(57)【要約】【課題】強磁性トンネル接合を有する磁気センサ及びその製造方法に関し、絶縁障壁高さが酸化アルミニウムより低く、且つ、高いＭＲ比が得られる絶縁膜を形成する。【解決手段】本発明は、第１の磁性層３／絶縁層４／第２の磁性層５の膜構造からなる強磁性トンネル接合６の絶縁層４を構成する材料として、ラジカル窒化法で窒化したラジカル窒化膜を用いる。【選択図】　　　　　図１
2004039783.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の磁性層／絶縁層／第２の磁性層の膜構造からなる強磁性トンネル接合を有する磁気センサにおいて、前記絶縁層を構成する材料として、ラジカル窒化法で窒化したラジカル窒化膜を用いることを特徴とする磁気センサ。
【請求項２】
上記ラジカル窒化膜が、ラジカル窒化アルミニウム膜であることを特徴とする請求項１記載の磁気センサ。
【請求項３】
上記ラジカル窒化アルミニウム膜の膜厚が、１．５ｎｍ以下であることを特徴とする請求項２記載の磁気センサ。
【請求項４】
第１の磁性層／絶縁層／第２の磁性層の膜構造からなる強磁性トンネル接合を有する磁気センサの製造方法において、導電層をラジカル窒化法で窒化することによって前記絶縁層を形成することを特徴とする磁気センサの製造方法。
【請求項５】
上記ラジカル窒化法において、マイクロ波ラジカル源或いは高周波ラジカル源を用いることを特徴とする請求項４記載の磁気センサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は強磁性トンネル接合を有する磁気センサ及びその製造方法に関するものであり、特に、磁気ディスクの再生ヘッド（リードヘッド）或いはエンコーダ等に用いる磁気センサ膜に用いるトンネル絶縁膜の構成に特徴のある強磁性トンネル接合を有する磁気センサ及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、コンピュータの外部記憶装置であるハードディスク装置等の磁気ヘッドとしては、コイルに発生する誘導電流により磁場を感知する誘導型の薄膜磁気ヘッド（インダクティブヘッド）が使用されていたが、近年のハードディスク装置等の高密度化、高速化の要請の高まりに伴い、磁場そのものを感知する磁気センサが再生用磁気ヘッドの主流となっている。
【０００３】
この様な磁気センサとしては、磁気抵抗効果を利用したものが採用されているが、このＭＲヘッドにおける再生原理は、リード電極から一定のセンス電流を流した場合に、磁気抵抗効果素子を構成する磁性薄膜の電気抵抗が記録媒体からの磁界により変化する現象を利用するものである。
【０００４】
近年のハードディスクドライブの高密度記録化に伴って、１ビットの記録面積が減少するとともに、発生する磁場は小さくなり、小さい外部磁場の変化を感知することができる必要があり、そのために、感度のより高い巨大磁気抵抗効果を利用した磁気ヘッドが採用されはじめている。
【０００５】
現在、巨大磁気抵抗効果を利用した磁気センサとしては、スピンバルブ膜を用いるとともに、電流を横方向に流すＣＩＰ方式のリードヘッドが用いられているが、このＣＩＰ方式の磁気センサにおいては、上下の磁気シールド層との間に、絶縁層、即ち、リードギャップ層を介在させる必要があるため、短ビット長化には限界がある。
【０００６】
そこで、この様な問題を解決するものとして、磁気センサ膜の膜面に垂直に電流を流すＣＰＰ（Ｃｕｒｒｅｎｔ　ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒ　ｔｏ　ｔｈｅｐｌａｎｅ）方式の採用が検討されているが、この様なＣＰＰ方式のリードヘッドの一種として強磁性トンネル接合を利用した磁気センサ、即ち、トンネル磁気抵抗効果（ＴＭＲ）素子がある。
