(57)【要約】【課題】比較的に低い温度で結晶格子の規則化を実現することができるホイスラー金属の製造方法を提供する。【解決手段】ホイスラー金属の製造方法の一具体例は、ホイスラー金属の全ての構成元素を含有する積層体６８を形成する工程と、積層体６８に加熱処理を施す工程とを備える。積層体６８の各層は、ホイスラー金属の構成元素から選択される少なくとも１以上の構成元素で形成される。【選択図】図７
2010262986.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホイスラー金属の全ての構成元素を含有する積層体を形成する工程と、
前記積層体に加熱処理を施す工程とを備え、
前記積層体の各層は、ホイスラー金属の構成元素から選択される少なくとも１以上の構成元素で形成されることを特徴とするホイスラー金属の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のホイスラー金属の製造方法において、前記積層体は、マンガンを含む反強磁性層上に積層されることを特徴とするホイスラー金属の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載のホイスラー金属の製造方法において、前記ホイスラー金属はコバルト鉄アルミニウムシリコンであって、前記積層体は、
第１コバルト鉄合金層と、
コバルト鉄合金層の表面に積層される第１アルミニウム層と、
アルミニウム層の表面に積層されるコバルトシリコン層と、
コバルトシリコン層の表面に積層される第２アルミニウム層と、
第２アルミニウム層の表面に積層される第２コバルト鉄合金層とを備える
ことを特徴とするホイスラー金属の製造方法。
【請求項４】
請求項１または２に記載のホイスラー金属の製造方法において、前記ホイスラー金属はコバルトマンガンシリコンであって、前記積層体は、
第１コバルトシリコン層と、
第１コバルトシリコン層の表面に積層されるマンガン層と、
マンガン層の表面に積層される第２コバルトシリコン層とを備える
ことを特徴とするホイスラー金属の製造方法。
【請求項５】
請求項１または２に記載のホイスラー金属の製造方法において、前記ホイスラー金属はコバルトマンガンシリコンであって、前記積層体は、
第１コバルト層と、
第１コバルト層の表面に積層される第１マンガン層と、
第１マンガン層の表面に積層される第１コバルトシリコン層と、
第１コバルトシリコン層の表面に積層される第２マンガン層と、
第２マンガン層の表面に積層される第２コバルトシリコン層と、
第２コバルトシリコン層の表面に積層される第３マンガン層と、
第３マンガン層の表面に積層される第２コバルト層とを備える
ことを特徴とするホイスラー金属の製造方法。
【請求項６】
反強磁性層を形成する工程と、
反強磁性層の表面に、ホイスラー金属の全ての構成元素を含有する積層体を形成する工程と、
前記積層体に加熱処理を施す工程とを備え、
前記積層体の各層は、ホイスラー金属の構成元素から選択される少なくとも１以上の構成元素で形成されることを特徴とする磁気抵抗効果膜の製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載の磁気抵抗効果膜の製造方法において、前記反強磁性層はマンガンを含むことを特徴とする磁気抵抗効果膜の製造方法。
【請求項８】
軟磁性層を形成する工程と、
前記軟磁性層の表面に絶縁層を積層する工程と、
前記絶縁層の表面に、ホイスラー金属の全ての構成元素を含有する積層体を形成する工程と、
前記積層体に加熱処理を施す工程とを備え、
前記積層体の各層は、ホイスラー金属の構成元素から選択される少なくとも１以上の構成元素で形成されることを特徴とする磁気抵抗効果膜の製造方法。
【請求項９】
請求項８に記載の磁気抵抗効果膜の製造方法において、前記軟磁性層はコバルト鉄またはコバルトマンガンのいずれかであることを特徴とする磁気抵抗効果膜の製造方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の磁気抵抗効果膜の製造方法において、前記絶縁層は酸化マグネシウムであることを特徴とする磁気抵抗効果膜の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はホイスラー金属の製造方法および磁気抵抗効果膜の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ホイスラー金属でＬ２１規則格子やＢ２規則格子といった規則格子構造が確立されると、ホイスラー金属は高い分極率を示す。こういった高い分極率のホイスラー金属が例えばトンネル接合磁気抵抗効果（ＴＭＲ）素子に用いられると、高い磁気抵抗変化率の実現が期待される。
【０００３】
ホイスラー金属の製造にあたって例えばマグネトロンスパッタリングが利用される。ホイスラー金属の全ての構成元素を含むターゲットに基づきホイスラー金属の単層が成膜される。ホイスラー金属の単層に加熱処理が施されると、ホイスラー金属で規則格子結晶が確立される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−６０２０２号公報
【特許文献２】特開２００４−２１３８６９号公報
【特許文献３】特開２００６−４４６０号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Ｓ．Ｋａｍｍｅｒｅｒ外，「Ｒｏｏｍ−ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｂｅｈａｖｉｏｒ  ｏｆ  Ｃｏ２ＭｎＳｉ  ｔｈｉｎ  ｆｉｌｍｓ」，ＪＯＵＲＮＡＬ  ＯＦ  ＡＰＰＬＩＥＤ  ＰＨＹＳＩＣＳ，２００３年５月１５日，ＶＯＬＵＭＥ  ９３，ＮＵＭＢＥＲ  １０，ｐ７９４５−７９４７
【非特許文献２】Ｎ．Ｔｅｚｕｋａ外，「Ｔｕｎｎｅｌ  ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ  ｆｏｒ  ｊｕｎｃｔｉｏｎｓ  ｗｉｔｈ  ｅｐｉｔａｘｉａｌ  ｆｕｌｌ−Ｈｅｕｓｌｅｒ  Ｃｏ２ＦｅＡｌ０．５Ｓｉ０．５  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ  ｗｉｔｈ  Ｂ２  ａｎｄ  Ｌ２１  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ」，ＡＰＰＬＩＥＤ  ＰＨＹＳＩＣＳ  ＬＥＴＴＥＲＳ  ８９，１１２５１４，２００６年
