(57)【要約】【課題】  磁気抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）の増大とともに、フリー磁性層に及ぼされるカップリング結合磁界（Ｈｉｎ）の低下を図ることができる磁気検出素子を提供する。【解決手段】  下から固定磁性層３、非磁性材料層２及びフリー磁性層１の順に積層され、前記フリー磁性層１上にＣｏＦｅＣｒが酸化されて成る酸化物層１６が形成され、前記酸化物層１６上に酸化Ｔａ層１９が形成されている。これにより、スペキュラー効果が適切に発揮され、高い抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を維持しながら、フリー磁性層１に及ぼされるカップリング結合磁界（Ｈｉｎ）を適切に小さくでき、安定した再生特性を得ることが可能になる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下から固定磁性層、非磁性材料層及びフリー磁性層の順に積層され、
前記フリー磁性層上にＣｏＦｅＣｒが酸化されて成る酸化物層が形成され、
前記酸化物層上に酸化Ｔａ層が形成されていることを特徴とする磁気検出素子。
【請求項２】
前記酸化Ｔａ層の膜厚は、１６〜２４Åの範囲内である請求項１記載の磁気検出素子。
【請求項３】
前記酸化物層の膜厚は、４〜８Åの範囲内である請求項１又は２に記載の磁気検出素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハードディスク装置などに搭載される再生用の磁気検出素子に係り、特に磁気抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）の増大を図るとともにフリー磁性層に及ぼされるカップリング結合磁界（Ｈｉｎ）を低減することができる磁気検出素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
以下に示す特許文献１には、再生用の磁気検出素子が開示されている。この特許文献１には、磁気検出素子の製造工程中での酸化工程において、フリー磁性層（自由層）を構成するＣｏＦｅの酸化物が形成され、このＣｏＦｅの酸化物が鏡面反射層として機能することが記載されている。
【０００３】
そして、この鏡面反射層の存在によって伝導電子の平均自由行程が増大し、磁気抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を増大できることが開示されている。
【０００４】
また、前記特許文献１には、前記磁気検出素子に形成された反射層（スペキュラー層）に接するようにして前記反射層の上に、酸化Ｔａ等で形成された保護層が形成される旨が記載されている。
【０００５】
磁気抵抗効果素子の保護層として酸化Ｔａ層を設ける点は、下記の特許文献２にも記載されている（特許文献２の［００９１］欄）。
【０００６】
また、反射層（スペキュラー層）は、例えば下記の特許文献３の図１６に記載されているように、例えばフリー磁性層中に設けることも出来る。特許文献３の［０３１２］欄には、「スペキュラー膜９４の形成は、例えば磁性材料層９３までを成膜し、磁性材料層９３表面を酸化する。この酸化層をスペキュラー膜９４として機能させることができる。そしてスペキュラー膜９４上に磁性材料層９５を成膜する。」と記載されている。また特許文献３の［０３１３］欄にはスペキュラー層の材質が開示されている。
【特許文献１】特開２００２−０７６４７４号公報
【特許文献２】特開２００３−１８８４４０号公報
【特許文献３】特開２００３−２９８１３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、前記特許文献１に記載された前記磁気検出素子のように、ＣｏＦｅの酸化物層の上に酸化Ｔａ層を形成した構成では、後述する実験によれば、抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を高くするとともに、フリー磁性層に及ぼされるカップリング結合磁界（Ｈｉｎ）を小さくすることができなかった。
【０００８】
