Ａｇ）および金（Ａｕ）のうちのいずれかの
非磁性材料により構成されていることを特徴とする請求
項６５記載のボトムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ素
子。 - 【請求項８１】 前記非磁性スペーサ層は、銅により構
成されており、その厚さは０．８ｎｍ以上３．０ｎｍ以
下の範囲内であることを特徴とする請求項８０記載のボ
トムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ素子。 - 【請求項８２】 前記非磁性スペーサ層は、銅により構
成されており、その厚さは１．９ｎｍであることを特徴
とする請求項８１記載のボトムスピンバルブ磁気抵抗効
果センサ素子。 - 【請求項８３】 前記保護層は、鉄タンタル合金酸化物
（ＦｅＴａＯ）により構成されており、その厚さは０．
５ｎｍ以上４．０ｎｍ以下の範囲内であることを特徴と
する請求項６５記載のボトムスピンバルブ磁気抵抗効果
センサ素子。
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005210126A (ja) * | 2004-01-20 | 2005-08-04 | Headway Technologies Inc | 磁気トンネル接合型メモリセルおよびその製造方法、磁気トンネル接合型メモリセルアレイ |
| US7312960B2 (en) | 2004-03-19 | 2007-12-25 | Alps Electric Co., Ltd. | Magnetic sensing element comprising a pinned magnetic layer, a free magnetic layer, and a nonmagnetic conductive layer disposed therebetween |
| JP2008218735A (ja) * | 2007-03-05 | 2008-09-18 | Alps Electric Co Ltd | トンネル型磁気検出素子 |
| JP2015082633A (ja) * | 2013-10-24 | 2015-04-27 | 日本電産サンキョー株式会社 | 磁気抵抗素子、磁気センサ装置および磁気抵抗素子の製造方法 |
| JP2016062638A (ja) * | 2014-09-15 | 2016-04-25 | シーゲイト テクノロジー エルエルシー | 読取器センサ積層体 |
| JP2021523569A (ja) * | 2018-05-08 | 2021-09-02 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | 磁気トンネル接合構造及びその製造方法 |
Families Citing this family (103)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6581272B1 (en) * | 2002-01-04 | 2003-06-24 | Headway Technologies, Inc. | Method for forming a bottom spin valve magnetoresistive sensor element |
| US6773515B2 (en) * | 2002-01-16 | 2004-08-10 | Headway Technologies, Inc. | FeTa nano-oxide layer as a capping layer for enhancement of giant magnetoresistance in bottom spin valve structures |
| US6785954B2 (en) * | 2002-04-17 | 2004-09-07 | Headway Technologies, Inc. | Method for fabricating lead overlay (LOL) on the bottom spin valve GMR read sensor |
| JP4130875B2 (ja) * | 2002-06-03 | 2008-08-06 | 富士通株式会社 | スピンバルブ再生ヘッドの製造方法 |
| US7007373B2 (en) * | 2002-11-18 | 2006-03-07 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Method of manufacturing enhanced spin-valve sensor with engineered overlayer |
| US6865109B2 (en) * | 2003-06-06 | 2005-03-08 | Seagate Technology Llc | Magnetic random access memory having flux closure for the free layer and spin transfer write mechanism |
| US7911832B2 (en) | 2003-08-19 | 2011-03-22 | New York University | High speed low power magnetic devices based on current induced spin-momentum transfer |
| US7573737B2 (en) * | 2003-08-19 | 2009-08-11 | New York University | High speed low power magnetic devices based on current induced spin-momentum transfer |
| US8755222B2 (en) | 2003-08-19 | 2014-06-17 | New York University | Bipolar spin-transfer switching |
| JP2005079487A (ja) * | 2003-09-03 | 2005-03-24 | Fujitsu Ltd | 磁気抵抗効果膜並びにこれを用いた磁気抵抗効果ヘッドおよび固体メモリ |
| JP2005101441A (ja) * | 2003-09-26 | 2005-04-14 | Anelva Corp | 磁気抵抗多層膜 |
| KR100604976B1 (ko) | 2004-09-03 | 2006-07-28 | 학교법인연세대학교 | 다작용기 리간드로 안정화된 수용성 나노입자 |
| KR100713745B1 (ko) * | 2006-02-27 | 2007-05-07 | 연세대학교 산학협력단 | 상전이 리간드로 코팅된 수용성 자성 또는 금속 산화물나노입자 및 이의 제조방법 |
| US7764471B2 (en) * | 2007-03-12 | 2010-07-27 | Tdk Corporation | Magneto-resistance effect element having diffusion blocking layer and thin-film magnetic head |
| US9812184B2 (en) | 2007-10-31 | 2017-11-07 | New York University | Current induced spin-momentum transfer stack with dual insulating layers |