【非特許文献３】Ｃ．Ｐ．Ｌｕｏ外，「Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ａｎｄ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ  ｏｆ  Ｆｅ／Ｐｔ  Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍｓ」，ＩＥＥＥ  ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳ  ＯＮ  ＭＡＧＮＥＴＩＣＳ，１９９５年１１月，ＶＯＬ．３１，ＮＯ．６，ｐ２７６４−２７６６
【非特許文献４】Ｊ．Ｐ．Ｌｉｕ外，「Ｈｉｇｈ  ｅｎｅｒｇｙ  ｐｒｏｄｕｃｔｓ  ｉｎ  ｒａｐｉｄｌｙ  ａｎｎｅａｌｅｄ  ｎａｎｏｓｃａｌｅ  Ｆｅ／Ｐｔ  ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒｓ」，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７２（４），１９９８年１月２６日，ｐ４８３−４８５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ホイスラー金属の規則化にあたって摂氏４００度以上の高温で単層は熱せられる。例えばＴＭＲ素子の製造にあたってマンガン（Ｍｎ）を含む反強磁性層上でホイスラー金属が摂氏４００度以上で熱せられると、マンガンはホイスラー金属に拡散してしまう。その結果、期待されるほど磁気抵抗変化率は高められることはできない。
【０００７】
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、比較的に低い温度で結晶格子の規則化を実現することができるホイスラー金属の製造方法を提供することを目的とする。同様に、本発明は、比較的に低い温度で結晶格子の規則化を実現することができる磁気抵抗効果膜の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、ホイスラー金属の製造方法の一具体例は、ホイスラー金属の全ての構成元素を含有する積層体を形成する工程と、前記積層体に加熱処理を施す工程とを備える。前記積層体の各層は、ホイスラー金属の構成元素から選択される少なくとも１以上の構成元素で形成される。
【０００９】
一具体例に係る磁気抵抗効果膜の製造方法は、反強磁性層を形成する工程と、反強磁性層の表面に、ホイスラー金属の全ての構成元素を含有する積層体を形成する工程と、前記積層体に加熱処理を施す工程とを備える前記積層体の各層は、ホイスラー金属の構成元素から選択される少なくとも１以上の構成元素で形成される。
【００１０】
他の具体例に係る磁気抵抗効果膜の製造方法は、軟磁性層を形成する工程と、前記軟磁性層の表面に絶縁層を積層する工程と、前記絶縁層の表面に、ホイスラー金属の全ての構成元素を含有する積層体を形成する工程と、前記積層体に加熱処理を施す工程とを備える。前記積層体の各層は、ホイスラー金属の構成元素から選択される少なくとも１以上の構成元素で形成される。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように、ホイスラー金属の製造方法や磁気抵抗効果膜の製造方法によれば、比較的に低い温度で結晶格子の規則化は実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】磁気記憶装置の一具体例すなわちハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）の構造を概略的に示す平面図である。
【図２】一具体例に係る浮上ヘッドスライダーを概略的に示す拡大斜視図である。
【図３】媒体対向面から観察される電磁変換素子を概略的に示す電磁変換素子の正面図である。
【図４】図３の４−４線に沿った断面図である。
【図５】第１実施形態に係るトンネル接合磁気抵抗効果膜の構造を概略的に示す拡大正面図である。
【図６】トンネル接合磁気抵抗効果膜の素材を概略的に示す拡大正面図である。
【図７】積層体の層構造を概略的に示す拡大正面図である。
【図８】トンネル接合磁気抵抗効果膜の削り出し工程を概念的に示す拡大正面図である。
【図９】ＲＡ（抵抗および面積の積）とＭＲ比との関係を示すグラフである。
【図１０】第１具体例に係るＣｏ２ＦｅＡｌ０．５Ｓｉ０．５のＸ線回折の結果を示すグラフである。
【図１１】第１比較例に係るＣｏ２ＦｅＡｌ０．５Ｓｉ０．５のＸ線回折の結果を示すグラフである。
【図１２】第２具体例に係るＣｏ２ＭｎＳｉのＸ線回折の結果を示すグラフである。
【図１３】第２比較例に係るＣｏ２ＭｎＳｉのＸ線回折の結果を示すグラフである。
【図１４】第１具体例および第１比較例に係るＣｏ２ＦｅＡｌ０．５Ｓｉ０．５のＢ２構造の体積率を示すグラフである。
【図１５】第１具体例および第１比較例に係るＣｏ２ＦｅＡｌ０．５Ｓｉ０．５の結晶性を示すグラフである。
【図１６】第２〜第４具体例および第２比較例に係るＣｏ２ＭｎＳｉのＢ２構造の体積率を示すグラフである。
【図１７】第２〜第４具体例および第２比較例に係るＣｏ２ＭｎＳｉの結晶性を示すグラフである。
【図１８】層構造ごとにＭＲ比を示すグラフである。
【図１９】第２実施形態に係るトンネル接合磁気抵抗効果膜の構造を概略的に示す拡大正面図である。
【図２０】磁気ランダムアクセスメモリー（ＭＲＡＭ）の構造を概略的に示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。
【００１４】
図１は磁気記憶装置の一具体例すなわちハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）１１の構造を概略的に示す。このＨＤＤ１１は筐体すなわちハウジング１２を備える。ハウジング１２は箱形のベース１３およびカバー（図示されず）を備える。ベース１３は例えば平たい直方体の内部空間すなわち収容空間を区画する。カバーはベース１３の開口に結合される。カバーとベース１３との間で収容空間は密閉される。
【００１５】
収容空間には記憶媒体の一具体例すなわち１枚以上の磁気ディスク１４が収容される。磁気ディスク１４はスピンドルモーター１５の駆動軸に装着される。スピンドルモーター１５は例えば５４００ｒｐｍ、７２００ｒｐｍ、１００００ｒｐｍ、１５０００ｒｐｍといった高速度で磁気ディスク１４を回転させることができる。ここでは、例えば磁気ディスク１４は垂直磁気記録ディスクに構成される。すなわち、磁気ディスク１４上の記録用磁性膜では磁化容易軸は磁気ディスク１４の表面に直交する垂直方向に設定される。
【００１６】
