(57)【要約】【課題】  特に、絶縁障壁層をＭｇ−Ｏで形成したトンネル型磁気検出素子に係り、高い抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を得ることが可能なトンネル型磁気検出素子及びその製造方法を提供することを目的としている。【解決手段】  第２固定磁性層４ｃは、下からＣｏＦｅＢあるいはＦｅＢで形成された第１磁性層４ｃ１、及びＣｏＦｅあるいはＦｅで形成された第２磁性層４ｃ２の順に積層されてなる。前記第２固定磁性層４ｃ上にＭｇ−Ｏから成る絶縁障壁層５が形成されている。このように第２固定磁性層４ｃをＣｏＦｅＢあるいはＦｅＢ／ＣｏＦｅあるいはＦｅの積層構造とすることで、高い抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を得ることができる。【選択図】図１
2008103661.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下から、磁化が固定される固定磁性層、絶縁障壁層、外部磁界に対して磁化変動するフリー磁性層の順で積層され、あるいは下から、前記フリー磁性層、前記絶縁障壁層、前記固定磁性層の順で積層され、
前記絶縁障壁層は、Ｍｇ−Ｏで形成され、
前記固定磁性層の少なくとも一部を構成し前記絶縁障壁層と接する障壁層側磁性層は、ＣｏＦｅＢあるいはＦｅＢで形成された第１磁性領域と、前記第１磁性領域と前記絶縁障壁層との間に位置するＣｏＦｅあるいはＦｅで形成された第２磁性領域とで構成されることを特徴とするトンネル型磁気検出素子。
【請求項２】
前記第１磁性領域には、前記第２磁性領域の境界との逆面側から、前記第２磁性領域に向かって徐々にＢ濃度が減少する組成変調領域が存在する請求項１記載のトンネル型磁気検出素子。
【請求項３】
前記障壁層側磁性層は、ＣｏＦｅＢあるいはＦｅＢで形成された第１磁性層と、前記第１磁性層と絶縁障壁層との間に位置するＣｏＦｅあるいはＦｅで形成された第２磁性層を積層した積層構造の前記第１磁性層と前記第２磁性層との界面にて元素拡散が生じたものである請求項１または２記載のトンネル型磁気検出素子。
【請求項４】
下から、磁化が固定される固定磁性層、絶縁障壁層、外部磁界に対して磁化変動するフリー磁性層の順で積層され、あるいは、下から、前記フリー磁性層、前記絶縁障壁層、前記固定磁性層の順で積層され、
前記絶縁障壁層はＭｇ−Ｏで形成され、
前記固定磁性層の少なくとも一部を構成し前記絶縁障壁層と接する障壁層側磁性層は、ＣｏＦｅＢあるいはＦｅＢで形成された第１磁性層と、前記第１磁性層と前記絶縁障壁層との間に位置しＣｏＦｅあるいはＦｅで形成された第２磁性層との積層構造で形成されることを特徴とするトンネル型磁気検出素子。
【請求項５】
前記第１磁性層は、（ＣｏＸＦｅ１００−Ｘ）１００−ＹＢＹで形成され、Ｂ組成比Ｙは１５〜３０ａｔ％である請求項３又は４記載のトンネル型磁気検出素子。
【請求項６】
前記第１磁性層の平均膜厚は、１０〜３０Åである請求項３ないし５のいずれかに記載のトンネル型磁気検出素子。
【請求項７】
前記第２磁性層はＣｏＺＦｅ１００−Ｚで形成され、Ｃｏ組成比Ｚは０〜８０ａｔ％である請求項３ないし６のいずれかに記載のトンネル型磁気検出素子。
【請求項８】
前記第２磁性層の平均膜厚は６〜１２Åである請求項４ないし７のいずれかに記載のトンネル型磁気検出素子。
【請求項９】
前記障壁層側磁性層、前記絶縁障壁層、及び、少なくとも前記フリー磁性層の前記絶縁障壁層と接する部分は、膜面と平行な面に、代表的に｛１００｝面として表される等価な体心立方構造の結晶面が優先配向している請求項１ないし８のいずれかに記載のトンネル型磁気検出素子。
【請求項１０】
前記固定磁性層は、第１固定磁性層と第２固定磁性層とが非磁性中間層を挟んで積層された積層フェリ構造で、前記第２固定磁性層が前記絶縁障壁層と接する前記障壁層側磁性層である請求項１ないし９のいずれかに記載のトンネル型磁気検出素子。
【請求項１１】
前記フリー磁性層は、前記絶縁障壁層に接しＣｏＦｅで形成されたエンハンス層とＮｉＦｅ合金で形成された軟磁性層が積層されている請求項１ないし１０のいずれかに記載のトンネル型磁気検出素子。
【請求項１２】
下から磁化方向が固定される固定磁性層、絶縁障壁層、及び外部磁界に対し磁化方向が変動可能なフリー磁性層の順に積層した積層部分を有してなるトンネル型磁気検出素子の製造方法において、
（ａ）  ＣｏＦｅＢあるいはＦｅＢから成る第１磁性層上にＣｏＦｅあるいはＦｅからなる第２磁性層を積層して前記固定磁性層の少なくとも一部を構成する障壁層側磁性層を形成する工程、
（ｂ）  前記障壁層側磁性層上にＭｇ−Ｏからなる絶縁障壁層を形成する工程、
（ｃ）  前記絶縁障壁層上に前記フリー磁性層を形成する工程、
を有することを特徴とするトンネル型磁気検出素子の製造方法。
【請求項１３】
下から外部磁界に対し磁化方向が変動可能なフリー磁性層、絶縁障壁層、及び磁化方向が固定される固定磁性層の順に積層した積層部分を有してなるトンネル型磁気検出素子の製造方法において、
（ｄ）  前記フリー磁性層を形成する工程、
（ｅ）  前記フリー磁性層上にＭｇ−Ｏからなる絶縁障壁層を形成する工程、
（ｆ）  前記絶縁障壁層上にＣｏＦｅあるいはＦｅからなる第２磁性層およびＣｏＦｅＢあるいはＦｅＢから成る第１磁性層を積層して前記固定磁性層の少なくとも一部を構成する障壁層側磁性層を形成する工程、
を有することを特徴とするトンネル型磁気検出素子の製造方法。
【請求項１４】
前記第１磁性層の形成時、前記第１磁性層を（ＣｏＸＦｅ１００−Ｘ）１００−ＹＢＹで形成し、このとき、Ｂ組成比Ｙを１５〜３０ａｔ％の範囲内で調整する請求項１２または１３に記載のトンネル型磁気検出素子の製造方法。
【請求項１５】
前記第１磁性層を１０〜３０Åの平均膜厚で形成する請求項１２ないし１４のいずれかに記載のトンネル型磁気検出素子の製造方法。
【請求項１６】
前記第２磁性層の形成時、前記第２磁性層をＣｏＺＦｅ１００−Ｚで形成し、このとき、Ｃｏ組成比Ｚを０〜８０ａｔ％の範囲内で調整する請求項１２ないし１５のいずれかに記載のトンネル型磁気検出素子の製造方法。
【請求項１７】
前記第２磁性層を６〜１２Åの平均膜厚で形成する請求項１２ないし１６のいずれかに記載のトンネル型磁気検出素子の製造方法。
【請求項１８】
前記絶縁障壁層の形成時、Ｍｇ層を形成し、その後、前記Ｍｇ層を酸化してＭｇ−Ｏからなる前記絶縁障壁層を形成する請求項１２ないし１７のいずれかに記載のトンネル型磁気検出素子の製造方法。
【請求項１９】
前記絶縁障壁層の形成時、Ｍｇ−Ｏのターゲットを用いて、Ｍｇ−Ｏから成る前記絶縁障壁層を形成する請求項１２ないし１７のいずれかに記載のトンネル型磁気検出素子の製造方法。
【請求項２０】
