JP2008066640A - トンネル型磁気検出素子およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 特に、絶縁障壁層をＴｉ−Ｏで形成した際のＶＣＲ（Voltage Coefficience of Resistivity）の絶対値の低減、ならびに、低ＲＡと高抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を確保することが可能なトンネル型磁気検出素子及びその製造方法を提供することを目的としている。
【解決手段】 固定磁性層４と絶縁障壁層５との間にＰｔ層１０が形成されている。前記Ｐｔ層１０を前記固定磁性層４と前記絶縁障壁層５との間に介在させると、前記絶縁障壁層５の障壁高さ（ポテンシャル高さ）や障壁幅（ポテンシャル幅）に変化が生じると考えられ、これにより、ＶＣＲの絶対値を小さくできる。よって従来に比べて、作動安定性を向上できる。また、前記絶縁障壁層５の下界面（形成面）の平坦化性を適切に向上でき、これにより、低ＲＡを維持しつつ従来に比べて高い抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を得ることが可能になる。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えばハードディスク装置などの磁気再生装置やその他の磁気検出装置に搭載されるトンネル効果を利用した磁気検出素子に係り、特に、ＶＣＲ（Voltage Coefficience of Resistivity）の絶対値の低減、ならびに、低ＲＡと高抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を確保することが可能なトンネル型磁気検出素子及びその製造方法に係る。

トンネル型磁気検出素子（トンネル型磁気抵抗効果素子）は、トンネル効果を利用して抵抗変化を生じさせるものであり、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（トンネル障壁層）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、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、記録媒体からの洩れ磁界が検出されるようになっている。

下記特許文献１及び特許文献２にはいずれもトンネル型磁気検出素子に関する発明が開示されている。

前記特許文献１及び特許文献２はいずれも磁性層の酸化防止に関する発明である。
特開２０００−９１６６６号公報 特開２０００−３２２７１４号公報

ところで、前記絶縁障壁層としてＴｉ−Ｏ（酸化チタン）を使用した場合、ＶＣＲ（Voltage Coefficience of Resistivity）の絶対値が非常に大きくなることがわかった。ＶＣＲは素子抵抗の電圧変化依存性を示す指標であり、前記ＶＣＲの絶対値が大きくなるほど電圧変化に対して素子抵抗が大きく変動してしまい動作安定性が低下する（不安定化する）といった問題があった。よって、ＶＣＲの絶対値を小さくするように改善することが求められた。

また低いＲＡ（素子抵抗Ｒ×素子面積Ａ）の範囲で、高い抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）が得られるようにしなければならない。前記ＲＡが高くなると高速データ転送を適切に行えなくなる等の問題が生じる。また高い抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を得ることができなければ出力を適切に向上できない。

特許文献１及び特許文献２に記載された発明は、いずれも絶縁障壁層を酸化アルミニウム（特許文献２は酸化マグネシウムも開示）で形成し、前記絶縁障壁層を酸化チタンで形成していない。

したがって特許文献１及び特許文献２に記載された発明には、絶縁障壁層を酸化チタンで形成した際の上記した課題認識は無く、当然に、ＶＣＲ、ＲＡ及び抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）の各特性を改善するための構成が開示されていない。

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、絶縁障壁層をＴｉ−Ｏで形成した際のＶＣＲ（Voltage Coefficience of Resistivity）の絶対値の低減、ならびに、低ＲＡと高抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を確保することが可能なトンネル型磁気検出素子及びその製造方法を提供することを目的としている。

本発明におけるトンネル型磁気検出素子は、下から第１磁性層、絶縁障壁層、第２磁性層の順で積層され、前記第１磁性層及び第２磁性層のうち一方が、磁化方向が固定される固定磁性層で、他方が外部磁界により磁化方向が変動するフリー磁性層であり、
前記絶縁障壁層は、Ｔｉ−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間に設けられたエンハンス層とを有して構成され、
前記絶縁障壁層と第１磁性層間、前記絶縁障壁層と前記第２磁性層間、あるいは前記軟磁性層と前記エンハンス層間の少なくとも一箇所にＰｔ層が介在していることを特徴とするものである。

これにより、従来に比べてＶＣＲの絶対値を小さくでき、印加電圧の変化に対する素子抵抗の変動を抑制でき、作動安定性を向上させることが出来る。

前記ＶＣＲの絶対値が小さくなったのは、前記Ｐｔ層の上記した所定位置への挿入により、前記絶縁障壁層の障壁高さ（ポテンシャル高さ）及び障壁幅（ポテンシャル幅）に変化が生じたためと考えられる。

本発明では、前記Ｐｔ層は少なくとも、前記絶縁障壁層と前記第１磁性層間に介在していることが好ましい。これにより上記したＶＣＲの絶対値の低減効果に加え、抵ＲＡで且つ高い抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を得ることが可能となる。高い抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を得られるのは、前記絶縁障壁層の下界面での平坦性が向上し、従来に比べて前記絶縁障壁層の膜厚が均一化し、膜厚が不均一な場合に薄い膜厚部分を流れる抵抗変化に寄与しないリーク電流を低減できるためであると思われる。

本発明では、前記Ｐｔ層の膜厚は０Åよりも大きく４Å以下であることが好ましい。また、前記Ｐｔ層の膜厚は０．４Å以上２Å以下であることがより好ましい。また、前記Ｐｔ層の膜厚は１Å以上２Å以下であることがさらに好ましい。これにより、前記Ｐｔ層を挿入しない従来例に比べて、より確実に高い抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を得ることが出来る。

本発明では、前記絶縁障壁層はＴｉ−Ｏに代えて、Ｔｉ−Ｍｇ−Ｏで形成されてもよい。これにより特にＶＣＲの絶対値の低減効果がより促進される。また、低ＲＡで且つ高い抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を得ることが出来る。