収容空間にはキャリッジ１６がさらに収容される。キャリッジ１６はキャリッジブロック１７を備える。キャリッジブロック１７は、ベース１３の底板から垂直方向に延びる支軸１８に回転自在に連結される。キャリッジブロック１７には支軸１８から水平方向に延びる複数のキャリッジアーム１９が区画される。
【００１７】
キャリッジ１６は複数のヘッドサスペンション２１を備える。個々のヘッドサスペンション２１は個別に対応のキャリッジアーム１９の先端に取り付けられる。ヘッドサスペンション２１はキャリッジアーム１９の先端から前方に延びる。ヘッドサスペンション２１にはフレキシャが張り合わせられる。フレキシャ上には浮上ヘッドスライダー２２が支持される。フレキシャに基づき浮上ヘッドスライダー２２はヘッドサスペンション２１に対してその姿勢を変化させることができる。浮上ヘッドスライダー２２にはヘッド素子すなわち電磁変換素子（図示されず）が搭載される。電磁変換素子の詳細は後述される。
【００１８】
磁気ディスク１４の回転に基づき磁気ディスク１４の表面で気流が生成されると、気流の働きで浮上ヘッドスライダー２２には正圧すなわち浮力および負圧が作用する。浮力は負圧およびヘッドサスペンション２１の押し付け力に釣り合う。その結果、磁気ディスク１４の回転中に比較的に高い剛性で浮上ヘッドスライダー２２は浮上し続けることができる。
【００１９】
キャリッジブロック１７にはボイスコイルモーター（ＶＣＭ）２３が連結される。ボイスコイルモーター２３の働きでキャリッジブロック１７は支軸１８回りで回転することができる。こうしたキャリッジブロック１７の回転に基づきキャリッジアーム１９およびヘッドサスペンション２１の揺動は実現される。浮上ヘッドスライダー２２の浮上中に支軸１８回りでキャリッジアーム１９が揺動すると、浮上ヘッドスライダー２２は磁気ディスク１４の半径線に沿って移動することができる。その結果、浮上ヘッドスライダー２２上の電磁変換素子は最内周記録トラックと最外周記録トラックとの間でデータゾーンを横切ることができる。こうした浮上ヘッドスライダー２２の移動に基づき電磁変換素子は目標記録トラックに対して位置決めされる。
【００２０】
図２は一具体例に係る浮上ヘッドスライダー２２を示す。この浮上ヘッドスライダー２２は、例えば平たい直方体に形成される基材すなわちスライダー本体２５を備える。スライダー本体２５の空気流出側端面には絶縁性の非磁性膜２６が積層される。この非磁性膜２６に電磁変換素子２７が組み込まれる。スライダー本体２５は例えばＡｌ２Ｏ３−ＴｉＣ（アルチック）といった硬質の非磁性材料から形成されればよい。非磁性膜２６は例えばＡｌ２Ｏ３（アルミナ）といった比較的に軟質の絶縁非磁性材料から形成されればよい。電磁変換素子２７の詳細は後述される。
【００２１】
浮上ヘッドスライダー２２は媒体対向面すなわち浮上面２８で磁気ディスク１４に向き合う。浮上面２８には平坦なベース面２９すなわち基準面が規定される。磁気ディスク１４が回転すると、スライダー本体２５の前端から後端に向かって浮上面２８には気流３１が作用する。
【００２２】
浮上面２８には、前述の気流３１の上流側すなわち空気流入側でベース面２９から立ち上がる１筋のフロントレール３２が形成される。同様に、浮上面２８には、気流３１の下流側すなわち空気流出側でベース面２９から立ち上がるリアセンターレール３３およびリアサイドレール３４が形成される。リアセンターレール３３はスライダー本体２５および非磁性膜２６上で延びる。
【００２３】
フロントレール３２、リアセンターレール３３およびリアサイドレール３４、３４の頂上面にはいわゆる空気軸受け面（ＡＢＳ）３５、３６、３７、３７が規定される。空気軸受け面３５、３６、３７の空気流入端は段差でフロントレール３２、リアセンターレール３３およびリアサイドレール３４の頂上面にそれぞれ接続される。気流３１が浮上面２８に受け止められると、段差の働きで空気軸受け面３５、３６、３７には比較的に大きな正圧すなわち浮力が生成される。しかも、フロントレール３２の後方すなわち背後には大きな負圧が生成される。これら浮力および負圧のバランスに基づき浮上ヘッドスライダー２２の浮上姿勢は確立される。なお、浮上ヘッドスライダー２２の形態はこういった形態に限られるものではない。
【００２４】
空気軸受け面３６の空気流出側でリアセンターレール３３には電磁変換素子２７が埋め込まれる。図３に示されるように、電磁変換素子２７は読み出し素子４１と書き込み素子４２とを備える。読み出し素子４１にはトンネル接合磁気抵抗効果（ＴｕＭＲ）素子が用いられる。すなわち、読み出し素子４１は上下１対の導電層すなわち上部電極４３および下部電極４４を備える。上部電極４３と下部電極４４との間にはトンネル接合磁気抵抗効果膜４５が挟み込まれる。上部電極４３および下部電極４４は例えばＦｅＮ（窒化鉄）やＮｉＦｅ（ニッケル鉄）、ＮｉＦｅＢ（ニッケル鉄ボロン）、ＣｏＦｅＢ（コバルト鉄ボロン）といった高透磁率材料から形成されればよい。高透磁率材料の採用によれば、上部電極４３および下部電極４４は上部シールド層および下部シールド層として機能することができる。その結果、上部電極４３および下部電極４４の間隔は磁気ディスク１４上で記録トラックの線方向に磁気記録の分解能を決定する。
【００２５】
同時に、上部電極４３および下部電極４４の間には１対の磁区制御膜４６が配置される。トンネル接合磁気抵抗効果膜４６は浮上面２８に沿って磁区制御膜４６同士の間に配置される。磁区制御膜４６は例えばＣｏＣｒＰｔ（コバルトクロム白金合金）といった硬磁性材料から形成される。磁区制御膜４６は浮上面２８に沿って一方向に磁化を確立する。磁区制御膜４６と下部電極４４との間、および、磁区制御膜４６とトンネル接合磁気抵抗効果膜４５との間には絶縁膜４７が挟み込まれる。絶縁膜４７は例えばＡｌ２Ｏ３から形成される。磁区制御膜４６は下部電極４４およびトンネル接合磁気抵抗効果膜４５から絶縁される。したがって、たとえ磁区制御膜４６が導電性を有していても、上部電極４３と下部電極４４との間ではトンネル接合磁気抵抗効果膜４５のみで導通が確立される。
【００２６】
上部電極４３および下部電極４４からトンネル接合磁気抵抗効果膜４５には所定の電圧値の電圧が印加される。電流量すなわち電流値は検出される。磁気ディスク１４からトンネル接合磁気抵抗効果膜４５に磁界が作用すると、磁界の向きすなわち作用する磁極に応じてトンネル接合磁気抵抗効果膜４５の抵抗変化が引き起こされる。こういった抵抗変化は電流量の変化に変換される。電流量の変化に基づき磁気ディスク１４から情報は読み出される。
【００２７】