前記積層部分の形成後に、アニール処理を行う請求項１２ないし１９のいずれかに記載のトンネル型磁気検出素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばハードディスク装置に搭載されたり、あるいはＭＲＡＭ（磁気抵抗メモリ）として用いられるトンネル型磁気検出素子に係り、特に、絶縁障壁層としてＭｇ−Ｏを使用した際に、高い抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を得ることが可能なトンネル型磁気検出素子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
トンネル型磁気検出素子は、トンネル効果を利用して抵抗変化を生じさせるものであり、固定磁性層の磁化と、フリー磁性層の磁化とが反平行のとき、前記固定磁性層とフリー磁性層との間に設けられた絶縁障壁層（トンネル障壁層）を介してトンネル電流が流れにくくなって、抵抗値は最大になり、一方、前記固定磁性層の磁化とフリー磁性層の磁化が平行のとき、最も前記トンネル電流は流れ易くなり抵抗値は最小になる。
【０００３】
この原理を利用し、外部磁界の影響を受けてフリー磁性層の磁化が変動することにより、変化する電気抵抗を電圧変化としてとらえ、記録媒体からの洩れ磁界が検出されるようになっている。
【０００４】
トンネル型磁気検出素子として重要な特性は、抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）、ＲＡ（素子抵抗Ｒ×面積Ａ）等であり、これら特性の最適化を目指して絶縁障壁層や、前記絶縁障壁層の上下に形成される固定磁性層及びフリー磁性層の材質、膜構成の改良が進められている。
下記特許文献１及び２には、トンネル型磁気検出素子が記載されている。
【特許文献１】特開２００４−１７９６６７号公報
【特許文献２】特開２００５−１９７７６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
トンネル型磁気検出素子における課題の一つに、高い抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を得ることにより検出感度を高め、再生ヘッドの特性を向上させることが挙げられる。トンネル型磁気検出素子の抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を高めるためには、絶縁障壁層との界面にスピン分極率の高い材料を用いるなど、フリー磁性層あるいは固定磁性層の組成の適正化、及び絶縁障壁層やフリー磁性層の結晶構造の適正化が重要であることがわかっている。
【０００６】
ところで、前記絶縁障壁層の材質を変えると、抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）に代表される特性が変わってしまうため、前記絶縁障壁層の材質ごとに研究を行うことが必要であった。
【０００７】
例えば、下から反強磁性層、固定磁性層、絶縁障壁層及びフリー磁性層の順に積層される構造で、前記固定磁性層を下から第１固定磁性層、非磁性中間層及び第２固定磁性層の積層フェリ構造とし、前記絶縁障壁層をＭｇ−Ｏで形成したとき、従来では、前記第２固定磁性層を、ＣｏＦｅＢで形成していた。
【０００８】
ＣｏＦｅＢは、Ｂ濃度を高くすると、非熱処理（ａｓ  ｄｅｐｏ）状態では、アモルファスが支配的であることがわかっている。よって、前記第２固定磁性層をアモルファスで形成することで、その上に形成される絶縁障壁層及びフリー磁性層が、前記第２固定磁性層下の結晶配向の影響を受けにくくなり、結晶配向性の向上により、抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）が増大すると考えられていた。
【０００９】
しかしながら、トンネル型磁気検出素子の製造過程で施される熱処理によっても、前記第２固定磁性層はアモルファスから十分に結晶化できず、その結果、上記の構成では、結晶配向性の向上を十分に図ることができず、高い抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を得ることができないことがわかった。
【００１０】
図１２は、下から、下地層；Ｔａ（３０）／シード層；Ｒｕ（４０）／反強磁性層；ＩｒＭｎ（７０）／固定磁性層［第１固定磁性層；Ｃｏ７０ａｔ％Ｆｅ３０ａｔ％（２２）／非磁性中間層；Ｒｕ（９．１）／第２固定磁性層；（Ｃｏ５０％Ｆｅ５０％）１００−ＹＢＹ（２０）］／絶縁障壁層；Ｍｇ−Ｏ（１１）／フリー磁性層[エンハンス層；Ｃｏ５０ａｔ％Ｆｅ５０ａｔ％（１０）／軟磁性層；Ｎｉ８７ａｔ％Ｆｅ１３ａｔ％（５０）]／保護層［Ｒｕ（２０）／Ｔａ（１８０）］の順に積層した積層体を用い、第２固定磁性層を形成するＣｏＦｅＢのＢ組成比Ｙを変化させたときの抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を示す。なお括弧内の数値は平均膜厚を示し単位はÅである。また実験では、上記積層体に対して、２７０℃で３時間３０分間、アニール処理を行った。
【００１１】
図１２に示すように、Ｂ組成比Ｙを１５〜２０ａｔ％程度にすると抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を大きくできるが、これでも十分な抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）ではなかった。また図１２に示すようにＢ組成比Ｙの変動により抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）が大きく変動し、安定して高い抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を得ることができなかった。またＢ組成比Ｙを大きくすることで非熱処理（ａｓ  ｄｅｐｏ）状態では、アモルファス化を促進できるが、図１２に示すように大きな抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を得られておらず、熱処理によって結晶化が促進していないと推測される。
【００１２】
上記特許文献１には、絶縁障壁層に接するエンハンス層の膜厚を２ｎｍ以下とする磁気検出素子が記載されており、絶縁障壁層として、Ａｌ−ＯまたはＭｇ−Ｏを用いることが記載されているが、実施例に示されるのはいずれもアルミナ（Ａｌ−Ｏ）を絶縁障壁層とするものである。
【００１３】
また、特許文献２に記載のトンネル型磁気検出素子は、シールド層に微結晶材料を用い、絶縁障壁層の面粗さを抑えることにより、高い出力を得ることができる。また、固定層としてＣｏＦｅまたはＣｏＦｅＢを用いることが記載されているが、絶縁障壁層をＭｇ−Ｏで形成することは記載されていない。
【００１４】
