(57)【要約】【課題】フィッティング精度の向上が可能で、それにより高精度なＲＡ値の取得が可能な磁気抵抗効果素子の面積抵抗の測定方法を提供する。【解決手段】本発明に係る磁気抵抗効果素子の面積抵抗の測定方法は、第１の面抵抗率を有するバリア上部層と、バリア層と、第２の面抵抗率を有するバリア下部層とを有する磁気抵抗効果素子について、ＣＩＰＴ法による四端子測定を行い、磁気抵抗効果素子の抵抗を測定する抵抗測定工程と、該抵抗と該測定の際の所定端子間の間隔を用いて磁気抵抗効果素子の面積抵抗をフィッティングする工程とを有する磁気抵抗効果素子の面積抵抗の測定方法であって、第１の面抵抗率および第２の面抵抗率を測定する面抵抗率測定工程を有し、前記抵抗と、前記所定端子間間隔と、前記第１の面抵抗率と、前記第２の面抵抗率とを用いて、磁気抵抗効果素子の面積抵抗をフィッティングする。【選択図】図４
2009124058.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の面抵抗率であるＲｔを有するバリア上部層と、バリア層と、第２の面抵抗率であるＲｂを有するバリア下部層とを有する磁気抵抗効果素子について、ＣＩＰＴ法による四端子測定を行い、該磁気抵抗効果素子の抵抗であるＲを測定する抵抗測定工程と、前記抵抗測定工程で測定した抵抗Ｒと該測定の際の所定端子間の間隔を用いて前記磁気抵抗効果素子の面積抵抗であるＲＡをフィッティングするフィッティング工程とを有する磁気抵抗効果素子の面積抵抗の測定方法であって、
前記第１の面抵抗率Ｒｔおよび前記第２の面抵抗率Ｒｂを測定する面抵抗率測定工程を有し、
前記フィッティング工程が、前記抵抗測定工程で測定した抵抗Ｒと前記所定端子間間隔に加え、前記面抵抗率測定工程で測定した前記第１の面抵抗率Ｒｔおよび前記第２の面抵抗率Ｒｂを用いて、前記磁気抵抗効果素子の面積抵抗ＲＡをフィッティングすることを特徴とする磁気抵抗効果素子の面積抵抗の測定方法。
【請求項２】
前記面抵抗率測定工程が、
前記第１の面抵抗率Ｒｔに対する前記第２の面抵抗率Ｒｂの比率αを算出する工程と、
前記磁気抵抗効果素子におけるＲｔとＲｂとの並列合成抵抗Ｒｓを四端子測定法により測定する工程と、
前記αと前記Ｒｓとを用いて、Ｒｔ＝（（1＋α）／α）×ＲｓおよびＲｂ＝（1＋α）×Ｒｓとしてそれぞれ算出する工程と、を有すること
を特徴とする請求項１に記載の磁気抵抗効果素子の面積抵抗の測定方法。
【請求項３】
前記αを算出する工程が、
バリア上部層の単層膜およびバリア下部層の単層膜をそれぞれ形成する工程と、
前記バリア上部層の単層膜の面抵抗率であるＲｔ０および前記バリア下部層の単層膜の面抵抗率であるＲｂ０をそれぞれ四端子測定法により測定する工程と、
前記αを、α＝Ｒｂ０／Ｒｔ０として算出する工程と、を有すること
を特徴とする請求項２に記載の磁気抵抗効果素子の面積抵抗の測定方法。
【請求項４】
前記磁気抵抗効果素子が、中間に第１の導電層を有する第１の下地層と第２の下地層を有すると共に、中間に第２の導電層を有する第１のキャップ層と第２のキャップ層を有し、
前記αを算出する工程が、前記第１の導電層の膜厚であるＤｂと、前記第２の導電層の膜厚であるＤｔとを用いて、α＝Ｄｂ／Ｄｔとして算出する工程を有すること
を特徴とする請求項２に記載の磁気抵抗効果素子の面積抵抗の測定方法。
【請求項５】
前記面抵抗率測定工程が、前記磁気抵抗効果素子における抵抗ＲをＣＩＰＴ法により複数回測定する工程と、