【０００７】
一般に、金属／絶縁体／金属という構造をもつ接合において、両側の金属間に電圧を印加すると、絶縁体が充分薄い場合にわずかに電流が流れる。
通常、絶縁体は電流を通さないが、絶縁体が数Å〜数十Åと充分薄い場合には、量子力学的効果によってごくわずかに電子が透過する確率を持つためであり、この電流のことを「トンネル電流」といい、この構造をもつ接合を「トンネル接合」という。
【０００８】
このような絶縁層には、金属の酸化膜を絶縁障壁として用いるのが通常であり、例えば、Ａｌの表面層を自然酸化、プラズマ酸化、或いは、熱酸化などで酸化させる。
【０００９】
この時、酸化条件を調節することで、表面の数Å〜数十Åを酸化層とすることができるが、この酸化アルミニウムは絶縁体であるために、トンネル接合の障壁層として用いることができ、このような接合の特徴としては、印加電圧に対する電流が、通常の抵抗と異なり非線形性を持つことから、非線形の素子として用いられたりしてきた。
【００１０】
このトンネル接合の両側の金属を強磁性金属に置き換えた構造が強磁性トンネル接合と呼ばれるものであり、強磁性トンネル接合においては、トンネル確率　（トンネル抵抗）　が、両側の磁性層の磁化状態に依存することが知られている。
【００１１】
即ち、磁場によってトンネル抵抗をコントロールできることになる。
ここで、磁化の相対角度をθとすると、トンネル抵抗Ｒは、
Ｒ＝Ｒｓ　＋０．５ΔＲ（１−ｃｏｓθ）　　　・・・（１）
表される。
したがって、両磁性層の磁化の角度がそろっているとき（θ＝０　）にはトンネル抵抗が小さく（Ｒ＝Ｒｓ　）、両磁性層の磁化が反対向き（θ＝１８０°）のときにはトンネル抵抗が大きくなる（Ｒ＝Ｒｓ　＋ΔＲ）。
【００１２】
この様な現象は、強磁性体内部の電子が分極していることに起因して起こるものである。
電子は通常、上向きのスピン状態のもの（ｕｐ電子）と下向きのスピン状態のもの（ｄｏｗｎ電子）が存在するが、通常の非磁性金属内部の電子は、両電子が同数だけ存在するため、全体として磁性を持たない。
一方、強磁性体内部の電子は、ｕｐ電子数（Ｎｕｐ）とｄｏｗｎ電子数（Ｎｄｏｗｎ）が異なるために、全体としてｕｐもしくはｄｏｗｎの磁性を持つ。
【００１３】
このようなスピン状態の電子が薄い絶縁膜をトンネルする場合、これらの電子は、それぞれのスピン状態を保ったままトンネルすることが知られている。
したがって、トンネル先の電子状態に空きがあれば、トンネルが可能であるが、トンネル先の電子状態に空きがなければ、電子はトンネルできない。
【００１４】
したがって、トンネル抵抗の変化率ΔＲ／Ｒｓ　は、電子源の偏極率Ｐ１　と、トンネル先の偏極率Ｐ２　の積で表される。
ΔＲ／ＲＳ　＝２×Ｐ１　×Ｐ２　／（１−Ｐ１　×Ｐ２　）　・・・（２）
ここで、電子源の偏極率Ｐ１　とトンネル先の偏極率Ｐ２　は、トンネル接合を構成する両磁性層の分極率Ｐを意味し、
Ｐ＝２（Ｎｕｐ−Ｎｄｏｗｎ）／（Ｎｕｐ＋Ｎｄｏｗｎ）　　　　・・・（３）
で表される。
【００１５】
この分極率Ｐは、強磁性金属の種類に依存するものであり、例えば、ＮｉＦｅ、Ｃｏ、ＣｏＦｅの分極率は、夫々０．３、０．３４、０．４６であり、その場合、理論的には、夫々約２０％、２６％、５４％の磁気抵抗変化率（ＭＲｒａｔｉｏ）が期待できる。
