(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性導電層と、前記非磁性導電層の上面に形成されたフリー磁性層と、前記非磁性導電層の下面に形成された固定磁性層と、前記固定磁性層の前記非磁性導電層と反対側の下面に形成され、前記固定磁性層の磁化方向を固定する反強磁性層とを有する積層体を備え、前記積層体の両端面にはバイアス下地層が形成され、非磁性層と前記非磁性層の上面に形成されたバイアス層とを有する積層構造膜が、前記積層体を両端から前記バイアス下地層を介して挟むように配置されており、前記非磁性層の上面が前記反強磁性層よりも上方に位置し、前記バイアス層と前記バイアス下地層とが磁気交換結合し、前記バイアス下地層と前記フリー磁性層とが磁気交換結合することにより、前記フリー磁性層の磁化方向が前記固定磁性層の磁化方向と交叉する方向に揃えられており、前記積層構造膜は、非磁性の底上げ絶縁層を有し、前記底上げ絶縁層の上面に前記非磁性層が形成されていることを特徴とする磁気抵抗効果型素子。
【請求項２】
前記積層体は非磁性絶縁層の上面に形成され、前記非磁性絶縁層の上面には前記積層体の両端を基点として前記積層体の両側領域に延びる凹部が形成され、前記凹部内に前記積層構造膜が配設され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型素子。
【請求項３】
前記バイアス下地層が前記非磁性導電層に接する前記固定磁性層の上面よりも上方に位置していることを特徴とする請求項１又は２に記載の磁気抵抗効果型素子。
【請求項４】
前記固定磁性層は、前記反強磁性層に接する下部固定磁性層と、前記下部固定磁性層上に設けられた非磁性中間層と、前記非磁性中間層上に設けられた上部固定磁性層とで形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の磁気抵抗効果型素子。
【請求項５】
前記フリー磁性層は、前記非磁性導電層に接する下部フリー磁性層と、前記下部フリー磁性層上に設けられた非磁性中間層と、前記非磁性中間層上に設けられた上部フリー磁性層とで形成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の磁気抵抗効果型素子。
【請求項６】
バックド層が前記フリー磁性層上に設けられていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の磁気抵抗効果型素子。
【請求項７】
スペキュラー層が前記フリー磁性層上に設けられていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の磁気抵抗効果型素子。
【請求項８】
前記反強磁性層はＰｔＭｎ合金で形成されていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の磁気抵抗効果型素子。
【請求項９】
基板上に形成された非磁性絶縁層上に反強磁性層，固定磁性層，非磁性導電層，及びフリー磁性層を順次積層した構造を有する多層膜を形成する工程と、前記多層膜上にフォトレジストを形成する工程と、前記多層膜の前記フォトレジストで覆われていない部分をエッチングして除去することにより、前記多層膜で構成された積層体を形成する工程と、前記積層体の両端面にバイアス下地層を形成する工程と、前記多層膜が除去された前記積層体の両側領域に非磁性層をその上面が前記反強磁性層よりも上方に位置するように形成する工程と、前記非磁性層の上面にバイアス層を前記バイアス下地層に接するように形成し、前記バイアス層と前記フリー磁性層とを前記バイアス下地層を介して磁気交換結合させる工程と、を有し、前記非磁性導電層に接する前記固定磁性層の上面よりも上方のみに前記バイアス下地層が存在するように、前記バイアス下地層にエッチングを施す工程を有することを特徴とする磁気抵抗効果型素子の製造方法。
【請求項１０】
前記積層体を形成する際に、前記多層膜の前記フォトレジストで覆われていない部分に対応する前記非磁性絶縁層にもエッチングを施すことを特徴とする請求項９に記載の磁気抵抗効果型素子の製造方法。
【請求項１１】
前記両側領域に前記非磁性層が搭載される非磁性の底上げ絶縁層を形成する工程を有することを特徴とする請求項９または１０に記載の磁気抵抗効果型素子の製造方法。
【請求項１２】
前記非磁性層を形成した後に前記バイアス下地層の表面をエッチングし、その後に前記バイアス層を形成することを特徴とする請求項９ないし１１のいずれかに記載の磁気抵抗効果型素子の製造方法。
【請求項１３】
基板上に形成された非磁性絶縁層上に反強磁性層，固定磁性層，非磁性導電層，及びフリー磁性層を順次積層した構造を有する多層膜を形成する工程と、前記多層膜上にフォトレジストを形成する工程と、前記多層膜の前記フォトレジストで覆われていない部分をエッチングして除去することにより、前記多層膜で構成された積層体を形成する工程と、前記積層体の両端面にバイアス下地層を形成する工程と、前記多層膜が除去された前記積層体の両側領域に非磁性層をその上面が前記反強磁性層よりも上方に位置するように形成する工程と、前記非磁性層の上面にバイアス層を前記バイアス下地層に接するように形成し、前記バイアス層と前記フリー磁性層とを前記バイアス下地層を介して磁気交換結合させる工程と、を有し、前記両側領域に前記非磁性層が搭載される非磁性の底上げ絶縁層を形成する工程を有することを特徴とする磁気抵抗効果型素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気ヘッド、磁気式センサ等に用いられる磁気抵抗効果型素子に関し、特にスピンバルブ効果を利用した磁気抵抗効果型素子及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１７は、この種の磁気抵抗効果型素子の従来技術を説明するためのものであり、この磁気抵抗効果型素子３１は、Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣセラミック等の非磁性材料からなる基板３２上に、下部シールド磁性膜（不図示）が形成され、さらにその上に形成されたＡｌ２Ｏ３等からなる非磁性絶縁層３３上に、ＰｔＭｎ合金等からなる反強磁性層３４、ＣｏＦｅ合金等からなる固定磁性層３５、Ｃｕ等からなる非磁性導電層３６、ＣｏＦｅ合金等からなるフリー磁性層３７を順次積層した構造を有する積層体３８が形成されて、積層体３８上には、タンタル等からなる保護層３９が積層され、Ｃｒ等からなる非磁性層４０が積層体３８の両端面から積層体３８の両側領域に延びるように形成されており、非磁性層４０上にＣｏＰｔ合金等からなるバイアス層４１が積層体３８を両端から挟むように配設され、各バイアス層４１上にはＣｒ等からなる電極層４２が形成され、バイアス層４１と積層体３８とが非磁性層４０を介して接した状態となっている。この非磁性層４０は、バイアス層４１の保磁力を高めバイアス層４１の発するバイアス磁界をトラック幅方向（図示Ｘ方向）に安定に向かせる働きをする。