前記抵抗Ｒを用いて、前記第１の面抵抗率Ｒｔおよび前記第２の面抵抗率Ｒｂをフィッティングするフィッティング工程と、
さらに複数回測定の平均値を第１の面抵抗率Ｒｔおよび第２の面抵抗率Ｒｂとして算出する工程を有す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面積抵抗の測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気抵抗効果素子の面積抵抗の測定方法に関し、さらに詳細には、第１の面抵抗率を有するバリア上部層と、バリア層と、第２の面抵抗率を有するバリア下部層とを有する磁気抵抗効果素子の面積抵抗の測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
バリア上部層と、バリア層と、バリア下部層とを有する磁気抵抗効果素子の一例として、ＴＭＲ素子が挙げられる。
ＴＭＲ（Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ  Ｍａｇｎｅｔｏ  Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ：トンネル磁気抵抗効果）については、１９７５年の最初の報告がなされ、その後、１９９５年にバリア層に酸化アルミニウム（ＡｌＯ）を用いた接合膜が室温において１０％以上の非常に大きなＭＲ比が得られることが報告されて以来、ハードディスクドライブ用次世代磁気ヘッドおよびＭＲＡＭ（Ｍａｇｎｅｔｏ  ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等への応用に向けた研究開発が加速した。
【０００３】
さらに、２００４年に酸化マグネシウム（ＭｇＯ）をバリア層に用いたトンネル磁気抵抗効果（ＴＭＲ）膜において１００〜２００％の非常に高い磁気抵抗効果が得られることが示されて以来（非特許文献１、２参照）、将来的にハードディスクドライブ用磁気ヘッドの再生出力を高めていく上での最も有望な技術であると期待され、ＭＲＡＭへの応用と共に、その研究開発が進行している。
【０００４】
【非特許文献１】Ｓ．Ｙｕａｓａ  ｅｔ  ａｌ．，Ｎａｔ．Ｍａｔｅｒ．３（２００４）８６８
【非特許文献２】Ｓ．Ｓ．Ｐ．Ｐａｒｋｉｎ  ｅｔ  ａｌ．，Ｎａｔ．Ｍａｔｅｒ．３（２００４）８６２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＴＭＲ膜の特性は、前述のＭＲ比と、磁気抵抗効果素子の面積抵抗であるＲＡ値（詳細は後述）とによって評価が行われる。したがって、ＴＭＲ膜の特性評価を高精度に行うためには、高精度な測定値（ＲＡ、ＭＲ比）を取得する必要がある。
【０００６】
ここで、ＴＭＲ素子自体を加工することなくＲＡ、ＭＲ比を評価する手法の一つにＣＩＰＴ （ＣｕｒｒｅｎｔＩｎ−ＰｌａｎｅＴｕｎｎｅｌｉｎｇ）法がある。ＣＩＰＴ法は、数μｍと非常に狭い間隔のプローブ（電極）をＴＭＲ素子の上から直接押し当て、四端子測定を行うことで、ＴＭＲ膜の抵抗であるＲを測定する方法である。
当該Ｒは、ＴＭＲ素子のＲＡ（詳細は後述） 、ＴＭＲ素子のバリア層よりも上部層の面抵抗率Ｒｔ（詳細は後述）、ＴＭＲ素子のバリア層よりも下部層の面抵抗率Ｒｂ（詳細は後述）、前記四端子の所定の電極間隔であるａ、ｂ、ｃ、ｄ（詳細は後述）の関数として測定されるため、複数の針間隔でこの膜のＲを測定し、得られた測定値にＲｔ、Ｒｂ、ＲＡの３変数をフィッティングすることでこれらの値を求めることが可能である。従来はこの手法を用いてＲＡを求めてＴＭＲ膜の特性評価を行っていた。
