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Info
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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。
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
【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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
−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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。)。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
磁気ヘッドの一構成例を示す概略端面図である。
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)
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)
- 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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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