このＭＲｒａｔｉｏの値は、異方性磁気抵抗効果（ＡＭＲ）や、巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）よりも大きく、磁気センサや磁気ヘッドへの応用が考えられいる。
【００１６】
また、トンネル抵抗Ｒは次式に示すように、絶縁層の絶縁障壁高さ（　φ）　と幅（　Ｗ）　に依存する。
Ｒ∝Ｅｘｐ（Ｗ×φ１／２　）　　　　・・・（４）
したがって、トンネル抵抗Ｒは、絶縁障壁高さφが低い場合、また、障壁幅Ｗが狭い場合小さくなる。
【００１７】
ここで、図７及び図８を参照して従来のＭＴＪ磁気センサを説明するが、この場合のＭＴＪは、スピンバルブ構造の強磁性トンネル接合である。
図７（ａ）及び（ｂ）参照
図７（ａ）は従来のＭＴＪ磁気センサの概略的平面図であり、図７（ｂ）はＭＴＪ部の概念的断面図である。
まず、ＳｉＯ２　膜６２を形成したシリコン基板６１上に、Ｔａからなる下部電極６３、厚さが２４ｎｍのＮｉＦｅフリー層６４、厚さが１０ｎｍのＣｏＦｅフリー層６５、及び、厚さが１ｎｍのＡｌ膜を順次堆積させる。
なお、この時、下部電極５３の長手方向に磁場を印加した状態で堆積を行うものであり、ＣｏＦｅはＮｉＦｅより分極率が大きいので、強磁性トンネル抵抗変化を大きくする目的でＣｏＦｅフリー層６５を挿入している。
【００１８】
次いで、例えば、Ｏ２　ガス圧を１．８Ｐａとし、０．１Ｗ／ｃｍ２　のＲＦ電力を印加して発生させた酸素プラズマ雰囲気中で、Ａｌ膜の表面を６０秒間酸化処理することによってＡｌ−Ａｌ２　Ｏ３　膜６６に変換する。
【００１９】
次いで、下部の磁性層に直交する方向に、磁場を印加しながら、厚さが１０ｎｍのＣｏＦｅピンド層６７及び厚さが５０ｎｍのＩｒＭｎピン層６８を積層し、さらに、その上に酸化防止膜として厚さが１０ｎｍのＡｌ層６９を積層する。
【００２０】
次いで、イオンミリング法を用いてＡｌ層６９乃至下部電極６３を所定形状にパターニングしたのち、Ａｌ層６９乃至ＮｉＦｅフリー層６４のみを更に図に示すように円柱状にエッチングして、下部電極６３を露出させ、次いで、全体をＳｉＯ２　膜（図示を省略）で覆ったのち、Ａｌ層６９に接するように上部電極用導電層を堆積させ、最後に、上部電極用導電層を下部電極６３の長手方向と直交する長手方向を有するようにパターニングして上部電極７１を形成したものである。
【００２１】
この場合の強磁性トンネル接合（ＭＴＪ）部６０は、「磁性層（フリー層）／　絶縁層／　磁性層（ピンド層）／　反強磁性層（ピン層）」という構造からなり、ＣｏＦｅピンド層６７がＩｒＭｎピン層６８と交換結合し、ＣｏＦｅピンド層６７の磁化方向が固定される。
【００２２】
したがって、外部から磁場を印加すると、ＣｏＦｅフリー層６５及びＮｉＦｅフリー層６４のみが磁化回転するので、フリー層とピンド層の磁化の相対角度が変化するために、定電流源７２からセンス電流を流すと、上記の式（１）で示したように、磁場に依存してトンネル抵抗が変化し、その変化が電圧計７３によって検知されることになる。
【００２３】
図８参照
図８は、この様な従来のＭＴＪ磁気センサの磁気抵抗変化率の説明図であり、磁気抵抗効果曲線（ＭＲ曲線）として示している。
図に示すように、磁気抵抗変化率としては約２０％が得られる。
なお、Ｈｃ　（保磁力）は約５．０〔Ｏｅ〕で、また、Ｈｕａ（一軸異方性磁界）は約４５〔Ｏｅ〕であった。
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、強磁性トンネル接合膜では、主に絶縁層に酸化アルミニウムが使用されているが、磁性トンネル接合膜を磁気センサ、特に超高密度記録用磁気ヘッド材料として使用するには、酸化アルミニウムを用いたトンネル接合膜の抵抗値は大きすぎるため、抵抗値を下げる必要がある。
