JP2002198584A - スピンバルブ膜の製造方法及び磁気抵抗効果型磁気ヘッドの製造方法 - Google Patents

スピンバルブ膜の製造方法及び磁気抵抗効果型磁気ヘッドの製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 非磁性層となるＣｕ膜を薄膜化した場合で
も、磁化固定層と磁化自由層との間に作用する層間結合
を抑制することを可能とし、反強磁性層をより高真空の
状態で成膜することを可能とする。 【解決手段】 スパッタリングによる成膜を減圧下で行
うスパッタ成膜用チャンバ２２にて、基板１上にスピン
バルブ膜の非磁性層５となるＣｕ膜まで成膜し、Ｃｕ膜
の表面を活性化するガスを導入させたガス暴露用チャン
バ２３にて、基板１を当該ガス雰囲気中に暴露し、基板
１を再びスパッタ成膜用チャンバ２２に移動し、スピン
バルブ膜の残りの成膜を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気抵抗効果素子
の一種であるスピンバルブ膜の製造方法、並びにそのよ
うなスピンバルブ膜を磁気記録媒体からの磁気信号を検
出する感磁素子として用いた磁気抵抗効果型磁気ヘッド
の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】磁気抵抗効果素子（以下、ＭＲ素子とい
う。）は、外部磁界の大きさや向きにより抵抗値が変化
する、いわゆる磁気抵抗効果を利用したものであり、例
えば、磁気記録媒体からの信号磁界を検出するための感
磁素子として磁気ヘッド等に用いられている。そして、
このようなＭＲ素子を備える磁気ヘッドは、一般に磁気
抵抗効果型磁気ヘッド（以下、ＭＲヘッドという。）と
呼ばれている。
【０００３】また、ＭＲ素子としては、異方性磁気抵抗
効果を利用したＭＲ素子が従来より使用されているが、
磁気抵抗変化率（ＭＲ比）が小さいために、より大きな
ＭＲ比を示すものが望まれている。
【０００４】そこで、より大きなＭＲ比を示すＭＲ素子
として、スピンバルブ膜を利用した巨大磁気抵抗効果素
子（以下、ＧＭＲ素子という。）が提案されている。
【０００５】このＧＭＲ素子は、一対の磁性層で非磁性
層を挟持してなるスピンバルブ膜を有し、このスピンバ
ルブ膜に対して面内方向に流れる、いわゆるセンス電流
のコンダクタンスが、一対の磁性層の磁化の相対角度に
依存して変化する、いわゆる巨大磁気抵抗効果を利用し
たものである。
【０００６】具体的に、スピンバルブ膜は、反強磁性層
と、反強磁性層との間で働く交換結合磁界により所定の
方向に磁化が固定された磁化固定層と、外部磁界に応じ
て磁化方向が変化する磁化自由層と、磁化固定層と磁化
自由層との間を磁気的に隔離する非磁性層とが積層され
た構造を有している。
【０００７】ＧＭＲ素子では、外部磁界が印加される
と、この外部磁界の大きさや向きに応じて、磁化自由層
の磁化方向が変化する。そして、この磁化自由層の磁化
方向が磁化固定層の磁化方向に対して、逆方向（反平
行）となるとき、このスピンバルブ膜に流れるセンス電
流の抵抗値が最大となる。一方、磁化自由層の磁化方向
が磁化固定層の磁化方向に対して、同一方向（平行）と
なるときに、このスピンバルブ膜に流れるセンス電流の
抵抗値が最小となる。
【０００８】したがって、このようなＧＭＲ素子を備え
る磁気ヘッド（以下、ＧＭＲヘッドという。）では、Ｇ
ＭＲ素子に対して一定のセンス電流を供給すると、磁気
記録媒体からの信号磁界に応じて、このＧＭＲ素子を流
れるセンス電流の電圧値が変化することになり、このセ
ンス電流の電圧値の変化を検出することによって、磁気
記録媒体からの磁気信号を読み取ることが可能となる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したＧ
ＭＲヘッドでは、磁気記録媒体の高記録密度化に対応す
るために、ＭＲ比をさらに高める必要がある。この対策
として、スピンバルブ膜の非磁性層となるＣｕ膜の膜厚
を薄くすることが考えられる。
【００１０】しかしながら、スピンバルブ膜では、非磁
性層となるＣｕ膜の膜厚を薄くすると、磁化固定層と磁
化自由層との間に作用する層間結合が強くなり、ヘッド
動作時のバイアスポイントを合わせることが非常に困難
となってしまう。
【００１１】このため、従来では、層間結合が例えば２
０Ｏｅ以下となるように、Ｃｕ膜の膜厚を２６ 程度以
上にまで厚くする必要があり、その結果、高い導電率を
有するＣｕ膜に大きな電流が流れてしまい、大きな分流
損失が発生して、スピンバルブ膜のＭＲ比が大幅に低下
してしまうといった問題があった。
【００１２】ところで、最近の研究により、スパッタリ
ングによる成膜を減圧下にて行うスパッタ装置のチャン
バ内において、上述した非磁性層となるＣｕ膜を成膜し
た際に、酸素や水素等の残留ガスの圧力と成分により、
Ｃｕ膜の表面の平滑性が向上し、磁化固定層と磁化自由
層との間に作用するラフネスに起因する静磁的結合が低
下し、層間結合が小さくなることが報告されている。す
なわち、スパッタ装置のチャンバ内を高真空の状態とす
るよりもむしろ適当に真空度を低下させた方が、磁化固
定層と磁化自由層との間に作用する層間結合を低下させ
ることができるのである。
【００１３】しかしながら、チャンバ内の残留ガスによ
り磁化固定層と磁化自由層との間の層間結合を低下させ
る方法は、チャンバ内の残留ガスの状態を常に同一状態
とすることが難しく、極めて再現性に乏しいことから、
このような手法を用いて生産性を高めることが非常に困
難であった。
【００１４】また、たとえチャンバ内における残留ガス
の状態、すなわち残留ガスの成分やバックプレッシャー
等を同一状態に維持することができたとしても、チャン
バ内の真空度を低下させた場合には、上述したスピンバ
ルブ膜の反強磁性層の特性が劣化してしまうといった問
題が生じてしまう。特に、反強磁性層として、Ｍｎ系の
反強磁性材料のうち最も一般的なＰｔＭｎやＰｄＰｔＭ
ｎ等を用いた場合には、チャンバ内の真空度の高めるこ
とで、良好な特性を得ると共に、膜厚を薄くすることが
可能である。
【００１５】このため、従来、スピンバルブ膜を成膜す
る際は、反強磁性層の良好な特性を得るために、チャン
バ内の真空度を極めて高い状態に維持して成膜を行うこ
とが一般的となっている。しかしながら、この場合、磁
化固定層と磁化自由層との間に作用する層間結合を高め
ることなく、非磁性層となるＣｕ膜の膜厚を薄くするこ
とは非常に困難となってしまう。
【００１６】そこで、本発明はこのような従来の事情に
鑑みて提案されたものであり、非磁性層となるＣｕ膜を
薄膜化した場合でも、磁化固定層と磁化自由層との間に
作用する層間結合を抑制することが可能であり、且つ、
反強磁性層をより高真空の状態で成膜することを可能と
したスピンバルブ膜の製造方法、並びに、そのようなス
ピンバルブ膜を磁気記録媒体からの磁気信号を検出する
ための感磁素子として用いた磁気抵抗効果型磁気ヘッド
の製造方法を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】この目的を達成する本発
明に係るスピンバルブ膜の製造方法は、少なくとも基板
上に、反強磁性層と、反強磁性層との間で働く交換結合
磁界により所定の方向に磁化が固定された磁化固定層
と、外部磁界に応じて磁化方向が変化する磁化自由層
と、磁化固定層と磁化自由層との間を磁気的に隔離する
Ｃｕ膜からなる非磁性層とが積層されてなるスピンバル
ブ膜の製造方法である。そして、スパッタリングによる
成膜を減圧下で行うスパッタ成膜用チャンバにて、基板
上にスピンバルブ膜の非磁性層となるＣｕ膜まで成膜
し、Ｃｕ膜の表面を活性化するガスを導入させたガス暴
露用チャンバにて、基板を当該ガス雰囲気中に暴露し、
再びスパッタ成膜用チャンバにて、基板上にスピンバル
ブ膜の残りの成膜を行うことを特徴としている。
【００１８】以上のように本発明に係るスピンバルブ膜
の製造方法では、スパッタ成膜用チャンバとガス暴露用
チャンバとの２つのチャンバを用いることで、スパッタ
成膜用チャンバ内の真空度を極めて高い状態に維持する
ことができる一方、ガス暴露用チャンバ内に導入される
ガスの再現性を良好に維持することができる。
【００１９】そして、スパッタ成膜用チャンバにて、基
板上にスピンバルブ膜の非磁性層となるＣｕ膜まで成膜
し、ガス暴露用チャンバにて、基板をＣｕ膜の表面を活
性化するガス雰囲気中に暴露することにより、Ｃｕ膜の
表面を平滑化することができる。また、スパッタ成膜用
チャンバにて、基板上に反強磁性層をより高真空の状態
で成膜することができる。
【００２０】これにより、非磁性層となるＣｕ膜の膜厚
を薄くした場合でも、この非磁性層を介して積層される
磁化固定層と磁化自由層との間に作用する層間結合を抑
制することができ、また、反強磁性層の良好な特性を得
ることができる。したがって、磁気抵抗変化率の向上し