酸化Ｔａ層はあまり厚い膜厚で形成されると全酸化されずスペキュラー効果が小さくなることから抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）が低下することがわかった。よって前記酸化Ｔａ層を薄く形成したいが、ちょうど前記抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）が最高に高くなる付近の膜厚を選択すると、前記カップリング結合磁界（Ｈｉｎ）が大きくなりやすく、また抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）が最高に高くなる付近の膜厚からわずかに酸化Ｔａ層の膜厚を小さくするだけで、急激に前記カップリング結合磁界（Ｈｉｎ）が大きくなり、よって前記カップリング結合磁界（Ｈｉｎ）を確実に小さくするには、酸化Ｔａ層の膜厚をやや厚い膜厚で形成し、この結果、前記抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を犠牲にしなければならなかった。
【０００９】
前記カップリング結合磁界（Ｈｉｎ）を小さくすることはアシンメトリーの増大を抑制し再生特性の安定性を得る上で好ましいが、従来では、高い抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を得るとともに、前記カップリング結合磁界（Ｈｉｎ）を小さくすることはできなかった。
【００１０】
特許文献２や特許文献３には、スペキュラー層として酸化Ｔａ層や、その他、磁性材料が酸化されて成る酸化物層が開示されているものの、スペキュラー層を設けたという以外にスペキュラー効果を効果的に高めるための構造は開示されていない。特に前記カップリング結合磁界（Ｈｉｎ）については全く触れていない。
【００１１】
そこで本発明は前記従来の課題を解決するものであり、磁気抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）の増大を図るとともにフリー磁性層に及ぼされるカップリング結合磁界（Ｈｉｎ）を低減することができる磁気検出素子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】
【００１２】
本発明は、下から固定磁性層、非磁性材料層及びフリー磁性層の順に積層され、
前記フリー磁性層上にＣｏＦｅＣｒが酸化されて成る酸化物層が形成され、
前記酸化物層上に酸化Ｔａ層が形成されていることを特徴とするものである。
【００１３】
上記により、スペキュラー効果が適切に発揮され、高い抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を維持しながら、フリー磁性層に及ぼされるカップリング結合磁界（Ｈｉｎ）を適切に小さくでき、安定した再生特性を得ることが可能である。
【００１４】
本発明では、前記酸化Ｔａ層の膜厚は、１６〜２４Åの範囲内であることが好ましい。従来のように、前記フリー磁性層上にＣｏＦｅが酸化されて成る酸化物層が形成されている場合、前記酸化Ｔａ層を上記程度まで薄くすると、上記膜厚範囲内では、抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）及びカップリング結合磁界（Ｈｉｎ）の値の変動が非常に大きく、しかも上記範囲内で膜厚を薄くすると抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）が急低下するとともに、前記カップリング結合磁界（Ｈｉｎ）が急上昇することが後述する実験によりわかっている。これはフリー磁性層／ＣｏＦｅの酸化物層／酸化Ｔａ層の積層構造で、前記酸化Ｔａ層を薄く形成すると、前記フリー磁性層が酸化されすくなるためであると考えられる。一方、本発明では、フリー磁性層／ＣｏＦｅＣｒの酸化物層／酸化Ｔａ層の積層構造で、前記酸化Ｔａ層を上記のように薄く形成しても、前記フリー磁性層の酸化を抑制できると考えられ、上記膜厚範囲内での、抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）及びカップリング結合磁界（Ｈｉｎ）の値の変動を従来に比べて小さくできる。そして上記膜厚範囲内では、抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）の最大値を取ることができ、しかも上記膜厚範囲内で膜厚が薄くなっても前記抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）の低下は緩やかであり、一方、前記カップリング結合磁界（Ｈｉｎ）は、上記膜厚範囲内では前記膜厚が薄くなるにつれてやや上昇するものの、その上昇は非常に緩やかであることが後述する実験により証明されており、したがって本発明では、前記酸化Ｔａ層の膜厚を上記範囲内に規制することで、従来に比べて、高い抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を維持しながら、前記カップリング結合磁界（Ｈｉｎ）を適切に小さくすることが可能である。