本発明では、前記Ｐｔ層と前記Ｐｔ層を介して対向する上下層との界面では構成元素の相互拡散が生じ、Ｐｔ濃度が前記Ｐｔ層内から前記上下層の内部方向に向けて徐々に減少する濃度勾配が形成される構造にできる。

また本発明では、前記第１磁性層が前記固定磁性層であり、前記第２磁性層がフリー磁性層であることが好ましい。後述する実験では、このような構成によりＶＣＲの絶対値を小さくできるとともに、低いＲＡを維持しつつ高い抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）が得られることがわかっている。

また本発明では、前記エンハンス層はＣｏＦｅ合金で形成され、前記軟磁性層はＮｉＦｅ合金で形成されることが好ましい。後述する実験では、このような構成によりＶＣＲの絶対値を小さくできるとともに、低いＲＡを維持しつつ高い抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）が得られることがわかっている。

また本発明は、下から第１磁性層、絶縁障壁層、第２磁性層の順で積層し、前記第１磁性層及び第２磁性層のうち一方が、磁化方向が固定される固定磁性層で、他方が外部磁界により磁化方向が変動するフリー磁性層であり、前記フリー磁性層を、軟磁性層と、前記軟磁性層と前記絶縁障壁層間に設けられたエンハンス層とを有して構成するトンネル型磁気検出素子の製造方法において、
（ａ） 前記第１磁性層を形成する工程、
（ｂ） 前記第１磁性層上にＴｉ−Ｏから成る前記絶縁障壁層を形成する工程、
（ｃ） 前記絶縁障壁層上に、前記第２磁性層を形成する工程、
を有し、
さらに以下の（ｄ）工程を有することを特徴とするものである。
（ｄ） 前記第１磁性層と絶縁障壁層との間、前記絶縁障壁層と前記第２磁性層との間、あるいは、前記軟磁性層とエンハンス層間の少なくとも一箇所にＰｔ層を介在させる工程。

本発明では、これにより、従来に比べてＶＣＲの絶対値を小さくでき、印加電圧の変化に対する素子抵抗の変動を抑制でき、作動安定性を向上させることが可能なトンネル型磁気検出素子を適切且つ容易に製造できる。

本発明では、前記（ａ）工程と前記（ｂ）工程の間に、前記第１磁性層の表面をプラズマ処理する工程を含み、前記第１磁性層と前記絶縁障壁層との間に前記Ｐｔ層を介在させるとき、前記（ｄ）工程を前記プラズマ処理後に行うことが好ましい。これより絶縁障壁層を平坦性に優れた表面上に形成でき、前記絶縁障壁層の膜厚をより均一化でき、低いＲＡを維持しつつ、高い抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を得ることが可能なトンネル型磁気検出素子を適切且つ容易に製造できる。

また本発明では、前記Ｐｔ層を、０Åよりも大きく４Å以下の膜厚で形成することが好ましい。また本発明では、前記Ｐｔ層を、０．４Å以上２Å以下の膜厚で形成することがより好ましい。これにより、前記Ｐｔ層を挿入しない従来例に比べて、より確実に高い抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を得ることが出来る。

また本発明では、前記（ｂ）工程で、前記絶縁障壁層をＴｉ−Ｏに代えて、Ｔｉ−Ｍｇ−Ｏで形成してもよい。これにより特にＶＣＲ低減効果をより促進できる。また、低いＲＡで且つ高い抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を得ることが出来る。

本発明は、絶縁障壁層が酸化チタンで形成されたトンネル型磁気検出素子において、従来に比べて適切にＶＣＲの絶対値を小さくでき、作動安定性を向上できる。さらに、低いＲＡを維持しつつ高い抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を得ることが出来る。

図１は本実施形態のトンネル型磁気検出素子（トンネル型磁気抵抗効果素子）を記録媒体との対向面と平行な方向から切断した断面図である。

トンネル型磁気検出素子は、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、ハードディスクなどの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洩れ磁界の方向（ハイト方向）、Ｚ方向は、ハードディスクなどの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ＮｉＦｅ合金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Ｔ１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Ｔ１と、前記積層体Ｔ１のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の両側に形成された下側絶縁層２２、ハードバイアス層２３、上側絶縁層２４とで構成される。

前記積層体Ｔ１の最下層は、Ｔａ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｍｏ，Ｗのうち１種または２種以上の元素などの非磁性材料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、ＮｉＦｅＣｒまたはＣｒによって形成される。前記シード層２をＮｉＦｅＣｒによって形成すると、前記シード層２は、面心立方（ｆｃｃ）構造を有し、膜面と平行な方向に{１１１}面として表される等価な結晶面が優先配向しているものになる。また、前記シード層２をＣｒによって形成すると、前記シード層２は、体心立方（ｂｃｃ）構造を有し、膜面と平行な方向に{１１０}面として表される等価な結晶面が優先配向しているものになる。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Ｘ（ただしＸ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。

これら白金族元素を用いたＸ−Ｍｎ合金は、耐食性に優れ、またブロッキング温度も高く、さらに交換結合磁界（Ｈｅｘ）を大きくできるなど反強磁性材料として優れた特性を有している。

また前記反強磁性層３は、元素Ｘと元素Ｘ′（ただし元素Ｘ′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上には本実施形態の「第１磁性層」に相当する固定磁性層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。これは、いわゆる積層フェリ構造と呼ばれ、この構成により前記固定磁性層４の磁化を安定した状態にでき、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は例えば１２〜２４Å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及び第２固定磁性層４ｃはＣｏＦｅ、ＮｉＦｅ，ＣｏＦｅＮｉなどの強磁性材料で形成されている。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Ｐｔ層１０が形成され、さらに前記Ｐｔ層１０上には絶縁障壁層５が形成されている。前記Ｐｔ層１０については後で詳述する。

