(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気抵抗効果膜を含む磁気抵抗効果素子の製造方法であって、
ハードマスクが形成された前記磁気抵抗効果膜の厚さ方向の一部をイオンビームエッチングによって除去すると共に、除去された除去物を、前記ハードマスクが形成された前記磁気抵抗効果膜の側壁に付着させて保護膜を形成する工程と、
前記保護膜によって前記側壁を保護しながら、炭素原子、水素原子及び酸素原子を含有するガスを用いて、前記ハードマスクが形成された前記磁気抵抗効果膜を、反応性イオンエッチングによって除去する工程と、
を有することを特徴とする磁気抵抗効果素子の製造方法。
【請求項２】
前記イオンビームエッチングは、前記磁気抵抗効果膜の厚さ方向に対して０度〜１５度の角度をもってイオンビームを入射させ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の製造方法。
【請求項３】
前記磁気抵抗効果膜は前記ハードマスク側から順に磁化自由層と、バリア層と、磁化固定層と、反強磁性層とを含み、
前記磁化自由層と、前記バリア層と、前記磁化固定層とを前記イオンビームエッチングによって除去し、
前記反強磁性層を前記反応性イオンエッチングによって除去す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の製造方法。
【請求項４】
前記イオンビームエッチングが前記反強磁性層に達する時点を検出することと、
前記反強磁性層に達する時点が検出された時に、前記反応性イオンエッチングに切り替えることを特徴とする請求項３に記載の磁気抵抗効果素子の製造方法。
【請求項５】
前記ガスは炭化水素と酸素の混合ガスおよびアルコールガスの少なくとも一方を含有す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の製造方法。
【請求項６】
前記イオンビームエッチング中に前記磁気抵抗効果膜に含まれる所定の元素の検出もしくは該所定の元素の発光スペクトル検出を行い、該所定の元素が所定量検出された場合に前記反応性イオンエッチングによって除去する工程を開始す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の製造方法。
【請求項７】
磁気抵抗効果膜の加工方法であって、
ハードマスクが形成された前記磁気抵抗効果膜の厚さ方向の一部をイオンビームエッチングによって除去すると共に、除去された除去物を、前記ハードマスクが形成された前記磁気抵抗効果膜の側壁に付着させて保護膜を形成する工程と、
前記保護膜によって前記側壁を保護しながら、炭素原子、水素原子及び酸素原子を含有するガスを用いて、前記ハードマスクが形成された前記磁気抵抗効果膜を反応性イオンエッチングによって除去する工程と、
を有することを特徴とする磁気抵抗効果膜の加工方法。
【請求項８】
前記イオンビームエッチングは、前記磁気抵抗効果膜の厚さ方向に対して０度〜１５度の角度をもってイオンビームを入射させることを特徴とする請求項７に記載の磁気抵抗効果膜の加工方法。
【請求項９】
前記磁気抵抗効果膜は前記ハードマスク側から順に磁化自由層と、バリア層と、磁化固定層と、反強磁性層とを含み、
前記磁化自由層と、前記バリア層と、前記磁化固定層とを前記イオンビームエッチングによって除去し、
前記反強磁性層を前記反応性イオンエッチングによって除去することを特徴とする請求項７に記載の磁気抵抗効果膜の加工方法。
【請求項１０】
前記イオンビームエッチングが前記反強磁性層に達する時点を検出することと、
前記反強磁性層に達する時点が検出された時に、前記イオンビームエッチングから前記反応性イオンエッチングに切り替えることを特徴とする請求項９に記載の磁気抵抗効果膜の加工方法。
【請求項１１】
前記ガスは炭化水素と酸素の混合ガスおよびアルコールガスの少なくとも一方を含有することを特徴とする請求項７に記載の磁気抵抗効果膜の加工方法。
【請求項１２】
