【手続補正書】
【提出日】平成20年2月22日(2008.2.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の強磁性層を形成する第１の工程、
前記第１の工程後に、酸化性ガスに対するゲッタ効果がＭｇＯより大きい物質が表面に被着された構成部材を有する成膜室内でＭｇＯ層を形成する第２の工程、及び、
前記第２の工程後に第２の強磁性層を形成する第３の工程を有すること、
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２の工程を行う成膜室内には、酸化性ガスに対するゲッタ効果がＭｇＯより大きい物質の成膜手段が１以上設けられ、前記酸化性ガスに対するゲッタ効果がＭｇＯより大きい物質の前記構成部材への被着は、前記成膜手段の１以上によって行われること、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】
前記酸化性ガスに対するゲッタ効果がＭｇＯより大きい物質は、前記磁気抵抗効果素子を構成する物質をなす元素の１以上からなること、を特徴とする請求項２に記載の磁気抵抗効果素子の製造方法。
【請求項４】
第１の強磁性層を形成する第１の工程、
前記第１の工程後に、酸化性ガスに対するゲッタ効果が第１の強磁性層を構成する物質より大きい物質が表面に被着された構成部材を有する成膜室内でＭｇＯ層を形成する第２の工程、及び、
前記第２の工程後に第２の強磁性層を形成する第３の工程を有すること、
を特徴とする磁気抵抗効果素子の製造方法。
【請求項５】
前記２の工程を行う成膜室内には、酸化性ガスに対するゲッタ効果が第１の強磁性層を構成する物質より大きい物質の成膜手段が１以上設けられ、前記酸化性ガスに対するゲッタ効果が第１の強磁性層を構成する物質より大きい物質の前記構成部材への被着は、前記成膜手段によって行われること、を特徴とする請求項４に記載の磁気抵抗効果素子の製造方法。
【請求項６】
前記酸化性ガスに対するゲッタ効果が第１の強磁性層を構成する物質より大きい物質は、前記磁気抵抗効果素子を構成する物質をなす元素の１以上からなること、を特徴とする請求項４又は請求項５に記載の磁気抵抗効果素子の製造方法。
【請求項７】
第１の強磁性層を形成する第１の工程、
前記第１の工程後に、前記磁気抵抗効果素子を構成する物質の中で酸化性ガスに対するゲッタ効果が最も大きい物質が表面に被着された構成部材を有する成膜室内でＭｇＯ層を形成する第２の工程、及び、
前記第２の工程後に第２の強磁性層を形成する第３の工程を有すること、
を特徴とする磁気抵抗効果素子の製造方法。
【請求項８】
第１の強磁性層を形成する第１の工程、
前記第１の工程後に、酸素ガス吸着エネルギーの値が１４５ｋｃａｌ／ｍｏｌ以上の物質が表面に被着された構成部材を有する成膜室内でＭｇＯ層を形成する第２の工程、及び、
前記第２の工程後に第２の強磁性層を形成する第３の工程を有すること、
を特徴とする磁気抵抗効果素子の製造方法。
【請求項９】
第１の強磁性層を形成する第１の工程、
前記第１の工程後に、Ｔａ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｈｆ、Ｖ、Ｂ、Ｓｉ、Ａｌ又はＧｅの１以上からなる金属又は半導体が表面に被着された構成部材を有する成膜室内でＭｇＯ層を形成する第２の工程、及び、
前記第２の工程後に第２の強磁性層を形成する第３の工程を有すること、
を特徴とする磁気抵抗効果素子の製造方法。
【請求項１０】
磁気抵抗効果素子の製造装置において、前記製造装置は、ＭｇＯ層を成膜するための成膜室を有し、該成膜室内に、酸化性ガスに対するゲッタ効果がＭｇＯより大きい物質を被着した成膜室内構成部材を有すること、
を特徴とする磁気抵抗効果素子の製造装置。
【請求項１１】
前記成膜室内構成部材は、前記成膜室内の内壁、防着シールド、シャッタ、又は仕切板を有する部材であること、を特徴とする請求項１０に記載の磁気抵抗効果素子の製造装置。
【請求項１２】
第１の強磁性層、第２の強磁性層、及び該第１と第２の強磁性層との間のＭｇＯ層を有する磁気抵抗効果素子のための製造装置において、
前記製造装置は、前記ＭｇＯ層を成膜するための成膜室を有し、該成膜室内に、酸化性ガスに対しゲッタ効果が第１の強磁性層を形成する物質より大きい物質を被着した成膜室内構成部材を有すること、
を特徴とする磁気抵抗効果素子の製造装置。
【請求項１３】
前記成膜室内構成部材は、前記成膜室内の内壁、防着シールド、シャッタ、又は仕切板を有する部材であること、を特徴とする請求項１２に記載の磁気抵抗効果素子の製造装置。
【請求項１４】
前記酸化性ガスに対しゲッタ効果の大きい物質は、前記磁気抵抗効果素子を構成する物質の中で酸化性ガスに対するゲッタ効果が最も大きい物質であること、を特徴とする請求項１２に記載の磁気抵抗効果素子の製造装置。
【請求項１５】
磁気抵抗効果素子の製造装置において、前記製造装置は、ＭｇＯ層を成膜するための成膜室を有し、該成膜室内に、酸素ガス吸着エネルギーの値が１４５ｋｃａｌ／ｍｏｌ以上である物質を被着した成膜室内構成部材を有すること、