前記絶縁障壁層５は、酸化チタン（Ｔｉ−Ｏ）で形成される。前記絶縁障壁層５はＴｉ−Ｏからなるターゲットを用いて、スパッタ成膜してもよいが、Ｔｉを１〜１０Å程度の膜厚で形成した後、酸化させてＴｉ−Ｏとしたものであることが好ましい。この場合、酸化されるので膜厚が厚くなるが、絶縁障壁層５の膜厚は１〜２０Å程度が好ましい。絶縁障壁層５の膜厚があまり大きいと、最もトンネル電流が流れ易いはずの第２固定磁性層４ｃとフリー磁性層８との磁化が平行な状態でもトンネル電流が流れにくく出力が小さくなり好ましくない。

前記絶縁障壁層５上には、本実施形態の「第２磁性層」に相当するフリー磁性層８が形成されている。前記フリー磁性層８は、ＮｉＦｅ合金等の磁性材料で形成される軟磁性層７と、前記軟磁性層７と前記絶縁障壁層５との間に形成されたＣｏＦｅ合金等からなるエンハンス層６とで構成される。前記軟磁性層７は、軟磁気特性に優れた磁性材料で形成され、前記エンハンス層６は、前記軟磁性層７よりもスピン分極率の大きい磁性材料で形成される。軟磁性層７をＮｉＦｅ合金で形成する場合、磁気特性の点から、Ｎｉの含有量は８１．５〜１００（ａｔ％）であることが好ましい。

スピン分極率の大きいＣｏＦｅ合金で前記エンハンス層６を形成することで、抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を向上させることができる。特にＦｅ含有量が高いＣｏＦｅ合金は、素子の抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を向上させる効果が高い。ＣｏＦｅ合金のＦｅ含有量は、５０〜９５ａｔ％の範囲とすることができる。

また、エンハンス層６は、形成される膜厚があまり厚いと、軟磁性層７の磁気検出感度に影響を与え、検出感度の低下につながるので、前記軟磁性層７より薄い膜厚で形成される。前記軟磁性層７は例えば３０〜７０Å程度で形成され、前記エンハンス層６は１０Å程度で形成される。なお、前記エンハンス層６の膜厚は６〜２０Åが好ましい。

なお前記フリー磁性層８は、複数の磁性層が非磁性中間層を介して積層された積層フェリ構造であってもよい。また前記フリー磁性層８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８上にはＴａ等の非磁性材料で形成された保護層９が形成されている。

以上のようにして積層体Ｔ1が前記下部シールド層２１上に形成されている。前記積層体Ｔ１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Ｔ１の両側に広がる下部シールド層２１上から前記積層体Ｔ１の両側端面１１上にかけて下側絶縁層２２が形成され、前記下側絶縁層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上に上側絶縁層２４が形成されている。

前記下側絶縁層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例えばＣｒ、Ｗ、Ｔｉで形成される。

前記絶縁層２２，２４はＡｌ_２Ｏ_３やＳｉＯ_２等の絶縁材料で形成されたものであり、前記積層体Ｔ１内を各層の界面と垂直方向に流れる電流が、前記積層体Ｔ１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（コバルト−白金）合金やＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ（コバルト−クロム−白金）合金などで形成される。

前記積層体Ｔ１上及び上側絶縁層２４上にはＮｉＦｅ合金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Ｔ１に対する電極層として機能し、前記積層体Ｔ１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８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は磁化が固定されている（外部磁界によって磁化変動しない）が、前記フリー磁性層８の磁化は外部磁界により変動する。

前記フリー磁性層８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８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、抵抗値は最大になり、一方、前記第２固定磁性層４ｃとフリー磁性層８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、外部磁界の影響を受けてフリー磁性層８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、記録媒体からの洩れ磁界が検出されるようになっている。

本実施形態の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１に示すように本実施形態では前記固定磁性層４と前記絶縁障壁層５との間にＰｔ層１０が形成されている。前記Ｐｔ層１０を前記固定磁性層４と前記絶縁障壁層５との間に介在させると、前記絶縁障壁層５の障壁高さ（ポテンシャル高さ）や障壁幅（ポテンシャル幅）に変化が生じると考えられ、これにより、ＶＣＲ（Voltage Coefficience of Resistivity）の絶対値を小さくできる。

前記ＶＣＲは、素子抵抗の電圧変化依存性を示しており、電圧値Ｖ１のときの素子抵抗をＲ１、電圧値Ｖ２のときの素子抵抗をＲ２としたとき、ＶＣＲ＝［｛（Ｒ２−Ｒ１）／（Ｖ２−Ｖ１）｝／Ｒ１］（ただしＶ２＞Ｖ１）（単位はｐｐｍ／ｍＶ）で計算される。式中の（Ｒ２−Ｒ１）／（Ｖ２−Ｖ１）は、印加電圧の変化に対する素子抵抗の傾き（単位はΩ／ｍＶ）を示しており、前記傾きを、最小電圧値Ｖ１のときの素子抵抗Ｒ１で割ったのがＶＣＲである。

前記ＶＣＲの絶対値が小さいほど、素子抵抗の電圧変化依存性は小さく、すなわち電圧変化しても素子抵抗は変化しにくくなる。作動安定性を向上させるには、前記ＶＣＲの絶対値を小さくすることが必要であり、本実施形態のＰｔ層１０を固定磁性層４と絶縁障壁層５間に挿入した構成によれば、前記絶縁障壁層５をＴｉ−Ｏで形成したトンネル型磁気検出素子において、従来よりも前記ＶＣＲの絶対値を小さくできるのである。