前記イオンビームエッチング中に前記磁気抵抗効果膜に含まれる所定の元素の検出もしくは該所定の元素の発光スペクトル検出を行い、該所定の元素が所定量検出された場合に前記反応性イオンエッチングによって除去する工程を開始することを特徴とする請求項７に記載の磁気抵抗効果膜の加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は磁気抵抗効果素子の製造方法及び磁気抵抗効果膜の加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＲＡＭ（Magnetic  Random  Access  Memory）はＴＭＲ（Tunneling  Magneto  Resistive）効果等の磁気抵抗効果を利用した不揮発性メモリで、ＤＲＡＭ並みの集積密度とＳＲＡＭ並みの高速性を持ち、且つ無制限にデータが書き換えられる画期的な次世代メモリとして世界から注目されている。【０００３】
ＭＲＡＭの構成としては例えば、メタル配線（ワード線）を有したシリコンやガラスの基板上に、下地層、磁気抵抗効果素子の基本構造となる磁気抵抗効果膜、キャップ層が順に形成されている。磁気抵抗効果膜の例として下側から反強磁性層、磁化固定層、絶縁層、磁化自由層が順に積層されている。【０００４】
磁気抵抗効果素子は、例えば、信号の読み出しと書き込みに使うワード線とビット線の交点に設置される。磁気抵抗効果素子の最下層の下地層と最上層のキャップ層がそれぞれ下部電極、上部電極に加工され、配線に接続することで電極の役割を果たすメモリセルとして使われる。【０００５】
磁気抵抗効果素子は、下部電極から上部電極へと磁気抵抗効果素子内に電流を垂直に流し、磁化自由層の磁化の向きを自由に変えることにより、絶縁層に流れる電流の電気抵抗値の高低を「０」、「１」と変化し、メタル配線と情報を交換することで読み出し、書き込みを行う。【０００６】
磁気抵抗効果素子の加工には、一般にエッチング技術が用いられる。エッチング技術にはイオンビームエッチング（ＩＢＥ：Ion  Beam  Etching）法や反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：Reactive  Ion  Etching）法がある。【０００７】
特に反応性イオンエッチング法において、エッチングガスとして炭化水素と酸素の混合ガスを用いることで、磁気抵抗効果素子における金属膜を選択的にエッチングできることが知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−２６８３４９号公報
【発明の概要】
【０００９】
しかし上述したエッチング方法によれば、エッチングガス中に含まれる酸素原子によって磁気抵抗効果素子に含まれる金属膜（特に、加工途中の磁気抵抗効果膜の側壁）が加工中に酸化されてしまうという問題が生ずる。この金属膜の酸化は素子特性の劣化を引き起こす。金属膜が酸化されると、磁気抵抗効果素子の実効領域が設計値（予定領域）よりも小さくなる。すなわち、エッチング後の磁気抵抗効果膜の側壁部分に磁気抵抗効果素子として機能しない領域が形成されてしまい、その分だけ磁気抵抗効果素子の実効領域が小さくなってしまう。そしてこの問題は素子の微細化に伴いより顕著になることが考えられる。
【００１０】
一方、ＩＢＥ法では不活性ガスを用いたイオンビームによって加工を行うため、素子を酸化させることは無い。しかしＩＢＥ法ではマスク部分と遷移金属部分の選択比が低いためにマスク層を厚く成膜しなければならない。マスク層が厚くなりすぎると所望の加工形状を得ることが困難となる。またＩＢＥ法ではエッチングによって素子の側壁にエッチングされた膜が堆積し易く、この堆積物はショートを引き起こし素子としての機能を失わせる。
【００１１】
本発明は上述した課題を契機としてなされたものであり、従来の反応性イオンエッチングによる磁気抵抗効果素子の加工に比べて酸化による素子特性の劣化を低減し、且つ従来のイオンビームエッチングによる磁気抵抗効果素子の加工に比べて加工後の形状が良好である磁気抵抗効果素子の製造方法及び磁気抵抗効果膜の加工方法を提供することを目的とする。
【００１２】
上述した課題を解決するために本発明の第１の態様は、磁気抵抗効果膜を含む磁気抵抗効果素子の製造方法であって、ハードマスクが形成された前記磁気抵抗効果膜の厚さ方向の一部をイオンビームエッチングによって除去すると共に、除去された除去物を、前記ハードマスクが形成された前記磁気抵抗効果膜の側壁に付着させて保護膜を形成する工程と、前記保護膜によって前記側壁を保護しながら、炭素原子、水素原子及び酸素原子を含有するガスを用いて、前記ハードマスクが形成された前記磁気抵抗効果膜を、反応性イオンエッチングによって除去する工程と、を有することを特徴とする。