を特徴とする磁気抵抗効果素子の製造装置。
【請求項１６】
前記成膜室内構成部材は、前記成膜室内の内壁、防着シールド、シャッタ、又は仕切板を有する部材であること、を特徴とする請求項１５に記載の磁気抵抗効果素子の製造装置。
【請求項１７】
磁気抵抗効果素子の製造装置において、前記製造装置は、ＭｇＯ層を成膜するための成膜室を有し、該成膜室内に、Ｔａ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｈｆ、Ｖ、Ｂ、Ｓｉ、Ａｌ又はＧｅの１以上からなる金属又は半導体を被着した成膜室内構成部材を有すること、
を特徴とする磁気抵抗効果素子の製造装置。
【請求項１８】
前記成膜室内構成部材は、前記成膜室内の内壁、防着シールド、シャッタ、又は仕切板を有する部材であること、を特徴とする請求項１７に記載の磁気抵抗効果素子の製造装置。
【請求項１９】
第１の強磁性層、第２の強磁性層、及び該第１と第２の強磁性層との間のＭｇＯ層を有する磁気抵抗効果素子のための製造装置において、
前記製造装置は、前記第１の強磁性層及び第２の強磁性層を成膜するための第１の成膜室、及び前記ＭｇＯ層を成膜するための第２の成膜室を有し、該成膜室内に、酸化性ガスに対しゲッタ効果が第１の強磁性層を形成する物質より大きい物質を被着した成膜室内構成部材を有し、該第１の成膜室と第２の成膜室とに、該両成膜室の真空を破ることの無いバルブを有すること、
を特徴とする磁気抵抗効果素子の製造装置。
【請求項２０】
前記成膜室内構成部材は、前記成膜室内の内壁、防着シールド、シャッタ、又は仕切板を有する部材であること、を特徴とする請求項１９に記載の磁気抵抗効果素子の製造装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明の磁気抵抗効果素子の製造方法は、第１の強磁性層を形成する第１の工程、前記第１の工程後に、酸化性ガスに対するゲッタ効果がＭｇＯより大きい物質が表面に被着された構成部材を有する成膜室内でＭｇＯ層を形成する第２の工程、及び、前記第２の工程後に第２の強磁性層を形成する第３の工程を有すること、を特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
また、本発明による磁気抵抗効果素子の前記２の工程を行う成膜室内には、酸化性ガスに対するゲッタ効果がＭｇＯより大きい物質の成膜手段が１以上設けられ、前記酸化性ガスに対するゲッタ効果がＭｇＯより大きい物質の前記構成部材への被着は、前記成膜手段の１以上によって行われること、を特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
また、本発明による磁気抵抗効果素子の製造方法の前記酸化性ガスに対するゲッタ効果がＭｇＯより大きい物質は、前記磁気抵抗効果素子を構成する物質をなす元素の１以上からなること、を特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
また、本発明による磁気抵抗効果素子の製造方法は、第１の強磁性層を形成する第１の工程、前記第１の工程後に、酸化性ガスに対するゲッタ効果が第１の強磁性層を構成する物質より大きい物質が表面に被着された構成部材を有する成膜室内でＭｇＯ層を形成する第２の工程、及び、前記第２の工程後に第２の強磁性層を形成する第３の工程を有すること、を特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
また、本発明による磁気抵抗効果素子の製造方法の前記２の工程を行う成膜室内には、酸化性ガスに対するゲッタ効果が第１の強磁性層を構成する物質より大きい物質の成膜手段が１以上設けられ、前記酸化性ガスに対するゲッタ効果が第１の強磁性層を構成する物質より大きい物質の前記構成部材への被着は、前記成膜手段によって行われること、を特徴とする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
また、本発明による磁気抵抗効果素子の製造方法は、前記酸化性ガスに対するゲッタ効果が第１の強磁性層を構成する物質より大きい物質は、前記磁気抵抗効果素子を構成する物質をなす元素の１以上からなること、を特徴とする。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
また、本発明による磁気抵抗効果素子の製造方法は、第１の強磁性層を形成する第１の工程、前記第１の工程後に、前記磁気抵抗効果素子を構成する物質の中で酸化性ガスに対するゲッタ効果が最も大きい物質が表面に被着された構成部材を有する成膜室内でＭｇＯ層を形成する第２の工程、及び、前記第２の工程後に第２の強磁性層を形成する第３の工程を有すること、を特徴とする。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