【００２５】
抵抗値を下げる方法としては、上記の式（４）から明らかなように、絶縁層の膜厚Ｗを薄くするか、絶縁障壁高さφを低くすれば良い。
絶縁層を薄くするためには、薄くピンホールのない膜を作る必要があるが、現在用いられている酸化アルミニウム膜の厚さは約１０Å＝１ｎｍと薄く、これ以上薄くピンホールのない膜を作るのは困難であるという問題がある。
【００２６】
一方、絶縁障壁高さを低くする方法として、酸化アルミニウム膜の代わりに窒化アルミニウム膜を作製する方法が提案されている（必要ならば、Ｊ．Ｊ．Ｓｕｎ，Ｒ．Ｃ．Ｓｏｕｓａ，Ｊ．Ｍａｇｎ．Ｓｏｃ．Ｊａｐａｎ　ｖｏｌ．２３，ｐ．５５，１９９９参照）。
【００２７】
この場合、窒化アルミニウム膜を形成する際には、Ａｒ＋Ｎ２　混合ガスを使用し、反応性スパッタ法で形成しているが、ＭＲ比は２％以下であり、高いＭＲ比は得られていないという問題がある。
これは、反応性スパッタ法では、薄い膜の成膜が困難なためと考えられる。
【００２８】
したがって、本発明は、絶縁障壁高さが酸化アルミニウムより低く、且つ、高いＭＲ比が得られる絶縁膜を形成することを目的とする。
【００２９】
【課題を解決するための手段】
図１は本発明の原理的構成の説明図であり、この図１を参照して本発明における課題を解決するための手段を説明する。
なお、図において、符号１，２，７，８，９，１０は、夫々、基板、下部電極、ピン層となる反強磁性層、酸化防止膜、上部電極、及び、平坦化絶縁層である。
図１参照
上述の目的を達成するために、本発明は、第１の磁性層３／絶縁層４／第２の磁性層５の膜構造からなる強磁性トンネル接合６を有する磁気センサにおいて、前記絶縁層４を構成する材料として、ラジカル窒化法で窒化したラジカル窒化膜を用いることを特徴とする。
【００３０】
この様に、酸化アルミニウムより絶縁障壁高さの低い窒化膜、特に、窒化アルミニウムを、ラジカル窒化法で形成することによって、絶縁層４に酸化アルミニム膜を用いた強磁性トンネル接合膜と同程度のＭＲ比を持ち、　かつ抵抗の低い接合６を作製することができる。
【００３１】
即ち、窒化アルミニウム膜の形成方法として、自然窒化法及びプラズマ窒化法が知られているが、自然窒化方法では、窒化に時間がかかり、一方、プラズマ窒化法では膜ダメージが大きく、結果としてトンネル接合を破壊することがあるので、薄いアルミニウム膜の窒化時には不適当である。
したがって、本発明は、トンネル絶縁膜の形成方法として新規な窒素ラジカルを用いたラジカル窒化法を提案するものである。
【００３２】
この場合、ラジカル窒化膜としては、ラジカル窒化ボロン、ラジカル窒化シリコン、ラジカル窒化ガリウム化合物等でも良いが、実用性の観点からはラジカル窒化アルミニウム膜が好適である。
【００３３】
また、ラジカル窒化アルミニウム膜の膜厚としては、トンネル抵抗Ｒを低くするために、１．５ｎｍ以下、より好適には１．０ｎｍ以下が望ましい。
【００３４】
この様な強磁性トンネル接合６を有する磁気センサを搭載したことを特徴とすることによって、高感度で高密度記録可能なハードディスク装置、ディスクアレイ装置、或いは、エンコーダ装置を実現することができる。
【００３５】
また、第１の磁性層３／絶縁層４／第２の磁性層５の膜構造からなる強磁性トンネル接合６を有する磁気センサを製造する際に、マイクロ波ラジカル源或いは高周波ラジカル源を用いたラジカル窒化法により絶縁層４を形成すれば良い。
【００３６】
【発明の実施の形態】