また本発明の第２の態様は、磁気抵抗効果膜の加工方法であって、ハードマスクが形成された前記磁気抵抗効果膜の厚さ方向の一部をイオンビームエッチングによって除去すると共に、除去された除去物を、前記ハードマスクが形成された前記磁気抵抗効果膜の側壁に付着させて保護膜を形成する工程と、前記保護膜によって前記側壁を保護しながら、炭素原子、水素原子及び酸素原子を含有するガスを用いて、前記ハードマスクが形成された前記磁気抵抗効果膜を反応性イオンエッチングによって除去する工程と、を有することを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、従来の反応性イオンエッチングによる磁気抵抗効果素子の加工に比べて酸化による素子特性の劣化を低減し、且つ従来のイオンビームエッチングによる磁気抵抗効果素子の加工に比べて加工後の形状が良好な磁気抵抗効果素子の製造及び磁気抵抗効果膜の加工が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る磁気抵抗効果素子の製造装置（イオンビームエッチング装置）を説明するための図である。
【図２Ａ】本発明の一実施形態に係る磁気抵抗効果素子の製造工程の一部を説明するための図である。
【図２Ｂ】本発明の一実施形態に係る磁気抵抗効果素子の製造工程の一部を説明するための図である。
【図２Ｃ】本発明の一実施形態に係る磁気抵抗効果素子の製造工程の一部を説明するための図である。
【図２Ｄ】本発明の一実施形態に係る磁気抵抗効果素子の製造工程の一部を説明するための図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る磁気抵抗効果素子の製造装置（反応性イオンエッチング装置）を説明するための図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る磁気抵抗効果素子を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明するが、本発明は本実施形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。なお、以下で説明する図面において、同機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略することもある。
【００１６】
図１にイオンビームエッチング装置の概略図を示す。イオンビームエッチング装置１００は処理室１０１とプラズマ発生室１０２を備えている。処理室１０１には排気ポンプ１０３が設置されている。プラズマ発生室１０２にはベルジャ１０４、第１のガス導入部１０５、ＲＦアンテナ１０６、整合器１０７、電磁コイル１０８が設置されており、処理室１０１との境界にはグリッド１０９が設置されている。
【００１７】
処理室１０１内には基板ホルダー１１０があり、基板１１１がＥＳＣ電極１１２上に載置される。第１のガス導入部１０５からエッチングガスを導入し、ＲＦアンテナ１０６に高周波を印加することでプラズマ発生室１０２内にエッチングガスのプラズマを発生させることができる。そしてグリッド１０９に直流電圧を印加し、プラズマ発生室１０２内のイオンをビームとして引き出し、基板１１１に照射することで基板１１１の処理が行われる。引き出されたイオンビームは、不図示のニュートラライザーにより電気的に中和して、基板１１１に照射することによりチャージアップが防止される。また処理室１０１には第２のガス導入部１１４が設けられており、プロセスガスを導入することができる。基板ホルダー１１０は、イオンビームに対して任意に傾斜することができる。また基板１１１をその面内方向に回転（自転）できる構造となっている。
【００１８】
図３は本実施形態に好適な反応性イオンエッチング装置の一例を説明するための図である。図３に係る装置は反応性イオンエッチング法を用いて磁気抵抗効果素子の加工を行うことができる。このエッチング装置は真空容器４０及び、真空容器４０に対して内部空間が連通するようにして気密に接続された誘導体壁容器４０６を有する。真空容器４０は内部が排気系４３によって排気される。また、真空容器４０には、不図示のゲートバルブから基板７が搬入され、基板ホルダー４４に保持される。基板ホルダー４４は温度制御機構４５により所定温度に維持することが可能である。