【０００３】
そして、固定磁性層３５は、反強磁性層３４との界面にて発生する交換結合磁界により磁化されて、反強磁性層３４と固定磁性層３５とが磁気的に結合されており、この結合によって固定磁性層３５の磁化方向が、図示Ｙ方向（図１７の紙面に向かう）に固定されている。
【０００４】
また、図示Ｘ方向に磁化されているバイアス層４１の発する磁界がバイアス磁界としてフリー磁性層３７に印加され、このバイアス磁界によってフリー磁性層３７は、その磁化方向が固定磁性層３５の磁化方向と交叉する図示Ｘ方向に揃えられ全体として単磁区化された状態となっている。
【０００５】
このように構成された磁気抵抗効果型素子３１は、例えば磁気ヘッドに適用されて磁気ディスク装置に組み込まれ、電極層４２からバイアス層４１及び非磁性層４０を介して固定磁性層３５、非磁性導電層３６及びフリー磁性層３７に検出電流が与えられた状態で、フリー磁性層３７の幅で規定されるトラック幅Ｔｗ２で示される領域を矢印Ｚ方向に回転走行する磁気ディスクの所望のトラックに位置決めし、外部磁界としてこの所望のトラックからの漏れ磁界が図示Ｙ方向に与えられると、この漏れ磁界をフリー磁性層３７の全体で感知してフリー磁性層３７の全体の磁化が図示Ｘ方向から図示Ｙ方向に向けて変動する。
【０００６】
このとき、固定磁性層３５と非磁性導電層３６，及びフリー磁性層３７を流れる電子が、固定磁性層３５と非磁性導電層３６との界面及びフリー磁性層３７と非磁性導電層３６との界面でスピンに依存した散乱を起こすことによって磁気抵抗効果型素子３１の電気抵抗が変化し、この抵抗変化に基づく電圧変化により上記所望トラックからの漏れ磁界が検出される。これによって、磁気抵抗効果型素子３１は、上記所望トラックに記録された記録情報を読み出すことができる。
【０００７】
そして、磁気抵抗効果型素子３１の電気抵抗の変化は、固定磁性層３５からフリー磁性層３７に向かって移動しようとする電子のうちの、固定磁性層３５と非磁性導電層３６との界面で散乱を起こさずにフリー磁性層３７内に進入する、フリー磁性層３７の磁化方向に平行なスピンを持つアップスピン伝導電子の移動距離が長い程より大きなものとなり、この伝導電子の移動距離が延びる程外部磁界検出感度が向上する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
磁気ディスク装置の高密度化・大容量化に伴って、前述の磁気抵抗効果型素子３１にあっては、図１７に示すトラック幅Ｔｗ２を小さくして狭トラック化することが求められている。しかしながら、フリー磁性層３７の両端面には非磁性層４０を介してバイアス層４１が接続されているため、トラック幅Ｔｗ２を小さくしていくと、トラック幅方向（図示Ｘ方向）における反磁界が大きくなり、フリー磁性層３７を図示Ｘ方向に単磁区化させることができなくなって、フリー磁性層３７の両端部分に磁壁が出現しこの磁壁の不規則な移動が原因であるバルクハウゼンノイズの発生を抑えることができなくなるという欠点があった。
【０００９】
そこで、本発明者は上記要求に応えるため、図１８に示すような磁気抵抗効果型素子５１を試作した。この磁気抵抗効果型素子５１は、非磁性層４０をＦｅＣｏ合金等の軟磁性膜からなるバイアス下地層５２に置き換えた点以外は上述の磁気抵抗効果型素子３１と同様である。このように構成された磁気抵抗効果型素子５１は、図示Ｘ方向に磁化されているバイアス層４１とバイアス下地層５２とが磁気交換結合することによってバイアス下地層５２の磁化方向が図示Ｘ方向に揃えられ、バイアス下地層５２とフリー磁性層３７とが磁気交換結合することによりフリー磁性層３７の磁化方向が図示Ｘ方向に揃えられる。
【００１０】
すなわち、本発明者はバイアス下地層５２を介してバイアス層４１とフリー磁性層３７とを磁気交換結合させることでフリー磁性層３７に上述したバイアス磁界を付与し、バイアス層４１とフリー磁性層３７とを非磁性層４０を介することなく接続させることにより、トラック幅Ｔｗ２が小さくなってもフリー磁性層３７の磁化方向を図示Ｘ方向に揃えて単磁区化し、フリー磁性層３７の両端部分での反磁界の影響による磁壁の発生を抑えることを考えた。
【００１１】
しかし、この磁気抵抗効果型素子５１にあっては、点線で囲んで示す箇所Ｆ部分において、バイアス層４１と反強磁性層３４とがトラック幅方向（図示Ｘ方向）に対向しバイアス下地層５２を介して接するようになっているため、反強磁性層３４の影響を受けてバイアス層４１の保磁力が低下して４０ＫＡ／ｍ程度となり、磁気ディスク装置に組み込まれて使用された際に、バイアス層４１の保磁力の低下により、磁気ディスク上の上記所望トラックに隣接するトラックからの漏れ磁界を受けてバイアス層４１の磁化が変動し、この変動が上記所望のトラックからの漏れ磁界の検出特性に悪影響を与え、上記所望トラックに記録された記録情報を正確に読み出すことができなくなることを本発明者は見出した。
【００１２】
このバイアス層４１の保磁力が低下する問題は、図１９に示すように、積層体３８の両側領域に反強磁性層３４を延出させて、バイアス下地層４０と反強磁性層３４との接触面積が大きくする程より顕著に現れる。
【００１３】