また、前記固定磁性層４上に前記Ｐｔ層１０を形成し、その上にＴｉ−Ｏから成る前記絶縁障壁層５を形成することで、前記絶縁障壁層５の下界面（形成面）の平坦化性を適切に向上でき、その結果、前記絶縁障壁層５の膜厚をより均一に形成できる。これにより、前記絶縁障壁層５の膜厚が不均一な場合に、薄い膜厚部分に流れる抵抗変化に寄与しないリーク電流を低減でき、本実施形態によれば、低いＲＡ（素子抵抗Ｒ×素子面積Ａ）を維持しつつ従来に比べて高い抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を得ることが可能になる。

前記Ｐｔ層１０の膜厚は０Åよりも大きく４Å以下であることが好ましい。前記Ｐｔ層１０の膜厚があまり厚くなると抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）が低下するので好ましくない。特に後述する実験によれば前記Ｐｔ層１０の膜厚を０．４Å以上で２Å以下、より好ましくは１Å以上２Å以下にすると低いＲＡを維持しつつ、効果的に従来に比べて抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を高く出来ることがわかっている。

次に、本実施形態では前記絶縁障壁層５はＴｉ−Ｏで形成されていたが、前記絶縁障壁層５をＴｉ−Ｍｇ−Ｏ（酸化チタン・マグネシウム）で形成してもよい。むしろ、前記ＶＣＲの絶対値の更なる低減効果を得るには、前記絶縁障壁層５をＴｉ−Ｍｇ−Ｏで形成することが効果的である。また後述する実験によれば、前記絶縁障壁層５をＴｉ−Ｍｇ−Ｏで形成した際、前記絶縁障壁層５をＴｉ−Ｏで形成したときと変わらぬ低ＲＡで且つ高い抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を得ることが出来ることがわかっている。なおＴｉの組成比とＭｇの組成比をあわせて１００ａｔ％としたときに、Ｍｇは、０ａｔ％より大きく２０ａｔ％以下含まれていることが好適である。

トンネル型磁気検出素子は、後述するように製造工程においてアニール処理（熱処理）が施される。アニール処理は２４０〜３１０℃程度の温度で行われる。このアニール処理は、固定磁性層４を構成する第１固定磁性層４ａと前記反強磁性層３との間で交換結合磁界（Ｈｅｘ）を生じさせるための磁場中アニール処理等である。

このアニール処理により、図２のように、前記Ｐｔ層１０と前記第２固定磁性層４ｃとの界面、及び前記Ｐｔ層１０とエンハンス層６との界面での構成元素の相互拡散が生じて、前記界面の存在が無くなり、Ｐｔ濃度が、Ｐｔ層１０の内部、例えば膜厚中心から前記第２固定磁性層４ｃの内部方向、及び前記エンハンス層６の内部方向にかけて徐々に小さくなる濃度勾配が形成される。

このような濃度勾配が、前記絶縁障壁層５や固定磁性層４あるいはフリー磁性層８の結晶構造等に何らかの影響を与え、ＶＣＲ、ＲＡ及び抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）の各特性の改善に寄与している可能性があると思われる。

前記Ｐｔ層１０の形成位置について説明する。図１に示す実施形態では前記Ｐｔ層１０は前記固定磁性層４と前記絶縁障壁層５間に挿入されていたが、図３に示すように、絶縁障壁層５とフリー磁性層８間、図４に示すように前記フリー磁性層８を構成する軟磁性層６とエンハンス層７間に、前記Ｐｔ層１０が設けられてもよい。

前記Ｐｔ層１０が、前記固定磁性層４と前記絶縁障壁層５間、絶縁障壁層５とフリー磁性層８間、あるいは、前記フリー磁性層８を構成する軟磁性層６とエンハンス層７間の少なくともいずれか一箇所に設けられる形態は全て本実施形態であるが、前記Ｐｔ層１０は、少なくとも、前記絶縁障壁層５と、その下側に位置する固定磁性層４との間に挿入されることが好ましい。後述する実験によれば、ＶＣＲの絶対値の低減効果のみならず、低ＲＡを維持しつつ、従来に比べて抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を高く出来ることがわかっている。

本実施形態では、下から反強磁性層３、固定磁性層（第１磁性層）４、絶縁障壁層５、及びフリー磁性層（第２磁性層）８の順に積層されているが、下からフリー磁性層（第１磁性層）６、絶縁障壁層５、固定磁性層（第２磁性層）４及び反強磁性層３の順に積層される構成でもよい。かかる場合、前記Ｐｔ層１０は、この実施形態において第１磁性層に相当するフリー磁性層６と絶縁障壁層５との間に少なくとも挿入されることがＶＣＲの絶対値の低減、及び低ＲＡで且つ高抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を確保する上で好適である。

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を図１と同じ方向から切断した部分断面図である。

図５に示す工程では、下部シールド層２１上に、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を連続成膜する。各層を例えば、スパッタ法で成膜する。

次に前記第２固定磁性層４ｃの表面に対してプラズマ処理を施す。
前記プラズマ処理を行った後に、前記第２固定磁性層４ｃ上にＰｔ層１０をスパッタ法等で成膜する。このとき前記Ｐｔ層１０を０Åよりも大きく４Å以下の膜厚、より好ましくは０．４Å以上２Å以下の膜厚で形成する。このように非常に薄い膜厚で前記Ｐｔ層１０を成膜するので、Ｐｔ層１０を成膜した後に、前記Ｐｔ層１０表面に対してプラズマ処理を行うと、前記Ｐｔ層１０の大部分が除去されてしまい、前記Ｐｔ層１０を設けたことの効果、すなわちＶＣＲの絶対値を低減でき、高い抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を得られる効果を適切に発揮させることが出来なくなる。前記プラズマ処理は、前記第２固定磁性層４ｃの表面の平坦性を向上させるために必要な工程であり、プラズマ処理のみならず、さらに前記第２固定磁性層４ｃの表面に非常に薄いＰｔ層１０を成膜することで、次工程で形成される絶縁障壁層５の下界面の平坦性をより効果的に向上させている。