【０００７】
しかしながら、従来のフィッティングでは、Ｒｔ、Ｒｂ、ＲＡの３変数を用いていたため、ＲＡ〜３Ω・μｍ２付近でσ／Average≒３％と、制御・観測対象のＲＡのばらつきと比べて測定精度が悪く、信頼性の低い値しか得られなかったという課題が生じていた。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされ、フィッティング精度の向上が可能であり、それによって高精度な測定値（ＲＡ値）の取得が可能な磁気抵抗効果素子の面積抵抗の測定方法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】
【０００９】
本発明は、以下に記載するような解決手段により、前記課題を解決する。
【００１０】
本発明に係る磁気抵抗効果素子の面積抵抗の測定方法は、第１の面抵抗率であるＲｔを有するバリア上部層と、バリア層と、第２の面抵抗率であるＲｂを有するバリア下部層とを有する磁気抵抗効果素子について、ＣＩＰＴ法による四端子測定を行い、該磁気抵抗効果素子の抵抗であるＲを測定する抵抗測定工程と、前記抵抗測定工程で測定した抵抗Ｒと該測定の際の所定端子間の間隔を用いて前記磁気抵抗効果素子の面積抵抗であるＲＡをフィッティングするフィッティング工程とを有する磁気抵抗効果素子の面積抵抗の測定方法であって、前記第１の面抵抗率Ｒｔおよび前記第２の面抵抗率Ｒｂを測定する面抵抗率測定工程を有し、前記フィッティング工程が、前記抵抗測定工程で測定した抵抗Ｒと前記所定端子間間隔に加え、前記面抵抗率測定工程で測定した前記第１の面抵抗率Ｒｔおよび前記第２の面抵抗率Ｒｂを用いて、前記磁気抵抗効果素子の面積抵抗ＲＡをフィッティングすることを特徴とする。
【００１１】
また、前記面抵抗率測定工程が、前記第１の面抵抗率Ｒｔに対する前記第２の面抵抗率Ｒｂの比率αを算出する工程と、前記磁気抵抗効果素子におけるＲｔとＲｂとの並列合成抵抗Ｒｓを四端子測定法により測定する工程と、前記αと前記Ｒｓとを用いて、Ｒｔ＝（（1＋α）／α）×ＲｓおよびＲｂ＝（1＋α）×Ｒｓとしてそれぞれ算出する工程と、を有することを特徴とする。
【００１２】
また、前記αを算出する工程が、バリア上部層の単層膜およびバリア下部層の単層膜をそれぞれ形成する工程と、前記バリア上部層の単層膜の面抵抗率であるＲｔ０および前記バリア下部層の単層膜の面抵抗率であるＲｂ０をそれぞれ四端子測定法により測定する工程と、前記αを、α＝Ｒｂ０／Ｒｔ０として算出する工程と、を有することを特徴とする。
【００１３】
また、前記磁気抵抗効果素子が、中間に第１の導電層を有する第１の下地層と第２の下地層を有すると共に、中間に第２の導電層を有する第１のキャップ層と第２のキャップ層を有し、前記αを算出する工程が、前記第１の導電層の膜厚であるＤｂと、前記第２の導電層の膜厚であるＤｔとを用いて、α＝Ｄｂ／Ｄｔとして算出する工程を有することを特徴とする。
【００１４】