このように、いずれの特許文献も、Ｍｇ−Ｏで形成される絶縁障壁層を有するトンネル型磁気検出素子に係るものではない。また、フリー磁性層あるいは固定磁性層の組成あるいは構造を適正化することにより素子特性の向上を図っている。すなわち、いずれの特許文献にも、素子の抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を高くするために、絶縁障壁層やフリー磁性層、固定磁性層の結晶構造の適正化を図ることは記載されていない。
【００１５】
そこで本発明は、上記従来の課題を解決するためのものであり、特に、絶縁障壁層をＭｇ−Ｏで形成したトンネル型磁気検出素子に係り、絶縁障壁層の結晶構造を適正にすることにより、高い抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を得ることが可能なトンネル型磁気検出素子及びその製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明におけるトンネル型磁気検出素子は、下から、磁化が固定される固定磁性層、絶縁障壁層、外部磁界に対して磁化変動するフリー磁性層の順で積層され、あるいは下から、前記フリー磁性層、前記絶縁障壁層、前記固定磁性層の順で積層され、
前記絶縁障壁層は、Ｍｇ−Ｏで形成され、
前記固定磁性層の少なくとも一部を構成し前記絶縁障壁層と接する障壁層側磁性層は、ＣｏＦｅＢあるいはＦｅＢで形成された第１磁性領域と、前記第１磁性領域と前記絶縁障壁層との間に位置するＣｏＦｅ、あるいはＦｅで形成された第２磁性領域とで構成されることを特徴とするものである。
【００１７】
本発明では、前記第１磁性領域には、前記第２磁性領域の境界との逆面側から、前記第２磁性領域に向かって徐々にＢ濃度が減少する組成変調領域が存在することが好ましい。
【００１８】
また本発明では、前記障壁層側磁性層は、ＣｏＦｅＢあるいはＦｅＢで形成された第１磁性層と、前記第１磁性層と絶縁障壁層との間に位置するＣｏＦｅあるいはＦｅで形成された第２磁性層を積層した積層構造の前記第１磁性層と前記第２磁性層との界面にて元素拡散が生じたものであることが好ましい。
【００１９】
また本発明におけるトンネル型磁気検出素子は、
下から、磁化が固定される固定磁性層、絶縁障壁層、外部磁界に対して磁化変動するフリー磁性層の順で積層され、あるいは、下から、前記フリー磁性層、前記絶縁障壁層、前記固定磁性層の順で積層され、
前記絶縁障壁層はＭｇ−Ｏで形成され、
前記固定磁性層の少なくとも一部を構成し前記絶縁障壁層と接する障壁層側磁性層は、ＣｏＦｅＢあるいはＦｅＢで形成された第１磁性層と、前記第１磁性層と前記絶縁障壁層との間に位置しＣｏＦｅあるいはＦｅで形成された第２磁性層との積層構造で形成されることを特徴とするものである。
【００２０】
本発明では、上記により、絶縁障壁層がＭｇ−Ｏで形成されたトンネル型磁気検出素子において、固定磁性層をＣｏＦｅＢ単層で形成した従来例に比べて十分に高い抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を得られることがわかった。
【００２１】
本発明では、前記第１磁性層は、（ＣｏＸＦｅ１００−Ｘ）１００−ＹＢＹで形成され、Ｂ組成比Ｙは１５〜３０ａｔ％であることが好ましい。
【００２２】
また本発明では、前記第１磁性層の平均膜厚は、１０〜３０Åであることが好ましい。
また本発明では、前記第２磁性層はＣｏＺＦｅ１００−Ｚで形成され、Ｃｏ組成比Ｚは０〜８０ａｔ％であることが好ましい。
【００２３】
また本発明では、前記第２磁性層の平均膜厚は６〜１２Åであることが好ましい。
これにより、効果的に高い抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を得ることができる。
【００２４】
また本発明では、前記障壁層側磁性層、前記絶縁障壁層、及び、少なくとも前記フリー磁性層の前記絶縁障壁層と接する部分は、膜面と平行な面に、代表的に｛１００｝面として表される等価な体心立方構造の結晶面が優先配向していることが好適である。これにより効果的に高い抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を得ることができる。
【００２５】
また本発明では、前記固定磁性層は、第１固定磁性層と第２固定磁性層とが非磁性中間層を挟んで積層された積層フェリ構造で、前記第２固定磁性層が前記絶縁障壁層と接する前記障壁層側磁性層であることが好ましい。
【００２６】
また本発明では、前記フリー磁性層は、前記絶縁障壁層に接しＣｏＦｅで形成されたエンハンス層とＮｉＦｅ合金で形成された軟磁性層が積層されていることが好ましい。
【００２７】
また本発明は、下から磁化方向が固定される固定磁性層、絶縁障壁層、及び外部磁界に対し磁化方向が変動可能なフリー磁性層の順に積層した積層部分を有してなるトンネル型磁気検出素子の製造方法において、
（ａ）  ＣｏＦｅＢあるいはＦｅＢから成る第１磁性層上にＣｏＦｅあるいはＦｅからなる第２磁性層を積層して前記固定磁性層の少なくとも一部を構成する障壁層側磁性層を形成する工程、
（ｂ）  前記障壁層側磁性層上にＭｇ−Ｏからなる絶縁障壁層を形成する工程、
（ｃ）  前記絶縁障壁層上に前記フリー磁性層を形成する工程、
を有することを特徴とするものである。
【００２８】
あるいは本発明は、下から外部磁界に対し磁化方向が変動可能なフリー磁性層、絶縁障壁層、及び磁化方向が固定される固定磁性層の順に積層した積層部分を有してなるトンネル型磁気検出素子の製造方法において、
（ｄ）  前記フリー磁性層を形成する工程、
（ｅ）  前記フリー磁性層上にＭｇ−Ｏからなる絶縁障壁層を形成する工程、
（ｆ）  前記絶縁障壁層上にＣｏＦｅあるいはＦｅからなる第２磁性層およびＣｏＦｅＢあるいはＦｅＢから成る第１磁性層を積層して前記固定磁性層の少なくとも一部を構成する障壁層側磁性層を形成する工程、
を有することを特徴とするものである。
【００２９】
本発明では上記製造方法により、絶縁障壁層をＭｇ−Ｏで形成したトンネル型磁気検出素子において、従来に比べて、抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）が高いトンネル型磁気検出素子を簡単且つ適切に製造できる。
【００３０】
本発明では、前記第１磁性層の形成時、前記第１磁性層を（ＣｏＸＦｅ１００−Ｘ）１００−ＹＢＹで形成し、このとき、Ｂ組成比Ｙを１５〜３０ａｔ％の範囲内で調整することが好ましい。
【００３１】
また本発明では、前記第１磁性層を１０〜３０Åの平均膜厚で形成することが好ましい。
【００３２】
また本発明では、前記第２磁性層の形成時、前記第２磁性層をＣｏＺＦｅ１００−Ｚで形成し、このとき、Ｃｏ組成比Ｚを０〜８０ａｔ％の範囲内で調整することが好ましい。
【００３３】
また本発明では、前記第２磁性層を６〜１２Åの平均膜厚で形成することが好ましい。
