JP2008010509A - 磁気抵抗効果素子及び磁気ディスク装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】スパッタリング法によりアルミナ膜2上に配向制御膜3を形成する。配向制御膜3としては、Ti膜、Ta膜、Ru膜又はMgO膜等を形成する。配向制御膜3上に下部シールド層4を形成する。この時、下部シールド層4を構成する結晶粒は柱状晶となる。また、配向制御膜3としてTi膜、Ta膜又はRu膜が形成されている場合、下部シールド層4の表面は(111)面となり、配向制御膜3としてMgO膜が形成されている場合、下部シールド層4の表面は(100)面となる。下部シールド層4上にGMR膜5を形成する。GMR膜5の形成に当たっては、先ず、下部シールド層4上に反強磁性膜をエピタキシャル成長させる。この時、反強磁性膜は、下部シールド層4の結晶構造を反映し、その表面も(111)面又は(100)面となる。
【選択図】図1A
Description
先ず、本発明の第1の実施形態について説明する。図1Aは、本発明の第1の実施形態に係るCPP型の磁気抵抗効果素子の構造を示す断面図であり、図1Bは、第1の実施形態に係る磁気抵抗効果素子を構成するGMR膜の構造を示す断面図である。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。第1の実施形態はGMR膜5を備えたGMR素子であるのに対し、第2の実施形態はTMR膜を備えたTMR素子である。図6Aは、本発明の第2の実施形態に係るCPP型の磁気抵抗効果素子の構造を示す断面図であり、図6Bは、第2の実施形態に係る磁気抵抗効果素子を構成するTMR膜の構造を示す断面図である。
第1の軟磁性層と、
前記第1の軟磁性層上に形成された磁気抵抗効果膜と、
前記磁気抵抗効果膜上に形成された第2の軟磁性層と、
を有し、
膜厚方向に電流を流すことができる磁気抵抗効果素子であって、
前記第1の軟磁性層は柱状晶から構成されており、
前記磁気抵抗効果膜は、前記第1の軟磁性層の直上に形成された反強磁性層を有することを特徴とする磁気抵抗効果素子。
前記第1の軟磁性層の表面は(111)面となっていることを特徴とする付記1に記載の磁気抵抗効果素子。
前記第1の軟磁性層の直下に形成され、Ti、Ta及びRuからなる群から選択された1種からなる配向制御膜を有することを特徴とする付記2に記載の磁気抵抗効果素子。
前記第1の軟磁性層の表面は(100)面となっていることを特徴とする付記1に記載の磁気抵抗効果素子。
前記第1の軟磁性層の直下に形成され、MgOからなる配向制御膜を有することを特徴とする付記4に記載の磁気抵抗効果素子。
前記磁気抵抗効果膜は、CPP型抵抗効果膜又はトンネル型磁気抵抗効果膜であることを特徴とする付記1乃至5のいずれか1項に記載の磁気抵抗効果素子。
前記第1の軟磁性層は、NiFe層又はFeAlSi層であることを特徴とする付記1乃至6のいずれか1項に記載の磁気抵抗効果素子。
前記磁気抵抗効果膜は、前記第1の軟磁性層を構成する1又は2以上の結晶粒のうちの単一の結晶粒上に形成されていることを特徴とする付記1乃至7のいずれか1項に記載の磁気抵抗効果素子。
磁気ディスクと、
前記磁気ディスクに記録された情報を読み取る磁気ヘッドと、
を有する磁気ディスク装置であって、
前記磁気ヘッドは、付記1乃至8のいずれか1項に記載の磁気抵抗効果素子を有することを特徴とする磁気ディスク装置。
柱状晶から構成された第1の軟磁性層を形成する工程と、
前記第1の軟磁性層上に磁気抵抗効果膜を形成する工程と、
前記磁気抵抗効果膜の上方に第2の軟磁性層を形成する工程と、
を有し、
前記磁気抵抗効果膜を形成する工程は、前記第1の軟磁性層上に反強磁性膜を直接形成する工程を有することを特徴とするCPP型の磁気抵抗効果素子の製造方法。
前記第1の軟磁性層の表面を(111)面とすることを特徴とする付記10に記載の磁気抵抗効果素子の製造方法。