た高品質のスピンバルブ膜を容易に製造することができ
る。
【００２１】また、この目的を達成する本発明に係る磁
気抵抗効果型磁気ヘッドの製造方法は、少なくとも基板
上に、反強磁性層と、反強磁性層との間で働く交換結合
磁界により所定の方向に磁化が固定された磁化固定層
と、外部磁界に応じて磁化方向が変化する磁化自由層
と、磁化固定層と磁化自由層との間を磁気的に隔離する
Ｃｕ膜からなる非磁性層とが積層されてなるスピンバル
ブ膜を磁気記録媒体からの磁気信号を検出する感磁素子
として用いた磁気抵抗効果型磁気ヘッドの製造方法であ
る。そして、スピンバルブ膜を成膜する際に、スパッタ
リングによる成膜を減圧下で行うスパッタ成膜用チャン
バにて、基板上にスピンバルブ膜の非磁性層となるＣｕ
膜まで成膜し、Ｃｕ膜の表面を活性化するガスを導入さ
せたガス暴露用チャンバにて、基板を当該ガス雰囲気中
に暴露し、再びスパッタ成膜用チャンバにて、基板上に
スピンバルブ膜の残りの成膜を行うことを特徴としてい
る。
【００２２】以上のように本発明に係る磁気抵抗効果型
磁気ヘッドの製造方法では、スピンバルブ膜を成膜する
際に、スパッタ成膜用チャンバとガス暴露用チャンバと
の２つのチャンバを用いることで、スパッタ成膜用チャ
ンバ内の真空度を極めて高い状態に維持することができ
る一方、ガス暴露用チャンバ内に導入されるガスの再現
性を良好に維持することができる。
【００２３】そして、スパッタ成膜用チャンバにて、基
板上にスピンバルブ膜の非磁性層となるＣｕ膜まで成膜
し、ガス暴露用チャンバにて、基板をＣｕ膜の表面を活
性化するガス雰囲気中に暴露することにより、Ｃｕ膜の
表面を平滑化することができる。また、スパッタ成膜用
チャンバにて、基板上に反強磁性層をより高真空の状態
で成膜することができる。
【００２４】これにより、非磁性層となるＣｕ膜の膜厚
を薄くした場合でも、この非磁性層を介して積層される
磁化固定層と磁化自由層との間に作用する層間結合を抑
制することができ、また、反強磁性層の良好な特性を得
ることができる。したがって、スピンバルブ膜の磁気抵
抗変化率を向上させた高品質の磁気抵抗効果型磁気ヘッ
ドを容易に製造することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
【００２６】先ず、本発明を適用したスピンバルブ膜の
製造方法について説明する。
【００２７】本手法を用いて作製されるスピンバルブ膜
としては、例えば図１に示すように、基板１上に、下地
層２と、反強磁性層３と、磁化固定層４と、非磁性層５
と、磁化自由層６と、保護層７とが、この順に積層され
た構造を有する、いわゆるボトム・タイプ・スピンバル
ブ（ＢＳＶ）及びボトム・タイプ・シンセティック・ス
ピンバルブ（ＢＳＳＶ）型のスピンバルブ膜を挙げるこ
とができる。
【００２８】基板１は、例えばＡｌ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３
−ＴｉＣ（アルチック）、ダイヤモンドライクカーボン
（ＤＬＣ）等の硬質の非磁性非導電性材料からなる。
【００２９】下地層２及び保護層７は、スピンバルブ膜
の比抵抗の増加を防止するためのものであり、例えばＴ
ａ等からなる。
【００３０】反強磁性層３は、例えば、Ｐｔ−Ｍｎ合
金、Ｐｄ−Ｐｔ−Ｍｎ、Ｉｒ−Ｍｎ合金、Ｒｈ−Ｍｎ合
金、Ｎｉ−Ｍｎ合金、Ｃｏ−Ｍｎ合金、Ｆｅ−Ｍｎ合
金、Ｃｒ−Ｍｎ−Ｐｔ合金等の反強磁性材料からなる。
【００３１】磁化固定層４は、例えば、Ｎｉ−Ｆｅ合
金、Ｃｏ−Ｆｅ合金、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｆｅ合金等の良好な
軟磁気特性を示す磁性材料からなる。また、磁化固定層
４は、これら合金を積層した構造としてもよく、また、
これら合金と例えばＲｕ等からなる非磁性材料とが交互
に積層されてなる、いわゆる積層フェリ構造としてもよ
い。この磁化固定層４は、反強磁性層３に隣接して配さ
れることで、この反強磁性層３との間で働く交換結合磁
界により、所定の方向に磁化が固定された状態となって
いる。
【００３２】非磁性層５は、高導電性を有する非磁性材
料であるＣｕからなる。
【００３３】磁化自由層６は、例えば、Ｎｉ−Ｆｅ合
金、Ｃｏ−Ｆｅ合金、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｆｅ合金等の良好な
軟磁気特性を示す磁性材料からなる。また、磁化自由層
６は、これら合金を積層した構造としてもよい。この磁
化自由層６は、非磁性層５を介して磁化固定層４と磁気
的に隔離されることにより、微弱な外部磁界に対して磁
化方向が容易に変化することが可能となっている。
【００３４】また、スピンバルブ膜としては、上述した
構造のものに限定されるものではなく、例えば図２に示
すように、基板１上に、下地層２と、磁化自由層６と、
非磁性層５と、磁化固定層４と、反強磁性層３と、保護
層７とが、この順に積層された構造を有する、いわゆる
トップ・タイプ・スピンバルブ（ＴＳＶ）及びトップ・
タイプ・シンセティック・スピンバルブ（ＴＳＳＶ）型
のスピンバルブ膜を挙げることができる。
【００３５】また、スピンバルブ膜としては、例えば図
３に示すように、基板１上に、下地層２と、反強磁性層
３と、磁化固定層４と、非磁性層５と、磁化自由層６
と、非磁性層５と、磁化固定層４と、反強磁性層３と、
保護層７とが、この順に積層された構造を有する、いわ
ゆるデュアル・スピンバルブ（ＤＳＶ）及びデュアル・
シンセティック・スピンバルブ（ＤＳＳＶ）型のスピン
バルブ膜を挙げることができる。
【００３６】以上のように構成されるスピンバルブ膜で
は、外部磁界が印加されると、この外部磁界の大きさや
向きに応じて、磁化自由層６の磁化方向が変化する。そ
して、この磁化自由層６の磁化方向が磁化固定層４の磁
化方向に対して、逆方向（反平行）となるとき、このス
ピンバルブ膜に流れる電流の抵抗値が最大となる。一
方、磁化自由層６の磁化方向が磁化固定層４の磁化方向
に対して、同一方向（平行）となるときに、このスピン
バルブ膜に流れる電流の抵抗値が最小となる。
【００３７】したがって、スピンバルブ膜では、印加さ
れる外部磁界に応じて電気抵抗が変化するために、この
抵抗変化を読み取ることによって外部磁界の検出を行う
ことが可能となっている。
【００３８】ところで、本発明を適用したスピンバルブ
膜の製造方法では、図４に示すようなスパッタ装置２０
を用いてスピンバルブ膜が成膜される。なお、図４は、
このスパッタ装置２０の構成を示す模式図である。
【００３９】このスパッタ装置２０は、いわゆるＤＣマ
グネトロンスパッタ装置と呼ばれるものであり、基板準
備室２１と、スパッタ成膜用チャンバ２２と、ガス暴露
用チャンバ２３と、基板搬送室２４との４つのチャンバ
から構成されている。
【００４０】基板準備室２１は、基板１の出し入れが行
われるチャンバであり、基板搬送室２４に隣接して設け
られている。また、この基板準備室２１は、真空ポンプ
（図示せず。）によって減圧することができ、その到達
真空度は、５×１０−７Ｔｏｒｒ程度である。
【００４１】スパッタ成膜用チャンバ２２は、スパッタ
リングによる成膜を高真空の状態で行うチャンバであ
り、基板搬送室２４に隣接して設けられている。
【００４２】このスパッタ成膜用チャンバ２２の内部に
は、互いに対向配置された一対の電極であるカソード２
５及びアノード２６が設けられている。このうち、カソ
ード２５上には、上述したスピンバルブ膜を構成する各
層の成膜材料からなるターゲットが配置され、アノード
２６上には、上述したスピンバルブ膜が成膜される基板
１が配置される。
【００４３】また、スパッタ成膜用チャンバ２２には、
ガス排出口２７及びガス導入口２８が設けられており、
ガス排出口２７から真空ポンプ（図示せず。）により内
部を減圧することができ、その到達真空度は、５×１０
−９Ｔｏｒｒ程度である。また、内部の真空度を調節し
ながら、ガス導入口２８からＡｒガスを導入することが
できる。なお、ガス導入量の調整は、マスフローにより
行われる。また、スパッタ成膜用チャンバ２２には、例
えばＮｅ，Ｋｒ，Ｘｅ等のＡｒ以外の不活性ガスを導入
することも可能である。
【００４４】そして、このスパッタ成膜用チャンバ２２
では、基板１上にスピンバルブ膜を成膜する際に、Ａｒ
ガス雰囲気中にて、カソード２５上に配されたターゲッ
トに対して負電位が印加されると共に、アノード２６上
に配された基板１に対して正電位が印加される。このと
き、一対の電極であるカソード２５とアノード２６との
間に電位差が生じてグロー放電が起こり、このグロー放
電によりイオン化したＡｒ粒子がターゲットに叩き付け
られる。その結果、叩き出されたターゲット粒子が基板
１上に堆積してスピンバルブ膜の各層を構成する薄膜が
形成されることになる。なお、このスパッタ成膜用チャ