次に図６工程ではＰｔ層１０上に、Ｔｉ層１５をスパッタ法で成膜する。Ｔｉ層１５は後の工程で酸化されるので、酸化後の膜厚が絶縁障壁層５の膜厚となるように、前記Ｔｉ層１５を形成する。

次に、Ｔｉ層１５をラジカル酸化、イオン酸化、プラズマ酸化あるいは自然酸化等で酸化して絶縁障壁層５を形成する。

次に、前記絶縁障壁層５上に、エンハンス層６及び軟磁性層７から成るフリー磁性層８をスパッタ法で成膜する。さらに、前記フリー磁性層８上に、例えばＴａからなる保護層９をスパッタ法で成膜する。以上により下地層１から保護層９までが積層された積層体Ｔ１を形成する。

次に、図７に示すように、前記積層体Ｔ１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Ｔ１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。

次に、図８に示すように、前記積層体Ｔ１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、下から下側絶縁層２２、ハードバイアス層２３、及び上側絶縁層２４の順に積層する。

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Ｔ１及び前記上側絶縁層２４上に上部シールド層２６を形成する。

上記したトンネル型磁気検出素子の製造方法では、その形成過程でアニール処理を含む。代表的なアニール処理は、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アニール処理である。

上記したトンネル型磁気検出素子の製造方法ではＰｔ層１０を第２固定磁性層４ｃと絶縁障壁層５との間に設けていたが、前記Ｐｔ層１０を、図３や図４に示すように絶縁障壁層５とエンハンス層６との間、エンハンス層６と軟磁性層７の間に設けてもよい。本実施形態には、前記Ｐｔ層１０を第２固定磁性層４ｃと絶縁障壁層５との間、絶縁障壁層５とエンハンス層６との間、あるいは、エンハンス層６と軟磁性層７の間のいずれか一箇所に設ける全ての形態が含まれるが、前記Ｐｔ層１０を少なくとも第２固定磁性層４ｃと絶縁障壁層５との間に設けることが、ＶＣＲの絶対値を小さくできるのみならず、低ＲＡで且つ高い抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を得ることが可能になり好適である。

上記したようにＰｔ層１０を０Åよりも大きく４Å以下の非常に薄い膜厚で形成する。Ｐｔ層１０を厚くしすぎると抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）の低下が大きくなり、逆にＰｔ層１０を設けない従来構成よりも抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）が低下しやすくなりＰｔ層１０を設けたことの効果が薄れてしまう。Ｐｔ層１０はこのように非常に薄い膜厚（好ましくは０．４Å以上で２Å以下の膜厚）で形成されるので第２固定磁性層４ｃ上に間欠的に（島状に）形成されると考えられ、上記したプラズマ処理によりある程度、平坦化された第２固定磁性層４ｃの表面のいまだ存在する凹部内にＰｔ原子が入り込む等して第２固定磁性層４ｃの表面はより効果的に平坦化されると思われる。これにより、低いＲＡを維持しつつ、高い抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を確保することが可能になる。

ＶＣＲ（Voltage Coefficience of Resistivity）の絶対値を小さくできたことは、Ｐｔ層１０の挿入により、前記絶縁障壁層５の障壁高さ（ポテンシャル高さ）及び障壁幅（ポテンシャル幅）に変化が生じたためと考えられる。よって前記絶縁障壁層５の上下に接してＰｔ層１０が設けられていなくても、本実施形態の一態様のようにＰｔ層１０をエンハンス層６と軟磁性層７間に介在させても、おそらく熱処理による元素拡散により絶縁障壁層５の障壁高さ（ポテンシャル高さ）及び障壁幅（ポテンシャル幅）に変化を生じさせ、ＶＣＲの絶対値を従来より小さくすることが可能であるが、後述する実験によれば、絶縁障壁層５に接してＰｔ層１０を設けるとＶＣＲの絶対値の低減効果が大きくなることがわかっており、特にＶＣＲの絶対値をより小さくするには絶縁障壁層５の上下にＰｔ層１０を形成する形態にすることが好適である。

上記では絶縁障壁層５をＴｉ−Ｏで形成していたが、Ｔｉ−Ｍｇ−Ｏ（酸化チタン・マグネシウム）で形成してもよい。むしろ、ＶＣＲの絶対値の更なる低減には前記絶縁障壁層５をＴｉ−Ｍｇ−Ｏで形成することが好適である。また前記絶縁障壁層５をＴｉ−Ｍｇ−Ｏで形成しても、前記絶縁障壁層５をＴｉ−Ｏで形成したときと同様に、低ＲＡで且つ高抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を得ることが可能である。なおＴｉの組成比とＭｇの組成比をあわせて１００ａｔ％としたときに、Ｍｇは、０ａｔ％より大きく２０ａｔ％以下含まれていることが好適である。

前記絶縁障壁層５をＴｉ−Ｍｇ−Ｏで形成する方法の一つは、Ｔｉ（チタン）層とＭｇ（マグネシウム）層との積層構造を形成し、この際、Ｔｉの組成比とＭｇの組成比をあわせて１００ａｔ％としたときに、Ｍｇが０ａｔ％より大きく２０ａｔ％以下となるように、前記Ｔｉ層と前記Ｍｇ層との膜厚を調整し、次に、前記Ｔｉ層及び前記Ｍｇ層を酸化処理する方法である。あるいは０ａｔ％より大きく２０ａｔ％以下のＭｇを含むＴｉＭｇ合金層を形成し、前記ＴｉＭｇ層を酸化処理してＴｉ−Ｍｇ−Ｏから成る絶縁障壁層５を形成してもよい。