【００１５】
また本発明では、前記酸化物層の膜厚は、４〜８Åの範囲内であることが好ましい。ＣｏＦｅＣｒの酸化物層は、あまり厚い膜厚で形成されると前記フリー磁性層の磁歪が大きくなり、またあまり薄い膜厚で形成されると抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）が低下することが後述する実験によりわかっている。よって本発明では前記酸化物層の膜厚を上記範囲内に規制することで前記フリー磁性層の磁歪を小さくできるともに、抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を安定して高い値にすることが出来る。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、下から固定磁性層、非磁性材料層及びフリー磁性層の順に積層され、前記フリー磁性層上にＣｏＦｅＣｒが酸化されて成る酸化物層が形成され、前記酸化物層上に酸化Ｔａ層が形成されていることを特徴とするものである。
【００１７】
上記により、スペキュラー効果が適切に発揮され、高い抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を維持しながら、フリー磁性層に及ぼされるカップリング結合磁界（Ｈｉｎ）を適切に小さくでき、安定した再生特性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】
【００１８】
図１は、本実施形態の全体構造を記録媒体との対向面側から見た断面図である。なお、図１ではＸ１−Ｘ２方向に延びる素子の中央部分のみを破断して示している。図１に示す磁気検出素子Ａ１は、スピンバルブ型磁気抵抗効果素子と呼ばれるものであり、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。なお、ハードディスクなどの磁気記録媒体の移動方向は図示Ｚ方向であり、磁気記録媒体からの漏れ磁界の方向はＹ方向である。
【００１９】
図１の最も下に形成されているのは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６である。なお、前記下地層６は形成されていなくても良い。
【００２０】
前記下地層６の上には、シードレイヤ２２が形成されている。前記シードレイヤ２２を形成することで、前記シードレイヤ２２上に形成される各層の膜面と平行な方向における結晶粒径を大きくでき、耐エレクトロマイグレーションの向上に代表される通電信頼性の向上や磁気抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）の向上などをより適切に図ることができる。
【００２１】
前記シードレイヤ２２はＮｉＦｅＣｒ合金やＣｒなどで形成される。
前記シードレイヤ２２の上に形成された反強磁性層４は、元素Ｘ（ただしＸ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。
【００２２】
これら白金族元素を用いたＸ−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。特に白金族元素のうちＰｔやＩｒを用いることが好ましく、例えば二元系で形成されたＰｔＭｎ合金やＩｒＭｎ合金を使用することができる。
【００２３】
また本発明では、前記反強磁性層４は、元素Ｘと元素Ｘ′（ただし元素Ｘ′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。
【００２４】