| US8018691B2 (en) * | 2008-10-20 | 2011-09-13 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | CPP dual free layer magnetoresistive head for magnetic data storage |
| JP5250109B2 (ja) | 2009-06-12 | 2013-07-31 | アルプス・グリーンデバイス株式会社 | 磁気平衡式電流センサ |
| JP5572208B2 (ja) | 2010-03-12 | 2014-08-13 | アルプス電気株式会社 | 磁気センサ及びそれを用いた磁気平衡式電流センサ |
| JP5594915B2 (ja) * | 2010-03-12 | 2014-09-24 | アルプス・グリーンデバイス株式会社 | 電流センサ |
| CN103069282B (zh) | 2010-08-23 | 2015-06-03 | 阿尔卑斯绿色器件株式会社 | 磁平衡式电流传感器 |
| US8493694B2 (en) * | 2010-11-22 | 2013-07-23 | Headway Technologies, Inc. | Fabrication of a coercivity hard bias using FePt containing film |
| US9082950B2 (en) | 2012-10-17 | 2015-07-14 | New York University | Increased magnetoresistance in an inverted orthogonal spin transfer layer stack |
| US9082888B2 (en) | 2012-10-17 | 2015-07-14 | New York University | Inverted orthogonal spin transfer layer stack |
| KR102078849B1 (ko) * | 2013-03-11 | 2020-02-18 | 삼성전자 주식회사 | 자기저항 구조체, 이를 포함하는 자기 메모리 소자 및 자기저항 구조체의 제조 방법 |
| US8982613B2 (en) | 2013-06-17 | 2015-03-17 | New York University | Scalable orthogonal spin transfer magnetic random access memory devices with reduced write error rates |
| JP6105817B2 (ja) * | 2013-11-01 | 2017-03-29 | 中国科学院物理研究所 | 温度センサのためのナノ磁性多層膜とその製造方法 |
| US9263667B1 (en) | 2014-07-25 | 2016-02-16 | Spin Transfer Technologies, Inc. | Method for manufacturing MTJ memory device |
| US9337412B2 (en) | 2014-09-22 | 2016-05-10 | Spin Transfer Technologies, Inc. | Magnetic tunnel junction structure for MRAM device |
| US10468590B2 (en) | 2015-04-21 | 2019-11-05 | Spin Memory, Inc. | High annealing temperature perpendicular magnetic anisotropy structure for magnetic random access memory |
| US9728712B2 (en) | 2015-04-21 | 2017-08-08 | Spin Transfer Technologies, Inc. | Spin transfer torque structure for MRAM devices having a spin current injection capping layer |
| US9853206B2 (en) | 2015-06-16 | 2017-12-26 | Spin Transfer Technologies, Inc. | Precessional spin current structure for MRAM |
| US9773974B2 (en) | 2015-07-30 | 2017-09-26 | Spin Transfer Technologies, Inc. | Polishing stop layer(s) for processing arrays of semiconductor elements |
| US10163479B2 (en) | 2015-08-14 | 2018-12-25 | Spin Transfer Technologies, Inc. | Method and apparatus for bipolar memory write-verify |
| US9741926B1 (en) | 2016-01-28 | 2017-08-22 | Spin Transfer Technologies, Inc. | Memory cell having magnetic tunnel junction and thermal stability enhancement layer |
| US10437491B2 (en) | 2016-09-27 | 2019-10-08 | Spin Memory, Inc. | Method of processing incomplete memory operations in a memory device during a power up sequence and a power down sequence using a dynamic redundancy register |
| US10437723B2 (en) | 2016-09-27 | 2019-10-08 | Spin Memory, Inc. | Method of flushing the contents of a dynamic redundancy register to a secure storage area during a power down in a memory device |
| US10991410B2 (en) | 2016-09-27 | 2021-04-27 | Spin Memory, Inc. | Bi-polar write scheme |
| US10360964B2 (en) | 2016-09-27 | 2019-07-23 | Spin Memory, Inc. | Method of writing contents in memory during a power up sequence using a dynamic redundancy register in a memory device |
| US10818331B2 (en) | 2016-09-27 | 2020-10-27 | Spin Memory, Inc. | Multi-chip module for MRAM devices with levels of dynamic redundancy registers |