【００１９】
真空容器４０の側壁の外側には、多数の側壁用磁石４２が多数並べて配置され、これによってカスプ磁場が真空容器４０の側壁の内面に沿って形成される。このカスプ磁場によって真空容器４０の側壁の内面へのプラズマの拡散が防止されている。
【００２０】
次に、エッチング実行時の動作について説明する。まず、ガス導入系４１を動作させ、ガスを溜めているボンベから配管、バルブ、及び、流量調整器を介して、所定の流量のエッチングガスを真空容器４０内へ導入する。導入されたエッチングガスは、真空容器４０内を経由して誘電体壁容器４０６内に拡散する。次にプラズマ源４０１を動作させる。プラズマ源４０１は、誘電体壁容器４０６内に誘導磁界を発生するアンテナ４０２と、アンテナ４０２に不図示の整合器を介して伝送路４０４によって接続される電源４０３と、電磁石４０５を有する。電磁石４０５は誘電体壁容器４０６内に所定の磁界を生じさせる。電源４０３はアンテナ４０２に供給する高周波電力（ソース電力）を発生させる。プラズマ用高周波電源４０３が発生させた高周波によってアンテナ４０２に電流が流れ、誘電体壁容器４０６の内部にプラズマＰが形成される。
【００２１】
形成されたプラズマＰは誘電体壁容器４０６から真空容器４０内に拡散し、基板７の表面付近に達することで基板７の表面がエッチングされる。この時、同時に、バイアス用電源４６を作動させて、基板７に負の直流分の電圧であるセルフバイアス電圧が与えられ、プラズマから基板７の表面へのイオン入射エネルギーを制御している。
【００２２】
次に、図２を参照して、上述した図１及び図３に示した装置を用いた本実施形態に係る磁気抵抗効果素子の製造方法を説明する。
【００２３】
図２Ａに示すように本実施形態における磁気抵抗効果素子に係る積層構造は、例えばシリコンやガラス等の基板上に配線２４（たとえばＣｕ）が形成され、配線２４の上に配線２４と接合される下部電極となる下地層２３が形成される。下地層２３の上に磁気抵抗素子の基本構造となる磁気抵抗効果膜２２が形成されている。磁気抵抗効果膜２２の上には、上部電極でありエッチング時にはハードマスクとして機能するキャップ層２１（以下ハードマスクともいう）が形成されている。この磁気抵抗効果膜２２とキャップ層２１の間には、磁気抵抗効果素子の特性に応じて種々の層が挿入されても良い。図２Ａのキャップ層２１はフォトレジスト等によりパターニングされた後の状態を示している。
【００２４】
下地層２３は、後の工程で下部電極に加工されるため、導電性の材質が用いられる。例えば、タンタルやチタン、アルミニウム、シリコン、ルテニウムもしくはこれらの導電性化合物である窒化タンタル、窒化チタン、酸化ルテニウム、窒化ルテニウム、炭化タンタル、炭化チタン等の単層膜又は積層膜を用いることができる。
【００２５】
磁気抵抗効果膜２２は例えば、反強磁性層２２４、磁化固定層２２３、バリア層２２２、磁化自由層２２１が下から順に積層されている。各層の材質の一例として、反強磁性層２２４はＰｔＭｎ、磁化固定層２２３は強磁性層であるＣｏＦｅＢと非磁性層であるＲｕの積層構造からなるＣｏＦｅＢ／Ｒｕ／ＣｏＦｅＢ、バリア層２２２はＭｇＯ、磁化自由層２２１はＣｏＦｅＢが用いられる。
【００２６】
本実施形態において、キャップ層２１は磁気抵抗効果膜２２をエッチングする際にハードマスクとして機能するため、エッチングの際に磁気抵抗効果膜２２に対して選択性が得られる材質からなることが好ましい。例えばタンタルやチタンもしくはこれらの導電性化合物である窒化タンタルや窒化チタン、炭化タンタル、炭化チタン等の単層膜又は積層膜が好適である。
【００２７】
本発明では、まず図２Ａに示す状態からＩＢＥ法によってエッチングを行う。キャップ層２１がハードマスクとして機能するため、磁気抵抗効果膜２２にキャップ層２１のパターンが転写されていく。一般にＩＢＥ法はエッチング膜の側壁への堆積が多く、エッチングされた材質が磁気抵抗効果膜２２の側壁に再付着する。
このとき、上述した様に側壁への堆積物の除去があまりされないため、図２Ｂに示す様に素子の側壁にＩＢＥ法によりエッチングされた膜が堆積する。以下この側壁への堆積物をサイドデポジション３０という。
【００２８】