（ＶＣＲの実験）
図１に示すトンネル型磁気検出素子を形成した。実験では比較例１、実施例１〜４及び参考例の合計６個の試料を作製した。

これら試料の基本膜構成を、下から順に、下地層１；Ｔａ（３０）／シード層２；ＮｉＦｅＣｒ（５０）／反強磁性層３；ＩｒＭｎ（７０）／固定磁性層４［第１固定磁性層４ａ；Ｃｏ_７０at%Ｆｅ_３０at%（１４）／非磁性中間層４ｂ；Ｒｕ（９．１）／第２固定磁性層４ｃ；Ｃｏ_９０at%Ｆｅ_１０at%（１８）］／絶縁障壁層５／フリー磁性層８［エンハンス層６；Ｃｏ_{１０ａｔ％}Ｆｅ_{９０ａｔ％}（１０）／軟磁性層７；Ｎｉ_{８６ａｔ％}Ｆｅ_{１４ａｔ％}（５０）］／保護層［Ｒｕ（１０）／Ｔａ（２８０）］とした。なお括弧内の数値は平均膜厚を示し単位はÅである。

比較例１及び実施例１〜４の試料において、膜厚が４〜６ÅのＴｉを形成し、前記Ｔｉ層をラジカル酸化処理してＴｉ−Ｏからなる絶縁障壁層５を形成した。

また、各試料において、第２固定磁性層４ｃの表面をプラズマ処理した。
また、上記基本膜構成に対して、２４０〜３００℃の範囲で、４時間の熱処理を施した。

実施例１〜４の試料には、さらに以下の表１に示すようにＰｔ層１０を所定箇所に挿入した。

表１に示す「膜構成」欄に示すように、実施例１の試料には、第２固定磁性層４ｃと絶縁障壁層（Ｔｉ−Ｏ）５との間に２ÅのＰｔ層１０を、実施例２の試料には、第２固定磁性層４ｃと絶縁障壁層（Ｔｉ−Ｏ）５との間に４ÅのＰｔ層１０を、実施例３の試料には、第２固定磁性層４ｃと絶縁障壁層（Ｔｉ−Ｏ）５との間に２ÅのＰｔ層１０、及び絶縁障壁層（Ｔｉ−Ｏ）５とエンハンス層６との間に２ÅのＰｔ層１０を、実施例４の試料には、第２固定磁性層４ｃと絶縁障壁層（Ｔｉ−Ｏ）５との間に２ÅのＰｔ層１０、及び、エンハンス層６と軟磁性層７との間に４ÅのＰｔ層１０を夫々、挿入している。

また参考例１として絶縁障壁層５をＡｌ−Ｏで形成した試料も作製した。参考例１の試料では、膜厚が５ÅのＡｌを形成し、前記Ａｌ層を酸化処理してＡｌ−Ｏからなる絶縁障壁層５を形成した。

比較例１及び参考例１の試料は共に実施例１〜４と異なってＰｔ層１０を一層も挿入していない。

実験では各試料に数百ｍＶまでの大きさの電圧を印加し、前記電圧に対する素子抵抗の変化を求めた。図９は、参考例１と実施例１の各試料の印加電圧に対する素子抵抗との関係を示すグラフである。この実験結果から｛（Ｒ２−Ｒ１）／（Ｖ２−Ｖ１）｝／Ｒ１］（ただしＶ２＞Ｖ１）（単位はｐｐｍ／ｍＶ）で計算されるＶＣＲを求めた。ここで、印加電圧Ｖ１，Ｖ２は比較例、参考例１〜４及び参考例１の全てにおいて統一した値とした。

表１及び図１０に示すように、Ｐｔ層１０を挿入した実施例１〜４の試料は全て、比較例１よりもＶＣＲの絶対値を小さい値にでき、前記ＶＣＲの改善を図ることが出来ることがわかった。一方、絶縁障壁層にＡｌ−Ｏを用いた参考例の試料では、もともとＶＣＲの絶対値が非常に小さく、絶縁障壁層にＴｉ−Ｏを用いた場合のようにＶＣＲの改善の必要性がないことがわかった。

表１及び図１０に示すように、４つの実施例の中では、絶縁障壁層５の上下にＰｔ層１０を設けた実施例３の試料が、ほかの実施例の試料に比べてＶＣＲの絶対値を最も小さくでき、ＶＣＲをより効果的に改善できていることがわかった。

また、実施例１の試料と実施例４の試料を比較すると、実施例４の試料のＶＣＲの絶対値は、実施例１の試料のＶＣＲの絶対値よりも小さくなっていることがわかった。実施例４の試料は、実施例１の試料の膜構成に、エンハンス層６と軟磁性層７間にＰｔ層１０を挿入したものであるが、エンハンス層６と軟磁性層７間にＰｔ層１０を挿入することでもＶＣＲの絶対値の低減効果があることがわかった。

次に、表２に示す参考例２〜１２及び比較例２のトンネル型磁気検出素子を作製した。

これら試料の基本膜構成を、下から順に、下地層１；Ｔａ（３０）／シード層２；ＮｉＦｅＣｒ（５０）／反強磁性層３；ＩｒＭｎ（７０）／固定磁性層４［第１固定磁性層４ａ；Ｃｏ_７０at%Ｆｅ_３０at%（１４）／非磁性中間層４ｂ；Ｒｕ（９．１）／第２固定磁性層４ｃ；Ｃｏ_９０at%Ｆｅ_１０at%（１８）］／絶縁障壁層５／フリー磁性層８［エンハンス層６；Ｃｏ_{１０ａｔ％}Ｆｅ_{９０ａｔ％}（１０）／軟磁性層７；Ｎｉ_{８６ａｔ％}Ｆｅ_{１４ａｔ％}（５０）］／保護層［Ｒｕ（１０）／Ｔａ（２８０）］とした。なお括弧内の数値は平均膜厚を示し単位はÅである。