前記第1の軟磁性層を形成する工程の前に、Ti、Ta及びRuからなる群から選択された1種からなる配向制御膜を形成する工程を有し、
前記第1の軟磁性層を前記配向制御膜上に直接形成することを特徴とする付記11に記載の磁気抵抗効果素子の製造方法。
前記第1の軟磁性層の表面を(100)面とすることを特徴とする付記10に記載の磁気抵抗効果素子の製造方法。
前記第1の軟磁性層を形成する工程の前に、MgOからなる配向制御膜を形成する工程を有し、
前記第1の軟磁性層を前記配向制御膜上に直接形成することを特徴とする付記13に記載の磁気抵抗効果素子の製造方法。
前記磁気抵抗効果膜として、巨大磁気抵抗効果膜又はトンネル型磁気抵抗効果膜を形成することを特徴とする付記10乃至14のいずれか1項に記載の磁気抵抗効果素子の製造方法。
前記第1の軟磁性層として、NiFe層又はFeAlSi層を形成することを特徴とする付記10乃至15のいずれか1項に記載の磁気抵抗効果素子の製造方法。
前記第1の軟磁性層をスパッタリング法により形成することを特徴とする付記10乃至16のいずれか1項に記載の磁気抵抗効果素子の製造方法。
前記磁気抵抗効果膜を、前記第1の軟磁性層を構成する1又は2以上の結晶粒のうちの単一の結晶粒上に形成することを特徴とする付記10乃至17のいずれか1項に記載の磁気抵抗効果素子の製造方法。
2、6:アルミナ膜
3:配向制御膜
4:下部シールド層(第1の軟磁性層)
5:GMR膜
7:ハード膜
8:上部シールド層(第2の軟磁性層)
11:反強磁性膜
12:強磁性膜
13:非磁性膜
14:強磁性膜
15:非磁性中間膜
16:強磁性膜
17:キャップ膜
18:磁化固定層
25:TMR膜
35:トンネル絶縁膜
Claims (10)
- 第1の軟磁性層と、
前記第1の軟磁性層上に形成された磁気抵抗効果膜と、
前記磁気抵抗効果膜上に形成された第2の軟磁性層と、
を有し、
膜厚方向に電流を流すことができる磁気抵抗効果素子であって、
前記第1の軟磁性層は柱状晶から構成されており、
前記磁気抵抗効果膜は、前記第1の軟磁性層の直上に形成された反強磁性層を有することを特徴とする磁気抵抗効果素子。 - 前記第1の軟磁性層の表面は(111)面となっていることを特徴とする請求項1に記載の磁気抵抗効果素子。
- 前記第1の軟磁性層の直下に形成され、Ti、Ta及びRuからなる群から選択された1種からなる配向制御膜を有することを特徴とする請求項2に記載の磁気抵抗効果素子。
- 前記第1の軟磁性層の表面は(100)面となっていることを特徴とする請求項1に記載の磁気抵抗効果素子。
- 前記第1の軟磁性層の直下に形成され、MgOからなる配向制御膜を有することを特徴とする請求項4に記載の磁気抵抗効果素子。
- 磁気ディスクと、
前記磁気ディスクに記録された情報を読み取る磁気ヘッドと、
を有する磁気ディスク装置であって、
前記磁気ヘッドは、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の磁気抵抗効果素子を有することを特徴とする磁気ディスク装置。 - 柱状晶から構成された第1の軟磁性層を形成する工程と、
前記第1の軟磁性層上に磁気抵抗効果膜を形成する工程と、
前記磁気抵抗効果膜の上方に第2の軟磁性層を形成する工程と、
を有し、
前記磁気抵抗効果膜を形成する工程は、前記第1の軟磁性層上に反強磁性膜を直接形成する工程を有することを特徴とするCPP型の磁気抵抗効果素子の製造方法。 - 前記第1の軟磁性層の表面を(111)面とすることを特徴とする請求項7に記載の磁気抵抗効果素子の製造方法。
- 前記第1の軟磁性層の表面を(100)面とすることを特徴とする請求項7に記載の磁気抵抗効果素子の製造方法。
- 前記第1の軟磁性層をスパッタリング法により形成することを特徴とする請求項7乃至9のいずれか1項に記載の磁気抵抗効果素子の製造方法。
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