ンバ２２では、基板１に対してエッチングを行う、いわ
ゆる逆スパッタを行うことが可能である。
【００４５】ガス暴露用チャンバ２３は、基板１をガス
雰囲気中に暴露することが可能なチャンバであり、基板
搬送室２４と隣接して設けられている。
【００４６】このガス暴露用チャンバ２３には、ガス排
出口２９及びガス導入口３０が設けられており、ガス排
出口２９から真空ポンプ（図示せず。）により内部を減
圧することができ、その到達真空度は、１×１０−８Ｔ
ｏｒｒ程度である。また、内部の真空度を調節しなが
ら、ガス導入口３０からＣｕ膜の表面を活性化するガス
を導入することができる。なお、ガス導入量の調整は、
マスフローにより行われる。
【００４７】このＣｕ膜の表面を活性化するガスとして
は、例えば酸素、水素、窒素等を挙げることができ、ま
た、これらを１種以上含む混合ガスとしてもよい。（以
下、これらＣｕ膜の表面を活性化するガスのことを、サ
ーファクタントガスという。）。
【００４８】また、このガス暴露用チャンバ２３には、
ガス導入口から例えばＡｒ，Ｎｅ，Ｋｒ，Ｘｅ等の不活
性ガスを導入することが可能である。
【００４９】ここで、ガス暴露用チャンバ２３では、そ
の内部が高真空状態となると、マスフローによりガス導
入量を調節する際に、ガス導入口３０から導入されるサ
ーファクタントガスのオーバーシュートが比較的大きく
なってしまう。
【００５０】そこで、ガス暴露用チャンバ２３では、サ
ーファクタントガスを導入する前に、不活性ガスを導入
しておき、内部の真空度を適当に低下させておくことが
好ましい。
【００５１】これにより、ガス暴露用チャンバ２３で
は、ガス導入口３０からサーファクタントガスを導入し
た際のオーバーシュートを低減することができ、マスフ
ローによりガス導入量を精度よく調節することが可能と
なる。なお、ここでは、不活性ガスとしてＡｒガスを用
いた。
【００５２】基板搬送室２４は、基板準備室２１、スパ
ッタ成膜用チャンバ２２及びガス暴露用チャンバ２３の
間にて基板１の搬送を行うチャンバであり、基板１を各
チャンバへと搬送するための搬送用ロボット３１を備え
ている。また、この基板搬送室２４は、真空ポンプ（図
示せず。）によって内部を減圧することができ、その到
達真空度は、１×１０−８Ｔｏｒｒ程度である。
【００５３】以上のように構成されるスパッタ装置２０
を用いて作製されるスピンバルブ膜の製造工程につい
て、基板１上に、下層層２となる膜厚３ｎｍのＴａ膜
と、反強磁性層３となる膜厚２０ｎｍのＰｔＭｎ膜と、
磁化固定層４となる膜厚１．５ｎｍのＣｏＦｅ膜、膜厚
０．８ｎｍのＲｕ膜及び膜厚２．０ｎｍのＣｏＦｅ膜
と、非磁性層５となる膜厚２．２ｎｍのＣｕ膜と、磁化
自由層６となる膜厚０．５ｎｍのＣｏＦｅ膜及び膜厚４
ｎｍのＮｉＦｅ膜と、保護層７となる膜厚３ｎｍのＴａ
膜とが順次積層されてなるＢＳＳＶ型のスピンバルブ膜
を成膜する場合を例に挙げて説明する。
【００５４】このスピンバルブ膜を成膜する際は、先
ず、基板準備室２１に基板１をセットする。
【００５５】次に、基板搬送室２４の搬送用ロボット３
１が、基板１を基板準備室２１から基板搬送室２４へと
移送し、この基板搬送室２４を通過しながら、基板１を
スパッタ成膜用チャンバ２２へと移送する。そして、基
板１をスパッタ成膜用チャンバ２２内のアノード２６上
に設置する。なお、スパッタ成膜用チャンバ２２内のカ
ソード２７上には、上述したスピンバルブ膜を構成する
各層の成膜材料からなるＴａターゲット、ＰｔＭｎター
ゲット、ＮｉＦｅターゲット、Ｒｕターゲット、ＣｏＦ
ｅターゲット及びＣｕターゲットの６つのターゲットが
予め設置されている。
【００５６】次に、スパッタ成膜用チャンバ２２内にお
いて、上述したターゲットに対して、コンタミを除去す
るためのプレスパッタを行う。また、基板１に対して、
コンタミを除去すると共に、その表面を活性化するため
の逆スパッタを行う。
【００５７】次に、スパッタ成膜用チャンバ２２内にお
いて、基板１上に、上述したスピンバルブ膜のうち、下
層層２となるＴａ膜と、反強磁性層３となるＰｔＭｎ膜
と、磁化固定層４となるＮｉＦｅ膜、Ｒｕ膜及びＣｏＦ
ｅ膜と、非磁性層５となるＣｕ膜とを順次積層しなが
ら、スパッタリングにより連続成膜する。
【００５８】次に、基板搬送室２４の搬送用ロボット３
１が、基板１をスパッタ成膜用チャンバ２２から基板搬
送室２４へと移送し、この基板搬送室２４を通過しなが
ら、基板１をガス暴露用チャンバ２３へと移送する。そ
して、基板１を、サーファクタントガスが導入されたガ
ス雰囲気中に暴露する。これにより、基板１上に形成さ
れた非磁性層５となるＣｕ膜の表面が平滑化されること
となる。
【００５９】なお、サーファクタントガスのガス暴露用
チャンバ２３への導入は、このガス暴露用チャンバ２３
内に基板１を搬送する前或いは基板１を搬送する後であ
ってもよい。ここでは、ガス暴露用チャンバ２３内に基
板１を搬送した後にサーファクタントガスを導入した。
また、サーファクタントガスとして酸素を用いた。
【００６０】次に、基板搬送室２４の搬送用ロボット３
１が、基板１をガス暴露用チャンバ２３から基板搬送室
２４へと移送し、この基板搬送室２４を通過しながら、
基板１を再びスパッタ成膜用チャンバ２２へと移送す
る。そして、このスパッタ成膜用チャンバ２２内におい
て、基板１上、すなわち表面が平滑化されたＣｕ膜から
なる非磁性層５上に、上述したスピンバルブ膜のうち、
残りの磁化自由層６となるＣｏＦｅ膜及びＮｉＦｅ膜
と、保護層７となるＴａ膜とを順次積層しながら、スパ
ッタリングにより連続成膜する。これにより、基板１上
に、上述したスピンバルブ膜が成膜されることとなる。
【００６１】次に、基板搬送室２４の搬送用ロボット３
１が、基板１をスパッタ成膜用チャンバ２１から基板搬
送室２４へと移送し、この基板搬送室２４を通過しなが
ら、基板１を基板準備室２１へと移送する。そして、上
述したスピンバルブ膜が成膜された基板１が基板準備室
２１から取り出されることとなる。
【００６２】以上のように、本手法では、スパッタ成膜
用チャンバ２２とガス暴露用チャンバ２３との２つのチ
ャンバを用いることにより、スパッタ成膜用チャンバ２
２内の真空度を極めて高い状態に維持することができる
一方、ガス暴露用チャンバ２３内に導入されるサーファ
クタントガスの再現性を良好に維持することができる。
【００６３】そして、スパッタ成膜用チャンバ２２に
て、基板１上に、スピンバルブ膜の非磁性層５となるＣ
ｕ膜まで成膜し、ガス暴露用チャンバ２３にて、この基
板１をＣｕ膜の表面を活性化するサーファクタントガス
雰囲気中に暴露することにより、非磁性層５となるＣｕ
膜の表面を平滑化することができる。また、スパッタ成
膜用チャンバ２２にて、基板１上に、反強磁性層３をよ
り高真空の状態で成膜することができる。
【００６４】これにより、非磁性層５となるＣｕ膜の膜
厚を薄くした場合でも、この非磁性層５を介して積層さ
れる磁化固定層４と磁化自由層６との間に作用する層間
結合を抑制することができる。また、反強磁性層の良好
な特性を得ることができる。したがって、本手法によれ
ば、ＭＲ比の向上した高品質のスピンバルブ膜を容易に
製造することが可能となる。
【００６５】＜ガス流量依存性＞次に、本発明を適用し
て作製されるスピンバルブ膜について、ガス暴露用チャ
ンバ２３に導入されるサーファクタントガスのガス流量
を変化させた際のＭＲ比（ΔＲsq.／Ｒsq.）、並びに、
磁化固定層４と磁化自由層６との間に作用する層間結合
Ｈinを測定し、そのガス流量依存性について調べた。
【００６６】また、比較のため、従来と同様にガス暴露
用チャンバ２３内に基板１を搬送することなくスピンバ
ルブ膜を作製した場合、並びに、ガス暴露用チャンバ２
３内に基板１を搬送するものの、基板１をサーファクタ
ントガス雰囲気中に暴露せずにスピンバルブ膜を作製し
た場合についても測定を行った。
【００６７】なお、本例では、試料１として、Ｓｉ−Ｏ
からなる基板１上に、下層層２となる膜厚３ｎｍのＴａ
膜と、反強磁性層３となる膜厚２０ｎｍのＰｔＭｎ膜
と、磁化固定層４となる膜厚１．５ｎｍのＣｏＦｅ膜、
膜厚０．９ｎｍのＲｕ膜及び膜厚２ｎｍのＣｏＦｅ膜
と、非磁性層５となる膜厚２．２ｎｍのＣｕ膜と、磁化
自由層６となる膜厚０．５ｎｍのＣｏＦｅ膜及び膜厚４
ｎｍのＮｉＦｅ膜と、保護層７となる膜厚３ｎｍのＴａ
膜とが順次積層されてなるＢＳＳＶ型のスピンバルブ膜
を作製した。
【００６８】また、反強磁性層３の成膜時に、２６５℃
の雰囲気中で１０ＫＯｅの磁界を印加しながら熱処理を
４時間行った。また、ガス暴露用チャンバ２３内に導入
されるサーファクタントガスとして酸素を用い、ガス流
量を変更しながら、その変更した一定のガス流量にて３
０秒間導入させた。
【００６９】以下、試料１の測定結果を図５及び図６に
示す。なお、図５（ａ）は、ガス流量とＭＲ比との関係
を示す特性図であり、図５（ｂ）は、ガス流量とＲsq.