図２Ａから図２Ｂに示す様に磁気抵抗効果膜２２の一部までＩＢＥ法によってエッチングした後に、ＲＩＥ法によって残りの加工を行い図２Ｃに示す状態にする。即ち、本発明は磁気抵抗効果素子をＩＢＥ法とＲＩＥ法の２つの方法を組み合わせて磁気抵抗効果膜２２のエッチングを行うものである。
【００２９】
まず、ＩＢＥ法にて下部電極層２３に達する前、すなわち磁気抵抗効果膜２２の途中まで磁気抵抗効果膜２２をエッチングして、図２Ｂの状態にする。このとき、磁気抵抗効果膜２２の側壁には、ＩＢＥ法によるエッチング時にスパッタエッチングされた材料が付着している。この付着したサイドデポジション３０は、次のＲＩＥ法で磁気抵抗効果膜２２を酸素原子を含むガスでエッチングする際に、磁気抵抗効果膜２２の酸素原子によるケミカルダメージを低減する保護膜として機能する。すなわち、本実施形態に係るＩＢＥ法によるエッチングでは、磁気抵抗効果膜２２を削りながら、後のＲＩＥ法によるエッチングに対する保護膜も形成する。
ＩＢＥ法でエッチングする際に、イオンビームが基板に対して垂直な方向（即ち磁気抵抗効果膜の膜厚方向）から入射する場合の入射角度を０度としたとき、一般に基板に対して０度〜１５度の範囲であれば、磁気抵抗効果膜の側壁に対して保護膜の形成が容易である。
【００３０】
次に、ＩＢＥ法で除去されなかった磁気抵抗効果膜２２を炭化水素と酸素の混合ガス、もしくはアルコールガスなどの、炭素原子、水素原子及び酸素原子を含有するガスをエッチングガスとして用いたＲＩＥ法によって除去して、図２Ｃの状態にする。上述したようにＲＩＥ法によるエッチング開始時には、サイドデポジション３０によって磁気抵抗効果膜２２の側壁が覆われているため、磁気抵抗効果膜２２が直接プラズマに暴露されることはなく、エッチングガス中に含まれる酸素原子などによって磁気抵抗効果膜２２の磁気特性が劣化することを抑制できる。つまり、ＩＢＥ法により生じた堆積物であるサイドデポジション３０自体が、磁気抵抗効果膜２２の側壁を保護する。さらに、サイドデポジション３０に沿ってＲＩＥ法によるエッチングが進行するので、結果としてサイドデポジション３０と同等の厚さの残留層３１が形成される。したがって、サイドデポジション３０と残留層３１とが総合して、ＲＩＥ法における磁気抵抗効果膜２２の側壁の保護膜３２として機能する。
また、先のＩＢＥ法によるエッチングで磁気抵抗効果膜２２の一部が除去されているため、所望のエッチング寸法まで磁気抵抗効果膜２２を加工するときに、磁気抵抗効果膜２２がケミカルダメージを受ける時間が短縮される。このためＲＩＥ法だけで磁気抵抗効果膜２２をエッチングする場合に比べ、磁気抵抗効果膜２２の磁気特性の劣化が抑制される。
【００３１】
したがって、本実施形態のように、磁気抵抗効果膜２２の厚さ方向の一部をＩＢＥ法によりエッチングし、厚さ方向の残部をＲＩＥ法によりエッチングすることで、磁気抵抗効果膜２２の側壁を保護することができ、かつＲＩＥ法によるエッチングの時間を短くすることができるため、酸化によるダメージを大きく低減できる。このとき、磁気抵抗効果膜２２に対するＩＢＥ法によるエッチング量を可能な限り多くすることでＲＩＥ法の際に磁気抵抗効果膜２２が受けるダメージをより低減することができる。
従来ではＩＢＥ法のみでエッチングすると厚いマスク層が必要となり、またサイドデポジションが形成され、サイドデポジション中でショートするという問題が発生し、ＲＩＥ法のみでエッチングすると磁気抵抗効果膜２２の側壁が酸化されて磁気抵抗効果素子として機能しない領域が形成されるという問題が発生していた。それに対して、本実施形態のでは、磁気抵抗効果膜２２の途中でＩＢＥ法からＲＩＥ法に切り替えることでそれらの問題を同時に解決している。
本実施形態では、磁気抵抗効果素子の予定領域の外側に保護膜３２が形成されるため、ＲＩＥ法によるエッチング後にも磁気抵抗効果素子の実効領域の減少が起こらない。また、保護膜３２に含まれるサイドデポジション３０および残留層３１は、酸素を含むガスを用いたＲＩＥ法によるエッチング時に酸化されるため、保護膜３２内部でのショートの発生が低減される。
また、下部電極層２３にＴａ等の材料を用いることで下部電極層に対して磁気抵抗効果膜２２を高選択比でエッチングすることができる。
【００３２】