本発明は叙上の点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、バイアス層の保磁力を充分に確保することができ、トラック幅を小さくして狭トラック化を実現することの可能な磁気抵抗効果型素子を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明の磁気抵抗効果型素子は、非磁性導電層と、前記非磁性導電層の上面に形成されたフリー磁性層と、前記非磁性導電層の下面に形成された固定磁性層と、前記固定磁性層の前記非磁性導電層と反対側の下面に形成され、前記固定磁性層の磁化方向を固定する反強磁性層とを有する積層体を備え、前記積層体の両端面にはバイアス下地層が形成され、非磁性層と前記非磁性層の上面に形成されたバイアス層とを有する積層構造膜が、前記積層体を両端から前記バイアス下地層を介して挟むように配置されており、前記非磁性層の上面が前記反強磁性層よりも上方に位置し、前記バイアス層と前記バイアス下地層とが磁気交換結合し、前記バイアス下地層と前記フリー磁性層とが磁気交換結合することにより、前記フリー磁性層の磁化方向が前記固定磁性層の磁化方向と交叉する方向に揃えられており、前記積層構造膜は、非磁性の底上げ絶縁層を有し、前記底上げ絶縁層の上面に前記非磁性層が形成されていることを特徴としている。
【００１５】
また、上記構成において、前記積層体は非磁性絶縁層の上面に形成され、前記非磁性絶縁層の上面には前記積層体の両端を基点として前記積層体の両側領域に延びる凹部が形成され、前記凹部内に前記積層構造膜が配設されている構成とした。
【００１６】
また、上記構成において、前記バイアス下地層が前記非磁性導電層に接する前記固定磁性層の上面よりも上方に位置している構成とした。
【００１８】
また、上記構成において、前記固定磁性層は、前記反強磁性層に接する下部固定磁性層と、前記下部固定磁性層上に設けられた非磁性中間層と、前記非磁性中間層上に設けられた上部固定磁性層とで形成されている構成とした。
【００１９】
また、上記構成において、前記フリー磁性層は、前記非磁性導電層に接する下部フリー磁性層と、前記下部フリー磁性層上に設けられた非磁性中間層と、前記非磁性中間層上に設けられた上部フリー磁性層とで形成されている構成とした。
【００２０】
また、上記構成において、バックド層が前記フリー磁性層上に設けられている構成とした。
【００２１】
また、上記構成において、スペキュラー層が前記フリー磁性層上に設けられている構成とした。
【００２２】
また、上記構成において、前記反強磁性層はＰｔＭｎ合金で形成されている構成とした。
【００２３】
また、上記目的を達成するために、本発明の磁気抵抗効果型素子の製造方法は、基板上に形成された非磁性絶縁層上に反強磁性層，固定磁性層，非磁性導電層，及びフリー磁性層を順次積層した構造を有する多層膜を形成する工程と、前記多層膜上にフォトレジストを形成する工程と、前記多層膜の前記フォトレジストで覆われていない部分をエッチングして除去することにより、前記多層膜で構成された積層体を形成する工程と、前記積層体の両端面にバイアス下地層を形成する工程と、前記多層膜が除去された前記積層体の両側領域に非磁性層をその上面が前記反強磁性層よりも上方に位置するように形成する工程と、前記非磁性層の上面にバイアス層を前記バイアス下地層に接するように形成し、前記バイアス層と前記フリー磁性層とを前記バイアス下地層を介して磁気交換結合させる工程と、を有し、前記非磁性導電層に接する前記固定磁性層の上面よりも上方のみに前記バイアス下地層が存在するように、前記バイアス下地層にエッチングを施す工程を有することを特徴としている。
【００２４】
また、上記製造方法において、前記積層体を形成する際に、前記多層膜の前記フォトレジストで覆われていない部分に対応する前記非磁性絶縁層にもエッチングを施すようにした。
【００２６】
また、上記製造方法において、前記非磁性層を形成した後に前記バイアス下地層の表面をエッチングし、その後に前記バイアス層を形成するようにした。
【００２７】
また、上記目的を達成するために、本発明の磁気抵抗効果型素子の製造方法は、基板上に形成された非磁性絶縁層上に反強磁性層，固定磁性層，非磁性導電層、及びフリー磁性層を順次積層した構造を有する多層膜を形成する工程と、前記多層膜上にフォトレジストを形成する工程と、前記多層膜の前記フォトレジストで覆われていない部分をエッチングして除去することにより、前記多層膜で構成された積層体を形成する工程と、前記積層体の両端面にバイアス下地層を形成する工程と、前記多層膜が除去された前記積層体の両側領域に非磁性層をその上面が前記反強磁性層よりも上方に位置するように形成する工程と、前記非磁性層の上面にバイアス層を前記バイアス下地層に接するように形成し、前記バイアス層と前記フリー磁性層とを前記バイアス下地層を介して磁気交換結合させる工程と、を有し、前記両側領域に前記非磁性層が搭載される非磁性の底上げ絶縁層を形成する工程を有することを特徴とするものである。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の磁気抵抗効果型素子の一実施形態を図１乃至図１１に基づいて説明する。
【００２９】
この磁気抵抗効果型素子１は、図１に示すように、Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣセラミック等の非磁性材料からなる基板１３上に、下部シールド磁性膜（不図示）が形成され、さらにその上に形成されたＡｌ２Ｏ３等からなる非磁性絶縁層１４の上面に、非磁性導電層４と、非磁性導電層４の上面に形成されたフリー磁性層５と、非磁性導電層４の下面に形成された固定磁性層３と、固定磁性層３の非磁性導電層４と反対側の下面に形成された反強磁性層２との４層からなり、反強磁性層２、固定磁性層３、非磁性導電層４、及びフリー磁性層５をこの順番に積層した構造を有する積層体１１が形成されており、積層体１１上にバックド層６及びスペキュラー層７が積層され、積層体１１の両端面にはバイアス下地層８が形成されている。
【００３０】
また、非磁性絶縁層１４の上面には積層体１１の両端を基点として積層体１１の両側領域に延びる凹部１４ａが形成され、この凹部１４ａ内に、非磁性層９と非磁性層９の上面に形成されたバイアス層１０とを有する積層構造膜１２が、積層体１１を両端からバイアス下地層８を介して挟むように配設されており、非磁性層９の上面が反強磁性層２よりも上方に位置し、各バイアス層１０上にＣｒ等の電気抵抗の小さい非磁性導電材料によって形成された電極層１５が形成されている。
【００３１】
反強磁性層２は、固定磁性層３の磁化方向を固定する磁化方向固定膜であって、ＰｔＭｎ合金等で形成されており、その膜厚は１２ｎｍ程度である。
【００３２】