また、本発明による磁気抵抗効果素子の製造方法は、第１の強磁性層を形成する第１の工程、前記第１の工程後に、酸素ガス吸着エネルギーの値が１４５ｋｃａｌ／ｍｏｌ以上の物質が表面に被着された構成部材を有する成膜室内でＭｇＯ層を形成する第２の工程、及び、前記第２の工程後に第２の強磁性層を形成する第３の工程を有すること、を特徴とする。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
また、本発明による磁気抵抗効果素子の製造方法は、第１の強磁性層を形成する第１の工程、前記第１の工程後に、Ｔａ（タンタル）、Ｔｉ（チタン）、Ｍｇ（マグネシウム）、Ｚｒ（ジルコニウム）、Ｎｂ（ニオブ）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｗ（タングステン）、Ｃｒ（クロム）、Ｍｎ（マンガン）、Ｈｆ（ハフニウム）、Ｖ（バナジウム）、Ｂ（ホウ素）、Ｓｉ（シリコン）、Ａｌ（アルミニウム）又はＧｅ（ゲルマニウム）の１以上からなる金属又は半導体が表面に被着された構成部材を有する成膜室内でＭｇＯ層を形成する第２の工程、及び、前記第２の工程後に第２の強磁性層を形成する第３の工程を有すること、を特徴とする。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
また、本発明による磁気抵抗効果素子の製造装置は、磁気抵抗効果素子の製造装置において、前記製造装置は、ＭｇＯ層を成膜するための成膜室を有し、該成膜室内に、酸化性ガスに対するゲッタ効果がＭｇＯより大きい物質を被着した成膜室内構成部材を有すること、を特徴とする。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
また、本発明による磁気抵抗効果素子の製造装置の前記成膜室内構成部材は、前記成膜室内の内壁、防着シールド、シャッタ、又は仕切板を有する部材であること、を特徴とする。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
また、本発明による磁気抵抗効果素子の製造装置は、第１の強磁性層、第２の強磁性層、及び該第１と第２の強磁性層との間のＭｇＯ層を有する磁気抵抗効果素子のための製造装置において、前記製造装置は、前記ＭｇＯ層を成膜するための成膜室を有し、該成膜室内に、酸化性ガスに対しゲッタ効果が第１の強磁性層を形成する物質より大きい物質を被着した成膜室内構成部材を有すること、を特徴とする。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
また、本発明による磁気抵抗効果素子の製造装置の前記成膜室内構成部材は、前記成膜室内の内壁、防着シールド、シャッタ、又は仕切板を有する部材であること、を特徴とする。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
また、本発明による磁気抵抗効果素子の製造装置の前記酸化性ガスに対しゲッタ効果の大きい物質は、前記磁気抵抗効果素子を構成する物質の中で酸化性ガスに対するゲッタ効果が最も大きい物質であること、を特徴とする。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
また、本発明による磁気抵抗効果素子の製造装置は、ＭｇＯ層を成膜するための成膜室を有し、該成膜室内に、酸素ガス吸着エネルギーの値が１４５ｋｃａｌ／ｍｏｌ以上である物質を被着した成膜室内構成部材を有すること、を特徴とする。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
また、本発明による磁気抵抗効果素子の製造装置の前記成膜室内構成部材は、前記成膜室内の内壁、防着シールド、シャッタ、又は仕切板を有する部材であること、を特徴とする。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
また、本発明による磁気抵抗効果素子の製造装置は、ＭｇＯ層を成膜するための成膜室を有し、該成膜室内に、Ｔａ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｈｆ、Ｖ、Ｂ、Ｓｉ、Ａｌ又はＧｅの１以上からなる金属又は半導体を被着した成膜室内構成部材を有すること、を特徴とする。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
また、本発明による磁気抵抗効果素子の製造装置の前記成膜室内構成部材は、前記成膜室内の内壁、防着シールド、シャッタ、又は仕切板を有する部材であること、を特徴とする。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
また、本発明による磁気抵抗効果素子の製造装置は、第１の強磁性層、第２の強磁性層、及び該第１と第２の強磁性層との間のＭｇＯ層を有する磁気抵抗効果素子のための製造装置において、前記製造装置は、前記第１の強磁性層及び第２の強磁性層を成膜するための第１の成膜室、及び前記ＭｇＯ層を成膜するための第２の成膜室を有し、該成膜室内に、酸化性ガスに対しゲッタ効果が第１の強磁性層を形成する物質より大きい物質を被着した成膜室内構成部材を有し、該第１の成膜室と第２の成膜室とに、該両成膜室の真空を破ることの無いバルブを有すること、を特徴とする。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