書き込み素子４２には単磁極ヘッドが用いられる。すなわち、書き込み素子４２は主磁極４８および補助磁極４９を備える。主磁極４８および補助磁極４９はリアセンターレール３３の表面すなわち浮上面２８で先端面を露出させる。浮上面２８で補助磁極４９のリーディング端にはトレーリングシールド５１が区画される。トレーリングシールド５１は主磁極４８に向き合わせられる。主磁極４８、補助磁極４９およびトレーリングシールド５１は例えばＦｅＮやＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＢ、ＣｏＦｅＢといった磁性材料から形成される。図４に示されるように、浮上面２８から遠ざかった位置で補助磁極４９および主磁極４８の間には磁性連結片５２が配置される。磁性連結片５２は主磁極４８に補助磁極４９を接続する。主磁極４８、磁性連結片５２、補助磁極４９およびトレーリングシールド５１は磁性コアを形成する。磁性連結片５２の周囲で、主磁極４８の表面に平行な１平面に沿って磁気コイルすなわち薄膜コイルパターン５３が形成される。
【００２８】
なお、リアセンターレール３３では空気軸受け面３６や非磁性膜２６の表面に硬質の保護膜（図示されず）が形成される。保護膜は非磁性膜２６の表面で読み出し素子４１および書き込み素子４２に覆い被さる。保護膜には例えばＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）膜が用いられればよい。
【００２９】
図５は第１実施形態に係るトンネル接合磁気抵抗効果膜４５の構造を概略的に示す。このトンネル接合磁気抵抗効果膜４５ではいわゆるボトム型の積層構造が確立される。トンネル接合磁気抵抗効果膜４５は、図５に示されるように、下部電極４４上に広がる補助下地層５５を備える。補助下地層５５は例えばＴａ（タンタル）から形成される。補助下地層５５ではアモルファス構造が確立される。補助下地層５５の膜厚は例えば３．０ｎｍに設定される。
【００３０】
補助下地層５５の表面には下地層５６が重ね合わせられる。下地層５６は窒化物から形成される。ここでは、下地層５６はＮｉＦｅＮ（ニッケル鉄窒化物）から形成される。下地層５６の膜厚は例えば３．０ｎｍに設定される。
【００３１】
下地層５６の表面にはピニング層５７が重ね合わせられる。ピニング層５７は反強磁性層から形成される。ここでは、ピニング層５７はＩｒＭｎ（イリジウムマンガン）合金から形成される。ピニング層５７ではｆｃｃ構造が確立される。ｆｃｃ構造は（１１１）結晶面に最密面を有する。下地層５６の窒化物の働きでピニング層５７では（００１）面が下地層５６の表面に平行に優先配向される。ピニング層５７の膜厚は例えば７．０ｎｍに設定される。
【００３２】
ピニング層５７の表面にはピンド層すなわちレファレンス層５８が重ね合わせられる。レファレンス層５８は強磁性層から形成される。ここでは、レファレンス層５８はＣｏＦｅ（コバルト鉄）合金から形成される。レファレンス層５８の膜厚は例えば２．０ｎｍに設定される。レファレンス層５８とピニング層５７との間には層間結合が確立される。この交換結合の働きでレファレンス層５８の磁化は所定の方向に固定される。こういった層間結合の確立にあたってＩｒＭｎからなるピニング層５７では４．０ｎｍ以上の膜厚が確保されればよい。
【００３３】
リファレンス層５８の表面にはトンネルバリア層５９が重ね合わせられる。トンネルバリア層５９は絶縁材料から形成される。ここでは、トンネルバリア層５９はＭｇＯ（酸化マグネシウム）から形成される。トンネルバリア層５９の膜厚は例えば０．９ｎｍ〜１．５ｎｍの範囲で設定される。その他、レファレンス層５８の表面には膜厚０．５ｎｍのクロム（Ｃｒ）層、膜厚２．０ｎｍのコバルト鉄（ＣｏＦｅ）合金層およびトンネルバリア層５９が相次いで重ね合わせられてもよい。リファレンス層５８、クロム層およびコバルト鉄層はいわゆる積層フェリ構造を形成する。交換結合の確立にあたってリファレンス層５８およびコバルト鉄層の間には体心立方格子（ｂｃｃ）の結晶構造を有する一元金属層や合金層が挟み込まれればよい。一元金属層にはクロムのほかに例えばモリブデン（Ｍｏ）が挙げられる。
【００３４】
トンネルバリア層５９の表面にはフリー層６１が重ね合わせられる。フリー層６１は強磁性層から形成される。ここでは、フリー層６１はホイスラー金属層から形成される。ホイスラー金属には例えばコバルト鉄アルミニウムシリコン合金（Ｃｏ２ＦｅＡｌ０．５Ｓｉ０．５）が用いられる。フリー層６１の膜厚は例えば７．０ｎｍに設定される。ホイスラー金属では所定の規則格子結晶（例えばＬ２１構造やＢ２構造）が確立される。磁区制御膜４６は、浮上面２８に沿ってフリー層６１を横切る磁界を形成する。その結果、フリー層６１では磁化の向きは揃えられる。フリー層６１は外部磁界の作用に応じて磁化方向の変化を許容する。
【００３５】
フリー層６１の表面にはキャップ層６２が重ね合わせられる。キャップ層６２は例えば非磁性金属から形成される。ここでは、キャップ層６２はＴａ（タンタル）で形成される。キャップ層６２の膜厚は例えば３．０ｎｍ以上に設定される。こういったキャップ層６２にはＲｕ（ルテニウム）層やＴｉ（チタン）層が用いられることができる。その他、キャップ層６２にはＴａ層およびＲｕ層の積層体が用いられてもよい。
【００３６】
以上のような読み出し素子４１では、後述されるように、レファレンス層５８に対してピニング層５７からマンガン原子の拡散は阻止される。ホイスラー金属では大きな割合でＢ２構造の規則格子構造が確立されることから、良好な磁気抵抗比（ＭＲ比）は確保されることができる。
【００３７】
ここで、読み出し素子４１および書き込み素子４２の製造方法を簡単に説明する。まず、Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ基板は用意される。Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ基板の表面には第１Ａｌ２Ｏ３膜が成膜される。第１Ａｌ２Ｏ３膜上では個々の浮上ヘッドスライダー２２ごとに読み出し素子４１や書き込み素子４２が形成される。書き込み素子４２は周知のとおりに形成されればよい。読み出し素子４１や書き込み素子４２の形成後、Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ基板の表面には第２Ａｌ２Ｏ３膜が成膜される。第１および第２Ａｌ２Ｏ３膜は非磁性膜２６を提供する。Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ基板から個々の浮上ヘッドスライダー２２は切り出される。
【００３８】