固定磁性層３は、反強磁性層２に接する下部固定磁性層３ａと、下部固定磁性層３ａ上に設けられた非磁性中間層３ｂと、非磁性中間層３ｂ上に設けられた上部固定磁性層３ｃとの３層で構成されて、上部・下部両固定磁性層３ｃ，３ａが、例えばＣｏ膜、ＮｉＦｅ合金、ＣｏＮｉＦｅ合金、ＣｏＦｅ合金等で形成され、非磁性中間層３ｂが、Ｒｕ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｃｒ，Ｒｅ，Ｃｕのうちの１種あるいは２種以上の合金で形成されており、これら３層の合計膜厚は５ｎｍ程度である。
【００３３】
そして、下部固定磁性層３ａと反強磁性層２との界面にて発生する交換結合磁界（交換異方性磁界）によって、下部固定磁性層３ａの磁化方向が図示Ｙ方向（図１の紙面に向かう）に固定され、上部固定磁性層３ｃの磁化方向が、上部固定磁性層３ｃと下部固定磁性層３ａとの間で発生する交換結合磁界（ＲＫＫＹ相互作用）により図示Ｙ方向と反対方向に固定されている。
【００３４】
非磁性導電層４は、Ｃｕ等の非磁性導電材料で形成されており、その膜厚は２．５ｎｍ程度である。
【００３５】
フリー磁性層５は、ＣｏＦｅ合金やＮｉＦｅ合金等の軟磁性材料で形成されてなるもので、バイアス層１０がバイアス下地層８と磁気交換結合し、このバイアス下地層８とフリー磁性層５とが磁気交換結合することによりフリー磁性層５にバイアス磁界が付与されて、フリー磁性層５が全体として単磁区化され、フリー磁性層５の磁化が固定磁性層３の磁化方向と交叉する図示Ｘ方向に揃えられており、図示Ｘ方向におけるフリー磁性層５の幅でトラック幅Ｔｗ１が規定され、このトラック幅Ｔｗ１は従来技術で述べたトラック幅Ｔｗ２と比較して小さなものとなっている。
【００３６】
バックド層６は、Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ等の非磁性導電材料で形成されてなるもので、１．７ｎｍ程度の膜厚を有しており、その膜厚内にフリー磁性層５を突き抜けたアップスピン伝導電子を進入させて、このアップスピン伝導電子の平均自由行程を延ばすことにより、所謂スピンフィルター効果により磁気抵抗効果型素子１の電気抵抗変化率を高めるように機能する。
【００３７】
スペキュラー層７は、Ｔａ等で形成されて３ｎｍ程度の膜厚を有し、バックド層６を通過した上述のアップスピン伝導電子を反射して、その平均自由行程を更に延ばすことで、磁気抵抗効果型素子１の電気抵抗変化率の向上に寄与する。
【００３８】
バイアス下地層８は、ＦｅＣｏ合金等の軟磁性材料で形成されてなるもので、バイアス層１０及びフリー磁性層５とそれぞれ磁気交換結合しており、バイアス層１０と磁気交換結合することで磁化方向が図示Ｘ方向に揃えられ、フリー磁性層５との磁気交換結合によりフリー磁性層５に磁壁が出現するのを抑えバルクハウゼンノイズの発生を防止している。
【００３９】
非磁性層９は、バイアス層１０の保磁力（Ｈｃ）を高めバイアス層１０の残留磁化（Ｂｒ）を増大させる働きをするもので、体心立方（ｂｃｃ）構造で且つ（１１０）や（２００）配向性を有するＣｒ等の金属膜で形成され、その膜厚は３ｎｍ程度である。
【００４０】
バイアス層１０は、ＣｏＰｔ合金等で形成されてなるもので、８ｎｍ程度の膜厚を有し、着磁が施されて図示Ｘ方向に磁化され、バイアス下地層８を介してフリー磁性層５と磁気交換結合してフリー磁性層５にバイアス磁界を付与しており、ＣｏＰｔ合金の結晶構造は、面心立方（ｆｃｃ）構造と稠密六方（ｈｃｐ）構造の混晶となっていて、格子定数がＣｒの格子定数と近似しているため、非磁性層９の影響を受けて（ｈｃｐ）構造のｃ軸がＣｏＰｔ合金とＣｒの境界面内に優先配向されて成長している。そして、（ｈｃｐ）構造は（ｆｃｃ）構造に比べｃ軸方向に大きな磁気異方性を生じる。図１に示す構成は非磁性層９の（ｂｃｃ）構造のＣｒ等の上にバイアス層１０を積層するので、バイアス層１０の着磁したときの保磁力（Ｈｃ）はより大きな１４４ＫＡ／ｍ程度となっている。さらに、（ｈｃｐ）構造のｃ軸は、ＣｏＰｔ合金とＣｒとの境界面内で優先配向となっているため、バイアス層１０の残留磁化（Ｂｒ）は増大し、残留磁化（Ｂｒ）／飽和磁束密度（Ｂｓ）で与えられる角形比Ｓも大きな値となる。
【００４１】
次に、このように構成された磁気抵抗効果型素子１の製造方法について説明すると、先ず、基板１３上に下部シールド磁性膜（不図示）を形成し、さらにその上に非磁性絶縁層１４を形成し、次いで、スパッタリング法により、図２に示すように、非磁性絶縁層１４上に、反強磁性層２、下部固定磁性層３ａ、非磁性中間層３ｂ、上部固定磁性層３ｃ、非磁性導電層４及びフリー磁性層５を順次積層して、上部固定磁性層３ｃ、非磁性中間層３ｂ、下部固定磁性層３ａで固定磁性層３を構成し、反強磁性層２、固定磁性層３、非磁性導電層４及びフリー磁性層５を順次積層した構造を有する多層膜１６を形成する。次に、フリー磁性層５上に、バックド層６及びスペキュラー層７を同じくスパッタリング法によって順次形成する。
【００４２】
次に、図２に示す状態で、多層膜１６に磁場中で熱処理を施し、反強磁性層２と下部固定磁性層３ａとの界面にて交換結合磁界を発生させ、下部固定磁性層３ａの磁化方向を図示Ｙ方向に固定する。そして、下部固定磁性層３ａの磁化方向が図示Ｙ方向に固定されると、非磁性中間層３ｂを介して対向する上部固定磁性層３ｃの磁化方向が図示Ｙ方向と反対方向に下部固定磁性層３ａの磁化と反平行の状態で固定される。次に、図３に示すように、バックド層６及びスペキュラー層７を介して多層膜１６上に、切欠部１７ａが設けられたＴ字形状のフォトレジスト１７を形成し、フォトレジスト１７で多層膜１６を部分的に被覆する。
【００４３】
次に、図３に示す状態で、バックド層６、スペキュラー層７、多層膜１６及び非磁性絶縁層１４に、ＩＢＥ（イオン・ビーム・エッチング）法によりイオンビームの入射角度θ１を基板１３の垂線Ａに対し０°〜５°の範囲で傾けた矢印Ｂ，Ｃ方向からエッチング加工を行い、フォトレジスト１７で覆われていない部分、及びこの部分に対応する非磁性絶縁層１４をエッチングして除去することにより、図４に示すように、多層膜１６で構成された積層体１１と非磁性絶縁層１４の上面に積層体１１の両端を基点として積層体１１の両側領域に延びる凹部１４ａとを形成し、この凹部１４ａを形成することで積層体１１の両側領域における反強磁性層２を完全に除去する。
【００４４】