また、本発明による磁気抵抗効果素子の製造装置の前記成膜室内構成部材は、前記成膜室内の内壁、防着シールド、シャッタ、又は仕切板を有する部材であること、を特徴とする。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
また、ターゲット２４（ＭｇＯ）を遮蔽するシャッタ２７、ターゲット２６（Ｔａ）を遮蔽するシャッタ２８を有し、シャッタ３１によって基板１２が遮蔽されるようになっている。各シャッタ２７、２８，３１は、ターゲット２４（ＭｇＯ）又はターゲット２６（Ｔａ）のスパッタリングに応じて図示の位置から個別に退避可能に構成されている。第１成膜室２１には、成膜室内壁３７の側面を覆うように円筒形の防着シールド３６が設けられている。成膜室内壁、防着シールド、シャッタ、仕切板、などを以下「成膜室内構成部材」と称する。
【手続補正３６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
表面にＳｉＯ２（二酸化シリコン）を形成したＳｉ（シリコン）基板１２は、Ｔａよりなる下部電極層９を成膜するために、第１成膜室２１に搬入され、保持部２９に保持される。保持部２９の表面は窒化アルミニウムからなる絶縁物で覆われており、基板１２は電気的にフローティングの状態で保持される。成膜前の第１成膜室２１は、バックグラウンド圧力１０−７Ｐａ以下に排気されており、第１成膜室２１内にＡｒ（アルゴン）を導入し、所定の圧力にし、シャッタ２７、シャッタ２８及びシャッタ３１を閉状態にし、Ｔａターゲット２６に高周波電力を印加して、Ｔａのプリスパッタを行う。次に、シャッタ３１、シャッタ２８を開状態にし、Ｔａターゲット２６に高周波電力を印加することによって、基板１２上にＴａ膜を形成する。このとき同時に、第１成膜室２１内部の成膜室内構成部材である、成膜室内壁３７、防着シールド３６の内壁、仕切板２２やシャッタなどの一部には、Ｔａターゲット２６からスパッタされたＴａが被着される。Ｔａターゲットからのスパッタ粒子が被着される領域は、ターゲットの位置や形状、成膜室内の成膜室内構成部材の位置や形状、成膜条件などによって異なる。所定の時間スパッタした後、シャッタ３１を閉状態にし、Ｔａターゲット２６に印加する高周波電力をオフにする。
【手続補正３７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
図１の第１の強磁性層２までが積層された基板１２は、次にＭｇＯ層４を成膜するため、再び第１成膜室２１内へ搬送され、基板保持部２９に保持される。このとき、第１成膜室２１内の成膜室内構成部材の表面は、基板上にＴａ層を形成した工程でスパッタされたＴａが最表面に被着された状態になっている。このような成膜室内で、ＭｇＯ成膜手段４７によってＭｇＯ層を基板１２上にスパッタ成膜する。シャッタ２８、シャッタ２７及びシャッタ３１を閉状態にし、ＭｇＯターゲット２４に高周波電力を印加することによって、ＭｇＯのプリスパッタを行う。次に、シャッタ２７を開状態にし、所定の時間ＭｇＯをスパッタする。次に、シャッタ３１を開状態にし、基板１２上にＭｇＯ層４を成膜する。
【手続補正３８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５７】
本発明の第１の実施例においては、磁気抵抗効果素子を構成する物質の中で、酸化性ガスに対しゲッタ効果の最も大きい物質（本実施例ではＴａ）の成膜手段をＭｇＯの成膜手段の設けられた第１成膜室内に設けて、ＭｇＯ膜を成膜する第１成膜室内では、磁気抵抗効果素子を構成する物質の中で酸化性ガスに対しゲッタ効果の最も大きい物質（本実施例ではＴａ）膜とＭｇＯ膜のみが成膜されるようにした。また、ＭｇＯ層を形成する成膜室内の成膜室内構成部材の表面に被着されるＴａの酸化性ガスに対するゲッタ効果は、ＭｇＯや第１の強磁性層を形成するＣｏＦｅＢの酸化性ガスに対するゲッタ効果よりも大きい。
【手続補正３９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５８】
図４は、磁気抵抗効果素子のＭｇＯ層の膜厚・ＭＲ比特性を本発明による製造方法と従来の製造方法とで比較した図であり、図５は、磁気抵抗効果素子のＭｇＯ層のＲＡ・ＭＲ比特性を本発明による製造方法と従来の製造方法とで比較した図である。従来法では、Ｔａ下部電極層及びＴａ上部電極層を第２成膜室４１に設けられた第２のＴａ成膜手段５０を用いて形成している。従来法では、ＭｇＯ層を成膜する第１成膜室内の成膜室内構成部材の表面にＭｇＯが被着された成膜室内でＭｇＯ層が成膜される。
【手続補正４０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６１】
本発明の第１の実施形態によれば、ＭｇＯを成膜するときの成膜室内の成膜室内構成部材の表面は酸化性ガスに対しゲッタ効果の大きいＴａで覆われており、ＭｇＯ成膜時に放出される酸化性ガスに対しゲッタ効果を有するので、強磁性層２の表面の酸化や成膜されたＭｇＯ層４の膜質の劣化を防止できたと考えられる。