ここで、図２及び図３を参照して、本発明の第１の実施の形態のＭＴＪ磁気センサを説明する。
図２（ａ）及び（ｂ）参照
図２（ａ）は、本発明の第１の実施の形態のＭＴＪ磁気センサの平面図であり、また、図２（ｂ）は、ＭＴＪ部２０の近傍を拡散した概念的拡大図である。
まず、ＳｉＯ２　膜１２を形成したシリコン基板１１上に、Ｔａ下部電極１３、厚さが４ｎｍのＮｉＦｅフリー層１４、厚さが３ｎｍのＣｏＦｅフリー層１５、及び、厚さが０．８ｎｍのＡｌ膜（図示は省略）を順次堆積させる。
なお、この時、図における上下方向に磁場を印加した状態で堆積を行うものであり、ＮｉＦｅの組成は、例えば、Ｎｉ８０Ｆｅ２０であり、ＣｏＦｅの組成は、例えば、Ｃｏ７４Ｆｅ２６である。
【００３７】
次いで、例えば、０．８Ｐａの窒素ガス圧下で１００Ｗ（２．０Ｗ／ｃｍ２　）のマイクロ波電力を印加することによってラジカルを発生させるマイクロ波ラジカルガンを用いて窒素ラジカル発生させ、この窒素ラジカルをＡｌ膜の表面に１８０秒照射し窒化を行ない、ラジカル窒化Ａｌ膜１６を形成してトンネル絶縁膜とする。
【００３８】
次いで、図において左右方向に、磁場を印加しながら、厚さが２．５ｎｍのＣｏＦｅピンド層１７及び厚さが１５ｎｍのＩｒＭｎピン層１８を積層し、さらに、その上に厚さが２０ｎｍのＡｕ酸化防止膜１９を積層する。
なお、ＣｏＦｅの組成は、例えば、Ｃｏ７４Ｆｅ２６であり、また、ＩｒＭｎの組成は、例えば、Ｉｒ２０Ｍｎ８０である。
【００３９】
次いで、イオンミリング法を用いてＡｕ酸化防止膜１９乃至Ｔａ下部電極１３を図２（ａ）に示す形状にパターニングしたのち、Ａｕ酸化防止膜１９乃至ＮｉＦｅフリー層１４のみを更に図２（ａ）に示すように例えば、０．７μｍ×０．７μｍの四角柱状にエッチングして、Ｔａ下部電極１３を露出させる。
【００４０】
次いで、全体をＳｉＯ２　膜２１で覆ったのち、Ａｕ酸化防止膜１９を露出させ、次いで、全面にＴａ層及びＡｕ層を順次堆積させたのち、図２（ａ）に示す形状にパターニングすることによって、Ｔａ／Ａｕ上部電極２２とする。
【００４１】
次いで、Ｔａ下部電極１３に達するビアホールを形成し、Ａｕで埋め込んで下部引出電極２３を形成することによって、本発明の第１の実施の形態のＭＴＪ磁気センサの基本構成が得られる。
【００４２】
図３参照
図３は、本発明の第１の実施の形態のＭＴＪ磁気センサの磁気抵抗変化率を示すＭＲ曲線であり、抵抗値＝３Ωμｍ２　で、ＭＲ比８％の特性を持つ低抵抗・高ＭＲ比の強磁性トンネル接合の作成が可能になった。
【００４３】
なお、図中に接合の障壁高さ（φ）と障壁幅（Ｗ）をシモンズの式（必要ならば、Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ，Ｖｏｌ．３４，ｐ．ｐ．２５８１−２５９０，１９６３参照）により求めたので併せて示す。
障壁高さは、約０．４ｅＶで、従来のＡｌ−Ｏ膜の障壁高さである０．６ｅＶ以上と比較して低い障壁高さが得られた。
【００４４】
この様に、本発明の第１の実施の形態においては、トンネル絶縁膜としてラジカル窒化法により形成した窒化アルミニウム膜を用いているので、薄く且つ絶縁障壁高さの低い膜をダメージを少なく且つピンホールを発生することなく形成することが可能になり、且つ、従来の酸化アルミニウム膜を用いた場合と同程度のＭＲ比を得ることができる。
【００４５】
次に、図４乃至図６を参照して、磁気ディスク装置に搭載可能なＭＴＪ磁気センサを説明する。
即ち、上記の第１の実施の形態のＭＴＪ磁気センサの場合には、上下電極の端子構造から、磁気ディスクに近接して配置できないため、磁気ディスク装置用の磁気ヘッドとしては用いることができない構成である。