これにより、効果的に抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を高くできる。
【００３４】
また本発明では、前記絶縁障壁層の形成時、Ｍｇ層を形成し、その後、前記Ｍｇ層を酸化してＭｇ−Ｏからなる前記絶縁障壁層を形成するか、あるいは、Ｍｇ−Ｏのターゲットを用いて、Ｍｇ−Ｏから成る前記絶縁障壁層を形成することが好ましい。
【００３５】
本発明では、前記積層部分の形成後に、アニール処理を行うことが好ましい。アニール処理の条件によっては、前記障壁層側磁性層の内部で元素拡散が生じ、Ｂ濃度の組成変調領域を形成できる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明では、絶縁障壁層としてＭｇ−Ｏを用いたトンネル型磁気検出素子において、高い抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を得ることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
図１は本実施形態のトンネル型磁気検出素子（トンネル型磁気抵抗効果素子）を記録媒体との対向面と平行な面で切断した断面図である。
【００３８】
トンネル型磁気検出素子は、ハードディスク装置に設けられた浮上式スライダのトレーリング側端部などに設けられて、ハードディスクなどの記録磁界を検出するものである。あるいは前記トンネル型磁気検出素子は、ＭＲＡＭ（磁気抵抗メモリ）等にも用いられる。
【００３９】
なお、図中においてＸ方向は、トラック幅方向、Ｙ方向は、磁気記録媒体からの洩れ磁界の方向（ハイト方向）、Ｚ方向は、ハードディスクなどの磁気記録媒体の移動方向及び前記トンネル型磁気検出素子の各層の積層方向、である。
【００４０】
図１の最も下に形成されているのは、例えばＮｉＦｅ合金で形成された下部シールド層２１である。前記下部シールド層２１上に積層体Ｔ１が形成されている。なお前記トンネル型磁気検出素子は、前記積層体Ｔ１と、前記積層体Ｔ１のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の両側に形成された下側絶縁層２２、ハードバイアス層２３、上側絶縁層２４とで構成される。
【００４１】
前記積層体Ｔ１の最下層は、Ｔａ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｍｏ，Ｗのうち１種または２種以上の元素などの非磁性材料で形成された下地層１である。この下地層１の上に、シード層２が設けられる。前記シード層２は例えば、Ｒｕ、ＮｉＦｅＣｒによって形成される。例えば、前記シード層２をＮｉＦｅＣｒによって形成すると、前記シード層２は、膜面と平行な方向に代表的に{１１１}面として表される等価な面心立方（ｆｃｃ）構造の結晶面が優先配向しているものになる。またシード層２をＲｕとしたとき、前記シード層２は、膜面と平行な方向に代表的に{０００}面として表される等価な六方最密（ｈｃｐ）構造の結晶面が優先配向しているものになる。なお、前記下地層１は形成されなくともよい。
【００４２】
前記シード層２の上に形成された反強磁性層３は、元素α（ただしαは、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｏｓのうち１種または２種以上の元素である）とＭｎとを含有する反強磁性材料で形成されることが好ましい。
【００４３】
これら白金族元素を用いたα−Ｍｎ合金は、耐食性に優れ、またブロッキング温度も高く、さらに交換結合磁界（Ｈｅｘ）を大きくできるなど反強磁性材料として優れた特性を有している。
【００４４】
また前記反強磁性層３は、元素αと元素α′（ただし元素α′は、Ｎｅ，Ａｒ，Ｋｒ，Ｘｅ，Ｂｅ，Ｂ，Ｃ，Ｎ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｐ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｇａ，Ｇｅ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ａｇ，Ｃｄ，Ｓｎ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗ，Ｒｅ，Ａｕ，Ｐｂ、及び希土類元素のうち１種または２種以上の元素である）とＭｎとを含有する反強磁性材料で形成されてもよい。
【００４５】
前記反強磁性層３上には固定磁性層４が形成されている。前記固定磁性層４は、下から第１固定磁性層４ａ、非磁性中間層４ｂ、第２固定磁性層（障壁層側磁性層）４ｃの順で積層された積層フェリ構造である。前記反強磁性層３との界面での交換結合磁界及び非磁性中間層４ｂを介した反強磁性的交換結合磁界（ＲＫＫＹ的相互作用）により前記第１固定磁性層４ａと第２固定磁性層４ｃの磁化方向は互いに反平行状態にされる。これは、いわゆる積層フェリ構造と呼ばれ、この構成により前記固定磁性層４の磁化を安定した状態にでき、また前記固定磁性層４と反強磁性層３との界面で発生する交換結合磁界を見かけ上大きくすることができる。なお前記第１固定磁性層４ａは例えば１．２〜３．２ｎｍ（１２〜３２Å）で形成され、非磁性中間層４ｂは０．８〜１ｎｍ（８〜１０Å）程度で形成され、第２固定磁性層４ｃは、１．６〜４．２ｎｍ（１６〜４２Å）で形成される。
【００４６】
前記第１固定磁性層４ａは、ＣｏＦｅ、ＮｉＦｅ，ＣｏＦｅＮｉなどの強磁性材料で形成されている。また非磁性中間層４ｂは、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｃｒ、Ｒｅ、Ｃｕなどの非磁性導電材料で形成される。
【００４７】
本実施形態では、前記第２固定磁性層４ｃは、さらにＣｏＦｅＢあるいはＦｅＢで形成された第１磁性層４ｃ１と、ＣｏＦｅあるいはＦｅで形成された第２磁性層４ｃ２とで構成される。
【００４８】
前記固定磁性層４上に形成された絶縁障壁層５は、Ｍｇ−Ｏ（酸化マグネシウム）で形成されている。前記絶縁障壁層５の膜厚は０．６〜１．２ｎｍ程度である。Ｍｇ−Ｏは、Ｍｇ組成比が４０〜６０ａｔ％の範囲内であることが好ましく、最も好ましくはＭｇ５０ａｔ％Ｏ５０ａｔ％である。
【００４９】
なお前記絶縁障壁層５と前記第２固定磁性層４ｃ間に、非常に薄い膜厚（例えば１〜６Å）のＭｇ層が設けられてもよい。
【００５０】
前記絶縁障壁層５上には、フリー磁性層６が形成されている。前記フリー磁性層６は、ＮｉＦｅ合金等の磁性材料で形成される軟磁性層６ｂと、前記軟磁性層６ｂと前記絶縁障壁層５との間にＣｏＦｅ合金からなるエンハンス層６ａとで構成される。前記軟磁性層６ｂは、軟磁気特性に優れた磁性材料で形成されることが好ましく、前記エンハンス層６ａは、前記軟磁性層６ｂよりもスピン分極率の大きい磁性材料で形成される。前記エンハンス層６ａをスピン分極率の大きいＣｏＦｅ合金で形成することで抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を向上させることができる。