との関係を示す特性図であり、図５（ｃ）は、ガス流量
とΔＲsq.との関係を示す特性図である。また、図６
は、ガス流量と層間結合Ｈinとの関係を示す特性図であ
る。
【００７０】また、これら図５及び図６において、従来
と同様にガス暴露用チャンバ２３内に基板１を搬送する
ことなくスピンバルブ膜を作製した場合を点Ａで示し、
ガス暴露用チャンバ２３内に基板１を搬送するものの、
基板１をサーファクタントガス雰囲気中に暴露せずにス
ピンバルブ膜を作製した場合を点Ｂで示す。
【００７１】図５に示す測定結果から、ガス暴露用チャ
ンバ２３内に酸素を導入すると、ガス流量に依らずＲs
q.が大幅に低下することがわかる。これは、非磁性層５
となるＣｕ膜の表面性がサーファクタントガスである酸
素により改善されたため、ラフネスが低下し、電子の弾
性散乱が増大することにより、Ｒsq.が低下したものと
考えられる。また、これに応じてＭＲ比も大幅に向上し
ていることから、非磁性層５となるＣｕ膜の界面がきれ
いに成長していることが予想される。その結果、ΔＲs
q.は、Ｒsq.の低下にも関わらず、大幅に増大する効果
があることがわかる。
【００７２】また、図６に示す測定結果から、ガス暴露
用チャンバ２３内に酸素を導入すると、ガス導入量が増
大するに従って、層間結合Ｈinが徐々に低下していくこ
とがわかる。このように、非磁性層５となるＣｕ膜を成
膜した後に、基板１をサーファクタントガス雰囲気中に
暴露すれば、磁化固定層４と磁化自由層６との間に作用
する層間結合Ｈinを所望の値まで低下させることが可能
である。
【００７３】なお、従来と同様にガス暴露用チャンバ２
３内に基板１を搬送することなくスピンバルブ膜を作製
した場合では、ＭＲ比が７．３％程度（図５（ａ）中に
示す点Ａ）であるのに対し、ガス暴露用チャンバ２３内
に基板１を搬送するものの、基板１をサーファクタント
ガス雰囲気中に暴露せずにスピンバルブ膜を作製した場
合、すなわち基板１をガス暴露用チャンバ２３内に基板
１に搬送するだけでＭＲ比が７．７％程度（図５（ｂ）
中に示す点Ｂ）に上昇することがわかる。これは、スパ
ッタ成膜用チャンバ２２に比べて、基板搬送室２４及び
ガス暴露用チャンバ２３の真空度が低いために、これら
チャンバ内に残留するＨ２Ｏ、Ｈ２、Ｏ ２等を吸着した
ためと考えられる。
【００７４】なお、ガス流量をＭＲ比の最大値を示す４
ｓｃｃｍとしたときの本発明を適用して作製された試料
１のスピンバルブ膜について、外部磁界ＨとＭＲ比との
関係を示す特性図を図７に示し、比較のため、従来のよ
うにガス暴露用チャンバ２３内に基板１を搬送すること
なく作製された試料１のスピンバルブ膜について、外部
磁界ＨとＭＲ比との関係を示す特性図を図８に示す。な
お、図７（ｂ）は、図７（ａ）中における外部磁界Ｈの
０付近を拡大して示すものであり、図８（ｂ）は、図８
（ａ）中における外部磁界Ｈの０付近を拡大して示すも
のである。
【００７５】図７及び図８の測定結果から、図７に示す
本発明を適用したスピンバルブ膜では、図８に示す従来
のスピンバルブ膜よりも良好な磁気特性を示しているこ
とがわかる。
【００７６】次に、本例では、試料２として、Ｓｉ−Ｏ
からなる基板１上に、下層層２となる膜厚３ｎｍのＴａ
膜と、磁化自由層６となる膜厚４ｎｍのＮｉＦｅ膜及び
膜厚０．５ｎｍのＣｏＦｅ膜と、非磁性層５となる膜厚
２．２ｎｍのＣｕ膜と、磁化固定層４となる膜厚２ｎｍ
のＣｏＦｅ膜、膜厚０．９ｎｍのＲｕ膜及び膜厚１．５
ｎｍのＣｏＦｅ膜と、反強磁性層３となる膜厚２０ｎｍ
のＰｔＭｎ膜と、保護層７となる膜厚３ｎｍのＴａ膜と
が順次積層されてなるＴＳＳＶ型のスピンバルブ膜を作
製した。
【００７７】また、反強磁性層３の成膜時に、２６５℃
の雰囲気中で１０ＫＯｅの磁界を印加しながら熱処理を
４時間行った。また、ガス暴露用チャンバ２３内に導入
されるサーファクタントガスとして酸素を用い、ガス流
量を変更しながら、その変更した一定のガス流量にて３
０秒間導入させた。
【００７８】以下、試料２の測定結果を図９及び図１０
に示す。なお、図９（ａ）は、ガス流量とＭＲ比との関
係を示す特性図であり、図９（ｂ）は、ガス流量とＲs
q.との関係を示す特性図であり、図９（ｃ）は、ガス流
量とΔＲsq.との関係を示す特性図である。また、図１
０は、ガス流量と層間結合Ｈinとの関係を示す特性図で
ある。
【００７９】また、これら図９及び図１０において、従
来と同様にガス暴露用チャンバ２３内に基板１を搬送す
ることなくスピンバルブ膜を作製した場合を点Ａで示
し、ガス暴露用チャンバ２３内に基板１を搬送するもの
の、基板１をサーファクタントガス雰囲気中に暴露せず
にスピンバルブ膜を作製した場合を点Ｂで示す。
【００８０】図９に示す測定結果から、試料１と同様
に、ガス暴露用チャンバ２３内に酸素を導入すると、ガ
ス流量に依らずＲsq.が大幅に低下することがわかる。
なお、ガス導入量が４ｓｃｃｍまで低下した後に、Ｒs
q.が上昇しているが、これは、過剰な酸素の導入による
酸化の影響等が考えられる。
【００８１】また、ＭＲ比も大幅に向上しており、酸素
を１ｓｃｃｍ程度導入した時に最大となることがわか
る。これに応じてΔＲsq.も酸素を１ｓｃｃｍ程度導入
した時に最大値を示している。
【００８２】また、図１０に示す測定結果から、試料１
と同様に、ガス暴露用チャンバ２３内に酸素を導入する
と、ガス導入量が増大するに従って、層間結合Ｈinが徐
々に低下していくことがわかる。このように、非磁性層
５となるＣｕ膜を成膜した後に基板１をサーファクタン
トガス雰囲気中に暴露すれば、磁化固定層４と磁化自由
層６との間に作用する層間結合Ｈinを所望の値まで低下
させることが可能である。
【００８３】なお、試料１と同様に、ガス流量を４ｓｃ
ｃｍとしたときの本発明を適用して作製された試料２の
スピンバルブ膜について、外部磁界ＨとＭＲ比との関係
を示す特性図を図１１に示し、比較のため、従来のよう
にガス暴露用チャンバ２３内に基板１を搬送することな
く作製された試料２のスピンバルブ膜について、外部磁
界ＨとＭＲ比との関係を示す特性図を図１２に示す。な
お、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）中における外部磁界
Ｈの０付近を拡大して示すものであり、図１２（ｂ）
は、図１２（ａ）中における外部磁界Ｈの０付近を拡大
して示すものである。
【００８４】図１１及び図１２の測定結果から、図１１
に示す本発明を適用したスピンバルブ膜では、図１２に
示す従来のスピンバルブ膜よりも良好な磁気特性を示し
ていることがわかる。
【００８５】＜ガス反応時間依存性＞次に、ガス暴露用
チャンバ２３に導入されるサーファクタントガスの導入
時間を変化させることにより作製されたスピンバルブ膜
の磁気特性を測定し、そのガス反応時間依存性について
調べた。
【００８６】なお、本例では、試料３として、Ｓｉ−Ｏ
からなる基板１上に、下層層２となる膜厚３ｎｍのＴａ
膜と、反強磁性層３となる膜厚２０ｎｍのＰｔＭｎ膜
と、磁化固定層４となる膜厚１．５ｎｍのＣｏＦｅ膜、
膜厚０．９ｎｍのＲｕ膜及び膜厚２ｎｍのＣｏＦｅ膜
と、非磁性層５となる膜厚２．２ｎｍのＣｕ膜と、磁化
自由層６となる膜厚０．５ｎｍのＣｏＦｅ膜及び膜厚４
ｎｍのＮｉＦｅ膜と、保護層７となる膜厚３ｎｍのＴａ
膜とが順次積層されてなるＢＳＳＶ型のスピンバルブ膜
を作製した。
【００８７】また、反強磁性層３の成膜時に、２６５℃
の雰囲気中で１０ＫＯｅの磁界を印加しながら熱処理を
４時間行った。また、ガス暴露用チャンバ２３内に導入
されるサーファクタントガスとして酸素を用い、ガス流
量を上述した試料１のスピンバルブ膜においてＭＲ比の
最大値を示す４ｓｃｃｍとした。
【００８８】そして、サーファクタントガスである酸素
の導入時間を１５，３０，１２０秒間と変化させながら
作製した試料３の各スピンバルブ膜について、外部磁界
ＨとＭＲ比との関係を測定した結果を図１３、図１４及
び図１５に示す。
【００８９】なお、図１３は、酸素の導入時間を１５秒
としたときの外部磁界ＨとＭＲ比との関係を示す特性図
であり、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）中における外部
磁界Ｈの０付近を拡大して示すものである。また、図１
４は、酸素の導入時間を３０秒としたときの外部磁界Ｈ
とＭＲ比との関係を示す特性図であり、図１４（ｂ）
は、図１４（ａ）中における外部磁界Ｈの０付近を拡大
して示すものである。また、図１５は、酸素の導入時間
を１２０秒としたときの外部磁界ＨとＭＲ比との関係を