第１Ａｌ２Ｏ３膜上には規定の位置で下部電極４４が形成される。形成にあたって例えばスパッタリングは用いられる。下部電極４４は所定の形状に象られる。下部電極４４上には、補助下地層５５の材料の膜、下地層５６の材料の膜、ピニング層５７の材料の膜、レファレンス層５８の材料の膜、トンネルバリア層５９の材料の膜、フリー層６１の材料の膜およびキャップ層６２の材料の膜が順次形成される。すなわち、図６に示されるように、膜厚３．０ｎｍのＴａ膜６３、膜厚３．０ｎｍのＮｉＦｅＮ膜６４、膜厚７．０ｎｍのＩｒＭｎ膜６５、膜厚２．０ｎｍのＣｏ７０Ｆｅ膜６６、膜厚１．１ｎｍのＭｇＯ膜６７、膜厚７．０ｎｍの積層体６８および膜厚３．０ｎｍのＴａ膜６９が形成される。各膜６３〜６９の形成にあたって例えばマグネトロンスパッタリング装置が用いられる。スパッタリングは室温で実施される。特に、ＮｉＦｅＮ膜６４の形成にあたっていわゆる反応性スパッタリングが用いられる。ここでは、マグネトロンスパッタリング装置のチャンバー内にはＮｉＦｅターゲットが設置される。チャンバー内には分圧２０％のＡｒ（アルゴン）ガスおよび分圧８０％のＮ２（窒素）ガスが導入される。
【００３９】
積層体６８は、コバルト鉄アルミニウムシリコン合金の全ての構成元素すなわちコバルト、鉄、アルミニウムおよびシリコンを含有する。ここでは、図７に示されるように、積層体６８は、ＭｇＯ膜６７の表面に成膜される膜厚１．９ｎｍの第１コバルト鉄（ＣｏＦｅ）合金層７１と、第１コバルト鉄合金層７１の表面に成膜される膜厚０．６ｎｍの第１アルミニウム（Ａｌ）層７２と、第１アルミニウム層７２の表面に成膜される膜厚２．１ｎｍのコバルトシリコン（Ｃｏ６６Ｓｉ）層７３と、コバルトシリコン層７３の表面に成膜される膜厚０．６ｎｍの第２アルミニウム層７４と、第２アルミニウム層７４の表面に成膜される膜厚１．９ｎｍの第２コバルト鉄合金層７５とを備える。各々上層は下層に直接に重ね合わせられる。上層は下層の表面に密着する。
【００４０】
成膜後、１．４［Ｔ］の磁場中で加熱処理が実施される。例えば摂氏３５０度で２時間にわたって加熱は維持される。ＩｒＭｎ膜６５およびＣｏ７０Ｆｅ膜６６の間で交換結合が誘起される。積層体６８ではコバルトシリコン層７３中のシリコン原子は第１および第２アルミニウム層７２、７４並びに第１および第２コバルト鉄合金層７１、７５に熱拡散する。拡散にあたってシリコン原子は第１および第２アルミニウム層７２、７４を通過する。同様に、第１および第２コバルト鉄合金層７１、７５中の鉄原子は第１および第２アルミニウム層７２、７４並びにコバルトシリコン層７３に熱拡散する。拡散にあたって鉄原子は第１および第２アルミニウム層７２、７４を通過する。その結果、積層体６８でＣｏ２ＦｅＡｌ０．５Ｓｉ０．５の規則格子構造が確立される。このとき、加熱温度は摂氏４００度未満に維持されることから、Ｃｏ７０Ｆｅ膜６６に対してＩｒＭｎ膜６５からマンガン原子の拡散は阻止される。しかも、積層体６８ではコバルトシリコン層７３や第１および第２コバルト鉄合金層７１、７５といった二元金属層が組み込まれることから、積層体６８の形成にあたって完全に１構成元素ごとに１層が形成される場合に比べて積層数は減少する。処理時間は短縮化されることができる。
【００４１】
その後、図８に示されるように、フォトリソグラフィ技術に基づきＴａ膜６３、ＮｉＦｅＮ膜６４、ＩｒＭｎ膜６５、Ｃｏ７０Ｆｅ膜６６、ＭｇＯ膜６７、Ｃｏ２ＦｅＡｌ０．５Ｓｉ０．５膜６８ａおよびＴａ膜６９の積層物からトンネル接合磁気抵抗効果膜４５は削り出される。削り出しにあたって、図８に示されるように、上層のＴａ膜６９上にはフォトレジスト膜７６が形成される。イオンミリングが実施される。フォトレジスト膜７６の周囲で積層物は除去される。フォトレジスト膜７６の周囲で下部電極４４の表面は露出する。
【００４２】
その後、Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ基板上では膜厚３．０ｎｍ〜１０．０ｎｍで絶縁膜４７が形成される。ここでは、例えばＡｌ２Ｏ３膜が形成される。形成にあたってスパッタリングは用いられる。Ａｌ２Ｏ３はフォトレジスト膜７６上および下部電極４４上に堆積する。続いて絶縁膜４７上にはスパッタリングに基づき磁区制御膜４６の材料の膜が形成される。ここでは、ＣｏＣｒＰｔ膜が形成される。トンネル接合磁気抵抗効果膜４５はＣｏＣｒＰｔ膜で囲まれる。その後、トンネル接合磁気抵抗効果膜４５上から絶縁膜４７やＣｏＣｒＰｔ膜がリフトオフされる。すなわち、トンネル接合磁気抵抗効果膜４５上からフォトレジスト膜７６は除去される。
【００４３】
ＣｏＣｒＰｔ膜の表面は平坦化研磨処理される。化学機械研磨（ＣＭＰ）が用いられる。キャップ層６２および磁区制御膜４６の表面は連続面に平坦化される。こうした連続面上で上側電極層４３が積層形成される。形成にあたって例えばスパッタリングは用いられる。上側電極層４３は所定の形状に象られる。磁区制御膜４６は磁場中で加熱処理される。磁区制御膜４６には所定の方向に磁化が確立される。こうして読み出し素子４１は形成される。
【００４４】
本発明者はトンネル磁気抵抗効果膜４５の磁気抵抗変化（ＭＲ）特性を検証した。検証にあたって酸化シリコン基板上で前述のトンネル磁気抵抗効果膜４５は形成された。フリー層６１の形成にあたって積層体６８が採用された。トンネル磁気抵抗効果膜４５の第１試料は摂氏２７０度で加熱処理された。加熱は４時間にわたって維持された。第２試料は摂氏３５０度で加熱処理された。加熱は２時間にわたって維持された。
【００４５】
本発明者は第１および第２比較例を用意した。第１比較例ではフリー層の形成にあたってＣｏ２ＦｅＡｌ０．５Ｓｉ０．５の単一層が利用された。膜厚は７．０ｎｍに設定された。形成にあたってコバルト鉄アルミニウムシリコン合金のターゲットに基づきスパッタリングが実施された。その他の構成は前述のトンネル磁気抵抗効果膜４５と同様に構成された。トンネル磁気抵抗効果膜４５の第１試料と同様に第１比較例の第１試料は摂氏２７０度で加熱処理された。トンネル磁気抵抗効果膜４５の第２試料と同様に第１比較例の第２試料は摂氏３５０度で加熱処理された。
【００４６】
第２比較例ではフリー層にコバルト鉄（Ｃｏ７０Ｆｅ）合金が利用された。コバルト鉄合金層の膜厚は２．０ｎｍに設定された。形成にあたってコバルト鉄合金のターゲットに基づきスパッタリングが実施された。その他の構成は前述のトンネル磁気抵抗効果膜４５と同様に構成された。トンネル磁気抵抗効果膜４５の第１試料と同様に第２比較例の第１試料は摂氏２７０度で加熱処理された。トンネル磁気抵抗効果膜４５の第２試料と同様に第２比較例の第２試料は摂氏３５０度で加熱処理された。
【００４７】
図９に示されるように、摂氏２７０度の加熱処理ではトンネル磁気抵抗効果膜４５並びに第１および第２比較例はいずれもＲＡ［Ｏｈｍ・μｍ２］に対してＭＲ比は一定に維持された。これに対し、摂氏３５０度の加熱処理ではトンネル磁気抵抗効果膜４５並びに第１および第２比較例でいずれもＲＡの増大に伴ってＭＲ比は高まった。特に、トンネル磁気抵抗効果膜４５ではＭＲ比の増大は際立った。