【００４６】
図４（ａ）及び（ｂ）参照
図４（ａ）は、本発明の第２の実施の形態のＭＴＪ磁気センサの概略的断面図であり、また、図４（ｂ）は、図４（ａ）における破線で示す円内の概略的拡大図である。
まず、Ａｌ２　Ｏ３　−ＴｉＣ基板３１上に、スパッタ法を用いて、例えば、ＮｉＦｅからなり、厚さが、例えば、０．５μｍの下部磁気シールド層３２を形成したのち、Ｔａからなる下部電極３３、厚さが４ｎｍのＮｉＦｅフリー層３４、厚さが１ｎｍのＣｏＦｅフリー層３５、及び、厚さが０．８ｎｍのＡｌ膜（図示は省略）を順次堆積させる。
なお、磁場を印加した状態で堆積を行うものであり、各ＮｉＦｅの組成は、例えば、Ｎｉ８０Ｆｅ２０であり、ＣｏＦｅの組成は、例えば、Ｃｏ７４Ｆｅ２６である。
【００４７】
次いで、上記の第１の実施の形態と同様に、マイクロ波ラジカルガンを用いて発生させた窒素ラジカルをＡｌ膜の表面に１８０秒照射し窒化を行ない、ラジカル窒化Ａｌ膜３６を形成してトンネル絶縁膜とする。
【００４８】
次いで、先の磁場印加方向と直交する方向に、磁場を印加しながら、厚さが２．５ｎｍのＣｏＦｅピンド層３７及び厚さが２５ｎｍのＰｔＭｎピン層３８を積層し、さらに、その上に酸化防止膜として厚さが２０ｎｍのＡｕ酸化防止膜３９を積層する。
なお、ＣｏＦｅの組成は、例えば、Ｃｏ７４Ｆｅ２６であり、また、ＰｔＭｎの組成は、例えば、Ｐｔ４８Ｍｎ５２である。
【００４９】
次いで、レジストパターン（図示を省略）をマスクとしてイオンミリング法を用いてＡｕ酸化防止膜３９乃至下部電極３３を所定形状にパターニングしたのち、Ａｕ酸化防止膜層３９乃至ＮｉＦｅフリー層３４のみを更に０．７μｍ×０．７μｍの四角柱状にエッチングして、下部電極３３を露出させる。
【００５０】
次いで、スパッタリング法を用いて全面にＳｉＯ２　膜４１を堆積させて、後述する磁区制御膜とＭＴＪ部４０との間の絶縁膜とする。
【００５１】
引き続いて、スパッタ法を用いて、全面に、厚さが２０〜５０ｎｍ、例えば、３０ｎｍのＣｏＣｒＰｔ膜を堆積させたのち、ＣＭＰ（化学機械研磨）法を用いて、Ａｕ酸化防止膜３９が露出するまで研磨して全体を平坦化することによって、ＣｏＣｒＰｔ磁区制御膜４２を形成する。
なお、この場合のＣｏＣｒＰｔの組成は、例えば、Ｃｏ７８Ｃｒ１０Ｐｔ１２である。
【００５２】
次いで、再び、スパッタ法を用いて、全面に、厚さが、例えば、０．２μｍのＳｉＯ２　平坦化膜４３を堆積させたのち、Ａｕ酸化防止膜３９を露出させ、次いで、全面にＴａ層及びＡｕ層を順次堆積させたのち、所定形状にパターニングすることによって、上部電極４４を形成する。
【００５３】
次いで、スパッタリング法を用いて全面にＮｉ８０Ｆｅ２０からなる上部磁気シールド層４５を形成し、以降は従来の誘導型のライトヘッドを上部磁気シールド層４５上に形成し、スライダー加工することによってＭＴＪを利用した複合型磁気ヘッドが得られる。
【００５４】
図５参照
図５は、スライダー加工後の上下の磁気シールド層の形状を示す平面図であり、下部磁気シールド層３２及び上部磁気シールド層４５の研磨端面にＭＴＪ部４０が露出する構成となる。
【００５５】
図６参照
図６は、本発明の第２の実施の形態のＭＴＪ磁気センサを搭載した磁気ディスク装置の平面図であり、スピンドルモータ５３の回転軸に取り付けられるとともに、ディスククランプリング５２によって固定された磁気ディスク５１、先端部にサスペンション５５を介してＭＴＪ磁気センサを備えたスライダー５６と取り付けられたヘッドアーム５４から基本構成が構成される。