前記反強磁性層４の上に形成されている固定磁性層３は、前記反強磁性層４との界面４ａと接する第１の磁性層１３、および前記第１の磁性層１３上に非磁性中間層１２を介して形成された第２の磁性層１１とで構成された、積層フェリ構造として構成されている。
【００２５】
前記固定磁性層３の上には非磁性材料層２が形成されている。前記非磁性材料層２は、例えばＣｕで形成されている。
【００２６】
さらに前記非磁性材料層２の上にはフリー磁性層１が形成される。図１に示す実施形態では、前記フリー磁性層１は第１の層１４と、前記第１の層１４の上に形成された第２の層１５の２層構造で形成されている。前記第１の層１４は例えばＣｏＦｅなどの磁性材料で形成され、前記第２の層１ｂは例えばＮｉＦｅなどの磁性材料で形成することができる。また前記第１の層１４をエンハンス層として機能させることが出来る。前記エンハンス層は、前記第１の層１４よりもスピン分極率の大きい磁性材料で形成されることが好ましい。なおＣｏＦｅはＮｉＦｅよりスピン分極率が大きい。なお前記エンハンス層は、第１の層１４及び第２の層１５とは別個に設けられてもよい。かかる場合、前記エンハンス層のスピン分極率は前記第１の層１４及び第２の層１５よりも大きいことが好ましい。前記エンハンス層を形成することで、抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）をより効果的に向上させることができる。なお、前記フリー磁性層１が１層構造で形成されていても良いし、固定磁性層３と同じように積層フェリ構造で形成されてもよい。
【００２７】
前記フリー磁性層１の上には、ＣｏＦｅＣｒが酸化されて成る酸化物層１６が形成されている。前記酸化物層１６は、磁気抵抗変化に寄与する伝導電子の平均自由行程を増大させるための鏡面反射層（スペキュラー層）としての機能を有するものである。なお、前記酸化物層１６は、ＣｏＦｅＣｒが自然酸化されたもの、あるいはプラズマ酸化、ラジカル酸化などの自然酸化以外の方法で酸化されたものである。
【００２８】
図１に示す実施形態では、前記酸化物層１６の上に、酸化Ｔａ層１９が形成されている。前記酸化Ｔａ層１９は保護層であるがスペキュラー効果の向上にも寄与している。
【００２９】
図１に示す磁気検出素子Ａ１では、前記下地層６から酸化Ｔａ層１９までの積層体のトラック幅方向（図示Ｘ１−Ｘ２方向）の両側に、ハードバイアス層５，５及び電極層８，８が形成されている。
【００３０】
前記ハードバイアス層５，５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ており、電極層８，８は、α−Ｔａ、Ａｕ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｃｒ、Ｃｕ（銅）やＷ（タングステン）などで形成されている。
【００３１】
図１に示す磁気検出素子Ａ１では、前記固定磁性層３の磁化は、前記反強磁性層４との間で発生する交換結合磁界によってハイト方向と平行な方向（図示Ｙ２方向と平行な方向）に固定されている。例えば第１の磁性層１３は図示Ｙ２方向に、第２の磁性層１１は図示Ｙ２方向とは逆方向に磁化固定される。
【００３２】
一方、前記フリー磁性層１は、ハードバイアス層５，５から供給される縦バイアス磁界により、トラック幅方向の図示右方向（図示Ｘ２方向）に、外部磁界に対し磁化回転できる程度に弱く単磁区化された状態にある。
【００３３】
固定磁性層３の固定磁化方向と外部磁界の影響を受けるフリー磁性層１の磁化の方向との関係で、前記電極層８，８間に流れる電気抵抗が変化し、この電気抵抗値の変化に基づく電圧変化により、記録媒体からの外部信号が再生される。図１に示す磁気検出素子１では、前記フリー磁性層１の膜面に対して水平方向にセンス電流が流されるＣＩＰ−ＧＭＲ型の磁気検出素子となっている。
【００３４】
図１に示す磁気検出素子の特徴的部分について説明する。上記したように前記フリー磁性層１上にはＣｏＦｅＣｒが酸化されてなる酸化物層１６が形成され、前記酸化物層１６上には酸化Ｔａ層１９が形成されている。本実施形態では、前記フリー磁性層１上にＣｏＦｅＣｒの酸化物層１６を設けることで、前記酸化Ｔａ層１９を薄く形成しても、前記フリー磁性層１が酸化されるのを抑制でき、高い抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を維持できるとともに、前記フリー磁性層１に及ぼされるカップリング結合磁界（Ｈｉｎ）を小さくすることができる。