また、前記面抵抗率測定工程が、前記磁気抵抗効果素子におけるＲをＣＩＰＴ法により複数回測定する工程と、前記Ｒを用いて、前記第１の面抵抗率Ｒｔおよび前記第２の面抵抗率Ｒｂをフィッティングするフィッティング工程と、さらに複数回測定の平均値を第１の面抵抗率Ｒｔおよび第２の面抵抗率Ｒｂとして算出する工程を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１によれば、あらかじめ、第１の面抵抗率Ｒｔおよび第２の面抵抗率Ｒｂを取得しておくことにより、磁気抵抗効果素子の面積抵抗ＲＡの１変数でのフィッティングが可能となる。その結果、該ＲＡを高精度に得ることが可能となる。
【００１６】
請求項２によれば、磁気抵抗効果素子のＲｓと、第１の面抵抗率Ｒｔに対する第２の面抵抗率の比率αとを取得しておくことにより、第１の面抵抗率Ｒｔおよび第２の面抵抗率Ｒｂを算出することが可能となる。
【００１７】
請求項３によれば、バリア上部層の単層膜の面抵抗率とバリア下部層の単層膜の面抵抗率とを取得しておくことにより、前記比率αを算出することが可能となる。また、一度αを取得しておけば、磁気抵抗効果素子の積層構造を大幅に変更しない限り、素子形成の度にαを算出する必要がないため、ＲＡのフィッティング手順を簡素化することが可能となる。
【００１８】
請求項４によれば、第１の導電層の膜厚と、第２の導電層の膜厚との比率を用いて、αを算出することが可能となる。
【００１９】
請求項５によれば、従来のＣＩＰＴ法によりＲｔ、Ｒｂを複数回測定し、それぞれの平均を算出することによって、面抵抗率Ｒｔおよび面抵抗率Ｒｂを算出することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳しく説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る磁気抵抗効果素子の膜構成を示す概略図である。図２は、本発明の実施の形態に係る測定方法で用いるＣＩＰＴ測定用ＴＭＲ素子の膜構成を示す概略図である。図３は、本発明の実施の形態に係る磁気抵抗効果素子の面積抵抗の測定方法を説明する説明図である。図４は、本発明の実施の形態に係る磁気抵抗効果素子の面積抵抗の測定方法のフローチャートである。図５は、従来の測定方法と比較した、本発明の実施の形態に係る磁気抵抗効果素子の面積抵抗の測定方法による測定結果である。
【００２１】
以下、本発明に係る磁気抵抗効果素子の面積抵抗の測定方法の実施の形態について、ＴＭＲ素子を例に挙げて説明する。
【００２２】
ＴＭＲ素子の膜構成としては、種々の構成を採用することができる。一例として、図１に示すように、基板７上に、下部シールド層１０、下地層１２、反強磁性層１３、磁化固定層１４、バリア層２０、フリー層１７、キャップ層１８、上部シールド層１９の順に積層して構成される。なお、本実施形態においてＴＭＲ膜と呼ぶときは、下地層１２からキャップ層１８までの積層膜をいうものとする。
【００２３】
下部シールド層１０は、軟磁性材であるＮｉＦｅが用いられ、めっき法もしくはスパッタリング法によって成膜される。この下部シールド層１０は、ＴＭＲ素子の電極を兼用するものである。なお、以下に述べる各層の成膜方法は、特記しない限り、いずれもスパッタリング法によるものである。ただし、その方法に限定されるものではない。
【００２４】
下地層１２は、Ｍｎ系反強磁性材からなる反強磁性層１３の下地層となるもので、Ｔａ/Ｒｕの２層膜が用いられる。
【００２５】
反強磁性層１３は、一例としてＩｒＭｎを用いて７ｎｍ程度の厚さに成膜される。なお、反強磁性層１３は、交換結合作用により磁化固定層１４の磁化方向を固定する作用を生じる。