表２に示すように、絶縁障壁層５を形成する際の酸化処理前の金属層の構成を、各参考例２〜１２ではＴｉ層とＭｇ層との積層構造とし、Ｔｉ層及びＭｇ層をラジカル酸化処理することでＴｉ−Ｍｇ−Ｏから成る絶縁障壁層５を得た。また比較例２の試料では、Ｔｉ層の単層を酸化処理したＴｉ−Ｏの絶縁障壁層を得た。

また、各試料において、第２固定磁性層４ｃの表面をプラズマ処理した。
また、上記基本膜構成に対して、２４０〜３００℃の範囲で、４時間の熱処理を施した。

表２及び図１１に示すように、参考例はいずれも比較例よりＶＣＲの絶対値が小さくなったことがわかった。これにより、絶縁障壁層をＴｉ−Ｏに代えてＴｉ−Ｍｇ−Ｏにし、且つ表１のように所定位置にＰｔ層１０を挿入すれば、より効果的にＶＣＲの絶対値の低減を図ることが出来ることがわかった。

また表２及び図１１から、Ｔｉの組成比とＭｇの組成比をあわせて１００ａｔ％としたときに、Ｍｇを、０ａｔ％より大きく２０ａｔ％以下含まれていることが好ましいと設定した。またＭｇを５ａｔ％以上、より好ましくは１０ａｔ％以上にすると、ＶＣＲの絶対値の低減効果をより効果的に促進できることがわかった。

（ＲＡ及び抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）の実験）
図１に示すトンネル型磁気検出素子を形成した。基本膜構成を、下から順に、下地層１；Ｔａ（３０）／シード層２；ＮｉＦｅＣｒ（５０）／反強磁性層３；ＩｒＭｎ（７０）／固定磁性層４［第１固定磁性層４ａ；Ｃｏ_７０at%Ｆｅ_３０at%（１４）／非磁性中間層４ｂ；Ｒｕ（９．１）／第２固定磁性層４ｃ；Ｃｏ_９０at%Ｆｅ_１０at%（１８）］／Ｐｔ層１０／絶縁障壁層５：Ｔｉ−Ｏ／フリー磁性層８［エンハンス層６；Ｃｏ_{１０ａｔ％}Ｆｅ_{９０ａｔ％}（１０）／軟磁性層７；Ｎｉ_{８６ａｔ％}Ｆｅ_{１４ａｔ％}（５０）］／保護層［Ｒｕ（１０）／Ｔａ（２８０）］とした。なお括弧内の数値は平均膜厚を示し単位はÅである。

全ての試料において、膜厚が４〜６ÅのＴｉを形成し、前記Ｔｉ層をラジカル酸化処理してＴｉ−Ｏからなる絶縁障壁層５を形成した。

また、各試料において、第２固定磁性層４ｃの表面をプラズマ処理した。
また、上記基本膜構成に対して、２４０〜３００℃の範囲で、４時間の熱処理を施した。

実験では、前記Ｐｔ層１０を挿入しない試料（比較例）、第２固定磁性層４ｃと絶縁障壁層５間に挿入した前記Ｐｔ層１０の膜厚を１Å、２Å及び４Åとした各試料（実施例）を作製し、各試料のＲＡ及び抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を測定した。

図１２に示すように、Ｐｔ層１０を挿入した各実施例のＲＡを、前記Ｐｔ層１０を挿入しない比較例のＲＡと同様に低い値に保つことができた。

また、図１３に示すように、Ｐｔ層１０を挿入した各実施例の抵抗変化率（Ｒ／Ｒ）を、前記Ｐｔ層１０を挿入しない比較例の抵抗変化率（Ｒ／Ｒ）よりも高くできた。すなわちＰｔ層１０を挿入した実施例の試料では、Ｐｔ層１０を挿入しない比較例（従来）の試料と同様に、低いＲＡを維持しつつ、比較例（従来）の試料よりも高い抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を得ることができることがわかった。

図１２，図１３の実験結果からＰｔ層１０の膜厚を、０Åより大きく４Å以下、より好ましくは０．４Å以上２Å以下、さらに好ましくは１Å以上２Å以下に設定した。

次に、図１に示すトンネル型磁気検出素子を形成した。基本膜構成を、下から順に、下地層１；Ｔａ（３０）／シード層２；ＮｉＦｅＣｒ（５０）／反強磁性層３；ＩｒＭｎ（７０）／固定磁性層４［第１固定磁性層４ａ；Ｃｏ_７０at%Ｆｅ_３０at%（１４）／非磁性中間層４ｂ；Ｒｕ（９．１）／第２固定磁性層４ｃ；ＣｏＦｅ（１８）］／絶縁障壁層５／フリー磁性層８［エンハンス層６；Ｃｏ_{１０ａｔ％}Ｆｅ_{９０ａｔ％}（１０）／軟磁性層７；Ｎｉ_{８６ａｔ％}Ｆｅ_{１４ａｔ％}（５０）］／保護層［Ｒｕ（１０）／Ｔａ（１６５）］とした。なお括弧内の数値は平均膜厚を示し単位はÅである。

上記表３に示すように実施例６は、第２固定磁性層４ｃをＣｏ_７０ａｔ％Ｆｅ_{３０ａｔ％}（１８）で形成しており、かかる点で実施例５と異なっている。

また実施例７の試料では、エンハンス層６と軟磁性層７間にＰｔ層を挿入しており、かかる点で実施例５と異なっている。

また実施例８の試料では、絶縁障壁層を構成する金属層をＴｉ／Ｍｇの積層構造とし、酸化処理してＴｉ−Ｍｇ−Ｏから成る絶縁障壁層を形成しており、かかる点で、実施例５と異なっている。

また、各試料において、第２固定磁性層４ｃの表面をプラズマ処理した。
また、上記基本膜構成に対して、２４０〜３００℃の範囲で、４時間の熱処理を施した。

実施例５〜８の試料は全て比較例３と同様に低いＲＡを維持しつつ、前記比較例３よりも高い抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を得ることができることがわかった。