【００３５】
前記酸化Ｔａ層１９の膜厚は、１６〜２４Åの範囲内であることが好ましい。後述する実験によれば、上記範囲内にて前記酸化Ｔａ層１９の膜厚を調整すると、前記抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）の最大値を得ることができ、しかもその膜厚での前記カップリング結合磁界（Ｈｉｎ）を小さく抑えることができる。また上記膜厚範囲内で前記酸化Ｔａ層１９の膜厚を小さくしていくと、前記抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）は徐々に小さくなっていくものの、その減少は、ＣｏＦｅの酸化物を用いた従来に比べて緩やかであり、一方、前記カップリング結合磁界（Ｈｉｎ）は徐々に大きくなっていくものの、その上昇は、ＣｏＦｅの酸化物を用いた従来に比べて緩やかであり、よって上記範囲内で前記酸化Ｔａ層１９の膜厚を調整すれば、高い抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）と小さいカップリング結合磁界（Ｈｉｎ）の双方を満足できる磁気検出素子を製造することが可能である。カップリング結合磁界（Ｈｉｎ）を小さくできることで、アシンメトリーの増大を抑制でき再生特性の安定性（stability）を図ることが可能である。なお実際の磁気ヘッドに使用する際には、前記酸化Ｔａ層１９の上にアルミナなどからなる上部ギャップ層が形成されるが、前記酸化Ｔａ層とアルミナ等との相互拡散によりスペキュラー界面が変質しないように、前記酸化Ｔａ層１９と上部ギャップ層との間に、拡散防止層を設けることが好ましい。前記拡散防止層は例えば酸化Ｔａ層であり、かかる場合、前記酸化Ｔａ層１９と、その上の拡散防止層としての酸化Ｔａ層とを合わせた膜厚は６０Å〜８０Å程度にすることが好ましい。
【００３６】
次に、前記酸化物層１６の膜厚は、４〜８Åの範囲内であることが好ましい。後述する実験によれば、前記酸化物層１６の膜厚を４Åよりも小さくすると、抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）が低下し、前記酸化物層１６の膜厚を８Åよりも大きくするとフリー磁性層１の磁歪が上昇することがわかっている。ＣｏＦｅＣｒの前記酸化物層１６は、ＣｏＦｅの酸化物層に比べてフリー磁性層１の酸化を抑制する能力は高いものの、あまり薄すぎてもその能力は弱まり、前記フリー磁性層１が酸化されやすくなる結果、前記抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）は低下していくものと考えられる。一方、前記酸化物層１６の成膜膜厚があまり厚すぎても、ＣｏＦｅＣｒが全部酸化されず、一部、ＣｏＦｅＣｒとして残ってしまい、元々、ＮｉＦｅやＣｏＦｅ（フリー磁性層１の材料）に比べて磁歪の大きいＣｏＦｅＣｒに引きずられてフリー磁性層１の磁歪は大きくなるものと考えられる。したがって前記酸化物層１６の膜厚を、４〜８Åの範囲内にすることで、抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を安定して大きくできるとともに、フリー磁性層１の磁歪を小さくすることができる。前記フリー磁性層１の磁歪を低減できることで前記フリー磁性層１の外部磁界に対する感度を向上させることができ再生出力の安定性（stability）を向上させることが出来る。
【００３７】
ＣｏＦｅＣｒの組成比について説明する。Ｃｏは４０〜８７ａｔ％、Ｆｅは１０〜６０ａｔ％、Ｃｒは３〜２０ａｔ％の範囲内で、これら３元素の組成比を足した値が１００ａｔ％となるように調整される。
【００３８】
なお熱処理等により各層間で元素拡散が生じている可能性がある。したがって、フリー磁性層上に、ＣｏＦｅＣｒの酸化物濃度が他の領域に比べて高い酸化物高濃度領域が存在し、前記酸化物高濃度領域よりも上に、酸化Ｔａ濃度が他の領域よりも高い酸化Ｔａ高濃度領域が存在する形態であってもよい。
【００３９】
なお組成分析は、ＳＩＭＳ分析装置や電解放射型透過電子顕微鏡（ＦＥ−ＴＥＭ）を用いたナノビーム特性Ｘ線分析（Ｎａｎｏ−ｂｅａｍ  ＥＤＸ）等により行われる。
【００４０】