【手続補正４１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６２】
従来の製造方法及び本発明の製造方法のどちらにおいても、磁気抵抗効果素子の各薄膜層は、バックグラウンド圧力１０−７Ｐａ以下に真空排気した成膜室内で形成した。ＭｇＯ成膜室内の成膜室内構成部材表面に酸化性ガスに対しゲッタ効果の大きい物質であるＴａを被覆させることなしには、バックグラウンド圧力を１０−７Ｐａにして、ＭｇＯ絶縁体層を成膜して、磁気抵抗効果素子を形成しても、ＭｇＯ膜の厚さが薄い場合のＭＲ比の低下は改善されなかった。ＭｇＯは水を吸着し易い潮解性の物質であり、ＭｇＯの焼結体は多孔質の物質であるため、ＭｇＯターゲットには酸素や水等の酸化性ガスが吸着していると考えられる。バックグラウンド圧力を１０−７Ｐａまで排気してもターゲットに吸着した酸化性ガスは容易に排気されず、ＭｇＯのスパッタ開始と同時にイオンで叩かれたＭｇＯターゲットから酸化性ガスがＭｇＯ成膜中の成膜空間に放出される。このため、処理基板上に形成された強磁性層の表面の酸化や成膜されるＭｇＯ絶縁体層の膜質の劣化を生じ、磁気抵抗効果素子の特性を悪化させたものと考えられる。
【手続補正４２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６５】
さらに、第１の実施例において、ＭｇＯ層４を成膜する直前に、第１成膜室２１内の成膜室内構成部材表面にＴａを被着させる工程を挿入することもできる。このような工程を挿入することによって、磁気抵抗効果素子を構成するＴａ層を形成する工程で第１成膜室２１内の成膜室内構成部材表面に被着されるＴａに加えて、さらにＴａを被着させることができるので、成膜室２１内の成膜室内構成部材表面に被着させるＴａの厚さやＴａが被着させる領域を大きくできる。しかも、ＭｇＯ層を形成する工程の直前に成膜室内にＴａを被着させることができるので、ＭｇＯ膜の成膜時に放出される酸化性ガスに対して高いゲッタ効果が得られると考えられる。
【手続補正４３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６６】
また、基板１２が第１成膜室２１外にあるとき（例えば、第１の強磁性層２の成膜処理中など）、第１成膜室２１内に設けられたＴａ成膜手段を利用して、シャッタ３１を閉状態にしてＴａをスパッタして成膜室２１内の成膜室内構成部材の表面にＴａを被着させる工程を行うようにしてもよい。このようにすれば、成膜室２１内の成膜室内構成部材の表面に被着するＴａの厚さを厚くでき、被着する領域を広くできるので、ＭｇＯ膜の成膜時に放出される酸化性ガスに対するゲッタ効果を大きくすることができる。しかも、この工程は基板の成膜工程と並行して行われるので、工程時間を増やさずに済むメリットがある。また、この成膜室２１内の成膜室内構成部材の表面にＴａを被着させるスパッタ工程は、シャッタ３１を閉状態とする動作の代わりにダミー基板を基板保持部に載置して行うこともできる。
【手続補正４４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７１】
ＳｉＯ２膜が形成されたＳｉ基板１２は、下部電極部６４の第１のＴａ層６１ａ（図６参照）を成膜するために、第１のＴａ成膜手段４６が設けられている第１成膜室２１で成膜を行う。このとき同時に、第１成膜室２１内の成膜室内構成部材である、成膜室内壁３７、防着シールド３６、仕切板２２やシャッタなどの表面の一部には、Ｔａが被着される。次に第１成膜室２１に設けられたＣｕＮ成膜手段６２を用いて、下部電極部６４のＣｕＮ層６２（図６参照）を成膜する。このとき同時に、第１成膜室２１内に、スパッタされたＣｕＮが被着される。次に下部電極部６４の第２のＴａ層６１ｂ（図６参照）を成膜するために、第１成膜室２１に設けられている第１のＴａ成膜手段４６を用いて、基板１２上にＴａを成膜する。このとき同時に、第１成膜室２１内の成膜室内構成部材の最表面に、酸化性ガスに対しゲッタ効果の大きい物質であるＴａが被着されることになる。次に、Ｔａ下部電極部６４が成膜された基板１２は、実施例１と同様に、第１成膜室２１から搬出されて、ＰｔＭｎ及びＣｏＦｅの各成膜手段が設けられた第２成膜室４１、Ｒｕ及びＣｏＦｅＢの各成膜手段が設けられた第３成膜室４２を順に移動して、図１に示すＰｔＭｎ反強磁性層８、ＣｏＦｅ層６、Ｒｕ層５、ＣｏＦｅＢからなる第１の強磁性層２までが順次成膜される。尚、成膜前の各成膜室内のバックグラウンド圧力は１０−７Ｐａ以下である。
【手続補正４５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７４】