ＲＩＥ法によって磁気抵抗効果膜２２が除去され、下部電極層２３が露出した後は、保護膜３２を残したままにしてもよく、また除去してもよい。従来のＲＩＥ法では磁気抵抗効果膜自体が酸化されるためダメージ部分を除去すると磁気抵抗効果素子の実効領域が減少するという問題があった。それに対して、本実施形態においては、保護膜３２が磁気抵抗効果素子の予定領域の外側に形成されるため、それを除去しても磁気抵抗効果素子の実効領域が減少しないという利点がある。
サイドデポジション３０を除去する場合には、オーバーエッチングを行うことでサイドデポジション３０の除去及び酸化を行い、図２Ｄの状態にすることができる。これにより磁気抵抗効果素子のパターン形状を調整し、サイドデポジション３０によるショートを防ぐことができる。
【００３３】
本発明においてはさらに、上述した磁気抵抗効果膜２２のイオンビームエッチング中に元素の検出または元素の発光スペクトル検出を行い、所定の元素についてあらかじめ定められた量が検出されたときにＩＢＥ法からＲＩＥ法に切り替えるようにするとより効果的である。このような構成を採ることにより、基板間の処理の均一性を高めることが可能となる。元素の検出は、プロセスチャンバー内にＳＩＭＳなどの検出器を設置して行うことができる。また、発光スペクトルの検出は、プロセスチャンバー内に発光分光器の検出器を設置して行うことができる。検出を行う場合、ＲＩＥ法においてストッパ層上にある層の原子が検出された場合にＩＢＥ法からＲＩＥ法への切り替えを行うようにすると、磁性膜が酸素プラズマに晒される時間を低減し、かつプロセスの再現性を良好に保つことができる。特に、図２Ａ〜Ｄに示すような、いわゆるボトムピンタイプの磁気抵抗素子において、磁気抵抗効果膜２２のイオンビームエッチングが磁化固定層２２１、バリア層２２２、および磁化固定層２２３に対して行われ、反強磁性層２２４に達する時点で、ＩＢＥ法とＲＩＥ法を切り替えるとより効果的である。反強磁性層２２４は他の層に比べて膜厚が厚いため、他の層に比べて検出が容易であり、ＩＢＥ法からＲＩＥ法へ切り替えるための判定が容易だからである。
【００３４】
本発明の他の実施形態としては、例えば図４に示すような垂直型磁気抵抗効果膜の加工にも用いることが可能である。図４は垂直磁化型素子(以下、ｐ−ＭＴＪ素子)の積層構造であり、磁化固定層が積層膜の上部に位置するトップピンタイプの模式図である。基板の上に、バッファー層５１１、５１０を成膜する。
その上に、フリー層５０９として、例えばＣｏＦｅＢを成膜し、その上にバリア層５０８を形成する。バリア層は高いＭＲ比を得るためにＭｇＯが好適である。その他、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、シリコン（Ｓｉ）の少なくとも１つまたは２つ以上を含有する酸化物でも良い。
その上に、ＣｏＦｅ等からなる厚さ０．２〜１ｎｍ程度の第４リファレンス層５０７と、ＣｏＦｅＢ等からなる第３リファレンス層５０６と、Ｔａなどからなる配向分離層５０５とを成膜する。次に垂直磁気異方性を第３リファレンス層５０６および第４リファレンス層５０７に付与する第２リファレンス層５０４を成膜する。第２リファレンス層５０４としては、例えばＣｏ/Ｐｄ、Ｃｏ/Ｐｔ、Ｃｏ/Ｎｉのような積層構造、もしくは該積層構造にＣｏを組み合わせた構造が用いられる。本実施形態では、第２リファレンス層５０４として、Ｃｏ/Ｐｔの上にＣｏ/Ｐｄが４組積層され、さらにＣｏが成膜された構造を用いている。
その上に、Ｒｕ、Ｃｒ、Ｒｈ、ＩｒまたはＲｅなどからなる非磁性中間層５０３と、Ｃｏ/Ｐｄ、Ｃｏ/Ｐｔ、Ｃｏ/Ｎｉのような積層構造、またはそれらを組み合わせた構造で構成される第１リファレンス層５０２とを形成する。本実施形態では、第１リファレンス層５０２としてＣｏ/Ｐｄが１４組積層された構造を用いている。
その上にキャップ層５０１として、Ｔａを形成する。
【００３５】
このような垂直型磁気抵抗効果膜の加工においても、磁気抵抗効果膜の途中でＩＢＥ法からＲＩＥ法に切り替えることで、加工中の磁気抵抗効果膜の側壁に保護膜を形成し、磁性膜の酸化を抑制することが可能となる。
【図１】
0005647351.tif 000002
【図２Ａ】
0005647351.tif 000003
【図２Ｂ】
0005647351.tif 000004
【図２Ｃ】
0005647351.tif 000005
【図２Ｄ】
0005647351.tif 000006
【図３】
0005647351.tif 000007
【図４】
0005647351.tif 000008