次に、図４に示す状態で、ＩＢＤ（イオン・ビーム・デポジション）法により、ＦｅＣｏ粒子をその入射角度θ２が基板１３の垂線Ａに対し７０°となるように傾けた矢印Ｄ，Ｅ方向から放射して、図５に示すように、積層体１１の両端面にバイアス下地層８を多層膜１６が除去された積層体１１の両側領域に至るように形成する。次に、図５に示す状態で、バイアス下地層８に、ＩＢＥ（イオン・ビーム・エッチング）法によりイオンビームの入射角度θ１を基板１３の垂線Ａに対し０°〜５°の範囲で傾けた矢印Ｂ，Ｃ方向からエッチング加工を行い、図６に示すように、非磁性導電層４に接する固定磁性層３の上面よりも上方にバイアス下地層８を残してそれ以外の部分を除去する。
【００４５】
次に、図６に示す状態で、ＩＢＤ（イオン・ビーム・デポジション）法により、Ｃｒ粒子を、その入射角度θ２を基板１３の垂線Ａに対し０°〜５°の範囲で傾けた矢印Ｄ，Ｅ方向から放射して、図７に示すように、非磁性絶縁層１４の凹部１４ａに非磁性層９をその上面が反強磁性層２よりも上方に位置し非磁性導電層４の上面と面一となるように形成する。次に、図７に示す状態で、バイアス下地層８の表面に、ＩＢＥ（イオン・ビーム・エッチング）法によりイオンビームの入射角度θ１を基板１３の垂線Ａに対し７０°となるように傾けた矢印Ｂ，Ｃ方向からエッチング加工を行い、非磁性層９の形成の際にバイアス下地層８に付着したＣｒ粒子を除去する。
【００４６】
次に、図７に示す状態で、ＩＢＤ（イオン・ビーム・デポジション）法により、ＣｏＰｔ粒子及びＣｒ粒子を、各々その入射角度θ２を基板１３の垂線Ａに対し２０°〜３５°の範囲で傾けた矢印Ｄ，Ｅ方向から放射して、非磁性層９上にバイアス層１０及び電極層１５を順次積層する。
【００４７】
しかる後、基板１３ごとアセトン等の有機溶剤に浸し、切欠部１７ａ内に流れ込んだ有機溶剤でフォトレジスト１７のスペキュラー層７に接触する部分を溶解させることによってフォトレジスト１７を取り除き、磁気抵抗効果型素子１の製造が完了する。その工程でＸ方向（Ｔｗ方向）に８００ＫＡ／ｍ程度の外部磁界を印加し着磁することでバイアス層１０とフリー磁性層５とをバイアス下地層８を介して磁気交換結合させる。すなわちフリー磁性層５に固定磁性層２の磁化方向と交叉する図示Ｙ方向のバイアス磁界を付与する。
【００４８】
このように構成・製造された磁気抵抗効果型素子１は、例えば磁気ヘッドに適用されて磁気ディスク装置に組み込まれ、電極層１５からバイアス層１０及び非磁性層９を介して固定磁性層３、非磁性導電層４及びフリー磁性層５に検出電流が与えられた状態で、フリー磁性層５の幅で規定されるトラック幅Ｔ１で示される領域を矢印Ｚ方向に回転走行する磁気ディスクの所望のトラックに位置決めし、外部磁界としてこの所望のトラックからの漏れ磁界が図示Ｙ方向に与えられると、この漏れ磁界をフリー磁性層５の全体で感知してフリー磁性層５の全体の磁化が図示Ｘ方向から図示Ｙ方向に向けて変動する。
【００４９】
このとき、固定磁性層３と非磁性導電層４、及びフリー磁性層５を流れる電子が、固定磁性層３と非磁性導電層４との界面及びフリー磁性層５と非磁性導電層４との界面でスピンに依存した散乱を起こすことによって磁気抵抗効果型素子１の電気抵抗が変化し、この抵抗変化に基づく電圧変化により上記所望トラックからの漏れ磁界が検出される。
【００５０】
そして、固定磁性層３からフリー磁性層５に向かって移動しようとする電子のうちの、フリー磁性層５の磁化方向に平行なスピンを持つアップスピン伝導電子は、固定磁性層３と非磁性導電層４との界面で散乱を起こさずにフリー磁性層５を通過してバックド層６内に進入してスペキュラー層７で反射され、その移動距離をバックド層６及びスペキュラー層７により延ばすことができるため、磁気抵抗効果型素子１の電気抵抗の変化率が高められ外部磁界検出感度が一層向上する。これによって、磁気抵抗効果型素子１は、上記所望トラックに記録された記録情報をより精度良く読み出すことができるようになっている。
【００５１】
しかして、この磁気抵抗効果型素子１にあっては、バイアス層１０とフリー磁性層５とがバイアス下地層８を介して接続されているため、バイアス層１０とバイアス下地層８とが磁気交換結合し、バイアス下地層８とフリー磁性層５とが磁気交換結合することによってフリー磁性層５の両端部分での反磁界の影響による磁壁の発生を抑え、小さなトラック幅Ｔｗ１においてもフリー磁性層５の磁化方向を固定磁性層２の磁化方向と交叉する図示Ｘ方向に揃えることができるとともに、非磁性層９の上面が反強磁性層２よりも上方に位置し、この非磁性層９の上面上にバイアス層１０が設けられて、バイアス層１０がトラック幅方向（矢印Ｘ方向）にバイアス下地層８を介して反強磁性層２と対向することなく配置されているため、バイアス層１０の保磁力の低下を招くことがなく、磁気ディスク装置に組み込まれて使用された際に、バイアス層１０の磁化が磁気ディスクの所望トラックに隣接するトラックからの漏れ磁界の影響を受けて変動するのを抑制でき、磁気ディスクの所望トラックに記録された記録情報を正確に読み出すことができる出力特性の安定したスタビリティの高い素子とすることができる。
【００５２】
また、積層体１１を形成する際に、非磁性絶縁層１４の上面に積層体１１の両端を基点として積層体１１の両側領域に延びる凹部１４ａを同時に形成するようにしたので、積層体１１の両側領域において反強磁性層２を完全に取り除くことができるため、積層構造膜１２は非磁性絶縁層１４上に設けられて反強磁性層２上に配設されることがないことから、ＰｔＭｎ合金で形成された反強磁性層２上に非磁性層９を介してバイアス層１０が積層されることに起因するバイアス層１０の保磁力の低下を防ぐことができる。
【００５３】
また、バイアス下地層８は固定磁性層３の上面よりも上方の部分を残してそれ以外の部分を除去するようにしたが、このバイアス下地層８の部分的な除去は必ずしも必要なものではなく、例えば、バイアス下地層８が積層体１１の両端面から積層体１１の両側領域にかけて形成された図５に示す状態で、積層体１１の両側領域に非磁性層９及びバイアス層１０を上述の方法で形成するようにしても構わないが、バイアス下地層８に上述したエッチング加工を行いバイアス下地層８が固定磁性層３の上面よりも上方にのみ残存するようにすると、固定磁性層３及び反強磁性層２とバイアス層１０とがバイアス下地層８を介して接続されることにより懸念される固定磁性層３及び反強磁性層２への悪影響を防止することができる。