示す特性図であり、図１５（ｂ）は、図１５（ａ）中に
おける外部磁界Ｈの０付近を拡大して示すものである。
【００９０】図１３、図１４及び図１５に示す測定結果
から、酸素の導入時間を変化させても、磁気特性に大き
な変化は見られなかった。このことから、ＭＲ比（ΔＲ
sq.／Ｒsq.）及び層間結合Ｈinに対するガス反応時間の
影響は非常に小さく、むしろガス流量又はガス圧を制御
することが重要であることが明らかとなった。
【００９１】＜Ｃｕ膜の膜厚依存性＞次に、本発明を適
用して作製されるスピンバルブ膜について、非磁性層５
となるＣｕ膜の膜厚を変化させた際の磁化固定層４と磁
化自由層６との間に作用する層間結合Ｈinを測定し、そ
のＣｕ膜の膜厚依存性について調べた。また、上述した
試料１と同様に、ＭＲ比（ΔＲsq.／Ｒsq.）についても
測定を行った。
【００９２】また、比較のため、従来と同様にガス暴露
用チャンバ２３内に基板１を搬送することなくスピンバ
ルブ膜を作製した場合についても測定を行った。
【００９３】なお、本例では、試料４として、Ｓｉ−Ｏ
からなる基板１上に、下層層２となる膜厚３ｎｍのＴａ
膜と、反強磁性層３となる膜厚２０ｎｍのＰｔＭｎ膜
と、磁化固定層４となる膜厚１．５ｎｍのＣｏＦｅ膜、
膜厚０．９ｎｍのＲｕ膜及び膜厚２ｎｍのＣｏＦｅ膜
と、非磁性層５となる膜厚１．６〜２．９ｎｍのＣｕ膜
と、磁化自由層６となる膜厚０．５ｎｍのＣｏＦｅ膜及
び膜厚４ｎｍのＮｉＦｅ膜と、保護層７となる膜厚３ｎ
ｍのＴａ膜とが順次積層されてなるＢＳＳＶ型のスピン
バルブ膜を作製した。
【００９４】また、反強磁性層３の成膜時に、２６５℃
の雰囲気中で１０ＫＯｅの磁界を印加しながら熱処理を
４時間行った。また、ガス暴露用チャンバ２３内に導入
されるサーファクタントガスとして酸素を用い、上述し
た試料１のスピンバルブ膜においてＭＲ比の最大値を示
す４ｓｃｃｍのガス流量にて３０秒間導入させた。
【００９５】以下、試料４の測定結果を図１６及び図１
７に示す。なお、図１６は、非磁性層５となるＣｕ膜の
膜厚と層間結合Ｈinとの関係を示す特性図であり、グラ
フＸは、本発明を適用して作製された場合を示し、グラ
フＹは、従来と同様にガス暴露用チャンバ２３内に基板
１を搬送することなく作製した場合を示す。また、図１
７（ａ）は、非磁性層５となるＣｕ膜の膜厚とＭＲ比と
の関係を示す特性図であり、図１７（ｂ）は、非磁性層
５となるＣｕ膜の膜厚とＲsq.との関係を示す特性図で
あり、図１７（ｃ）は、非磁性層５となるＣｕ膜の膜厚
とΔＲsq.との関係を示す特性図である。
【００９６】図１６に示す測定結果から、グラフＸとグ
ラフＹを比較した場合に、非磁性層５となるＣｕ膜の膜
厚が比較的厚いと、層間結合Ｈinの大きさに差異は見ら
れないものの、非磁性層５となるＣｕ膜の膜厚を薄くす
るに従って、本発明を適用して作製されたスピンバルブ
膜の方が、従来と同様にガス暴露用チャンバ２３内に基
板１を搬送することなく作製したスピンバルブ膜より
も、層間結合Ｈinが低下していることがわかる。
【００９７】これは、上述したように、非磁性層５とな
るＣｕ膜の表面性がサーファクタントガスである酸素に
より改善されたためと考えられる。具体的には、層間結
合Ｈinの大きさは、Ｃｕ膜の膜厚と共に結合力が振動的
に変化する量子力学的な成分、並びに、界面のラフネス
に起因したオレンジピール効果による強磁性的な結合力
を引き起こす成分から構成されるが、サーファクタント
ガス雰囲気中に暴露されることによって、Ｃｕ膜の表面
性が改善されて、後者の成分が低減されたためと考えら
れる。
【００９８】このように、非磁性層５となるＣｕ膜を成
膜した後に、基板１をサーファクタントガス雰囲気中に
暴露すれば、磁化固定層４と磁化自由層６との間に作用
する層間結合Ｈinを抑制することができる。したがっ
て、この層間結合Ｈinの大きさを実用上問題ないとされ
る２０Ｏｅ以下とした場合、非磁性層５となるＣｕ膜の
膜厚を、従来の標準的なＣｕ膜の膜厚である約２．９ｎ
ｍから約２．２ｎｍにまで薄膜化することができる。
【００９９】また、図１７に示す測定結果から、従来と
比較して、Ｒsq.を６％程度、ΔＲsq．を２３％程度上
昇させることができ、その結果、ＭＲ比を１６％程度向
上させることができることから、高出力化に対して極め
て有効であることわかる。
【０１００】また、非磁性層５となるＣｕ膜の膜厚を、
２．０，２．２，２．９ｎｍと変化させた際の本発明を
適用して作製された試料４のスピンバルブ膜の外部磁界
ＨとＭＲ比との関係を示す特性図を図１８、図１９及び
図２０に示す。
【０１０１】なお、図１８は、Ｃｕ膜の膜厚を２．０ｎ
ｍとしたときの外部磁界ＨとＭＲ比との関係を示す特性
図であり、図１８（ｂ）は、図１８（ａ）中における外
部磁界Ｈの０付近を拡大して示すものである。また、図
１９は、Ｃｕ膜の膜厚を２．２ｎｍとしたときの外部磁
界ＨとＭＲ比との関係を示す特性図であり、図１９
（ｂ）は、図１９（ａ）における中外部磁界Ｈの０付近
を拡大して示すものである。また、図２０は、Ｃｕ膜の
膜厚を２．９ｎｍとしたときの外部磁界ＨとＭＲ比との
関係を示す特性図であり、図２０（ｂ）は、図２０
（ａ）中における外部磁界Ｈの０付近を拡大して示すも
のである。
【０１０２】図１８、図１９及び図２０に示す測定結果
から、非磁性層５となるＣｕ膜の膜厚を２．０ｎｍとし
た場合、上述した図１７（ａ）中に示すＭＲ比は上昇す
るものの、図１６中に示す層間結合Ｈinが増大してしま
うために、Ｃｕ膜の膜厚を２．２ｎｍ、２．９ｎｍとし
た場合に比べて、良好な磁気特性（ＭＲカーブ）が得ら
れないことがわかる。さらに、非磁性層５となるＣｕ膜
の膜厚を１．８３ｎｍ以下とすると、図１７（ａ）に示
すＭＲ比が大幅に低下してしまうことがわかる。これ
は、Ｃｕ膜の膜厚が１．８３ｎｍ以下となると、図１６
中に示す層間結合Ｈinが極めて大きくなるために、外部
磁界Ｈによって磁化自由層６の磁化方向が回転する際
に、磁化固定層４の磁化方向も同時に回転してしまった
ためと考えられる。
【０１０３】＜Ｃｕ膜の分割依存性＞次に、非磁性層５
となるＣｕ膜を分割し、この分割されたＣｕ膜の間にて
基板１をサーファクタントガス雰囲気中に暴露すること
により作製されたスピンバルブ膜の磁気特性を測定し、
そのＣｕ膜の分割依存性について調べた。
【０１０４】なお、本例では、試料５として、Ｓｉ−Ｏ
からなる基板１上に、下層層２となる膜厚３ｎｍのＴａ
膜と、反強磁性層３となる膜厚２０ｎｍのＰｔＭｎ膜
と、磁化固定層４となる膜厚１．７ｎｍのＣｏＦｅ膜、
膜厚０．９ｎｍのＲｕ膜及び膜厚２．２ｎｍのＣｏＦｅ
膜と、非磁性層５となる膜厚１．２ｎｍのＣｕ膜及び膜
厚１．２ｎｍのＣｕ膜と、磁化自由層６となる膜厚１ｎ
ｍのＣｏＦｅ膜及び膜厚２ｎｍのＮｉＦｅ膜と、保護層
７となる膜厚３ｎｍのＴａ膜とが順次積層されてなるＢ
ＳＳＶ型のスピンバルブ膜を作製した。
【０１０５】また、反強磁性層３の成膜時に、２６５℃
の雰囲気中で１０ＫＯｅの磁界を印加しながら熱処理を
４時間行った。また、ガス暴露用チャンバ２３内に導入
されるサーファクタントガスとして酸素を用い、１ｓｃ
ｃｍのガス流量にて３０秒間導入させた。
【０１０６】そして、基板１上に、非磁性層５となるＣ
ｕ膜のうち、１層目のＣｕ膜まで成膜した後に、ガス暴
露用チャンバ２３にて、基板１をサーファクタントガス
雰囲気中に暴露して作製された試料５のスピンバルブ膜
について、外部磁界ＨとＭＲ比との関係を測定した結果
を図２１に示す。なお、図２１（ｂ）は、図２１（ａ）
中における外部磁界Ｈの０付近を拡大して示すものであ
る。
【０１０７】また、比較のため、従来と同様にガス暴露
用チャンバ２３内に基板１を搬送することなく作製され
た試料５のスピンバルブ膜について、外部磁界ＨとＭＲ
比との関係を測定した結果を図２２に示す。なお、図２
２（ｂ）は、図２２（ａ）中外部磁界Ｈの０付近を拡大
して示すものである。を作製した場合についても測定を
行った。
【０１０８】図２１及び図２２に示す測定結果から、非
磁性層５となるＣｕ膜を分割し、この分割されたＣｕ膜
の間にて基板１をサーファクタントガス雰囲気中に暴露
した場合でも、良好な磁気特性を示していることがわか
る。この場合、上述した非磁性層５となるＣｕ膜の最上
面にて基板１をサーファクタントガス雰囲気中に暴露し
た場合と同様に、磁化固定層４と磁化自由層６との間に
作用する層間結合Ｈinを抑制することができる。
【０１０９】＜ガス暴露の導入界面依存性＞次に、非磁
性層５となるＣｕ膜以外の位置にて基板１をサーファク
タントガス雰囲気中に暴露することにより作製されたス