本発明の第２の実施例においては、ＭｇＯを成膜する第１成膜室に、本実施例の磁気抵抗効果素子を構成する薄膜層を形成する物質の中で、酸化性ガスに対しゲッタ効果の最も大きい物質（本実施例ではＴａ）の成膜手段と酸化性ガスに対しゲッタ効果がより小さい物質（本実施例ではＣｕＮ）の成膜手段が併設されている。そして、第１成膜室内の成膜室内構成部材表面に酸化性ガスに対しゲッタ効果がより小さい物質が被着された後、酸化性ガスに対しゲッタ効果の大きい物質を被着させて、第１成膜室内に酸化性ガスに対しゲッタ効果の大きい物質が被着されている状態でＭｇＯ膜を成膜する。
【手続補正４６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７６】
本発明の第２の実施例では、ＭｇＯ層を成膜する第１成膜室内に酸化性ガスに対しゲッタ効果の小さい物質の成膜手段と成膜室内の成膜室内構成部材表面に酸化性ガスに対しゲッタ効果の大きい物質を被着させる手段を有しており、酸化性ガスに対しゲッタ効果の小さい物質が被着された後、ＭｇＯ層を成膜する直前に成膜室内の成膜室内構成部材表面に酸化性ガスに対しゲッタ効果の大きい物質が被着されているように、ＭｇＯを成膜する前に成膜室内の成膜室内構成部材表面に酸化性ガスに対しゲッタ効果の大きい物質（本実施例ではＴａ）を被着させる工程を有している。
【手続補正４７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７７】
本発明の第２の実施例において、ＭｇＯ層を成膜する成膜室内には、ＭｇＯ膜の成膜手段、Ｔａの成膜手段及びＣｕＮの成膜手段が設けられている。これらの成膜手段によって被着される物質のなかで、酸化性ガスに対するゲッタ効果は、Ｔａが最も大きい。また、ＭｇＯ層を形成する成膜室内の成膜室内構成部材の表面に被着されるＴａの酸化性ガスに対するゲッタ効果は、ＭｇＯや第１の強磁性層を形成するＣｏＦｅＢの酸化性ガスに対するゲッタ効果よりも大きい。
【手続補正４８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８７】
本実施例においては、ＭｇＯを成膜する第１成膜室内の成膜室内構成部材表面に被着される酸化性ガスに対しゲッタ効果の大きい物質は、Ｍｇである。
【手続補正４９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８８】
ＭｇＯ層はＭｇ層の後に続けて成膜されるので、ＭｇＯ成膜の直前に、Ｍｇは第１成膜室内の成膜室内構成部材表面に被着されることになるので、本実施例においてＭｇＯを成膜する第１成膜室内の成膜室内構成部材表面に被着されるＭｇは高いゲッタ効果が得られると考えられる。酸化性ガスに対するゲッタ効果の大きさは、物質の表面状態によっても変わり、Ｍｇ膜はＭｇＯ層を成膜する直前に成膜室内の成膜室内構成部材表面に被着されるため、被着されたＭｇ膜の表面は清浄な状態にあり、より高いゲッタ効果が得られると考えられるからである。
【手続補正５０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８９】
ＭｇＯ層を形成する成膜室内でＭｇ層形成し、それに加えてＴａ層も形成する本実施例においては、酸化性ガスに対しゲッタ効果の大きい物質であるＭｇとＴａがＭｇＯ成膜室内の成膜室内構成部材表面に被着されるので、酸化性ガスに対しゲッタ効果の大きい物質をより厚く、より広い領域に被着させることができるので、より効果がある。しかし、Ｔａ電極層をＭｇＯ成膜室で形成しなければならないというものではなく、Ｍｇ層のみをＭｇＯの成膜室で形成し、Ｔａ層はＭｇＯ層を成膜する成膜室とは別の成膜室で形成したとしても効果がある。
【手続補正５１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９０】
次に図１０を用いて、第４の実施例を説明する。図１０は、図１に示された構成の磁気抵抗効果素子において、ＭｇＯ層を基板１２上に成膜する直前に、ＭｇＯ層を成膜する第１成膜室内の成膜室内構成部材表面に種々の物質が被着された状態で、ＭｇＯ膜を基板１２上に成膜して磁気抵抗効果素子を形成し、ＭＲ比を測定し比較した図である。
【手続補正５２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９１】
実施の方法を、ＭｇＯを成膜する第１成膜室内の成膜室内構成部材表面に被着させる物質としてＴｉに例を採って説明する。第１成膜室内にＭｇＯ成膜手段、Ｔａ成膜手段に加えて、Ｔｉ成膜手段を設けた。基板１２に第１の強磁性層２まで順次積層する。第１成膜室内の成膜室内構成部材表面にはＴａ下部電極層の形成時にＴａが被着されている。ＭｇＯ層４を成膜する直前に、第１成膜室２１内にＴｉが被着される工程を挿入する。すなわち、第１の強磁性層２までが順次積層された基板１２を第１成膜室２１に搬送し基板保持部２９に保持し、シャッタ３１を閉状態として基板１２を遮蔽した状態で、Ｔｉのターゲットシャッタを開状態とし、Ｔｉをスパッタして、成膜室内壁３７、防着シールド３６、シャッタ、仕切板２２などの表面にＴｉを被着させる。次に、その状態で第１の実施例と同様にして基板１２にＭｇＯ層４を成膜する。以下第１の実施例と同様に薄膜を積層して磁気抵抗効果素子を形成する。
【手続補正５３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９２】