【００５４】
また、バイアス下地層８は固定磁性層３の上面よりも上方に残存するように形成されるため、固定磁性層３及び反強磁性層２とバイアス層１０とがバイアス下地層８を介して接続されることに起因する固定磁性層３及び反強磁性層２への悪影響を防止することができる。
【００５５】
また、非磁性絶縁層１４の凹部１４ａに非磁性層９を形成した後、バイアス下地層８の表面に付着したＣｒ粒子等の付着物をＩＢＥ（イオン・ビーム・エッチング）法により除去するようにしたので、この付着物によって後に形成されるバイアス層１０とバイアス下地層８との磁気交換結合が妨げられることがなく、バイアス層１０とバイアス下地層８とを確実に磁気交換結合させることができる。
【００５６】
また、固定磁性層３を上部・下部両固定磁性層３ｃ，３ａとこれら両層の間に挟まれた非磁性中間層３ｂとの３層で構成したので、上部・下部両固定磁性層３ｃ，３ａのうちの一方の層が他方の層の磁化を適正な方向に固定する役割を担い、固定磁性層３全体の磁化の状態を非常に安定した状態に保つことが可能となる。
【００５７】
また、反強磁性層２は、ＰｔＭｎ合金で形成されているため、交換結合磁界を失うブロッキング温度が高く、下部固定磁性層３ａとの界面で大きな交換結合磁界（交換異方性磁界）を発生させることができ、下部固定磁性層３ａ及び上部固定磁性層３ｃの磁化状態を熱的にも安定して保つことができる。
【００５８】
尚、この実施形態では、固定磁性層３を上部・下部両固定磁性層３ｃ，３ａとこれら両層の間に挟まれた非磁性中間層３ｂとの３層で構成したもので説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、固定磁性層３を、図９に示すように、ＣｏＦｅ合金やＮｉＦｅ合金等の軟磁性材料で形成されてなり、反強磁性層２との界面にて発生する交換結合磁界（交換異方性磁界）によって磁化方向が図示Ｙ方向（図９の紙面に向かう）に固定された単層膜で構成してもよい。
【００５９】
また、この実施形態では、フリー磁性層５を１層構造としたもので説明したが、図１０に示すように、フリー磁性層５を、非磁性導電層４に接する下部フリー磁性層５ａと、下部フリー磁性層５ａ上に設けられた非磁性中間層５ｂと、非磁性中間層５ｂ上に設けられた上部フリー磁性層５ｃとの３層構造とし、下部フリー磁性層５ａがバイアス層１０と磁気交換結合したバイアス下地層８と磁気交換結合することにより下部フリー磁性層５ａにバイアス磁界が付与されて、下部フリー磁性層５ａの磁化方向が図示Ｘ方向に揃えられ、上部フリー磁性層５ｃの磁化方向が、上部フリー磁性層５ｃと下部フリー磁性層５ａとの間で発生する交換結合磁界（ＲＫＫＹ相互作用）により図示Ｘ方向と反対方向にされた構成としてもよい。
【００６０】
そして、上部・下部両フリー磁性層５ｃ，５ａの膜厚を適切に調整することにより、フリー磁性層５の磁化を僅かな大きさの外部磁界により変動させることができ、磁気抵抗効果型素子１の電気抵抗の変化率が高められ外部磁界検出感度が一層向上する。この場合、上部・下部両フリー磁性層５ｃ，５ａは、例えばＣｏ膜、ＮｉＦｅ合金、ＣｏＮｉＦｅ合金、ＣｏＦｅ合金等で形成するのが好ましく、非磁性中間層５ｂは、Ｒｕ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｃｒ，Ｒｅ，Ｃｕのうちの１種あるいは２種以上の合金で形成するのが好ましい。
【００６１】
また、図１１に示すように、固定磁性層３とフリー磁性層５とをそれぞれ前述の３層構造としてもよく、このように構成した場合には、固定磁性層３全体の磁化の状態を非常に安定した状態に保つことが可能となるとともに、上部・下部両フリー磁性層５ｃ，５ａの膜厚を適切に調整することで、磁気抵抗効果型素子１の電気抵抗の変化率を高め外部磁界検出感度を一層向上させることができる。
【００６２】
図１２は本発明の他の応用例を示す図であって、この磁気抵抗効果型素子２１が上述した磁気抵抗効果型素子１と異なる点は、積層体１１の両側領域に積層体１１を両端から挟むようにＡｌ２Ｏ３等の非磁性絶縁材料で形成された３０ｎｍ程度の膜厚を有する底上げ絶縁層２２を配設して、底上げ層２２の上面に、非磁性層９、バイアス層１０、及び電極層１５を順次積層して搭載し、積層構造膜１２を、バイアス層１０、非磁性層９、及び底上げ絶縁層２２の３層で構成した点が異なるのみで、他は磁気抵抗効果型素子１と同様である。
【００６３】
この磁気抵抗効果型素子２１の製造は、磁気抵抗効果型素子１と同様の工程により図６に示す状態とし、ＩＢＤ（イオン・ビーム・デポジション）法により、Ａｌ２Ｏ３粒子を、その入射角度θ２を基板１３の垂線Ａに対し０°〜５°の範囲で傾けた矢印Ｄ，Ｅ方向から放射して、図１３に示すように、非磁性絶縁層１４の凹部１４ａに底上げ絶縁層２２をその上面が反強磁性層２よりも上方に位置するように形成した後、ＩＢＤ（イオン・ビーム・デポジション）法により、非磁性層９、バイアス層１０、及び電極層１５を順次形成し、磁気抵抗効果型素子１と同様の工程を経て製造される。
【００６４】
このように構成・製造された磁気抵抗効果型素子２１にあっては、非磁性層９及びバイアス層１０が底上げ絶縁層２２によって上方に押し上げられて反強磁性層２よりも上方に位置しているため、電極層１５からバイアス層１０及び非磁性層９を介して固定磁性層３、非磁性導電層４及びフリー磁性層５に与えられる検出電流の中心を上方に引き上げ、フリー磁性層５により多くの検出電流を通電することができ、検出電流が上部固定磁性層３ｃよりも下方に位置する非磁性中間層３ｂ、下部固定磁性層３ｃ、及び反強磁性層２に分流するシャントロス（電流ロス）を抑えることができるので、磁気ディスク装置に組み込まれて使用されたときの再生出力波形の非対称性（所謂アシンメトリ）を改善し磁気ディスクに記録された記録情報を正確に読み出すことができる。
【００６５】
尚、この応用例においても固定磁性層３を上部・下部両固定磁性層３ｃ，３ａとこれら両層の間に挟まれた非磁性中間層５ｂとの３層で構成したもので説明したが、磁気抵抗効果型素子１と同様に、固定磁性層３を、図１４に示すように、ＣｏＦｅ合金やＮｉＦｅ合金等の軟磁性材料で形成されてなり、反強磁性層２との界面にて発生する交換結合磁界（交換異方性磁界）によって磁化方向が図示Ｙ方向（図１４の紙面に向かう）に固定された単層膜で構成してもよい。