また、上記したＰｔ層１０の挿入によっても実施例のフリー磁性層の保磁力（Ｈｃ）や、フリー磁性層と固定磁性層間に生じる層間結合磁界Ｈｉｎは、比較例３とさほど変わらないことがわかった。

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方向から切断した断面図、 本実施形態の第２固定磁性層／Ｐｔ層／絶縁障壁層の構造を示す部分拡大断面図と、Ｐｔの組成変調を示すグラフ、 図１とは異なる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方向から切断した断面図、 図１とは異なる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方向から切断した断面図、 本実施形態のトンネル型磁気検出素子の製造方法を示す一工程図（製造工程中の前記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方向から切断した断面図）、 図５の次に行われる一工程図（製造工程中の前記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方向から切断した断面図）、 図６の次に行われる一工程図（製造工程中の前記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方向から切断した断面図）、 図７の次に行われる一工程図（製造工程中の前記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方向から切断した断面図）、 実施例１（絶縁障壁層がＴｉ−Ｏ）と参考例（絶縁障壁層がＡｌ−Ｏ）との電圧と素子抵抗との関係を示すグラフ、 実施例１〜４の各試料と、比較例１の試料のＶＣＲを示す棒グラフ、 絶縁障壁層をＴｉ−Ｍｇ−Ｏで形成したときの、Ｍｇ比率とＶＣＲとの関係を示すグラフ、 絶縁障壁層と固定磁性層間に挿入されたＰｔの膜厚とＲＡとの関係を示すグラフ、 絶縁障壁層と固定磁性層間に挿入されたＰｔの膜厚と抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）との関係を示すグラフ、

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 エンハンス層
７ 軟磁性層
８ フリー磁性層
９ 保護層
１０ Ｐｔ層
１５ 金属層
２１ 下部シールド層
２２，２４ 絶縁層
２３ ハードバイアス層
２６ 上部シールド層

Claims (13)

1. 下から第１磁性層、絶縁障壁層、第２磁性層の順で積層され、前記第１磁性層及び第２磁性層のうち一方が、磁化方向が固定される固定磁性層で、他方が外部磁界により磁化方向が変動するフリー磁性層であり、
   前記絶縁障壁層は、Ｔｉ−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間に設けられたエンハンス層とを有して構成され、
   前記絶縁障壁層と第１磁性層間、前記絶縁障壁層と前記第２磁性層間、あるいは前記軟磁性層と前記エンハンス層間の少なくとも一箇所にＰｔ層が介在し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Ｐｔ層は少なくとも、前記絶縁障壁層と前記第１磁性層間に介在している請求項１記載のトンネル型磁気検出素子。
3. 前記Ｐｔ層の膜厚は０Åよりも大きく４Å以下である請求項１又は２に記載のトンネル型磁気検出素子。
4. 前記Ｐｔ層の膜厚は０．４Å以上２Å以下である請求項３記載のトンネル型磁気検出素子。
5. 前記絶縁障壁層はＴｉ−Ｏに代えて、Ｔｉ−Ｍｇ−Ｏで形成される請求項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Ｐｔ層と前記Ｐｔ層を介して対向する上下層との界面では構成元素の相互拡散が生じ、Ｐｔ濃度が前記Ｐｔ層内から前記上下層の内部方向に向けて徐々に減少する濃度勾配が形成される請求項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. 前記第１磁性層が前記固定磁性層であり、前記第２磁性層がフリー磁性層である請求項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。
8. 前記エンハンス層はＣｏＦｅ合金で形成され、前記軟磁性層はＮｉＦｅ合金で形成される請求項１ないし７のいずれかに記載のトンネル型磁気検出素子。
9. 下から第１磁性層、絶縁障壁層、第２磁性層の順で積層し、前記第１磁性層及び第２磁性層のうち一方が、磁化方向が固定される固定磁性層で、他方が外部磁界により磁化方向が変動するフリー磁性層であり、前記フリー磁性層を、軟磁性層と、前記軟磁性層と前記絶縁障壁層間に設けられるエンハンス層とを有して構成するトンネル型磁気検出素子の製造方法において、
   （ａ） 前記第１磁性層を形成する工程、
   （ｂ） 前記第１磁性層上にＴｉ−Ｏから成る前記絶縁障壁層を形成する工程、
   （ｃ） 前記絶縁障壁層上に、前記第２磁性層を形成する工程、
   を有し、
   さらに以下の（ｄ）工程を有することを特徴とするトンネル型磁気検出素子の製造方法。
   （ｄ） 前記第１磁性層と絶縁障壁層との間、前記絶縁障壁層と前記第２磁性層との間、あるいは、前記軟磁性層とエンハンス層間の少なくとも一箇所にＰｔ層を介在させる工程。
10. 前記（ａ）工程と前記（ｂ）工程の間に、前記第１磁性層の表面をプラズマ処理する工程を含み、前記第１磁性層と前記絶縁障壁層との間に前記Ｐｔ層を介在させるとき、前記（ｄ）工程を前記プラズマ処理後に行う請求項９記載のトンネル型磁気検出素子の製造方法。
11. 前記Ｐｔ層を、０Åよりも大きく４Å以下の膜厚で形成する請求項９又は１０に記載のトンネル型磁気検出素子の製造方法。
12. 前記Ｐｔ層を、０．４Å以上２Å以下の膜厚で形成する請求項１１記載のトンネル型磁気検出素子の製造方法。
13. 前記（ｂ）工程で、前記絶縁障壁層をＴｉ−Ｏに代えて、Ｔｉ−Ｍｇ−Ｏで形成する請求項９ないし１２のいずれかに記載のトンネル型磁気検出素子の製造方法。

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