本実施形態における磁気検出素子の製造方法について説明する。まず、下地層６、シードレイヤ２２、反強磁性層４、固定磁性層３、非磁性材料層２、及びフリー磁性層１までをスパッタ法等に積層形成した後、前記フリー磁性層１上にＣｏＦｅＣｒ合金層をスパッタ法等で形成する。このとき、前記ＣｏＦｅＣｒ合金層を、２〜４Åで成膜する。そして前記ＣｏＦｅＣｒ合金層を酸化して酸化物層１６を形成する。酸化方法には、自然酸化、プラズマ酸化、ラジカル酸化など既存の酸化方法を用いることが可能である。自然酸化の場合、酸化強度は、１０ＭＬ〜１ＧＬ（約１．３３×１０３〜１．３３×１０５（Ｐａ・ｓ））であることが好ましい。２〜４Åの膜厚で形成されたＣｏＦｅＣｒ合金層全体を適切に酸化させることが出来る。これにより前記フリー磁性層１上にＣｏＦｅＣｒが酸化されて成る酸化物層１６が形成される。前記酸化物層１６の膜厚は４〜８Åの範囲内となる。
【００４１】
次に前記酸化物層１６上にＴａを所定膜厚でスパッタ成膜し、Ｔａ層を上記手法により酸化して酸化Ｔａ層１９を形成する。本実施形態では、前記Ｔａ層を８〜１２Åの膜厚で成膜することが好ましい。例えば前記Ｔａ層は自然酸化されるが、この程度の膜厚であると前記Ｔａ層全体を適切に酸化させることが出来る。前記Ｔａ層が酸化されて成る酸化Ｔａ層１９の膜厚は１６〜２４Åの範囲内となる。
【００４２】
下地層６から酸化Ｔａ層１９までの積層体を図１に示す形態に加工処理した後、前記積層体のトラック幅（Ｘ１−Ｘ２方向）の両側にハードバイアス層５，５及び電極層８，８を積層する。前記固定磁性層３は反強磁性層４との間で生じる交換結合磁界等を受けてハイト方向（図示Ｙ２方向と平行な方向）と平行な方向に磁化固定される。一方、フリー磁性層１は前記ハードバイアス層５，５からバイアス磁界が供給され、トラック幅方向（図示Ｘ１−Ｘ２方向９と平行な方向に磁化される。
【００４３】
また本実施形態では、任意の箇所に表面改質処理を行ってもよい。表面改質処理は、純Ａｒガスを真空チャンバー内に導入し、スパッタが起こらない程度に低エネルギーのプラズマをある任意の層表面に生じさせる。これにより前記層表面の表面粗さが低減される。
【００４４】
プラズマ処理後は、直ちに、同真空チャンバー内に、純Ａｒガスに加えて微量の酸素を流入する。すると、上述のプラズマ処理により、前記層表面は活性化されているため、例えば純Ａｒガスと酸素による混合ガス雰囲気中で前記層表面に酸素が吸着される。前記層表面に吸着された酸素はサーファクタント（Ｓｕｒｆａｃｔａｎｔ）として機能する。これにより、前記層表面に積層される各層の界面平坦性及び結晶性を向上させることができ、前記抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）の向上さらには、前記カップリング結合磁界（Ｈｉｎ）の低減をより効果的に促進させることが出来る。
【００４５】
上記界面改質処理は、例えば、図１に示す非磁性中間層１２の表面や第２の磁性層１１の表面等に行う。
【実施例】
【００４６】
図１に示す磁気検出素子を形成した。図１に示す磁気検出素子のうち素子中央の積層体部分を以下の膜構成で形成した。
【００４７】
基板／シードレイヤ：｛Ｎｉ０．８Ｆｅ０．２｝６０ａｔ％Ｃｒ４０ａｔ％（４２Å）／反強磁性層：ＩｒＭｎ（５５Å）／固定磁性層［Ｃｏ７０ａｔ％Ｆｅ３０ａｔ％（１２Å）／Ｒｕ（８．７Å）／Ｃｏ（２２Å）］／非磁性材料層：Ｃｕ（１９Å）／フリー磁性層：［Ｃｏ９０ａｔ％Ｆｅ１０ａｔ％（１２Å）／Ｃｏ７０ａｔ％Ｆｅ３０ａｔ％／Ｎｉ８０ａｔ％Ｆｅ２０ａｔ％（１３．５Å）］／｛Ｆｅ０．５５Ｃｏ０．４５｝９５ａｔ％Ｃｒ５ａｔ％（２．５Å）／Ｔａ、である。括弧内の数値は膜厚を示している。
【００４８】
前記フリー磁性層上に｛Ｆｅ０．５５Ｃｏ０．４５｝９５ａｔ％Ｃｒ５ａｔ％を成膜した後、１００ＭＬ（約１．３３×１０４（Ｐａ・ｓ））の酸化強度にて酸化した。またＴａ層を自然酸化させた。すなわちＴａ層は自然酸化後、酸化Ｔａ層となっている。
【００４９】
実験では、前記Ｔａ層の膜厚を変化させ、前記Ｔａ層の成膜時の膜厚と抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）との関係について調べた。
【００５０】