【００５１】
なお前記フリー磁性層６は、複数の磁性層が非磁性中間層を介して積層された積層フェリ構造であってもよい。また前記フリー磁性層６のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の幅寸法でトラック幅Ｔｗが決められる。
【００５２】
前記フリー磁性層６上にはＴａ等で形成された保護層７が形成されている。
前記積層体Ｔ１のトラック幅方向（図示Ｘ方向）における両側端面１２は、下側から上側に向けて徐々に前記トラック幅方向の幅寸法が小さくなるように傾斜面で形成されている。
【００５３】
図１に示すように、前記積層体Ｔ１の両側に広がる下部シールド層２１上から前記積層体Ｔ１の両側端面１２上にかけて下側絶縁層２２が形成され、前記下側絶縁層２２上にハードバイアス層２３が形成され、さらに前記ハードバイアス層２３上に上側絶縁層２４が形成されている。
【００５４】
前記下側絶縁層２２と前記ハードバイアス層２３間にバイアス下地層（図示しない）が形成されていてもよい。前記バイアス下地層は例えばＣｒ、Ｗ、Ｔｉで形成される。
【００５５】
前記絶縁層２２，２４はＡｌ２Ｏ３やＳｉＯ２等の絶縁材料で形成されたものであり、前記積層体Ｔ１内を各層の界面と垂直方向に流れる電流が、前記積層体Ｔ１のトラック幅方向の両側に分流するのを抑制すべく前記ハードバイアス層２３の上下を絶縁するものである。前記ハードバイアス層２３は例えばＣｏ−Ｐｔ（コバルト−白金）合金やＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ（コバルト−クロム−白金）合金などで形成される。
【００５６】
前記積層体Ｔ１上及び上側絶縁層２４上にはＮｉＦｅ合金等で形成された上部シールド層２６が形成されている。
【００５７】
図１に示す実施形態では、前記下部シールド層２１及び上部シールド層２６が前記積層体Ｔ１に対する電極層として機能し、前記積層体Ｔ１の各層の膜面に対し垂直方向（図示Ｚ方向と平行な方向）に電流が流される。
【００５８】
前記フリー磁性層６は、前記ハードバイアス層２３からのバイアス磁界を受けてトラック幅方向（図示Ｘ方向）と平行な方向に磁化されている。一方、固定磁性層４を構成する第１固定磁性層４ａ及び第２固定磁性層４ｃはハイト方向（図示Ｙ方向）と平行な方向に磁化されている。前記固定磁性層４は積層フェリ構造であるため、第１固定磁性層４ａと第２固定磁性層４ｃはそれぞれ反平行に磁化されている。前記固定磁性層４は磁化が固定されている（外部磁界によって磁化変動しない）が、前記フリー磁性層６の磁化は外部磁界により変動する。
【００５９】
前記フリー磁性層６が、外部磁界により磁化変動すると、第２固定磁性層４ｃとフリー磁性層６との磁化が反平行のとき、前記第２固定磁性層４ｃとフリー磁性層６との間に設けられた絶縁障壁層５を介してトンネル電流が流れにくくなって、抵抗値は最大になり、一方、前記第２固定磁性層４ｃとフリー磁性層６との磁化が平行のとき、最も前記トンネル電流は流れ易くなり抵抗値は最小になる。
【００６０】
この原理を利用し、外部磁界の影響を受けてフリー磁性層６の磁化が変動することにより、変化する電気抵抗を電圧変化としてとらえ、記録媒体からの洩れ磁界が検出されるようになっている。
【００６１】
図１の実施形態の特徴的部分について説明する。
図１では前記絶縁障壁層５がＭｇ−Ｏ（酸化マグネシウム）で形成されている。前記絶縁障壁層５の下に形成される固定磁性層４を構成する第２固定磁性層４ｃは前記絶縁障壁層５に接して形成され、前記第２固定磁性層４ｃはさらに、ＣｏＦｅＢあるいはＦｅＢで形成された第１磁性層４ｃ１と、前記第１磁性層４ｃ１と前記絶縁障壁層５との間に位置しＣｏＦｅあるいはＦｅで形成された第２磁性層４ｃ２とで形成されている。
【００６２】
上記構成とすることで、後述する実験によれば、前記第２固定磁性層４ｃをＣｏＦｅＢの単層で形成した従来例に比べて、高い抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）が得られることがわかっている。これにより、狭トラック化においても高いヘッド出力が得られるトンネル型磁気検出素子にできる。
【００６３】
本実施形態のように、非磁性中間層４ｂ上に非熱処理（ａｓ  ｄｅｐｏ）状態において、アモルファス化しやすいＣｏＦｅＢあるいはＦｅＢからなる第１磁性層４ｃ１を形成することで、前記第１磁性層４ｃ１は、シード層２から非磁性中間層４ｂ層までの結晶構造の結晶配向（例えば面心立方構造{１１１}面配向）の影響を抑制する役割をし、その上に形成される第２磁性層４ｃ２、絶縁障壁層５およびフリー磁性層６の結晶構造が、非磁性中間層４ｂまでの結晶配向の影響を受けにくくすることができると推測される。本実施形態では、第１磁性層４ｃ１の上にＣｏＦｅあるいはＦｅで形成された結晶化しやすい第２磁性層４ｃ２を設けたことで、熱処理後において、第２固定磁性層４ｃ、絶縁障壁層５及び、ＣｏＦｅで形成されたエンハンス層６ａは、代表的に{１００}面として表される等価な体心立方（ｂｃｃ）構造の結晶面が優先配向しやすい。ここで、「代表的に｛１００｝面として表される結晶面」とは、ミラー指数を用いて表した結晶格子面を示し、前記｛１００｝面として表される等価な結晶面としては、（１００）面、（−１００）面、（０１０）面（０−１０）面、（００１）面、（００−１）面が存在する。
【００６４】
以上により本実施形態では、従来に比べて、高い抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を得ることができる。
【００６５】
本実施形態では、第１磁性層４ｃ１の膜厚は、１０〜３０Åの範囲が好ましく、１６〜２４Åの範囲がさらに好ましい。後述の実験によれば、第１磁性層４ｃ１の膜厚が変化しても抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）に大きな変化は見られないが、第１磁性層４ｃ１の膜厚が大きくなると、第２固定磁性層４ｃの全体に占めるＢ含有量が多くなり、その上に形成される第２磁性層４ｃ２の結晶化に影響を与えると考えられるので、上記膜厚範囲が好ましい。
【００６６】
また、第２磁性層４ｃ２の膜厚は６〜１２Åの範囲が好ましく、さらに７〜１１Åの範囲がより好ましい。後述する実験によれば、第２磁性層の膜厚が６Åより小さい、あるいは１２Åより大きいと、抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）の向上がみられない。また、第２磁性層４ｃ２の膜厚が７〜１１Åまでの範囲において、安定してより高い高抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）が得られている。後述する他の実験によれば、第２磁性層４ｃ２の膜厚を上記範囲に収めることで、フリー磁性層６と固定磁性層４間に作用する層間結合磁界（Ｈｉｎ）の値も小さくできる。なお、層間結合磁界（Ｈｉｎ）を考慮すると、第２磁性層４ｃ２の膜厚は上記範囲においてできるだけ大きいほうが好ましい。