| US11119936B2 (en) | 2016-09-27 | 2021-09-14 | Spin Memory, Inc. | Error cache system with coarse and fine segments for power optimization |
| US10366774B2 (en) | 2016-09-27 | 2019-07-30 | Spin Memory, Inc. | Device with dynamic redundancy registers |
| US11151042B2 (en) | 2016-09-27 | 2021-10-19 | Integrated Silicon Solution, (Cayman) Inc. | Error cache segmentation for power reduction |
| US11119910B2 (en) | 2016-09-27 | 2021-09-14 | Spin Memory, Inc. | Heuristics for selecting subsegments for entry in and entry out operations in an error cache system with coarse and fine grain segments |
| US10628316B2 (en) | 2016-09-27 | 2020-04-21 | Spin Memory, Inc. | Memory device with a plurality of memory banks where each memory bank is associated with a corresponding memory instruction pipeline and a dynamic redundancy register |
| US10460781B2 (en) | 2016-09-27 | 2019-10-29 | Spin Memory, Inc. | Memory device with a dual Y-multiplexer structure for performing two simultaneous operations on the same row of a memory bank |
| US10446210B2 (en) | 2016-09-27 | 2019-10-15 | Spin Memory, Inc. | Memory instruction pipeline with a pre-read stage for a write operation for reducing power consumption in a memory device that uses dynamic redundancy registers |
| US10546625B2 (en) | 2016-09-27 | 2020-01-28 | Spin Memory, Inc. | Method of optimizing write voltage based on error buffer occupancy |
| US10665777B2 (en) | 2017-02-28 | 2020-05-26 | Spin Memory, Inc. | Precessional spin current structure with non-magnetic insertion layer for MRAM |
| US10672976B2 (en) | 2017-02-28 | 2020-06-02 | Spin Memory, Inc. | Precessional spin current structure with high in-plane magnetization for MRAM |
| TWI632368B (zh) * | 2017-05-12 | 2018-08-11 | 國立交通大學 | 氫氣感測元件 |
| US10032978B1 (en) | 2017-06-27 | 2018-07-24 | Spin Transfer Technologies, Inc. | MRAM with reduced stray magnetic fields |
| US10656994B2 (en) | 2017-10-24 | 2020-05-19 | Spin Memory, Inc. | Over-voltage write operation of tunnel magnet-resistance (“TMR”) memory device and correcting failure bits therefrom by using on-the-fly bit failure detection and bit redundancy remapping techniques |
| US10481976B2 (en) | 2017-10-24 | 2019-11-19 | Spin Memory, Inc. | Forcing bits as bad to widen the window between the distributions of acceptable high and low resistive bits thereby lowering the margin and increasing the speed of the sense amplifiers |
| US10489245B2 (en) | 2017-10-24 | 2019-11-26 | Spin Memory, Inc. | Forcing stuck bits, waterfall bits, shunt bits and low TMR bits to short during testing and using on-the-fly bit failure detection and bit redundancy remapping techniques to correct them |
| US10529439B2 (en) | 2017-10-24 | 2020-01-07 | Spin Memory, Inc. | On-the-fly bit failure detection and bit redundancy remapping techniques to correct for fixed bit defects |
| US10679685B2 (en) | 2017-12-27 | 2020-06-09 | Spin Memory, Inc. | Shared bit line array architecture for magnetoresistive memory |
| US10395712B2 (en) | 2017-12-28 | 2019-08-27 | Spin Memory, Inc. | Memory array with horizontal source line and sacrificial bitline per virtual source |
| US10395711B2 (en) | 2017-12-28 | 2019-08-27 | Spin Memory, Inc. | Perpendicular source and bit lines for an MRAM array |
| US10360962B1 (en) | 2017-12-28 | 2019-07-23 | Spin Memory, Inc. | Memory array with individually trimmable sense amplifiers |