また比較例として、上記膜構成を基に、｛Ｆｅ０．５５Ｃｏ０．４５｝９５ａｔ％Ｃｒ５ａｔ％の部分を３ÅのＣｏＦｅで形成し、ＣｏＦｅを１ＭＬ（約１．３３×１０２（Ｐａ・ｓ））の酸化強度にて酸化させ、さらにその酸化物層上にＴａ層（自然酸化で酸化Ｔａ層となっている）を形成した磁気検出素子を形成し、前記Ｔａ層の膜厚を変化させ、前記Ｔａ層の成膜時の膜厚と抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）との関係について調べた。その実験結果を図２に示す。なお図２の横軸には、Ｔａ層の成膜時の膜厚に加えて、酸化Ｔａ層の膜厚も併記した。
【００５１】
図２に示すように、フリー磁性層上にＣｏＦｅＣｒの酸化物層を形成したほうが、ＣｏＦｅの酸化物層を形成した場合に比べて、抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を高く出来ることがわかった。ＣｏＦｅＣｒの酸化物層を形成した場合、図２に示すように前記Ｔａ層の膜厚を８〜１２Å（酸化Ｔａ層の膜厚を１６〜２４Å）の範囲内にすると、その範囲内に前記抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）の最大値を得ることが出来るとともに、たとえ前記抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）が最大値となる膜厚より薄く形成されても、前記抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）は、ＣｏＦｅの酸化物層を用いた場合に比べて大きくできることがわかった。図２に示すように、ＣｏＦｅの酸化物層を用いた場合では、Ｔａ層の成膜膜厚が１２Åより小さくなると急激に抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）が低下してしまうが、ＣｏＦｅＣｒの酸化物層を用いた場合では、抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）の低下は緩やかで、しかも依然として高い抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を得ることが出来ることがわかった。
【００５２】
次に図２の実験に用いた磁気検出素子を用いて、Ｔａ層の成膜時の膜厚とフリー磁性層に及ぼされるカップリング結合磁界（Ｈｉｎ）との関係について調べた。その実験結果を図３に示す。なお図３の横軸には、Ｔａ層の成膜時の膜厚に加えて、酸化Ｔａ層の膜厚も併記した。
【００５３】
図３に示すように、ＣｏＦｅＣｒの酸化物層、及びＣｏＦｅの酸化物層のどちらを用いても、Ｔａ層の成膜膜厚を厚くすれば（酸化Ｔａ層の膜厚を厚くすれば）、カップリング結合磁界（Ｈｉｎ）を小さくできるが、それでもＣｏＦｅＣｒの酸化物層を用いたほうが、前記カップリング結合磁界（Ｈｉｎ）をやや小さく出来ることがわかった。
【００５４】
図３に示すように前記Ｔａ層の成膜膜厚を薄くしていくと（酸化Ｔａ層の膜厚を薄くしていくと）カップリング結合磁界（Ｈｉｎ）の大きさは、ＣｏＦｅＣｒの酸化物層を用いた場合と、ＣｏＦｅの酸化物層を用いた場合とで顕著な差として現れた。
【００５５】
図３に示すように、ＣｏＦｅの酸化物層を用いた場合、Ｔａ層の成膜膜厚を１２Å以下に設定すると、カップリング結合磁界（Ｈｉｎ）は急激に上昇することがわかった。これはフリー磁性層が酸化の影響を受けているためであると考えられる。一方、ＣｏＦｅＣｒの酸化物層を用いた場合、Ｔａ層の成膜膜厚を１２Å以下に設定しても、膜厚を薄くしていくことで徐々にカップリング結合磁界（Ｈｉｎ）は上昇する傾向にあるものの、前記カップリング結合磁界（Ｈｉｎ）の上昇は緩やかで、ＣｏＦｅの酸化物層を用いた場合に比べて前記カップリング結合磁界（Ｈｉｎ）をより適切に低減できることがわかった。
【００５６】
前記ＣｏＦｅＣｒの酸化物層を用いた場合、Ｔａ層の成膜膜厚を８〜１２Å（酸化Ｔａ層の膜厚を１６Å〜２４Å）の範囲内にすると、ＣｏＦｅの酸化物層を用いた場合に比べて、高い抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を維持しながら、カップリング結合磁界（Ｈｉｎ）を小さく出来ることがわかった。
【００５７】
次に、図１に示す磁気検出素子のうち素子中央の積層体部分を以下の膜構成で形成した。
【００５８】