【００２６】
磁化固定層１４には、ＣｏＦｅあるいはＣｏＦｅＢといった強磁性材が用いられ、一例として５ｎｍ程度の厚さに成膜される。
【００２７】
フリー層１７には、ＣｏＦｅ/ＮｉＦｅの２層膜が用いられる。フリー層１７は、媒体からの磁化信号によっての磁化方向が変化し、そのときの磁化固定層１４の磁化方向との相対角度が変化することによる抵抗変化を読み取ることによって記録信号を読み出す作用を生じる。
【００２８】
キャップ層１８は、保護層として設けられるもので、Ｔａ/Ｒｕの２層膜が用いられる。
【００２９】
上部シールド層１９には、下部シールド層１０と同様にＮｉＦｅ等の軟磁性材が用いられる。この上部シールド層１９は、ＴＭＲ素子の電極を兼用するものである。
【００３０】
磁化固定層１４とフリー層１７との間にバリア層２０が設けられる。バリア層２０は、一般的にはアルミナ、ＭｇＯが用いられる。バリア層２０は、トンネル効果によってセンス電流を通流させるものであり、一例として１ｎｍ程度の極めて薄厚に形成される。
【００３１】
なお、図２に示すＣＩＰＴ測定用のＴＭＲ素子は、バリア層２０よりも上部に位置する層（後述の「バリア上部層」）およびバリア層２０よりも下部に位置する層（後述の「バリア下部層」）の面抵抗率を下げるために導電層が挿入される。具体的には、反強磁性層１３の下層において第１の下地層１２ａと第２の下地層１２ｂとの間に第１の導電層８が設けられる。また、フリー層１７の上層において第１のキャップ層１８ａと第２のキャップ層１８ｂとの間に第２の導電層９が設けられる。一例として各導電層はＣｕにより構成される。ここで、図中７’は実験用基板である。
【００３２】
本実施形態においては、図２に示すＣＩＰＴ測定用のＴＭＲ素子に関して、フリー層１７、第１のキャップ層１８ａ、第２の導電層９、第２のキャップ層１８ｂをバリア上部層２と呼び、第１の下地層１２ａ、第１の導電層８、第２の下地層１２ｂ、反強磁性層１３、磁化固定層１４をバリア下部層３と呼ぶ。
【００３３】
ここで、本実施形態に係る磁気抵抗効果素子の面積抵抗の測定方法に関して、以下のように用語を用いる。
【００３４】
磁気抵抗効果素子のバリア上部層２の面抵抗率を「第１の面抵抗率」と呼びＲｔで表す。磁気抵抗効果素子のバリア下部層３の面抵抗率を「第２の面抵抗率」と呼びＲｂで表す。ＲｔおよびＲｂの単位はいずれもＳＩ単位系で［Ω］であるが、慣用的に［Ω／□］を用いる。
【００３５】
なお、測定用として形成されるバリア上部層２の単層膜の面抵抗率をＲｔ０で表し、同じく測定用として形成されるバリア上部層２の単層膜の面抵抗率をＲｂ０で表す。Ｒｔ０およびＲｂ０の単位はいずれもＳＩ単位系で［Ω］であるが、慣用的に［Ω／□］を用いる。
【００３６】
ここで、Ｒｔに対するＲｂの比率をαで表す。すなわち、α＝Ｒｂ／Ｒｔとなる。なお、αの単位は無次元である。
【００３７】
また、Ｒｔ と Ｒｂ の並列合成面抵抗率をＲｓで表す。Ｒｓの単位はＳＩ単位系で［Ω］であるが、慣用的に［Ω／□］を用いる。
【００３８】
磁気抵抗効果素子におけるＴＭＲ膜の面直方向に電流を流した際の面積抵抗を「磁気抵抗効果素子の面積抵抗」と呼びＲＡで表す。ＲＡの単位はＳＩ単位系で［Ω・ｍ２］である。  
【００３９】
なお、磁気抵抗効果素子において、ＣＩＰＴ法により測定される測定電圧Ｖ［Ｖ］を測定電流Ｉ［Ａ］で除した抵抗をＲ［Ω］で表す。
【００４０】