【００６７】
本実施形態では、第１磁性層４ｃ１は（ＣｏＸＦｅ１００−Ｘ）１００−ＹＢＹで形成され、Ｂ組成比Ｙは１５〜３０ａｔ％であることが好ましい。上記範囲内にて組成を調整することで高い抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を得ることができる。
【００６８】
また、原子比率Ｘ{Ｃｏの組成比／（Ｃｏの組成比＋Ｆｅの組成比）}は、０〜８０％が好ましい。
【００６９】
第２磁性層４ｃ２はＣｏＺＦｅ１００−Ｚで形成され、Ｃｏ組成比Ｚは０〜８０ａｔ％であることが好ましい。さらに、Ｃｏ組成比Ｚは１０〜５０ａｔ％が好ましい。
【００７０】
トンネル型磁気検出素子は、後述するように製造工程においてアニール処理（熱処理）が施される。アニール処理は例えば、２００〜３１０℃程度の温度で行われる。このアニール処理は、固定磁性層４を構成する第１固定磁性層４ａと前記反強磁性層３との間で交換結合磁界（Ｈｅｘ）を生じさせるための磁場中アニール処理等である。
【００７１】
例えば、前記アニール処理の温度が２００℃より低い温度であると、前記第２磁性層４ｃ２と第１磁性層４ｃ１との界面での構成元素の相互拡散は生じず、あるいは相互拡散が生じても小規模（例えば界面の全域で拡散が生じず、間欠的に生じている等）であり、ほぼ界面の状態を保っていると考えられる。
【００７２】
一方、前記アニール温度が２００℃〜３１０℃の範囲内で且つアニール時間が４時間以上であると、図２あるいは図３に示すように、第２磁性層４ｃ２と第１磁性層４ｃ１との界面で、構成元素の相互拡散が生じて、前記界面の存在が無くなり、Ｂ濃度の組成変調領域が形成されると考えられる。
【００７３】
図２に示す実施形態では、第２磁性層４ｃ２と第１磁性層４ｃ１との界面にて元素拡散が生じ、前記第２固定磁性層４ｃは、ＣｏＦｅＢあるいはＦｅＢで形成された第１磁性領域１０と、前記第１磁性領域１０と前記絶縁障壁層５との間に位置するＣｏＦｅあるいはＦｅで形成された第２磁性領域１１とで構成される。
【００７４】
図２に示すように、前記第２磁性領域１１には、Ｂは含まれていない。図２の右図に示すように、前記第１磁性領域１０には、下面側（非磁性中間層４ｂと接する界面側）から前記第２磁性領域１１に向かって徐々にＢ濃度が減少する組成変調領域が存在している。また、前記第１磁性領域１０の下面付近では、Ｂ濃度が、その内部側よりも低下しているが、これは、非磁性中間層４ｂとの間での元素拡散により低下したものである。
【００７５】
一方、図３に示す実施形態では、前記第２固定磁性層４ｃ全体がＣｏＦｅＢで形成されるが、Ｂ濃度は、前記絶縁障壁層５と接する上面側のほうが、前記非磁性中間層４ｂと接する下面側よりも小さくなっている。また図３に示すように、前記第２固定磁性層４ｃには、前記非磁性中間層４ｂと接する下面側から前記絶縁障壁層５と接する上面側に向けて徐々にＢ濃度が低下する組成変調領域が存在する。また図３に示すように、前記第２固定磁性層４ｃの下面付近では、Ｂ濃度が、その内部側よりも低下しているが、これは、非磁性中間層４ｂとの間での元素拡散により低下したものである。
【００７６】
また図１に示す実施形態では、前記固定磁性層４は、第１固定磁性層４ａ、非磁性中間層４ｂ及び第２固定磁性層４ｃの積層フェリ構造であったが、例えば前記固定磁性層４は一層、あるいは複数の磁性層が積層された構造であっても本実施形態を適用できる。ただし、前記固定磁性層４を積層フェリ構造とした構造であると前記固定磁性層４の磁化固定をより適切に行うことができ再生出力の向上を図る上で好適である。
【００７７】
図１に示す実施形態では、前記絶縁障壁層５が前記固定磁性層４の上に形成されるいわゆるボトム型のトンネル型磁気検出素子であるが、絶縁障壁層５の上に固定磁性層４が形成されるいわゆるトップ型の積層構造にも、本実施形態を適用できる。トップ型では、下からフリー磁性層６、絶縁障壁層５、固定磁性層４及び反強磁性層３の順で積層される。前記固定磁性層４を構成する第２固定磁性層４ｃは、下からＣｏＦｅあるいはＦｅで形成された第２磁性層４ｃ２、ＣｏＦｅＢあるいはＦｅＢで形成された第１磁性層４ｃ１の順に積層された構成、あるいは、前記第２磁性層４ｃ２及び第１磁性層４ｃ１が元素拡散した構成である。
【００７８】
また、下から、下側反強磁性層、下側固定磁性層、下側絶縁障壁層、フリー磁性層、上側絶縁障壁層、上側固定磁性層、及び上側反強磁性層が順に積層されてなるデュアル型のトンネル型磁気検出素子にも適用できる。前記下側固定磁性層の構成は図１〜図３で示した形態であり、上側固定磁性層の構成は、上記のトップ型で説明したとおりである。
【００７９】
本実施形態のトンネル型磁気検出素子の製造方法について説明する。図４ないし図７は、製造工程中におけるトンネル型磁気検出素子を図１と同じ方向から切断した部分断面図である。
【００８０】
図４に示す工程では、下部シールド層２１上に、下地層１、シード層２、反強磁性層３、第１固定磁性層４ａ、非磁性中間層４ｂ、及び第２固定磁性層４ｃを連続成膜する。例えば各層をスパッタ成膜する。
【００８１】
本実施形態では、図２に示すように前記第２固定磁性層４ｃを下から、ＣｏＦｅＢあるいはＦｅＢで形成された第１磁性層４ｃ１、及びＣｏＦｅで形成された第２磁性層４ｃ２の順に積層して形成する。
【００８２】
このとき、前記第１磁性層４ｃ１を、（ＣｏＸＦｅ１００−Ｘ）１００−ＹＢＹからなり、Ｂ組成比Ｙを１５〜３０ａｔ％、原子比率Ｘを０〜８０％として形成することが好ましい。また前記第１磁性層４ｃ１を１０〜３０Åの平均膜厚で形成することが好ましい。これにより、高い抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を得ることができる。
【００８３】
また、前記第２磁性層４ｃ２をＣｏＺＦｅ１００−Ｚで形成し、このとき、Ｃｏ組成比Ｚを０〜８０ａｔ％の範囲内で調整することが好ましい。また、前記第２磁性層４ｃ２を６〜１２Åの平均膜厚で形成することが好ましい。これにより、高い抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を得ることができる。
【００８４】
次に、前記第２固定磁性層４ｃの表面に対してプラズマ処理を施す。前記プラズマ処理は前記第２固定磁性層４ｃの表面の平坦性を向上させるために行うが、本実施形態のように平坦性に優れた第１磁性層４ｃ１上に薄い膜厚の第２磁性層４ｃ２を積層した構造では、前記第２固定磁性層４ｃの表面の平坦性は元々優れた状態にあるので、前記プラズマ処理を行うことは任意である。