| US10424726B2 (en) | 2017-12-28 | 2019-09-24 | Spin Memory, Inc. | Process for improving photoresist pillar adhesion during MRAM fabrication |
| US10516094B2 (en) | 2017-12-28 | 2019-12-24 | Spin Memory, Inc. | Process for creating dense pillars using multiple exposures for MRAM fabrication |
| US10811594B2 (en) | 2017-12-28 | 2020-10-20 | Spin Memory, Inc. | Process for hard mask development for MRAM pillar formation using photolithography |
| US10891997B2 (en) | 2017-12-28 | 2021-01-12 | Spin Memory, Inc. | Memory array with horizontal source line and a virtual source line |
| US10840436B2 (en) | 2017-12-29 | 2020-11-17 | Spin Memory, Inc. | Perpendicular magnetic anisotropy interface tunnel junction devices and methods of manufacture |
| US10236048B1 (en) | 2017-12-29 | 2019-03-19 | Spin Memory, Inc. | AC current write-assist in orthogonal STT-MRAM |
| US10840439B2 (en) | 2017-12-29 | 2020-11-17 | Spin Memory, Inc. | Magnetic tunnel junction (MTJ) fabrication methods and systems |
| US10236047B1 (en) | 2017-12-29 | 2019-03-19 | Spin Memory, Inc. | Shared oscillator (STNO) for MRAM array write-assist in orthogonal STT-MRAM |
| US10546624B2 (en) | 2017-12-29 | 2020-01-28 | Spin Memory, Inc. | Multi-port random access memory |
| US10199083B1 (en) | 2017-12-29 | 2019-02-05 | Spin Transfer Technologies, Inc. | Three-terminal MRAM with ac write-assist for low read disturb |
| US10424723B2 (en) | 2017-12-29 | 2019-09-24 | Spin Memory, Inc. | Magnetic tunnel junction devices including an optimization layer |
| US10360961B1 (en) | 2017-12-29 | 2019-07-23 | Spin Memory, Inc. | AC current pre-charge write-assist in orthogonal STT-MRAM |
| US10367139B2 (en) | 2017-12-29 | 2019-07-30 | Spin Memory, Inc. | Methods of manufacturing magnetic tunnel junction devices |
| US10886330B2 (en) | 2017-12-29 | 2021-01-05 | Spin Memory, Inc. | Memory device having overlapping magnetic tunnel junctions in compliance with a reference pitch |
| US10270027B1 (en) | 2017-12-29 | 2019-04-23 | Spin Memory, Inc. | Self-generating AC current assist in orthogonal STT-MRAM |
| US10784439B2 (en) | 2017-12-29 | 2020-09-22 | Spin Memory, Inc. | Precessional spin current magnetic tunnel junction devices and methods of manufacture |
| US10141499B1 (en) | 2017-12-30 | 2018-11-27 | Spin Transfer Technologies, Inc. | Perpendicular magnetic tunnel junction device with offset precessional spin current layer |
| US10255962B1 (en) | 2017-12-30 | 2019-04-09 | Spin Memory, Inc. | Microwave write-assist in orthogonal STT-MRAM |
| US10339993B1 (en) | 2017-12-30 | 2019-07-02 | Spin Memory, Inc. | Perpendicular magnetic tunnel junction device with skyrmionic assist layers for free layer switching |
| US10236439B1 (en) | 2017-12-30 | 2019-03-19 | Spin Memory, Inc. | Switching and stability control for perpendicular magnetic tunnel junction device |
| US10229724B1 (en) | 2017-12-30 | 2019-03-12 | Spin Memory, Inc. | Microwave write-assist in series-interconnected orthogonal STT-MRAM devices |
| US10319900B1 (en) | 2017-12-30 | 2019-06-11 | Spin Memory, Inc. | Perpendicular magnetic tunnel junction device with precessional spin current layer having a modulated moment density |
| US10468588B2 (en) | 2018-01-05 | 2019-11-05 | Spin Memory, Inc. | Perpendicular magnetic tunnel junction device with skyrmionic enhancement layers for the precessional spin current magnetic layer |