ピンバルブ膜の磁気特性を測定し、そのガス暴露の導入
界面依存性について調べた。
【０１１０】なお、本例では、試料６として、Ｓｉ−Ｏ
からなる基板１上に、下層層２となる膜厚３ｎｍのＴａ
膜と、磁化自由層６となる膜厚４ｎｍのＮｉＦｅ膜及び
膜厚２ｎｍのＣｏＦｅ膜と、非磁性層５となる膜厚２．
２ｎｍのＣｕ膜と、磁化固定層４となる膜厚２ｎｍのＣ
ｏＦｅ膜と、反強磁性層３となる膜厚２０ｎｍのＰｔＭ
ｎ膜と、保護層７となる膜厚３ｎｍのＴａ膜とが順次積
層されてなるＴＳＶ型のスピンバルブ膜を作製した。
【０１１１】また、反強磁性層３の成膜時に、２６５℃
の雰囲気中で２ＫＯｅの磁界を印加しながら熱処理を４
時間行った。また、ガス暴露用チャンバ２３内に導入さ
れるサーファクタントガスとして酸素を用い、３０ｓｃ
ｃｍのガス流量にて３０秒間導入させた。
【０１１２】そして、基板１上に、試料６のスピンバル
ブ膜のうち、下地層２となるＴａ膜まで成膜した後に、
基板１をサーファクタントガス雰囲気中に暴露して作製
されたスピンバルブ膜について、外部磁界ＨとＭＲ比と
の関係を測定した結果を図２３（ａ）に示す。
【０１１３】また、基板１上に、試料６のスピンバルブ
膜のうち、磁化自由層６となるＮｉＦｅ膜まで成膜した
後に、基板１をサーファクタントガス雰囲気中に暴露し
て作製されたスピンバルブ膜について、外部磁界ＨとＭ
Ｒ比との関係を測定した結果を図２３（ｂ）に示す。
【０１１４】また、比較のため、本発明を適用した場
合、すなわち試料６のスピンバルブ膜のうち、非磁性層
５となるＣｕ膜まで成膜した後に、基板１をサーファク
タントガス雰囲気中に暴露して作製されたスピンバルブ
膜について、外部磁界ＨとＭＲ比との関係を測定した結
果を図２３（ｃ）に示す。
【０１１５】また、従来と同様にガス暴露用チャンバ２
３内に基板１を搬送することなく作製された試料６のス
ピンバルブ膜について、外部磁界ＨとＭＲ比との関係を
測定した結果を図２３（ｄ）に示す。
【０１１６】これら図２３に示す測定結果から、非磁性
層５となるＣｕ膜以外の位置、すなわち、Ｔａ膜及びＮ
ｉＦｅ膜の成膜後に、基板１をサーファクタントガス雰
囲気中に暴露した場合には、Ｃｕ膜の成膜後に基板１を
サーファクタントガス雰囲気中に暴露した場合、並びに
従来と同様に基板１をサーファクタントガス雰囲気中に
暴露しなかった場合と比べて、ＭＲ比が低下しているこ
とがわかる。このことからも、非磁性層５となるＣｕ膜
まで成膜した後に、基板１をサーファクタントガス雰囲
気中に暴露することが好ましい。
【０１１７】また、Ｔａ膜及びＮｉＦｅ膜の成膜後に基
板１をサーファクタントガス雰囲気中に暴露した場合
に、ＭＲ比が低下してしまう要因として、例えば結晶配
向性の低下、或いは不純物の混入等が考えられる。
【０１１８】そこで、結晶性の変化を評価するために、
Ｘ線回折による反強磁性層３となるＰｔＭｎ膜のＸ線相
対強度と磁化自由層６となるＮｉＦｅ膜のＸ線相対強度
との関係を測定した結果を図２４に示す。
【０１１９】図２４に示す測定結果から、本発明のよう
に、Ｃｕ膜の成膜後に基板１をサーファクタントガス雰
囲気中に暴露した場合には、従来と同様に基板１をサー
ファクタントガス雰囲気中に暴露しなかった場合と比べ
て、ＰｔＭｎ膜のＸ線相対強度及びＮｉＦｅ膜のＸ線相
対強度が低下していないことがわかる。
【０１２０】それに対して、Ｔａ膜及びＮｉＦｅ膜の成
膜後に基板１をサーファクタントガス雰囲気中に暴露し
た場合には、ＰｔＭｎ膜のＸ線相対強度及びＮｉＦｅ膜
のＸ線相対強度が著しく低下してしまうことがわかる。
さらに、ＮｉＦｅ膜の結晶配向性は、磁化自由層６の軟
磁気特性に影響し、ＰｔＭｎ膜の結晶配向性は、反強磁
性層３の特性に影響すると考えられており、この点から
も非磁性層５となるＣｕ膜まで成膜した後に、基板１を
サーファクタントガス雰囲気中に暴露することが好まし
いことが明らかとなった。
【０１２１】次に、本発明を適用した磁気抵抗効果型磁
気ヘッドの製造方法について説明する。
【０１２２】本手法は、例えば図２５に示すような磁気
抵抗効果型磁気ヘッド（以下、ＭＲヘッドという。）４
０を製造する際に適用される。そこで、先ず、本発明を
適用して作製されるＭＲヘッド４０について説明する。
なお、図２５は、このＭＲヘッド４０を磁気記録媒体と
対向する媒体対向面側から見た概略端面図である。ま
た、以下の説明では、ＭＲヘッド４０を構成する各部材
並びにその材料、大きさ、膜厚及び成膜方法等について
具体的な例を挙げるが、本例に必ずしも限定されるもの
ではない。
【０１２３】このＭＲヘッド４０は、基板４１と、この
基板４１上に形成された下地層となる第１の非磁性膜４
２と、この下地層４２上で高さをそれぞれ略同一に形成
された下層シールドとなる第１の軟磁性膜４３及び第２
の非磁性膜４４と、これら第１の軟磁性膜４３及び第２
の非磁性膜４４上に形成された下層ギャップとなる第３
の非磁性膜４５と、この第３の非磁性膜４５上に形成さ
れた磁気抵抗効果素子（以下、ＭＲ素子という。）とな
るスピンバルブ膜４６及び一対の電極膜４７ａ，４７ｂ
と、これらスピンバルブ膜４６及び一対の電極膜４７
ａ，４７ｂが形成された第３の非磁性膜４５上に形成さ
れた上層ギャップとなる第４の非磁性膜４８と、スピン
バルブ膜４６の直上に位置して第４の非磁性膜４８上に
形成された上層シールドとなる第２軟磁性膜４９とによ
り構成される。
【０１２４】このＭＲヘッド４０では、下層シールドと
なる第１の軟磁性膜４３と上層シールドとなる第２の軟
磁性膜４９との間に、下層ギャップとなる第２の非磁性
膜４５と上層ギャップとなる第４の非磁性膜４８とが配
されることにより、ＭＲ素子となるスピンバルブ膜４６
を挟み込んで再生ギャップが形成されている。
【０１２５】また、このＭＲヘッド４０上には、記録用
のヘッドとしてインダクティブヘッドが形成されてい
る。このインダクティブヘッドは、下層コアとなる第２
の軟磁性膜４９上に、媒体対向面側の端部が所定の厚み
となるように形成された第５の非磁性膜５０と、この第
５の非磁性膜５０内に埋め込み形成された薄膜コイル
（図示せず。）と、第５の非磁性膜５０上に形成される
と共に、薄膜コイルの巻回中心にて第２の軟磁性膜４９
と当接するように形成された上層コアとなる第３の軟磁
性膜５１とにより構成される。また、第３の軟磁性膜５
１上には、保護層となる第６の非磁性膜５２が形成され
ている。
【０１２６】このインダクディブヘッドでは、下層コア
となる第２の軟磁性膜４９と上層コアとなる第３の軟磁
性膜５１とによって磁気コアが構成されると共に、これ
ら第２の軟磁性膜４９と第３の軟磁性膜５１との間に第
５の非磁性膜５０が配されることにより、磁気ギャップ
が形成されている。
【０１２７】このＭＲヘッド４０では、磁気記録媒体に
記録された磁気信号を再生する際に、ＭＲ素子となるス
ピンバルブ膜４６に一対の電極膜４７ａ，４７ｂを介し
て一定電流のセンス電流が供給される。このとき、スピ
ンバルブ膜４６の抵抗値が磁気記録媒体からの信号磁界
に応じて変化する。このため、スピンバルブ膜４６に対
して一定電流のセンス電流を供給すると、このスピンバ
ルブ膜４６の抵抗値の変化に基づいて、センス電流の電
圧値が変化する。したがって、このＭＲヘッド４０で
は、センス電流の電圧値の変化を測定することによっ
て、磁気記録媒体からの信号磁界を検出することができ
る。
【０１２８】一方、磁気記録媒体に磁気信号を記録する
際には、インダクティブヘッドの薄膜コイルに対して、
記録信号に応じた電流が供給される。このとき、薄膜コ
イルから発生する磁界により、第２の軟磁性膜４９と第
３の軟磁性膜５１とにより構成される磁気コアに磁束が
流れる。このため、インダクティブヘッドでは、第２の
軟磁性膜４９と第３の軟磁性膜５１との間の磁気ギャッ
プに漏れ磁界が発生し、この漏れ磁界を磁気記録媒体に
対して印加することにより、磁気信号を記録することが
できる。
【０１２９】以上のように構成されるＭＲヘッド４０を
製造する際は、先ず、例えばＡｌ２Ｏ３−ＴｉＣ（アル
チック）等の硬質の非磁性材料により略平板状に成形さ
れてなる基板４１を用意し、この基板４１の主面に対し
て鏡面研磨加工を施す。
【０１３０】次に、この基板４１の主面上に、下地層と
なる第１の非磁性膜４２を成膜する。ここでは、第１の
非磁性膜４２として、厚さ５μｍ程度のＡｌ２Ｏ３を成
膜した。また、この第１の非磁性膜４２の表面が平滑と
なるように、成膜後に研磨加工を施した。
【０１３１】次に、第１の非磁性膜４２上に、下部磁気
シールド層２３となる第１の軟磁性膜４３を成膜する。