【００５６】
以上、本発明の各実施の形態を説明してきたが、本発明は各実施の形態に記載した構成に限られるものではなく、各種の変更が可能である。
例えば、上記の各実施の形態の説明においては、ラジカル窒化Ａｌ膜をマイクロ波ラジカルガンを用いて窒化しているが、１３．５６ＭＨｚのＲＦ電源、即ち、高周波電源を用いてラジカル化した窒素ラジカルにより窒化しても良いものである。
【００５７】
また、上記の各実施の形態においては、ラジカル窒化膜として現在最も実用的な窒化Ａｌ膜として説明しているが、窒化Ａｌ膜に限られるものではなく、窒化Ｂ、窒化Ｓｉ、或いは、窒化Ｇａ化合物等の他のラジカル窒化膜を用いても良いものである。
【００５８】
また、上記の各実施の形態における、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、ＰｔＭｎ、ＩｒＭｎ、及び、ＣｏＣｒＰｔの組成比は単なる一例であり、他の組成比の材料を用いても良いものである。
【００５９】
また、上記の第１の実施の形態においては、ピン層となる反強磁性層をＩｒＭｎで構成しているが、ＰｄＰｔＭｎ或いはＰｔＭｎ等の他の反強磁性体を用いても良いものであり、一方、第２の実施の形態においては、ＰｔＭｎを用いているが、ＩｒＭｎ或いはＰｄＰｔＭｎ等の他の反強磁性体を用いても良いものである。
【００６０】
また、上記の各実施の形態においては、フリー層をＮｉＦｅ／ＣｏＦｅの２層構造としているが、必ずしも２層構造である必要はなく、ＮｉＦｅ或いはＣｏＦｅの単層構造で形成しても良いものである。
【００６１】
また、上記の各実施の形態においては、ピンド層を単層のＣｏＦｅによって構成しているが、例えば、０．４ｎｍのＣｏＦｅ、０．８ｎｍのＲｕ、及び、０．５ｎｍのＣｏＦｅ層を堆積させ、その上に反強磁性層を設けるＣｏＦｅ／Ｒｕ／ＣｏＦｅのフェリピン構造で形成しても良いものである。
【００６２】
また、上記の各実施の形態においては、ＴＭＲ素子を反強磁性層が最上層となるＴｏｐ型として説明しているが、積層構造を反対にして反強磁性層が最下層となるＢｏｔｔｏｍ型で構成しても良いものである。
【００６３】
また、本発明の第２の実施の形態の説明においては、複合型薄膜磁気ヘッドに用いる磁気センサとして説明しているが、本発明は単独のリードヘッド用の磁気センサとしても適用されるものであることは言うまでもないことであり、さらには、エンコーダ装置にも用いられるものである。
【００６４】
ここで、再び、図１を参照して、本発明の詳細な特徴を説明する。
図１参照
（付記１）　第１の磁性層３／絶縁層４／第２の磁性層５の膜構造からなる強磁性トンネル接合６を有する磁気センサにおいて、前記絶縁層４を構成する材料として、ラジカル窒化法で窒化したラジカル窒化膜を用いることを特徴とする強磁性トンネル接合を有する磁気センサ。
（付記２）　上記ラジカル窒化膜が、ラジカル窒化アルミニウム膜であることを特徴とする付記１記載の強磁性トンネル接合を有する磁気センサ。
（付記３）　上記ラジカル窒化アルミニウム膜の膜厚が、１．５ｎｍ以下であることを特徴とする付記２記載の強磁性トンネル接合を有する磁気センサ。
（付記４）　付記１乃至３のいずれか１に記載の強磁性トンネル接合６を有する磁気センサを搭載したことを特徴とするハードディスク装置。
（付記５）　付記１乃至３のいずれか１に記載の強磁性トンネル接合６を有する磁気センサを搭載したことを特徴とするディスクアレイ装置。
（付記６）　付記１乃至３のいずれか１に記載の強磁性トンネル接合６を有する磁気センサを搭載したことを特徴とするエンコーダ装置。