| US10438996B2 (en) | 2018-01-08 | 2019-10-08 | Spin Memory, Inc. | Methods of fabricating magnetic tunnel junctions integrated with selectors |
| US10438995B2 (en) | 2018-01-08 | 2019-10-08 | Spin Memory, Inc. | Devices including magnetic tunnel junctions integrated with selectors |
| US10388861B1 (en) | 2018-03-08 | 2019-08-20 | Spin Memory, Inc. | Magnetic tunnel junction wafer adaptor used in magnetic annealing furnace and method of using the same |
| US10446744B2 (en) | 2018-03-08 | 2019-10-15 | Spin Memory, Inc. | Magnetic tunnel junction wafer adaptor used in magnetic annealing furnace and method of using the same |
| US20190296220A1 (en) | 2018-03-23 | 2019-09-26 | Spin Transfer Technologies, Inc. | Magnetic Tunnel Junction Devices Including an Annular Free Magnetic Layer and a Planar Reference Magnetic Layer |
| US11107978B2 (en) | 2018-03-23 | 2021-08-31 | Spin Memory, Inc. | Methods of manufacturing three-dimensional arrays with MTJ devices including a free magnetic trench layer and a planar reference magnetic layer |
| US11107974B2 (en) | 2018-03-23 | 2021-08-31 | Spin Memory, Inc. | Magnetic tunnel junction devices including a free magnetic trench layer and a planar reference magnetic layer |
| US10784437B2 (en) | 2018-03-23 | 2020-09-22 | Spin Memory, Inc. | Three-dimensional arrays with MTJ devices including a free magnetic trench layer and a planar reference magnetic layer |
| US10636964B2 (en) * | 2018-03-30 | 2020-04-28 | Applied Materials, Inc. | Magnetic tunnel junctions with tunable high perpendicular magnetic anisotropy |
| US10411185B1 (en) | 2018-05-30 | 2019-09-10 | Spin Memory, Inc. | Process for creating a high density magnetic tunnel junction array test platform |
| US10692569B2 (en) | 2018-07-06 | 2020-06-23 | Spin Memory, Inc. | Read-out techniques for multi-bit cells |
| US10593396B2 (en) | 2018-07-06 | 2020-03-17 | Spin Memory, Inc. | Multi-bit cell read-out techniques for MRAM cells with mixed pinned magnetization orientations |
| US10600478B2 (en) | 2018-07-06 | 2020-03-24 | Spin Memory, Inc. | Multi-bit cell read-out techniques for MRAM cells with mixed pinned magnetization orientations |
| US10559338B2 (en) | 2018-07-06 | 2020-02-11 | Spin Memory, Inc. | Multi-bit cell read-out techniques |
| US10650875B2 (en) | 2018-08-21 | 2020-05-12 | Spin Memory, Inc. | System for a wide temperature range nonvolatile memory |
| US10699761B2 (en) | 2018-09-18 | 2020-06-30 | Spin Memory, Inc. | Word line decoder memory architecture |
| US10971680B2 (en) | 2018-10-01 | 2021-04-06 | Spin Memory, Inc. | Multi terminal device stack formation methods |
| US11621293B2 (en) | 2018-10-01 | 2023-04-04 | Integrated Silicon Solution, (Cayman) Inc. | Multi terminal device stack systems and methods |
| US10580827B1 (en) | 2018-11-16 | 2020-03-03 | Spin Memory, Inc. | Adjustable stabilizer/polarizer method for MRAM with enhanced stability and efficient switching |
| US11107979B2 (en) | 2018-12-28 | 2021-08-31 | Spin Memory, Inc. | Patterned silicide structures and methods of manufacture |
| JP7202267B2 (ja) * | 2019-08-06 | 2023-01-11 | 株式会社日立ハイテク | 磁気抵抗効果素子および磁気抵抗効果デバイス |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5608593A (en) | 1995-03-09 | 1997-03-04 | Quantum Peripherals Colorado, Inc. | Shaped spin valve type magnetoresistive transducer and method for fabricating the same incorporating domain stabilization technique |