【００８５】
次に、前記第２固定磁性層４ｃ上にＭｇ−Ｏからなる絶縁障壁層５を形成する。本実施形態では、Ｍｇ−Ｏから成るターゲットを用意し、ＲＦスパッタ法等で、直接、Ｍｇ−Ｏから成る絶縁障壁層５を形成する。
【００８６】
また、前記第２固定磁性層４ｃ上にＭｇ層をスパッタ成膜し、前記Ｍｇ層を酸化してＭｇ−Ｏから成る絶縁障壁層５を形成してもよい。酸化の方法としては、ラジカル酸化、イオン酸化、プラズマ酸化あるいは自然酸化等を挙げることができる。この場合、前記Ｍｇ層を２〜１０Å程度の膜厚で形成する。
【００８７】
次に、図５に示す工程では、前記絶縁障壁層５上に、エンハンス層６ａ及び軟磁性層６ｂから成るフリー磁性層６、及び保護層７を成膜する。
【００８８】
本実施形態では、前記エンハンス層６ａを、Ｆｅ組成比が、５ａｔ％以上で９０ａｔ％以下のＣｏＦｅで形成することが好ましい。また、前記軟磁性層６ｂを、Ｎｉ組成比が７８ａｔ％〜９２ａｔ％の範囲内のＮｉＦｅ合金で形成することが好ましい。
以上により下地層１から保護層７までが積層された積層体Ｔ１を形成する。
【００８９】
次に、前記積層体Ｔ１上に、リフトオフ用レジスト層３０を形成し、前記リフトオフ用レジスト層３０に覆われていない前記積層体Ｔ１のトラック幅方向（図示Ｘ方向）における両側端部をエッチング等で除去する（図６を参照）。
【００９０】
次に、前記積層体Ｔ１のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の両側であって前記下部シールド層２１上に、下から下側絶縁層２２、ハードバイアス層２３、及び上側絶縁層２４の順に積層する（図７を参照）。
【００９１】
そして前記リフトオフ用レジスト層３０を除去し、前記積層体Ｔ１及び前記上側絶縁層２４上に上部シールド層２６を形成する。
【００９２】
上記したトンネル型磁気検出素子の製造方法では、その形成過程でアニール処理を含む。代表的なアニール処理は、前記反強磁性層３と第１固定磁性層４ａ間に交換結合磁界（Ｈｅｘ）を生じさせるためのアニール処理である。
【００９３】
前記アニール処理の温度が例えば２００℃より低い温度であると、各層の界面での構成元素の相互拡散は生じず、あるいは相互拡散が生じても小規模（例えば界面の全域で拡散が生じず、間欠的に生じている等）であり、ほぼ界面の状態を保っていると考えられる。
【００９４】
一方、例えば、前記アニール温度が２００℃〜３１０℃の範囲内で且つアニール時間が４時間以上であると、各層の界面で構成元素の相互拡散が生じると考えられる。このような相互拡散により、前記第２固定磁性層４ｃの内部では、第１磁性層４ｃ１と第２磁性層４ｃ２との界面が無くなり、Ｂ濃度の組成変調領域が生じているものと考えられる。
【００９５】
本実施形態では上記製造方法により、高い抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を得ることが可能なトンネル型磁気検出素子を簡単且つ適切に製造できる。
【００９６】
特に、上記したように第２固定磁性層４ｃを第１磁性層４ｃ１および第２磁性層４ｃ２の２層の積層構造とすることで、前記第２固定磁性層４ｃをＣｏＦｅＢの単層で形成した従来例に比べて、抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を得ることが可能である。
【００９７】
本実施形態の製造方法は、いわゆるボトム型のトンネル型磁気検出素子の製造方法であるが、いわゆるトップ型のトンネル型磁気検出素子やデュアル型のトンネル型磁気検出素子にも本製造方法が適用できる。
【実施例】
【００９８】
図１に示すトンネル型磁気検出素子を形成した。
積層体Ｔ１を、下から、下地層１；Ｔａ（３０）／シード層２；（Ｒｕ（４０）／反強磁性層３；ＩｒＭｎ（７０）／固定磁性層４［第１固定磁性層４ａ；Ｃｏ７０ａｔ％Ｆｅ３０ａｔ％（２２）／非磁性中間層４ｂ；Ｒｕ（９．１）／第２固定磁性層４ｃ］／絶縁障壁層５；Ｍｇ−Ｏ（１１）／フリー磁性層６[エンハンス層６ａ；Ｃｏ５０ａｔ％Ｆｅ５０ａｔ％（１０）／軟磁性層；Ｎｉ８７ａｔ％Ｆｅ１３ａｔ％（５０）]／保護層７［Ｒｕ（２０）／Ｔａ（１８０）］の順に積層した。なお括弧内の数値は平均膜厚を示し単位はÅである。
【００９９】
前記絶縁障壁層５を形成する前に前記第２固定磁性層４ｃの表面をプラズマ処理した後、Ｍｇ−Ｏターゲットを用い、スパッタにより第２固定磁性層４ｃの上に前記絶縁障壁層５を形成した。
【０１００】
また実験では、上記積層体に対して、２７０℃で３時間３０分間、アニール処理を行った。
【０１０１】
実験では、第２固定磁性層４ｃとして、以下の構造を形成した。
（実施例１）
下から、（Ｃｏ５０％Ｆｅ５０％）８５ａｔ％Ｂ１５ａｔ％（２２）／Ｃｏ５０ａｔ％Ｆｅ５０ａｔ％（４）の順に積層された構造
【０１０２】
（実施例２）
下から、（Ｃｏ５０％Ｆｅ５０％）７７ａｔ％Ｂ２３ａｔ％（２０）／Ｃｏ５０ａｔ％Ｆｅ５０ａｔ％（６）の順に積層された構造
【０１０３】
（実施例３）
下から、（Ｃｏ５０％Ｆｅ５０％）７０ａｔ％Ｂ３０ａｔ％（１８）／Ｃｏ５０ａｔ％Ｆｅ５０ａｔ％（８）の順に積層された構造
【０１０４】
（実施例４）
下から、（Ｃｏ５０％Ｆｅ５０％）７０ａｔ％Ｂ３０ａｔ％（ｔ１）／Ｃｏ５０ａｔ％Ｆｅ５０ａｔ％（８）の順に積層された構造、ここで第１磁性層４ｃ１の膜厚ｔ１はそれぞれ１６，１８，２０，２２，２４Åである。
【０１０５】
（実施例５）
下から、（Ｃｏ５０％Ｆｅ５０％）７０ａｔ％Ｂ３０ａｔ％（ｔ１）／Ｃｏ５０ａｔ％Ｆｅ５０ａｔ％（９）の順に積層された構造、ここで第１磁性層４ｃ１の膜厚ｔ１はそれぞれ１６，１８，２０，２２，２４Åである。
【０１０６】
（実施例６）
下から、（Ｃｏ５０％Ｆｅ５０％）７０ａｔ％Ｂ３０ａｔ％（ｔ１）／Ｃｏ５０ａｔ％Ｆｅ５０ａｔ％（１０）の順に積層された構造、ここで第１磁性層４ｃ１の膜厚ｔ１はそれぞれ１６，１８，２０，２２，２４Åである。
【０１０７】
（実施例７）〜（実施例１３）
下から、（Ｃｏ５０％Ｆｅ５０％）７０ａｔ％Ｂ３０ａｔ％（２０）／Ｃｏ５０ａｔ％Ｆｅ５０ａｔ％（ｔ２）の順に積層された構造、ここで第２磁性層４ｃ２の膜厚ｔ２はそれぞれ、６，７，８，９，１０，１１，１２Åである。
【０１０８】
（比較例１）
（Ｃｏ５０％Ｆｅ５０％）８０ａｔ％Ｂ２０ａｔ％（２６）の単層構造
上記実施例１ないし１２および比較例１の括弧書きは平均膜厚を示し、単位はÅである。
【０１０９】
これら構造の第２固定磁性層４ｃを有する各トンネル型磁気検出素子に対して、抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）、ＲＡ（素子抵抗Ｒ×面積Ａ）、および層間結合磁界（Ｈｉｎ）を測定した。
【０１１０】