このようにして種々の物質が成膜室内の成膜室内構成部材表面に被着された状態で、ＭｇＯ層を成膜して、磁気抵抗効果素子を形成し、ＭＲ比を測定した。その結果、ＭｇＯを被着させてＭｇＯ層をスパッタ成膜したときは、ＭＲ比約５０％であったのに対し、ＣｕＮ、ＣｏＦｅ、Ｒｕ、ＣｏＦｅＢを被着させてＭｇＯ層をスパッタ成膜したときは、ＭＲ比は約７０％〜１３０％の値が得られた。Ｔａ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｃｒ、Ｚｒを被着させてＭｇＯ膜をスパッタ成膜したときは、ＭＲ比は約１９０％〜２１０％の高い値が得られることがわかった。ＭｇＯを成膜する成膜室内の成膜室内構成部材表面に被着する物質としては、ＭｇＯよりもゲッタ効果の大きい物質であれば素子特性を改善する効果がある。さらに、望ましくは、ＭｇＯを成膜する成膜室内の成膜室内構成部材表面に被着させる物質として、本発明第１、第２の実施例のＴａ、第３の実施例のＭｇ以外に、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｚｒ等を適宜採択すれば、素子特性を改善する効果が大きい。
【手続補正５４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９３】
酸化性ガスに対するゲッタ効果の大きさは、その物質の酸素ガス吸着エネルギーの値を指標として比較できる。一方、ＭＲ比が高い値であったＴｉ、Ｔａ、Ｍｇ、Ｃｒ、Ｚｒの酸素ガス吸着エネルギーの値は、１４５ｋｃａｌ／ｍｏｌよりも大きい。ＭｇＯ成膜室内の成膜室内構成部材の表面に、その物質の酸素ガス吸着エネルギーの値が１４５ｋｃａｌ／ｍｏｌよりも大きい酸化性ガスに対するゲッタ効果の大きい物質を被着させることによって、ＭｇＯ成膜時に放出される酸化性ガスが、ＭｇＯ成膜室内の成膜室内構成部材の表面で、十分にゲッタリングされるようにした。これによって、強磁性層の表面の酸化や成膜されたＭｇＯ絶縁体層の膜質の劣化の小さい磁気抵抗効果素子を形成することができた。
【手続補正５５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９４】
このことから、酸化性ガスに対しゲッタ効果の大きい物質を成膜室内部の成膜室内構成部材表面に被着された状態で絶縁体層ＭｇＯ膜の成膜を行い、磁気抵抗効果素子を形成すれば、低ＲＡであっても高ＭＲ比の良好なデバイス特性を得られるものと考えられる。したがって、本実施例によるＴａ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｃｒ、Ｚｒ以外の物質であっても、酸化性ガスに対しゲッタ効果の大きい物質であれば、ＭｇＯ層の成膜処理中に放出される酸素や水等の酸化性ガスを十分にゲッタリングし、低ＲＡであっても高ＭＲ比の磁気抵抗効果素子を得ることができると考えられる。例えば、酸素ガス吸着エネルギーの値が１４５ｋｃａｌ／ｍｏｌよりも大きいＮｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｈｆ、Ｖ、Ｂ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｇｅ等でも効果があると考えられる。
【手続補正５６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９６】
ＭｇＯ成膜室内の成膜室内構成部材表面に被着させる物質は、磁気抵抗効果素子を構成する物質の中に前記酸化性ガスに対するゲッタ効果の大きい物質がない場合、前記酸化性ガスに対しゲッタ効果の大きい物質を適宜選んで、ＭｇＯ成膜室内にその成膜手段を設けることができる。
【手続補正５７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９７】
また、ＭｇＯ成膜室内の成膜室内構成部材表面に被着される物質は、その物質の酸素ガス吸着エネルギーの値が１４５ｋｃａｌ／ｍｏｌ以上の物質とすることによって、ＭｇＯ成膜時に放出される酸素や水等の酸化性ガスが、ＭｇＯ成膜室内の成膜室内構成部材の表面で、十分にゲッタリングされるようにした。
【手続補正５８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０４】
ここで、基板１２をフローティング電位とするためには、前述のように基板１２と基板載置台２９０とを絶縁することの他、例えば、基板載置台２９０と基板保持部２９とを絶縁すること、基板保持部２９と接地とを絶縁すること等の手段によっても実現することができ、基板１２と接地との間のいずれかの部分で絶縁されていればよい。また、絶縁方法としては、一例として、絶縁物を介挿すること、基板載置台２９０や基板保持部２９等の成膜室内構成部材自体を絶縁物によって構成すること、前記絶縁する部分（接触部分）のみを絶縁物で構成すること、又は、前記絶縁する部分同士を離間させること、のように種々の方法がある。
【手続補正５９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０５】