第１の軟磁性膜４３は、例えばＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ合金
（センダスト）、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｒｕ−Ｇａ合金、Ｆｅ−
Ｔａ−Ｎ合金等の良好な軟磁気特性を示す材料により形
成される。ここでは、第１の磁性膜４３として、レジス
トパターンを用いたドライエッチング法により厚さ３〜
５μｍ程度のセンダストを成膜した。
【０１３２】次に、第１の軟磁性膜４３が成膜された第
１の非磁性膜４２上に、第２の非磁性膜４４を成膜す
る。この第２の非磁性膜４４は、例えばダイヤモンドラ
イクカーボン（ＤＬＣ）やＡｌ２Ｏ３等の非磁性材料に
より形成される。ここでは、第２の非磁性膜４４とし
て、高周波スパッタリング法により厚さ３〜５μｍ程度
のダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）を成膜した。
また、このとき、第１の軟磁性膜４３の磁気特性を制御
するために、外部から磁場を印加しながら第２の非磁性
膜４４を成膜してもよい。
【０１３３】次に、第２の非磁性膜４４に対して研磨加
工を施し、この第２の非磁性膜４４に埋め込まれた第１
の軟磁性膜４３を露出させる。すなわち、第１の軟磁性
膜４３と第２の非磁性膜４４とが同一面を構成するよう
に、第２の非磁性膜４４に対して研磨加工を施す。
【０１３４】このとき、第１の軟磁性膜４３と第２の非
磁性膜４４との表面粗度が１ｎｍ以下となる程度まで研
磨することが望ましい。これにより、後の工程によって
形成される第３の非磁性膜４５の厚みの精度等を向上さ
せることができる。
【０１３５】次に、同一面を構成する第１の軟磁性膜４
３及び第２の非磁性膜４４上に、下層ギャップとなる第
３の非磁性膜４５を成膜する。ここでは、第３の非磁性
膜４５として、高周波プラズマ法によって厚さ０．３〜
０．５μｍ程度のダイヤモンドライクカーボン（ＤＬ
Ｃ）を成膜した。このとき、第１の軟磁性膜４３の磁気
特性を制御するために、外部から磁場を印加しながら第
３の非磁性膜４５を成膜してもよい。また、第３の非磁
性膜４５を成膜した後に、この第３の非磁性膜４５の表
面粗度が１ｎｍ以下となる程度まで研磨することが望ま
しい。これにより、後の工程において、第３の非磁性膜
４５上に形成されるスピンバルブ膜４６及び一対の電極
膜４７ａ，４７ｂの厚みの精度等を向上させることがで
きる。これにより、最終的に作製されるＭＲヘッド４０
の再生効率を向上させることができる。
【０１３６】次に、第３の非磁性膜４５上に、磁気抵抗
効果素子となるスピンバルブ膜４６を成膜する。このス
ピンバルブ膜４６は、上述した本発明を適用したスピン
バルブ膜の製造方法と同様にして、第３の非磁性膜４５
上に成膜される。
【０１３７】具体的に、このスピンバルブ膜４６を成膜
する際は、上述したスパッタ装置２０を用いて、例え
ば、下層層２となる膜厚３ｎｍのＴａ膜と、反強磁性層
３となる膜厚２０ｎｍのＰｔＭｎ膜と、磁化固定層４と
なる膜厚１．５ｎｍのＣｏＦｅ膜、膜厚０．８ｎｍのＲ
ｕ膜及び膜厚２．０ｎｍのＣｏＦｅ膜と、非磁性層５と
なる膜厚２．２ｎｍのＣｕ膜と、磁化自由層６となる膜
厚０．５ｎｍのＣｏＦｅ膜及び膜厚４ｎｍのＮｉＦｅ膜
と、保護層７となる膜厚３ｎｍのＴａ膜とを順次積層す
る。
【０１３８】このとき、スパッタ装置２０では、スパッ
タ成膜用チャンバ２２にて、スピンバルブ膜４６のう
ち、非磁性層５となるＣｕ膜まで成膜し、ガス暴露用チ
ャンバ２３にて、この基板４０をＣｕ膜の表面を活性化
するサーファクタントガス雰囲気中に暴露する。これに
より、非磁性層５となるＣｕ膜の表面を平滑化すること
ができる。また、スパッタ成膜用チャンバ２２にて、反
強磁性層３をより高真空の状態で成膜することができ
る。
【０１３９】したがって、本手法によれば、非磁性層５
となるＣｕ膜の膜厚を薄くした場合でも、この非磁性層
５を介して積層される磁化固定層４と磁化自由層６との
間に作用する層間結合を抑制することができる。また、
反強磁性層の良好な特性を得ることができる。したがっ
て、ＭＲ比の向上した高品質のスピンバルブ膜を形成す
ることができる。
【０１４０】次に、このスピンバルブ膜４６の両端部
に、一対の電極膜４７ａ，４７ｂを成膜する。この一対
の電極膜４７ａ，４７ｂは、例えばＣｕ等の導電性材料
を用いて、蒸着法やスパッタリング法等の手法により、
スピンバルブ膜４６の長手方向の両端部にそれぞれ成膜
される。
【０１４１】次に、これらスピンバルブ膜４６及び一対
の電極膜４７ａ，４７ｂが形成された第３の非磁性膜４
５上に、上層ギャップとなる第４の非磁性膜４８を成膜
する。この第４の非磁性膜４８は、例えばＡｌ２Ｏ３等
の非磁性絶縁材料を用いて、スパッタリング等の手法に
より成膜される。
【０１４２】次に、この第４の非磁性膜４８上に、上層
シールド兼下層コアとなる第２の軟磁性膜４９を成膜す
る。この第２の軟磁性膜４９は、上述した第１の軟磁性
膜４３と同様に、良好な軟磁気特性を示す材料により形
成される。
【０１４３】次に、この第２の軟磁性膜４９上に、第５
の非磁性膜５０を成膜する。この第５の非磁性膜４９
は、例えばＡｌ２Ｏ３等の非磁性絶縁材料を用いて、ス
パッタリング等の手法により成膜される。このとき、第
５の非磁性膜５０の内部に、図示しない薄膜コイルを形
成する。この薄膜コイルは、第２の軟磁性膜４９と後述
する第３の軟磁性膜５１との接続部分を略中心として、
第５の非磁性膜５０内部にてスパイラル状に形成され
る。
【０１４４】次に、第５の非磁性膜５０上に、上層コア
となる第３の軟磁性膜５１を成膜する。この第３の軟磁
性膜５１は、上述した第１の軟磁性膜４３及び第２の軟
磁性膜４９と同様に、良好な軟磁気特性を示す材料によ
り形成される。また、第３の軟磁性膜５１は、薄膜コイ
ルの巻回中心にて第２の軟磁性膜４９と当接することと
なる。
【０１４５】次に、この基板４０の全面に亘って、保護
層５２となる第６の非磁性膜５２を成膜する。この第６
の非磁性膜５２は、例えばＡｌ２Ｏ３等の非磁性絶縁材
料を用いて、スパッタリング等の手法により成膜され
る。
【０１４６】以上のように、本手法によれば、スピンバ
ルブ膜４６のＭＲ比の向上させた高品質の磁気抵抗効果
型磁気ヘッドを容易に製造することが可能となる。
【０１４７】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、非磁性層となるＣｕ膜を薄膜化した場合でも、磁
化固定層と磁化自由層との間に作用する層間結合を抑制
することができ、且つ、反強磁性層をより高真空の状態
で成膜することができる。したがって、磁気抵抗変化率
の向上した高品質のスピンバルブ膜を容易に製造するこ
とができ、また、そのようなスピンバルブ膜を磁気記録
媒体からの磁気信号を検出するための感磁素子として用
いた高品質の磁気抵抗効果型磁気ヘッドを容易に製造す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＢＳＶ型及びＢＳＳＶ型のスピンバルブ膜の構
成を示す概略断面図である。
【図２】ＴＳＶ型及びＴＳＳＶ型のスピンバルブ膜の構
成を示す概略断面図である。
【図３】ＤＳＶ型及びＤＳＳＶ型のスピンバルブ膜の構
成を示す概略断面図である。
【図４】スパッタ装置の構成を示す模式図である。
【図５】試料１のスピンバルブ膜について、（ａ）は、
ガス流量とＭＲ比との関係を示す特性図であり、（ｂ）
は、ガス流量とＲsq.との関係を示す特性図であり、
（ｃ）は、ガス流量とΔＲsq.との関係を示す特性図で
ある。
【図６】試料１のスピンバルブ膜について、ガス流量と
層間結合Ｈinとの関係を示す特性図である。
【図７】試料１のスピンバルブ膜について、本発明を適
用した場合の外部磁界ＨとＭＲ比との関係を示す特性図
である。
【図８】試料１のスピンバルブ膜について、従来の外部
磁界ＨとＭＲ比との関係を示す特性図である。
【図９】試料２のスピンバルブ膜について、（ａ）は、
ガス流量とＭＲ比との関係を示す特性図であり、（ｂ）
は、ガス流量とＲsq.との関係を示す特性図であり、
（ｃ）は、ガス流量とΔＲsq.との関係を示す特性図で
ある。
【図１０】試料２のスピンバルブ膜について、ガス流量
と層間結合Ｈinとの関係を示す特性図である。
【図１１】試料２のスピンバルブ膜について、本発明を
適用した場合の外部磁界ＨとＭＲ比との関係を示す特性
図である。
【図１２】試料２のスピンバルブ膜について、従来の外
部磁界ＨとＭＲ比との関係を示す特性図である。