【００４８】
本発明者はホイスラー金属の形成にあたって利用される積層体をさらに観察した。観察にあたって本発明者は第１具体例を用意した。第１具体例では酸化シリコン基板上に膜厚２．０ｎｍのＭｇＯ層が形成された。ＭｇＯ層の表面に４８ユニットの積層体が成膜された。すなわち、ＭｇＯ層上で積層体の形成が４８回繰り返された。積層体はコバルト鉄アルミニウムシリコン合金の全ての構成元素を含有した。１ユニットの積層体では、前述の積層体６８と同様に、膜厚１．５ｎｍの第１コバルト鉄（ＣｏＦｅ）合金層と、第１コバルト鉄合金層の表面に成膜される膜厚０．６ｎｍの第１アルミニウム（Ａｌ）層と、第１アルミニウム層の表面に成膜される膜厚２．８ｎｍのコバルトシリコン（Ｃｏ６６Ｓｉ）層と、コバルトシリコン層の表面に成膜される膜厚０．６ｎｍの第２アルミニウム層と、第２アルミニウム層の表面に成膜される膜厚１．５ｎｍの第２コバルト鉄合金層とを備えた。その結果、ＭｇＯ層上には総膜厚３３６．０ｎｍの積層物が形成された。積層物には加熱処理が施された。加熱温度は摂氏３００度から５０度刻みで設定された。個々の試料ごとにＸ線回折に基づき結晶格子の構造が観察された。
【００４９】
観察にあたって本発明者は第３比較例を用意した。第３比較例では第１具体例の積層物に代えて単一層のＣｏ２ＦｅＡｌ０．５Ｓｉ０．５が成膜された。成膜にあたってスパッタリングが用いられた。膜厚は３００．０ｎｍに設定された。単一層には加熱処理が施された。同様に、加熱温度は摂氏３００度から５０度刻みで設定された。個々の試料ごとにＸ線回折に基づき結晶格子の構造が観察された。
【００５０】
図１０は加熱温度ごとに第１具体例のＸ線回折結果を示す。同様に、図１１は加熱温度ごとに第３比較例のＸ線回折結果を示す。図１１から明らかなように、第３比較例では加熱前の状態でＢ２構造のピークが確認された。第３比較例では加熱温度の上昇に伴ってＢ２構造の回折強度の増大が見受けられた。これに対し、図１０から明らかなように、第１具体例では加熱前の状態でＢ２構造のピークは現れない。摂氏３００度以上の加熱処理に応じてＢ２構造のピークが確認された。
【００５１】
本発明者は第２具体例を用意した。第２具体例では酸化シリコン基板上に膜厚３．０ｎｍのＴａ層、膜厚３．０ｎｍのＮｉＦｅＮ層および膜厚７．０ｎｍのＩｒＭｎ層が順番に形成された。ＩｒＭｎ層の表面に１０ユニットの積層体が成膜された。すなわち、ＩｒＭｎ層上で積層体の形成が１０回繰り返された。積層体はコバルトマンガンシリコン（Ｃｏ２ＭｎＳｉ）合金の全ての構成元素を含有した。１ユニットの積層体では、前述の積層体６８と同様に、膜厚０．７ｎｍの第１コバルト（Ｃｏ）層と、第１コバルト層の表面に成膜される膜厚０．４ｎｍの第１マンガン（Ｍｎ）層と、第１マンガン層の表面に成膜される膜厚２．０ｎｍの第１コバルトシリコン（Ｃｏ６６Ｓｉ）層と、第１コバルトシリコン層の表面に成膜される膜厚０．８ｎｍの第２マンガン層と、第２マンガン層の表面に成膜される膜厚２．０ｎｍの第２コバルトシリコン層と、第２コバルトシリコン層の表面に成膜される膜厚０．４ｎｍの第３マンガン層と、第３マンガン層の表面に成膜される膜厚０．７ｎｍの第２コバルト層とを備えた。その結果、ＩｒＭｎ層上には総膜厚７０．０ｎｍの積層物が形成された。積層物には加熱処理が施された。加熱温度は摂氏３００度から５０度刻みで設定された。個々の試料ごとにＸ線回折に基づき結晶格子の構造が観察された。
【００５２】
観察にあたって本発明者は第４比較例を用意した。第４比較例では第２具体例の積層物に代えて単一層のＣｏ２ＭｎＳｉが成膜された。成膜にあたってスパッタリングが用いられた。膜厚は１２０．０ｎｍに設定された。単一層には加熱処理が施された。同様に、加熱温度は摂氏３００度から５０度刻みで設定された。個々の試料ごとにＸ線回折に基づき結晶格子の構造が観察された。
【００５３】
図１２は加熱温度ごとに第２具体例のＸ線回折結果を示す。同様に、図１３は加熱温度ごとに第４比較例のＸ線回折結果を示す。図１３から明らかなように、第４比較例では加熱前の状態でＢ２構造のピークが確認された。第４比較例では加熱温度の上昇に伴ってＢ２構造の回折強度の増大が見受けられた。これに対し、図１２から明らかなように、第２具体例では加熱前の状態でＢ２構造のピークは現れない。摂氏３５０度以上の加熱処理に応じてＢ２構造のピークが確認された。
【００５４】
本発明者は前述のＸ線回折の結果に基づきＢ２構造の存在率を検証した。検証にあたってＢ２構造の体積率が算出された。Ｘ線回折の結果からＢ２（１００）およびＡ２（２００）の積分強度比が計算された。ここで、Ｘ線回折の結果の積分強度は次式で与えられる。
【００５５】
【数１】
2010262986.tif 000003
Ｆは構造因子を示す。ｖは単位格子の体積を示す。ｐは多重度因子を示す。θは回折角を示す。構造因子Ｆは次式で与えられる。
【００５６】
【数２】
2010262986.tif 000004
逆格子ベクトルＧおよび並進ベクトルｒは次式で与えられる。
【００５７】
【数３】
2010262986.tif 000005
【００５８】
【数４】
2010262986.tif 000006
ここで、
【００５９】
【数５】
2010262986.tif 000007
は単位ベクトルを示す。
【００６０】
【数６】
2010262986.tif 000008
は原子散乱因子を示す。以上のことから、ホイスラー金属Ｘ２ＹＺのＡ２構造の構造因子は次式で与えられる。
【００６１】
【数７】
2010262986.tif 000009
ここで、
【００６２】
【数８】
2010262986.tif 000010
はＸ原子、Ｙ原子およびＺ原子の平均の原子散乱因子を示す。したがって、（ｈ＋ｋ＋ｌ）が偶数の場合にはＡ２構造の構造因子は次式で与えられる。
【００６３】
【数９】
2010262986.tif 000011
次にホイスラー金属Ｘ２ＹＺのＢ２構造の構造因子は次式で与えられる。
【００６４】
【数１０】
2010262986.tif 000012
ここで、
【００６５】
【数１１】
2010262986.tif 000013
はＸ原子の原子散乱因子を示す。したがって、（ｈ＋ｋ＋ｌ）が偶数の場合にはＢ２構造の構造因子は次式で与えられる。
【００６６】
【数１２】
2010262986.tif 000014
（ｈ＋ｋ＋ｌ）が奇数の場合にはＢ２構造因子は次式で与えられる。
【００６７】
【数１３】
2010262986.tif 000015
回折角に応じた原子散乱因子が考慮される結果、次式からＢ２（１００）およびＡ２（２００）の積分強度比が計算された。
【００６８】
【数１４】
2010262986.tif 000016