| US5731936A (en) | 1996-09-26 | 1998-03-24 | International Business Machines Corporation | Magnetoresistive (MR) sensor with coefficient enhancing that promotes thermal stability |
| US6175476B1 (en) | 1998-08-18 | 2001-01-16 | Read-Rite Corporation | Synthetic spin-valve device having high resistivity anti parallel coupling layer |
| US6181534B1 (en) | 1998-11-09 | 2001-01-30 | International Business Machines Corporation | Antiparallel (AP) pinned spin valve sensor with specular reflection of conduction electrons |
| US6222707B1 (en) | 1998-12-28 | 2001-04-24 | Read-Rite Corporation | Bottom or dual spin valve having a seed layer that results in an improved antiferromagnetic layer |
| US6268985B1 (en) * | 1999-03-30 | 2001-07-31 | International Business Machines Corporation | Read head having spin valve sensor with improved capping layer |
| US6208491B1 (en) | 1999-05-26 | 2001-03-27 | International Business Machines Corporation | Spin valve with improved capping layer structure |
| US6556390B1 (en) * | 1999-10-28 | 2003-04-29 | Seagate Technology Llc | Spin valve sensors with an oxide layer utilizing electron specular scattering effect |
| US6407890B1 (en) * | 2000-02-08 | 2002-06-18 | International Business Machines Corporation | Dual spin valve sensor read head with a specular reflector film embedded in each antiparallel (AP) pinned layer next to a spacer layer |
| US6466418B1 (en) * | 2000-02-11 | 2002-10-15 | Headway Technologies, Inc. | Bottom spin valves with continuous spacer exchange (or hard) bias |
| US6700753B2 (en) * | 2000-04-12 | 2004-03-02 | Seagate Technology Llc | Spin valve structures with specular reflection layers |
| US6853520B2 (en) * | 2000-09-05 | 2005-02-08 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magnetoresistance effect element |
| US6654211B2 (en) * | 2001-04-06 | 2003-11-25 | International Business Machines Corporation | Read head including a spin valve sensor with a specular reflecting cap layer structure |
| US6581272B1 (en) * | 2002-01-04 | 2003-06-24 | Headway Technologies, Inc. | Method for forming a bottom spin valve magnetoresistive sensor element |
| US6773515B2 (en) * | 2002-01-16 | 2004-08-10 | Headway Technologies, Inc. | FeTa nano-oxide layer as a capping layer for enhancement of giant magnetoresistance in bottom spin valve structures |
-
2002
- 2002-01-16 US US10/050,644 patent/US6773515B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2003
- 2003-01-16 JP JP2003008085A patent/JP4421822B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2004
- 2004-05-28 US US10/856,180 patent/US7262941B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005210126A (ja) * | 2004-01-20 | 2005-08-04 | Headway Technologies Inc | 磁気トンネル接合型メモリセルおよびその製造方法、磁気トンネル接合型メモリセルアレイ |
| US7312960B2 (en) | 2004-03-19 | 2007-12-25 | Alps Electric Co., Ltd. | Magnetic sensing element comprising a pinned magnetic layer, a free magnetic layer, and a nonmagnetic conductive layer disposed therebetween |
| JP2008218735A (ja) * | 2007-03-05 | 2008-09-18 | Alps Electric Co Ltd | トンネル型磁気検出素子 |
| JP2015082633A (ja) * | 2013-10-24 | 2015-04-27 | 日本電産サンキョー株式会社 | 磁気抵抗素子、磁気センサ装置および磁気抵抗素子の製造方法 |
| JP2016062638A (ja) * | 2014-09-15 | 2016-04-25 | シーゲイト テクノロジー エルエルシー | 読取器センサ積層体 |
| JP2021523569A (ja) * | 2018-05-08 | 2021-09-02 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | 磁気トンネル接合構造及びその製造方法 |
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