【００６６】
また、この応用例では、フリー磁性層５を１層構造としたもので説明したが、図１５に示すように、フリー磁性層５を、上部・下部両フリー磁性層５ｃ，５ａとこれら両層の間に挟まれた非磁性中間層５ｂとの上述した３層構造とし、下部フリー磁性層５ａがバイアス層１０と磁気交換結合したバイアス下地層８と磁気交換結合することにより下部フリー磁性層５ａにバイアス磁界が付与されて、下部フリー磁性層５ａの磁化方向が図示Ｘ方向に揃えられ、上部フリー磁性層５ｃの磁化方向が、上部フリー磁性層５ｃと下部下部磁性層５ａとの間で発生する交換結合磁界（ＲＫＫＹ相互作用）により図示Ｘ方向と反対方向に揃えられた構成としてもよく、このようにすると、上部・下部両フリー磁性層５ｃ，５ａの膜厚を適切に調整することにより、フリー磁性層５の磁化を僅かな大きさの外部磁界により変動させることができ、磁気抵抗効果型素子２１の電気抵抗の変化率が高められ外部磁界検出感度が一層向上する。
【００６７】
また、図１６に示すように、固定磁性層３とフリー磁性層５とをそれぞれ前述の３層構造としてもよく、このように構成した場合には、固定磁性層３全体の磁化の状態を非常に安定した状態に保つことが可能となるとともに、上部・下部両フリー磁性層５ｃ，５ａの膜厚を適切に調整することで、磁気抵抗効果型素子２１の電気抵抗の変化率を高め外部磁界検出感度を一層向上させることができる。
【００６８】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【００６９】
本発明の磁気抵抗効果型素子は、非磁性導電層と、前記非磁性導電層の上面に形成されたフリー磁性層と、前記非磁性導電層の下面に形成された固定磁性層と、前記固定磁性層の前記非磁性導電層と反対側の下面に形成され、前記固定磁性層の磁化方向を固定する反強磁性層とを有する積層体を備え、前記積層体の両端面にはバイアス下地層が形成され、非磁性層と前記非磁性層の上面に形成されたバイアス層とを有する積層構造膜が、前記積層体を両端から前記バイアス下地層を介して挟むように配置されており、前記非磁性層の上面が前記反強磁性層よりも上方に位置し、前記バイアス層と前記バイアス下地層とが磁気交換結合し、前記バイアス下地層と前記フリー磁性層とが磁気交換結合することにより、前記フリー磁性層の磁化方向が前記固定磁性層の磁化方向と交叉する方向に揃えられているので、前記バイアス層がトラック幅方向に前記バイアス下地層を介して前記反強磁性層と対向することなく配置することができるため、前記バイアス層の保磁力の低下を招くことがなく、前記バイアス層と前記フリー磁性層とが前記バイアス下地層を介して磁気交換結合により、前記フリー磁性層の両端部分での反磁界の影響による磁壁の発生を抑えることができため、狭トラック化に対応した素子とすることができるとともに、磁気ディスクの所望トラックに記録された記録情報を正確に読み出すことができる出力特性の安定したスタビリティの高い素子とすることができる。
【００７０】
また、前記積層体は非磁性絶縁層の上面に形成され、前記非磁性絶縁層の上面には前記積層体の両端を基点として前記積層体の両側領域に延びる凹部が形成され、前記凹部内に前記積層構造膜が配設されているので、前記積層体を形成する際に、前記積層体の両側領域において前記反強磁性層を完全に取り除くことができるため、前記反強磁性層上に前記非磁性層を介して前記バイアス層が積層されることによる前記バイアス層の保磁力の低下を防ぐことができる。
【００７１】
また、前記バイアス下地層が前記非磁性導電層に接する前記固定磁性層の上面よりも上方に位置しているので、前記固定磁性層及び前記反強磁性層と前記バイアス層とが前記バイアス下地層を介して接続されることにより懸念される前記固定磁性層及び前記反強磁性層への悪影響を防止することができる。
【００７２】
また、前記積層構造膜は、非磁性の底上げ絶縁層を有し、前記底上げ絶縁層の上面に前記非磁性層が搭載されているので、前記固定磁性層、前記非磁性導電層及び前記フリー磁性層に与えられる検出電流の中心を上方に引き上げ、前記フリー磁性層により多くの検出電流を通電することができ、検出電流が前記反強磁性層に分流するシャントロスを抑えることができるので、磁気ディスク装置に組み込まれて使用されたときの再生出力波形のアシンメトリを改善し磁気ディスクに記録された記録情報を正確に読み出すことができる。
【００７３】
また、前記固定磁性層は、前記反強磁性層に接する下部固定磁性層と、前記下部固定磁性層上に設けられた非磁性中間層と、前記非磁性中間層上に設けられた上部固定磁性層とで形成されているので、前記上部・下部両固定磁性層のうちの一方の層が他方の層の磁化を適正な方向に固定する役割を担い、前記固定磁性層全体の磁化の状態を非常に安定した状態に保つことが可能となる。
【００７４】
また、前記フリー磁性層は、前記非磁性導電層に接する下部フリー磁性層と、前記下部フリー磁性層上に設けられた非磁性中間層と、前記非磁性中間層上に設けられた上部フリー磁性層とで形成されているので、前記フリー磁性層の磁化を僅かな大きさの外部磁界により変動させることができ、素子の電気抵抗の変化率を高め外部磁界検出感度を一層向上させることができる。
【００７５】
また、前記フリー磁性層を突き抜ける伝導電子が進入するバックド層が前記フリー磁性層上に設けられているので、前記伝導電子の平均自由行程を延ばし、素子の電気抵抗変化率を高め外部磁界検出感度を一層向上させることができる。
【００７６】
また、前記フリー磁性層を突き抜ける伝導電子を反射するスペキュラー層が前記フリー磁性層上に設けられているので、前記伝導電子の平均自由行程を延ばし、素子の電気抵抗変化率を高め外部磁界検出感度を一層向上させることができる。
【００７７】
また、前記反強磁性層はＰｔＭｎ合金で形成されているので、前記固定磁性層との界面で大きな交換結合磁界を発生させることができ、前記固定磁性層の磁化状態を熱的にも安定して保つことができる。
【００７８】
また、本発明の磁気抵抗効果型素子の製造方法は、基板上に形成された非磁性絶縁層上に反強磁性層，固定磁性層，非磁性導電層，及びフリー磁性層を順次積層した構造を有する多層膜を形成する工程と、
前記多層膜上にフォトレジストを形成する工程と、
前記多層膜の前記フォトレジストで覆われていない部分をエッチングして除去することにより、前記多層膜で構成された積層体を形成する工程と、