本実施例におけるＭｇＯ層を有する磁気抵抗効果素子の製造方法は、前記のように、基板保持部２９と基板１２とを絶縁させて、基板１２が電気的に完全に浮いた状態（フローティング状態）で、ＭｇＯ層４を成膜することを特徴とするものである。なお、ＭｇＯ層４を形成する第１成膜室２１内部の成膜室内構成部材の表面に酸化性ガスに対しゲッタ効果の大きい物質（Ｔａなど）が被着された状態で、基板１２にＭｇＯ層４を成膜する工程その他の成膜工程は、既に説明した実施例と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【手続補正６０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１０】
前述した第５の実施例においては、ＭｇＯ層４を形成する第１成膜室２１内部の成膜室内構成部材の表面に酸化性ガスに対しゲッタ効果の大きい物質（Ｔａなど）が被着された状態で、基板１２にＭｇＯ層４を成膜する成膜装置又は成膜方法を説明したが、必ずしも前記物質が被着された状態である必要はない。すなわち、第６の実施例は、ＭｇＯ層４を形成する第１成膜室２１内部の成膜室内構成部材の表面に前記物質（Ｔａなど）を被着させることなく、基板保持部２９と基板１２とを絶縁させて、基板１２が電気的に完全に浮いた状態（フローティング電位にある状態）で、ＭｇＯ層４を成膜することを特徴とする。従って、本実施例における製造装置では、基板保持部２９と基板１２との間に、前述した第５の実施例における基板載置台２９０と同様の基板載置台２９０が設けられ、この基板載置台２９０に基板１２が直接載置される。本実施例では、ＭｇＯ層４を形成する第１成膜室２１内部の成膜室内構成部材の表面に前記物質（Ｔａなど）を被着させないので、第１成膜室２１内部は、図１４に示すように、ＭｇＯのみをターゲットとして配置すればよく、ターゲットとしてのＴａ２６、ターゲット取付部２５、仕切板２２、シャッタ２７及び２８等（図１２参照）は特段設ける必要はない。この結果、図１３に示すような、低いＲＡ領域でもＭＲ比の低下が小さく、従来に比較して大きなＭＲ比が得られる。
【手続補正６１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１８】
また、本実施例の装置においては、酸素や水などの酸化性ガスに対しゲッタ効果の大きい物質を被着させる成膜室内の成膜室内構成部材は、成膜室内壁、防着シールド、仕切板やシャッタなどとして説明したが、それに限定されない。成膜室内部の成膜室内構成部材表面に被着させることが重要なのであって、他の構成でもよい。
【手続補正６２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２０】
【図１】本発明の第１の実施例において製造する、ＭｇＯ絶縁体層を有する磁気抵抗効果素子の薄膜構成の一例を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施例の製造装置の成膜室の構成の一例を示す平面模式図である。
【図３】図２に示した製造装置の第１成膜室の内部構成を説明するための断面図である。
【図４】磁気抵抗効果素子のＭｇＯ層の膜厚・ＭＲ比特性を本発明による製造方法と従来の製造方法とで比較した図である。
【図５】磁気抵抗効果素子のＭｇＯ層のＲＡ・ＭＲ比特性を本発明による製造方法と従来の製造方法とで比較した図である。
【図６】本発明の第２の実施例において製造する、ＭｇＯ絶縁体層を有する磁気抵抗効果素子の薄膜構成の一例を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施例の製造装置の成膜質の構成の一例を示す平面模式図である。
【図８】本発明の第３の実施例において製造する、ＭｇＯ絶縁体層を有する磁気抵抗効果素子の薄膜構成の一例を示す図である。
【図９】本発明の第３の実施例の製造装置の成膜質の構成の一例を示す平面模式図である。
【図１０】図１に示された構成の磁気抵抗効果素子において、ＭｇＯ層を基板１２上に成膜する直前に、ＭｇＯ層を成膜する第１成膜室内の成膜室内構成部材表面に種々の物質が被着された状態で、ＭｇＯ層を基板１２上に成膜して磁気抵抗効果素子を形成し、ＭＲ比を測定し比較した図である。
【図１１】本発明の第５の実施例において製造する、ＭｇＯ絶縁体層を有する磁気抵抗効果素子の薄膜構成の一例を示す図である。
【図１２】本発明の第５の実施例の製造装置の第１成膜室の内部構成を説明するための断面図である。
【図１３】本発明の第５の実施例による磁気抵抗効果素子のＭｇＯ層のＲＡ・ＭＲ比特性を示す図である。
【図１４】本発明の第６の実施例の製造装置の第１成膜室の内部構成を説明するための断面図である。
【図１５】本発明の第７の実施例の製造装置の基板保持部近傍の構成を示す図であり、（ａ）は、マスクと基板とが接触している状態を示す図、（ｂ）は、マスクと基板が離間している状態を示す図である。
【図１６】本発明の第７の実施例による磁気抵抗効果素子のＭｇＯ層のＲＡ・ＭＲ比特性を示す図である。