【図１３】試料３のスピンバルブ膜について、酸素の導
入時間を１５秒としたときの外部磁界ＨとＭＲ比との関
係を示す特性図である。
【図１４】試料３のスピンバルブ膜について、酸素の導
入時間を３０秒としたときの外部磁界ＨとＭＲ比との関
係を示す特性図である。
【図１５】試料３のスピンバルブ膜について、酸素の導
入時間を１２０秒としたときの外部磁界ＨとＭＲ比との
関係を示す特性図である。
【図１６】試料４のスピンバルブ膜について、Ｃｕ膜の
膜厚と層間結合Ｈinとの関係を示す特性図である。
【図１７】試料４のスピンバルブ膜について、（ａ）
は、ガス流量とＭＲ比との関係を示す特性図であり、
（ｂ）は、ガス流量とＲsq.との関係を示す特性図であ
り、（ｃ）は、ガス流量とΔＲsq.との関係を示す特性
図である。
【図１８】試料４のスピンバルブ膜について、Ｃｕ膜の
膜厚を２．０ｎｍとしたときの外部磁界ＨとＭＲ比との
関係を示す特性図である。
【図１９】試料４のスピンバルブ膜について、Ｃｕ膜の
膜厚を２．２ｎｍとしたときの外部磁界ＨとＭＲ比との
関係を示す特性図である。
【図２０】試料４のスピンバルブ膜について、Ｃｕ膜の
膜厚を２．９ｎｍとしたときの外部磁界ＨとＭＲ比との
関係を示す特性図である。
【図２１】試料５のスピンバルブ膜について、本発明を
適用した場合の外部磁界ＨとＭＲ比との関係を示す特性
図である。
【図２２】試料５のスピンバルブ膜について、従来の外
部磁界ＨとＭＲ比との関係を示す特性図である。
【図２３】試料６のスピンバルブ膜について、外部磁界
ＨとＭＲ比との関係を示す特性図であり、（ａ）は、Ｔ
ａ膜の成膜後に、（ｂ）は、ＮｉＦｅ膜の成膜後に、
（ｃ）は、Ｃｕ膜の成膜後に、基板をサーファクタント
ガス雰囲気中に暴露した場合であり、（ｄ）は、従来と
同様に基板をサーファクタントガス雰囲気中に暴露しな
かった場合である。
【図２４】試料６のスピンバルブ膜について、ＰｔＭｎ
膜のＸ線相対強度とＮｉＦｅ膜のＸ線相対強度との関係
を示す特性図である。
【図２５】本発明を適用して作製される磁気抵抗効果型
磁気ヘッドの一構成例を示す概略端面図である。
【符号の説明】
１ 基板、２ 下地層、３ 反強磁性層、４ 磁化固定
層、５ 非磁性層、６磁化自由層、７ 保護層、２０
スパッタ装置、２１ 基板準備室、２２ スパッタ成膜
用チャンバ、２３ ガス暴露用チャンバ、２４ 基板搬
送室、２５カソード、２６ アノード、２７ ガス排出
口、２８ ガス導入口、２９ ガス排出口、３０ ガス
導入口、３１ 搬送用ロボット、４０ ＭＲヘッド、４
１基板、４２ 第１の非磁性膜（下地層）、４３ 第１
の軟磁性膜（下層シールド）、４４ 第２の非磁性膜、
４５ 第３の非磁性膜（下層ギャップ）、４６ スピン
バルブ膜（ＭＲ素子）、４７ａ，４７ｂ 一対の電極
膜、４８ 第４の非磁性膜（上層ギャップ）、４９ 第
２の軟磁性膜（上層シールド兼下層コア）、５０ 第５
の非磁性膜（磁気ギャップ）、５１ 第３の軟磁性膜
（上層コア）、５２ 第６の非磁性膜（保護層）
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 43/08 Ｇ０１Ｒ 33/06 Ｒ

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも基板上に、反強磁性層と、上
    記反強磁性層との間で働く交換結合磁界により所定の方
    向に磁化が固定された磁化固定層と、外部磁界に応じて
    磁化方向が変化する磁化自由層と、上記磁化固定層と上
    記磁化自由層との間を磁気的に隔離するＣｕ膜からなる
    非磁性層とが積層されてなるスピンバルブ膜の製造方法
    であって、 スパッタリングによる成膜を減圧下で行うスパッタ成膜
    用チャンバにて、上記基板上に、上記スピンバルブ膜の
    上記非磁性層となるＣｕ膜まで成膜し、 上記Ｃｕ膜の表面を活性化するガスを導入させたガス暴
    露用チャンバにて、上記基板を当該ガス雰囲気中に暴露
    し、 上記スパッタ成膜用チャンバにて、上記基板上に、上記
    スピンバルブ膜の残りの成膜を行うことを特徴とするス
    ピンバルブ膜の製造方法。
  2. 【請求項２】 上記基板上に、少なくとも上記反強磁性
    層と、上記磁化固定層と、上記非磁性層と、上記磁化自
    由層とを、この順に積層することを特徴とする請求項１
    記載のスピンバルブ膜の製造方法。
  3. 【請求項３】 上記基板上に、少なくとも上記磁化自由
    層と、上記非磁性層と、上記磁化固定層と、上記反強磁
    性層とを、この順に積層することを特徴とする請求項１
    記載のスピンバルブ膜の製造方法。
  4. 【請求項４】 上記基板上に、少なくとも上記反強磁性
    層と、上記磁化固定層と、上記非磁性層と、上記磁化自
    由層と、上記非磁性層と、上記磁化固定層と、上記反強
    磁性層とを、この順に積層することを特徴とする請求項
    １記載のスピンバルブ膜の製造方法。
  5. 【請求項５】 上記ガス暴露用チャンバ内に、上記Ｃｕ
    膜の表面を活性化するガスを導入する前に、不活性ガス
    を導入することを特徴とする請求項１記載のスピンバル
    ブ膜の製造方法。
  6. 【請求項６】 上記Ｃｕ膜の表面を活性化するガスとし
    て、酸素、水素、窒素のうち、少なくとも１種以上を含
    有するガスを用いることを特徴とする請求項１記載のス
    ピンバルブ膜の製造方法。
  7. 【請求項７】 上記反強磁性層として、Ｍｎを含有する
    反強磁性材料を用いることを特徴とする請求項１記載の
    スピンバルブ膜の製造方法。
  8. 【請求項８】 少なくとも基板上に、反強磁性層と、上
    記反強磁性層との間で働く交換結合磁界により所定の方
    向に磁化が固定された磁化固定層と、外部磁界に応じて
    磁化方向が変化する磁化自由層と、上記磁化固定層と上
    記磁化自由層との間を磁気的に隔離するＣｕ膜からなる
    非磁性層とが積層されてなるスピンバルブ膜を磁気記録
    媒体からの磁気信号を検出する感磁素子として用いた磁
    気抵抗効果型磁気ヘッドの製造方法であって、 上記スピンバルブ膜を成膜する際に、 スパッタリングによる成膜を減圧下で行うスパッタ成膜
    用チャンバにて、上記基板上に、上記スピンバルブ膜の
    上記非磁性層となるＣｕ膜まで成膜し、 上記Ｃｕ膜の表面を活性化するガスを導入させたガス暴
    露用チャンバにて、上記基板を当該ガス雰囲気中に暴露
    し、 上記スパッタ成膜用チャンバにて、上記基板上に、上記
    スピンバルブ膜の残りの成膜を行うことを特徴とする磁
    気抵抗効果型磁気ヘッドの製造方法。
  9. 【請求項９】 上記スピンバルブ膜として、上記基板上
    に、少なくとも上記反強磁性層と、上記磁化固定層と、
    上記非磁性層と、上記磁化自由層とを、この順に積層す
    ることを特徴とする請求項８記載の磁気抵抗効果型磁気
    ヘッドの製造方法。
  10. 【請求項１０】 上記スピンバルブ膜として、上記基板
    上に、少なくとも上記磁化自由層と、上記非磁性層と、
    上記磁化固定層と、上記反強磁性層とを、この順に積層
    することを特徴とする請求項８記載の磁気抵抗効果型磁
    気ヘッドの製造方法。
  11. 【請求項１１】 上記スピンバルブ膜として、上記基板
    上に、少なくとも上記反強磁性層と、上記磁化固定層
    と、上記非磁性層と、上記磁化自由層と、上記非磁性層
    と、上記磁化固定層と、上記反強磁性層とを、この順に
    積層することを特徴とする請求項８記載の磁気抵抗効果
    型磁気ヘッドの製造方法。
  12. 【請求項１２】 上記ガス暴露用チャンバ内に、上記Ｃ
    ｕ膜の表面を活性化するガスを導入する前に、不活性ガ
    スを導入することを特徴とする請求項８記載の磁気抵抗
    効果型磁気ヘッドの製造方法。
  13. 【請求項１３】 上記Ｃｕ膜の表面を活性化するガスと
    して、酸素、水素、窒素のうち、少なくとも１種以上を
    含有するガスを用いることを特徴とする請求項８記載の
    磁気抵抗効果型磁気ヘッドの製造方法。
  14. 【請求項１４】 上記反強磁性層として、Ｍｎを含有す
    る反強磁性材料を用いることを特徴とする請求項８記載
    の磁気抵抗効果型磁気ヘッドの製造方法。
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