（付記７）　第１の磁性層３／絶縁層４／第２の磁性層５の膜構造からなる強磁性トンネル接合６を有する磁気センサの製造方法において、導電層をラジカル窒化法で窒化することによって前記絶縁層４を形成することを特徴とする強磁性トンネル接合を有する磁気センサの製造方法。
（付記８）　上記ラジカル窒化法において、マイクロ波ラジカル源或いは高周波ラジカル源を用いることを特徴とする付記７記載の強磁性トンネル接合を有する磁気センサの製造方法。
【００６５】
【発明の効果】
本発明によれば、ＭＴＪ磁気磁気センサを構成する際に、トンネル絶縁膜としてラジカル窒化法で形成したラジカル窒化膜を用いているので、絶縁障壁高さφを低くして低抵抗の膜とすることができ、それによって、高抵抗変化量ΔＲを持つＴＭＲ膜とすることができるので、高記録密度のＨＤＤ装置の実現・普及に寄与するところが大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理的構成の説明図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態のＭＴＪ磁気センサの構成説明図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態のＭＴＪ磁気センサの磁気抵抗変化率の説明図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態のＭＴＪ磁気センサの概略的断面図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態のＭＴＪ磁気センサの平面図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態のＭＴＪ磁気センサを搭載して磁気ディスク装置の平面図である。
【図７】従来のＭＴＪ磁気センサの構成説明図である。
【図８】従来のＭＴＪ磁気センサの磁気抵抗変化率の説明図である。
【符号の説明】
１　基板
２　下部電極
３　第１の磁性層
４　絶縁層
５　第２の磁性層
６　強磁性トンネル接合
７　反強磁性層
８　酸化防止膜
９　上部電極
１０　平坦化絶縁層
１１　シリコン基板
１２　ＳｉＯ２　膜
１３　Ｔａ下部電極
１４　ＮｉＦｅフリー層
１５　ＣｏＦｅフリー層
１６　ラジカル窒化Ａｌ膜
１７　ＣｏＦｅピンド層
１８　ＩｒＭｎピン層
１９　Ａｕ酸化防止膜
２０　ＭＴＪ部
２１　ＳｉＯ２　膜
２２　Ｔａ／Ａｕ上部電極
２３　下部引出電極
３１　Ａｌ２　Ｏ３　−ＴｉＣ基板
３２　下部磁気シールド層
３３　下部電極
３４　ＮｉＦｅフリー層
３５　ＣｏＦｅフリー層
３６　ラジカル窒化Ａｌ膜
３７　ＣｏＦｅピンド層
３８　ＰｔＭｎピン層
３９　Ａｕ酸化防止膜
４０　ＭＴＪ部
４１　ＳｉＯ２　膜
４２　ＣｏＣｒＰｔ磁区制御膜
４３　ＳｉＯ２　平坦化膜
４４　上部電極
４５　上部磁気シールド層
５１　磁気記録媒体
５２　ディスククランプリング
５３　スピンドルモータ
５４　ヘッドアーム
５５　サスペンション
５６　スライダー
６１　シリコン基板
６２　ＳｉＯ２　膜
６３　下部電極
６４　ＮｉＦｅフリー層
６５　ＣｏＦｅフリー層
６６　Ａｌ−Ａｌ２　Ｏ３　膜
６７　ＣｏＦｅピンド層
６８　ＩｒＭｎピン層
６９　Ａｌ層
７０　ＭＴＪ部
７１　上部電極
７２　定電流源
７３　電圧計
【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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