ＶＢ２はＢ２構造の体積を示す。Ｖｔｏｔａｌは試料全体の体積を示す。Ｉは回折線の積分強度を示す。αは比例係数を示す。比例係数αは原子散乱因子に基づきＣｏ２ＦｅＡｌ０．５Ｓｉ０．５で３．９６でありＣｏ２ＭｎＳｉで３．５４である。図１４に示されるように、第１具体例に係るＣｏ２ＦｅＡｌ０．５Ｓｉ０．５では摂氏３５０度でＢ２構造の体積率が６０％を超えた。これに対し、第３比較例に係るＣｏ２ＦｅＡｌ０．５Ｓｉ０．５では摂氏３５０度では加熱前のＢ２構造の体積率が維持された。第３比較例に係るＣｏ２ＦｅＡｌ０．５Ｓｉ０．５では摂氏４５０度以上でＢ２構造の体積率が上昇した。ただし、第３比較例に係るＣｏ２ＦｅＡｌ０．５Ｓｉ０．５のＢ２構造の体積率は第１具体例に係るＣｏ２ＦｅＡｌ０．５Ｓｉ０．５のＢ２構造の体積率を上回ることはなかった。
【００６９】
続いて本発明者は第１具体例および第３比較例に係るＣｏ２ＦｅＡｌ０．５Ｓｉ０．５で結晶の大きさを検証した。結晶の大きさはＳｈｅｒｒｅｒの式すなわち次式に基づき算出された。
【００７０】
【数１５】
2010262986.tif 000017
λはＸ線の波長を示す。ここでは、ＣｕＫα線の波長は１５４．２ｐｍで特定される。θＢはＢｒａｇｇ反射角を示す。Δθは回折ピークの半値幅を示す。図１５に示されるように、第１具体例に係るＣｏ２ＦｅＡｌ０．５Ｓｉ０．５では第３比較例に係るＣｏ２ＦｅＡｌ０．５Ｓｉ０．５に比べて微細な結晶粒で構成されることが見出された。
【００７１】
本発明者は第３具体例および第４具体例をさらに用意した。第３具体例では酸化シリコン基板上に膜厚３．０ｎｍのＴａ層、膜厚３．０ｎｍのＮｉＦｅＮ層および膜厚７．０ｎｍのＩｒＭｎ層が順番に形成された。ＩｒＭｎ層の表面に１０ユニットの積層体が成膜された。すなわち、ＩｒＭｎ層上で積層体の形成が１０回繰り返された。積層体はコバルトマンガンシリコン（Ｃｏ２ＭｎＳｉ）合金の全ての構成元素を含有した。１ユニットの積層体では、前述の積層体６８と同様に、膜厚１．０ｎｍの第１コバルトシリコン（Ｃｏ６６Ｓｉ）層と、第１コバルトシリコン層の表面に成膜される膜厚０．８ｎｍのマンガン（Ｍｎ）層と、マンガン層の表面に成膜される膜厚０．７ｎｍのコバルト（Ｃｏ）層と、コバルト層の表面に成膜される膜厚１．０ｎｍの第２コバルトシリコン層とを備えた。その結果、ＩｒＭｎ層上には総膜厚７０．０ｎｍの積層物が形成された。積層物には加熱処理が施された。第４具体例では、同様に、ＩｒＭｎ層の表面に２０ユニットの積層体が成膜された。すなわち、ＩｒＭｎ層上で積層体の形成が２０回繰り返された。積層体はコバルトマンガンシリコン（Ｃｏ２ＭｎＳｉ）合金の全ての構成元素を含有した。１ユニットの積層体では、前述の積層体６８と同様に、膜厚１．３ｎｍの第１コバルトシリコン（Ｃｏ６６Ｓｉ）層と、第１コバルトシリコン層の表面に成膜される膜厚０．８ｎｍのマンガン（Ｍｎ）層と、マンガン層の表面に成膜される膜厚１．３ｎｍの第２コバルトシリコン層とを備えた。その結果、ＩｒＭｎ層上には総膜厚６８．０ｎｍの積層物が形成された。積層物には加熱処理が施された。
【００７２】
図１６から明らかなように、第２〜第４具体例に係るＣｏ２ＭｎＳｉでは摂氏３５０度でＢ２構造の体積率が上昇した。同様に、第４比較例に係るＣｏ２ＭｎＳｉでは摂氏３５０度でＢ２構造の体積率が上昇した。第４比較例に係るＣｏ２ＭｎＳｉのＢ２構造の体積率は第２〜第４具体例に係るＣｏ２ＭｎＳｉのＢ２構造の体積率を上回った。その一方で、図１７から明らかなように、第２〜第４具体例に係るＣｏ２ＭｎＳｉでは第４比較例に係るＣｏ２ＭｎＳｉに比べて大きな結晶粒で構成されることが見出された。
【００７３】
さらに本発明者はホイスラー金属の形成にあたって積層体の層構造を吟味した。試料１では前述のトンネル磁気抵抗効果膜４５が用いられた。トンネル磁気抵抗効果膜４５の形成にあたって積層体６８が用いられた。試料２ではフリー層にコバルト鉄（Ｃｏ６０Ｆｅ）合金が用いられた。その他の構成はトンネル磁気抵抗効果膜４５と同様に構成された。試料３では前述の第３比較例と同様にフリー層の形成にあたって単層のＣｏ２ＦｅＡｌ０．５Ｓｉ０．５が用いられた。試料４では積層体の形成にあたってコバルトシリコン（ＣｏＳｉ）層、コバルト鉄（ＣｏＦｅ）層、アルミニウム層、コバルト鉄層およびコバルトシリコン層が順番に成膜された。試料５では積層体の形成にあたってコバルトシリコン（ＣｏＳｉ）層、アルミニウム層、コバルト鉄層、アルミニウム層およびコバルトシリコン（ＣｏＳｉ）層が順番に成膜された。試料６では積層体の形成にあたってコバルトシリコン（Ｃｏ６６Ｓｉ）層、アルミニウム層、コバルト鉄層、アルミニウム層およびコバルトシリコン（Ｃｏ６６Ｓｉ）層が順番に成膜された。試料７では前述の第４比較例と同様にフリー層の形成にあたって単層のＣｏ２ＭｎＳｉが用いられた。試料８では積層体の形成にあたって前述の第４具体例と同様にコバルトシリコン（Ｃｏ６６Ｓｉ）層、マンガン（Ｍｎ）層およびコバルトシリコン（Ｃｏ６６Ｓｉ）層が順番に積層された。試料９では積層体の形成にあたって前述の第３具体例と同様にコバルトシリコン（ＣｏＳｉ）層、マンガン層、コバルト（Ｃｏ）層およびコバルトシリコン層が順番に成膜された。試料１０では積層体の形成にあたって前述の第２具体例と同様に、コバルト層、マンガン層、コバルトシリコン層、マンガン層、コバルトシリコン層、マンガン層およびコバルト層が順番に成膜された。いずれの場合も加熱処理は摂氏３５０度で２時間にわたって実施された。図１８に示されるように、試料１に係るＣｏ２ＦｅＡｌ０．５Ｓｉ０．５では試料２に係るコバルト鉄よりも良好なＭＲ比が得られた。
【００７４】
図１９は第１実施形態に係るトンネル接合磁気抵抗効果膜４５ａの構造を概略的に示す。このトンネル接合磁気抵抗効果膜４５ａではレファレンス層７８に前述のホイスラー金属層が用いられる。フリー層７９にはＣｏＦｅ（コバルト鉄）合金層が用いられる。その他、前述の第１実施形態と均等な構成や構造には同一の参照符号が付される。
【００７５】