前記積層体の両端面にバイアス下地層を形成する工程と、
前記多層膜が除去された前記積層体の両側領域に非磁性層をその上面が前記反強磁性層よりも上方に位置するように形成する工程と、
前記非磁性層の上面にバイアス層を前記バイアス下地層に接するように形成し、前記バイアス層と前記フリー磁性層とを前記バイアス下地層を介して磁気交換結合させる工程と、を有するので、前記フリー磁性層の両端部分での反磁界の影響による磁壁の発生を抑え、前記フリー磁性層の磁化方向を前記固定磁性層の磁化方向と交叉する方向に揃えることのできる狭トラック化に対応した素子を得ることができる。
【００７９】
また、前記積層体を形成する際に、前記多層膜の前記フォトレジストで覆われていない部分に対応する前記非磁性絶縁層にもエッチングを施すので、前記積層体の両側領域において前記反強磁性層を完全に取り除くことができるため、前記反強磁性層上に前記非磁性層を介して前記バイアス層が積層されることによる前記バイアス層の保磁力の低下を防ぐことができる。
【００８０】
また、前記非磁性導電層に接する前記固定磁性層の上面よりも上方のみに前記バイアス下地層が存在するのように、前記バイアス下地層にエッチングを施す工程を有するので、前記固定磁性層及び前記反強磁性層と前記バイアス層とが前記バイアス下地層を介して接続されることに起因する前記固定磁性層及び前記反強磁性層への悪影響を防止することができる。
【００８１】
また、前記両側領域に前記非磁性層が搭載される非磁性の底上げ絶縁層を形成する工程を有するので、前記非磁性層及び前記バイアス層を上方に押し上げ前記フリー磁性層に近接して配置させることができるため、検出電流が前記反強磁性層に分流するシャントロスを抑え、磁気ディスク装置に組み込まれて使用されたときの再生出力波形のアシンメトリが小さい素子を得ることができる。
【００８２】
また、前記非磁性層を形成した後に前記バイアス下地層の表面をエッチングし、その後に前記バイアス層を形成するので、前記バイアス層を形成する前工程で前記バイアス下地層の表面に付着した付着物を完全に除去することができ、この付着物によって前記バイアス層と前記バイアス下地層との磁気交換結合が妨げられることがなく、前記バイアス層と前記バイアス下地層とを確実に磁気交換結合させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の磁気抵抗効果型素子の断面図。
【図２】本発明の磁気抵抗効果型素子の製造方法を説明するための図であって、基板上に、非磁性絶縁層、多層膜、バックド層、及びスペキュラー層を形成した状態を示す断面図。
【図３】本発明の磁気抵抗効果型素子の製造方法を説明するための図であって、スペキュラー層上に、フォトレジストを形成した状態を示す断面図。
【図４】本発明の磁気抵抗効果型素子の製造方法を説明するための図であって、非磁性絶縁層、多層膜、バックド層、及びスペキュラー層を部分的に除去し積層体を形成した状態を示す断面図。
【図５】本発明の磁気抵抗効果型素子の製造方法を説明するための図であって、積層体の両端面及びその両側領域にバイアス下地層を形成した状態を示す断面図。
【図６】本発明の磁気抵抗効果型素子の製造方法を説明するための図であって、バイアス下地層を部分的に除去した状態を示す断面図。
【図７】本発明の磁気抵抗効果型素子の製造方法を説明するための図であって、積層体の両側領域に非磁性層を形成した状態を示す断面図。
【図８】本発明の磁気抵抗効果型素子の製造方法を説明するための図であって、非磁性層上にバイアス層及び電極層を形成した状態を示す断面図。
【図９】本発明の磁気抵抗効果型素子に備わる固定磁性層を単層膜で構成した場合の断面図。
【図１０】本発明の磁気抵抗効果型素子に備わるフリー磁性層を３層構造とした場合の断面図。
【図１１】本発明の磁気抵抗効果型素子に備わるフリー磁性層及び固定磁性層を各々３層構造とした場合の断面図。
【図１２】本発明の磁気抵抗効果型素子の他の応用例を示す断面図。
【図１３】本発明の他の応用例の磁気抵抗効果型素子の製造方法を説明するための図であって、積層体の両側領域に底上げ絶縁層を形成した状態を示す断面図。
【図１４】本発明の他の応用例の磁気抵抗効果型素子に備わる固定磁性層を単層膜で構成した場合の断面図。
【図１５】本発明の他の応用例の磁気抵抗効果型素子に備わるフリー磁性層を３層構造とした場合の断面図。
【図１６】本発明の他の応用例の磁気抵抗効果型素子に備わるフリー磁性層及び固定磁性層を各々３層構造とした場合の断面図。
【図１７】従来の磁気抵抗効果型素子の断面図。
【図１８】発明が解決しようとする課題を説明するための断面図。
【図１９】発明が解決しようとする課題を説明するための断面図。
【符号の説明】
１  磁気抵抗効果型素子
２  反強磁性層
３  固定磁性層
３ａ  下部固定磁性層
３ｂ  非磁性中間層
３ｃ  上部固定磁性層
４  非磁性導電層
５  フリー磁性層
６  バックド層
７  スペキュラー層
８  バイアス下地層
９  非磁性層
１０  バイアス層
１１  積層体
１２  積層構造膜
１３  基板
１４  非磁性絶縁層
１４ａ  凹部
１５  電極層
１６  多層膜
１７  フォトレジスト
２１  磁気抵抗効果型素子
２２  底上げ絶縁層
【図１】
0003603023.tif 000002
【図２】
0003603023.tif 000003
【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】
0003603023.tif 000011
【図１１】
0003603023.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
0003603023.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
0003603023.tif 000016
【図１６】
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【図１７】
0003603023.tif 000018
【図１８】
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【図１９】
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