基板／シードレイヤ：｛Ｎｉ０．８Ｆｅ０．２｝６０ａｔ％Ｃｒ４０ａｔ％（４２Å）／反強磁性層：ＩｒＭｎ（５５Å）／固定磁性層［Ｃｏ７０ａｔ％Ｆｅ３０ａｔ％（１２Å）／Ｒｕ（８．７Å）／Ｃｏ（２２Å）］／非磁性材料層：Ｃｕ（１９Å）／フリー磁性層：［Ｃｏ９０ａｔ％Ｆｅ１０ａｔ％（１２Å）／Ｃｏ７０ａｔ％Ｆｅ３０ａｔ％／Ｎｉ８０ａｔ％Ｆｅ２０ａｔ％（１３．５Å）］／｛Ｆｅ０．５５Ｃｏ０．４５｝９５ａｔ％Ｃｒ５ａｔ％／Ｔａ（１６Å）、である。括弧内の数値は膜厚を示している。
【００５９】
前記フリー磁性層上に｛Ｆｅ０．５５Ｃｏ０．４５｝９５ａｔ％Ｃｒ５ａｔ％を成膜した後、１００ＭＬ（約１．３３×１０４（Ｐａ・ｓ））の酸化強度にて酸化した。またＴａ層を自然酸化させた。すなわちＴａ層は自然酸化後、酸化Ｔａ層となっている。
【００６０】
実験では、ＣｏＦｅＣｒ合金層の膜厚を変化させ、前記ＣｏＦｅＣｒ合金層の成膜時の膜厚と抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）との関係について調べた。その実験結果を図４に示す。なお図４の横軸には、ＣｏＦｅＣｒ合金層の成膜時の膜厚に加えて、ＣｏＦｅＣｒの酸化物層の膜厚も併記した。図４に示すように、ＣｏＦｅＣｒ合金層の成膜膜厚が薄くなると（前記酸化物層の膜厚が薄くなると）、抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）が低下することがわかった。
【００６１】
図５は、図４での実験に用いた試料を用い、前記ＣｏＦｅＣｒ合金層の成膜時の膜厚とフリー磁性層の磁歪との関係について調べた結果である。なお図５の横軸には、ＣｏＦｅＣｒ合金層の成膜時の膜厚に加えて、ＣｏＦｅＣｒの酸化物層の膜厚も併記した。
【００６２】
図５に示すように、ＣｏＦｅＣｒ合金層の成膜膜厚が厚くなると（前記酸化物層の膜厚が厚くなると）、フリー磁性層の磁歪が上昇することがわかった。前記フリー磁性層の磁歪は出来る限り小さいほうがよい。前記抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を安定して高い値に確保でき、且つフリー磁性層の磁歪を小さくするには前記ＣｏＦｅＣｒ合金層の成膜膜厚を２〜４Å（ＣｏＦｅＣｒの酸化物層の膜厚を４Å〜８Å）に設定することが好ましいことがわかった。また前記ＣｏＦｅＣｒ合金層の成膜膜厚を３〜４Å（ＣｏＦｅＣｒの酸化物層の膜厚を６Å〜８Å）に設定すると、安定して高い抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を確保できるとともに、フリー磁性層の磁歪を安定して小さい値にすることが出来ることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本実施形態の磁気検出素子の全体構造を記録媒体との対向面側から見た断面図、
【図２】ＣｏＦｅＣｒの酸化物層を用いた図１に示す磁気検出素子と、前記酸化物層の部分をＣｏＦｅの酸化物層に代えた磁気検出素子について、Ｔａ層（酸化Ｔａ層）の膜厚と抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）との関係を示すグラフ、
【図３】ＣｏＦｅＣｒの酸化物層を用いた図１に示す磁気検出素子と、前記酸化物層の部分をＣｏＦｅの酸化物層に代えた磁気検出素子について、Ｔａ層（酸化Ｔａ層）の膜厚とカップリング結合磁界（Ｈｉｎ）との関係を示すグラフ、
【図４】図１に示す磁気検出素子について、ＣｏＦｅＣｒ合金層（ＣｏＦｅＣｒの酸化物層）の膜厚と抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）との関係を示すグラフ、
【図５】図１に示す磁気検出素子について、ＣｏＦｅＣｒ合金層（ＣｏＦｅＣｒの酸化物層）の膜厚とフリー磁性層の磁歪との関係を示すグラフ、
【符号の説明】
【００６４】
１  フリー磁性層
２  非磁性材料層
３  固定磁性層
４  反強磁性層
５  バイアス層
８  電極層
１１  第２の磁性層
１２  非磁性中間層
１３  第１の磁性層
１６  ＣｏＦｅＣｒの酸化物層
１９  酸化Ｔａ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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