図２０は磁気ランダムアクセスメモリー（ＭＲＡＭ）８１の構造を概略的に示す。ＭＲＡＭ８１は複数行に平行に交互に延びる書き込みワード線８２および読み出しワード線８３を備える。複数列のビット線８４は書き込みワード線８２および読み出しワード線８３に交差する。ビット線８４および書き込みワード線８２の交差位置でビット線８４には前述のトンネル接合磁気抵抗効果膜４５（４５ａ）が接続される。トンネル接合磁気抵抗効果膜４５（４５ａ）は例えばＭＯＳトランジスター８５のソースに接続される。ＭＯＳトランジスター８５のドレインは接地される。ＭＯＳトランジスター８５のゲートには読み出しワード線８３が接続される。トンネル接合磁気抵抗効果膜４５（４５ａ）では書き込みワード線８２およびビット線８４の合成磁界に基づきフリー層６１（７９）の磁化方向が反転する。合成磁界は書き込みワード線８２およびビット線８４にそれぞれ流通する電流に基づき生成される。書き込みワード線８２およびビット線８４の組み合わせに基づき個々のトンネル接合磁気抵抗効果膜４５（４５ａ）は選択されることができる。こうしてトンネル接合磁気抵抗効果膜４５（４５ａ）に２値情報は記録される。読み出しにあたって読み出しワード線８３に電流は流通する。電流の流通に応じてＭＯＳトランジスター８５のゲートに電圧は印加される。選択されたビット線８４に電流が流通すると、トンネル接合磁気抵抗効果膜４５（４５ａ）の働きでビット線８４の電圧は変化する。こうして２値情報は検知される。
【００７６】
以上の実施形態に関し出願人はさらに以下の付記を開示する。
【００７７】
（付記１）  ホイスラー金属の全ての構成元素を含有する積層体を形成する工程と、前記積層体に加熱処理を施す工程とを備え、前記積層体の各層は、ホイスラー金属の構成元素から選択される少なくとも１以上の構成元素で形成されることを特徴とするホイスラー金属の製造方法。
【００７８】
（付記２）  付記１に記載のホイスラー金属の製造方法において、前記積層体は、マンガンを含む反強磁性層上に積層されることを特徴とするホイスラー金属の製造方法。
【００７９】
（付記３）  付記１または２に記載のホイスラー金属の製造方法において、前記ホイスラー金属はコバルト鉄アルミニウムシリコンであって、前記積層体は、第１コバルト鉄合金層と、コバルト鉄合金層の表面に積層される第１アルミニウム層と、アルミニウム層の表面に積層されるコバルトシリコン層と、コバルトシリコン層の表面に積層される第２アルミニウム層と、第２アルミニウム層の表面に積層される第２コバルト鉄合金層とを備えることを特徴とするホイスラー金属の製造方法。
【００８０】
（付記４）  付記１または２に記載のホイスラー金属の製造方法において、前記ホイスラー金属はコバルトマンガンシリコンであって、前記積層体は、第１コバルトシリコン層と、第１コバルトシリコン層の表面に積層されるマンガン層と、マンガン層の表面に積層される第２コバルトシリコン層とを備えることを特徴とするホイスラー金属の製造方法。
【００８１】
（付記５）  付記１または２に記載のホイスラー金属の製造方法において、前記ホイスラー金属はコバルトマンガンシリコンであって、前記積層体は、第１コバルト層と、第１コバルト層の表面に積層される第１マンガン層と、第１マンガン層の表面に積層される第１コバルトシリコン層と、第１コバルトシリコン層の表面に積層される第２マンガン層と、
第２マンガン層の表面に積層される第２コバルトシリコン層と、第２コバルトシリコン層の表面に積層される第３マンガン層と、第３マンガン層の表面に積層される第２コバルト層とを備えることを特徴とするホイスラー金属の製造方法。
【００８２】
（付記６）  反強磁性層を形成する工程と、反強磁性層の表面に、ホイスラー金属の全ての構成元素を含有する積層体を形成する工程と、前記積層体に加熱処理を施す工程とを備え、前記積層体の各層は、ホイスラー金属の構成元素から選択される少なくとも１以上の構成元素で形成されることを特徴とする磁気抵抗効果膜の製造方法。
【００８３】
（付記７）  付記６に記載の磁気抵抗効果膜の製造方法において、前記反強磁性層はマンガンを含むことを特徴とする磁気抵抗効果膜の製造方法。
【００８４】
（付記８）  軟磁性層を形成する工程と、前記軟磁性層の表面に絶縁層を積層する工程と、前記絶縁層の表面に、ホイスラー金属の全ての構成元素を含有する積層体を形成する工程と、前記積層体に加熱処理を施す工程とを備え、前記積層体の各層は、ホイスラー金属の構成元素から選択される少なくとも１以上の構成元素で形成されることを特徴とする磁気抵抗効果膜の製造方法。
【００８５】
（付記９）  付記８に記載の磁気抵抗効果膜の製造方法において、前記軟磁性層はコバルト鉄またはコバルトマンガンのいずれかであることを特徴とする磁気抵抗効果膜の製造方法。
【００８６】
（付記１０）  付記９に記載の磁気抵抗効果膜の製造方法において、前記絶縁層は酸化マグネシウムであることを特徴とする磁気抵抗効果膜の製造方法。
【００８７】
（付記１１）  付記６〜１０のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果膜の製造方法において、前記ホイスラー金属はコバルト鉄アルミニウムシリコンであって、前記積層体は、第１コバルト鉄合金層と、コバルト鉄合金層の表面に積層される第１アルミニウム層と、アルミニウム層の表面に積層されるコバルトシリコン層と、コバルトシリコン層の表面に積層される第２アルミニウム層と、第２アルミニウム層の表面に積層される第２コバルト鉄合金層とを備えることを特徴とする磁気抵抗効果膜の製造方法。
【００８８】
（付記１２）  付記６〜１０のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果膜の製造方法において、前記ホイスラー金属はコバルトマンガンシリコンであって、前記積層体は、第１コバルトシリコン層と、第１コバルトシリコン層の表面に積層されるマンガン層と、マンガン層の表面に積層される第２コバルトシリコン層とを備えることを特徴とする磁気抵抗効果膜の製造方法。
【００８９】
（付記１３）  付記６〜１０のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果膜の製造方法において、前記ホイスラー金属はコバルトマンガンシリコンであって、前記積層体は、第１コバルト層と、第１コバルト層の表面に積層される第１マンガン層と、第１マンガン層の表面に積層される第１コバルトシリコン層と、第１コバルトシリコン層の表面に積層される第２マンガン層と、第２マンガン層の表面に積層される第２コバルトシリコン層と、第２コバルトシリコン層の表面に積層される第３マンガン層と、第３マンガン層の表面に積層される第２コバルト層とを備えることを特徴とする磁気抵抗効果膜の製造方法。
【符号の説明】
【００９０】
４５  磁気抵抗効果膜、４５ａ  磁気抵抗効果膜、５７  反強磁性層（ピニング層）、５８  軟磁性層（レファレンス層）、６７  絶縁層（ＭｇＯ膜）、６８  積層体、７１  第１コバルト鉄合金層、７２  第１アルミニウム層、７３  コバルトシリコン層、７４  第２アルミニウム層、７５  第２コバルト鉄合金層。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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