図８に、実施例１〜３および比較例１について、ＲＡと抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）の関係を示す。なお図８の実験では、実施例１〜３および比較例１の各試料について、Ｍｇ−Ｏで形成される絶縁障壁層５の厚さを８〜１２Åの間で変化させて各試料のＲＡを変化させた。
【０１１１】
図８に示すように、第２固定磁性層４ｃを第１磁性層４ｃ１および第２磁性層４ｃ２の積層構造とした実施例１〜３は、いずれも、第２固定磁性層４ｃを第１磁性層の単層で形成した比較例１に比べて、高い抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を示した。また、実施例１〜３は、比較例１に比べややＲＡが大きくなっているが、ヘッドの特性に大きな影響を与えるほどではない。
【０１１２】
図９に、実施例４〜６について、第１磁性層４ｃ１の膜厚（ｔ１）と抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）との関係を示す。
【０１１３】
図９に示すように、ＣｏＦｅＢで形成された第１磁性層４ｃ１の膜厚を１６〜２４Åの範囲内とすると、抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）をほぼ同じ値にできることがわかった。
【０１１４】
図１０に、第２磁性層４ｃ２の膜厚（ｔ２）を６〜１２Åとした実施例７〜１３、および第１磁性層がＣｏＦｅＢ単層で形成された比較例１（すなわち第２磁性層４ｃ２の膜厚が０Å）の抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を示す。
【０１１５】
図１０より、第２磁性層４ｃ２の膜厚を６〜１２Åとした実施例７〜１３は、第２磁性層４ｃ２の膜厚が０Åである比較例１に比べて、いずれも抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）が向上していることがわかった。また、第２磁性層４ｃ２の膜厚が７〜１１Å、特に８〜１０Åでは、さらに高い抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）が得られることがわかった。
【０１１６】
図１１に、実施例７〜１３、および比較例１について、フリー磁性層６と固定磁性層４間に作用する層間結合磁界（Ｈｉｎ）を示す。
【０１１７】
図１１より、第２磁性層４ｃ２の膜厚を６〜１２Åの範囲内とすることで、比較例１に比べて層間結合磁界Ｈｉｎを小さくできることがわかった。これにより固定磁性層と絶縁障壁層との界面の平坦性は、本実施例のほうが比較例１に比べて向上していると推測される。また図１１に示すように、実施例において、第２磁性層（ＣｏＦｅ層）の平均膜厚を大きくするほど層間結合磁界Ｈｉｎが小さいことがわかった。このことから、第２磁性層４ｃ２の平均膜厚を６〜１２Åの範囲内としたとき、その範囲内において平均膜厚を大きくする方が好ましいことがわかる。
【０１１８】
以上の実験結果から、第２固定磁性層４ｃを第１磁性層４ｃ１および第２磁性層４ｃ２の積層構造とすることにより、高い抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を得ることができることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】本実施形態のトンネル型磁気検出素子を記録媒体との対向面と平行な面で切断した断面図、
【図２】図１に示す第２固定磁性層４ｃ付近を拡大したものであり、特に第１磁性層と第２磁性層との界面で元素拡散が生じていることを示す部分拡大断面図と、Ｂ濃度の組成変調を示すグラフ、
【図３】図２とは異なる形態の図１に示す第２固定磁性層４ｃ付近を拡大した部分拡大断面図と、Ｂ濃度の組成変調を示すグラフ、
【図４】本実施形態のトンネル型磁気検出素子の製造方法を示す一工程図（製造工程中の前記トンネル型磁気検出素子を記録媒体との対向面と平行な面で切断した断面図）、
【図５】図４の次に行われる一工程図（製造工程中の前記トンネル型磁気検出素子を記録媒体との対向面と平行な面で切断した断面図）、
【図６】図５の次に行われる一工程図（製造工程中の前記トンネル型磁気検出素子を記録媒体との対向面と平行な面で切断した断面図）、
【図７】図６の次に行われる一工程図（製造工程中の前記トンネル型磁気検出素子を記録媒体との対向面と平行な面で切断した断面図）、
【図８】第２固定磁性層を、第１磁性層と第２磁性層の２層とした構造、および第１磁性層単層とした構造をそれぞれ有するトンネル型磁気検出素子のＲＡと抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）との関係を示すグラフ、
【図９】第２固定磁性層を第１磁性層と第２磁性層の２層とした構造を有するトンネル型磁気検出素子の第１磁性層の膜厚と抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）との関係を示すグラフ、
【図１０】第２固定磁性層を第１磁性層と第２磁性層の２層とした構造を有するトンネル型磁気検出素子の第２磁性層の膜厚と抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）との関係を示すグラフ、
【図１１】第２固定磁性層を第１磁性層と第２磁性層の２層とした構造を有するトンネル型磁気検出素子の第２磁性層の膜厚と層間結合磁界（Ｈｉｎ）との関係を示すグラフ、
【図１２】従来構造のトンネル型磁気検出素子において、第２固定磁性層（第１磁性層）のＢ組成と抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）との関係を示すグラフ、
【符号の説明】
【０１２０】
３  反強磁性層
４  固定磁性層
４ａ  第１固定磁性層
４ｂ  非磁性中間層
４ｃ  第２固定磁性層
４ｃ１  第１磁性層
４ｃ２  第２磁性層
５  絶縁障壁層
６  フリー磁性層
６ａ  エンハンス層
６ｂ  軟磁性層
７  保護層
１０  第１磁性領域
１１  第２磁性領域
２２，２４  絶縁層
２３  ハードバイアス層
３０  リフトオフ用レジスト層
【図１】
2008103661.tif 000003
【図２】
2008103661.tif 000004
【図３】
2008103661.tif 000005
【図４】
2008103661.tif 000006
【図５】
2008103661.tif 000007
【図６】
2008103661.tif 000008
【図７】
2008103661.tif 000009
【図８】
2008103661.tif 000010
【図９】
2008103661.tif 000011
【図１０】
2008103661.tif 000012
【図１１】
2008103661.tif 000013
【図１２】
2008103661.tif 000014