続いて、第一の実施形態に係る磁気抵抗効果素子の面積抵抗の測定方法の手順を説明する。図４は、そのフローチャートである。
【００４１】
バリア上部層２の単層膜からなる第１のサンプルを形成する。当該第１のサンプルにおいて通常の四端子測定法によって抵抗を測定し、バリア上部層２の単層膜の面抵抗率Ｒｔ０を算出する（ステップＳ１）。
【００４２】
次いで、バリア下部層３の単層膜からなる第２のサンプルを形成する。当該第２のサンプルにおいて通常の四端子測定法によって抵抗を測定し、バリア下部層３の単層膜の面抵抗率Ｒｂ０を算出する（ステップＳ２）。
【００４３】
ここで、前述のαは導電層８および９の成膜レートが変動しても、成膜時間の比が一定であれば、バリア上部層２とバリア下部層３の面抵抗率の比はほとんど変動しないことを利用して、面抵抗率Ｒｔ０および面抵抗率Ｒｂ０を用いて、α＝Ｒｂ／Ｒｔ≒Ｒｂ０／Ｒｔ０として、算出することが可能となる。
【００４４】
次いで、磁気抵抗効果素子のＲｓを測定する。当該測定は、通常の四端子測定法により行うが、図２に示すＣＩＰＴ測定用ＴＭＲ素子を用いて測定を行う。
【００４５】
次いで、αおよびＲｓを用いることによって、第１の面抵抗率Ｒｔを、Ｒｔ＝（（１＋α）／α）×Ｒｓとして算出することが可能となる（ステップＳ５）。
【００４６】
また、αおよびＲｓを用いることによって、第２の面抵抗率Ｒｂを、Ｒｂ＝（１＋α）×Ｒｓとして算出することが可能となる（ステップＳ６）。
【００４７】
なお、αの値は、磁気抵抗素子のスタック構造を変更しない限り変動しないため、一度求めておけば、その値を用いて上記の式により、第１の面抵抗率Ｒｔおよび第２の面抵抗率Ｒｂをその都度算出することが可能となる。すなわち、量産や実験では構造の近いバリア上部層・バリア下部層をもつＴＭＲ膜を成膜する場合がほとんどであるため、ステップＳ１〜Ｓ３は一度行っておけば十分であり、それ以後成膜されるＴＭＲ膜に対してはステップＳ４以降の手順を行うだけでよいこととなる。
【００４８】
次いで、ＣＩＰＴ法により磁気抵抗効果素子の全体の抵抗Ｒの測定を行う。このとき、図２に示すＣＩＰＴ測定用ＴＭＲ素子を用いて、複数の端子間隔の組合せによって複数回の測定を実施する（ステップＳ７）。
ここで、図３に示すように、電流電極（＋）と電圧電極（＋）との距離をａ、電流電極（＋）と電圧電極（−）との距離をｂ、電圧電極（＋）と電流電極（−）との距離をｃ、電圧電極（−）と電流電極（−）との距離をｄとする。ａ、ｂ、ｃ、ｄの単位はいずれもＳＩ単位系で［ｍ］であるが、本実施形態においては、隣接端子間距離を数μｍ程度に設定して測定を行う。
【００４９】
以上のように取得した、抵抗Ｒと、端子間隔ａ、ｂ、ｃ、ｄと、第１の面抵抗率Ｒｔと、第２の面抵抗率Ｒｂとを用いて、磁気抵抗効果素子の面積抵抗ＲＡのフィッティングを行う（ステップＳ８）。
【００５０】
ここで、フィッティングは以下の式を用いて行う。
【００５１】
【数１】
2009124058.tif 000003
【００５２】
ここで、上記方法によって同サンプルの連続測定を行ったＲＡの測定結果を図５に示す。同じサンプルである以上、測定回数によって測定値（ＲＡ）の変動が無いことが理想となる。図中に併記した従来方法による測定値（ＲＡ）と比較して、本実施形態に係る測定方法による測定値（ＲＡ）は数値のばらつきが少なく、精度が向上していることが明らかである。
【００５３】
以上のように、従来のフィッティングでは、Ｒｔ、Ｒｂ、ＲＡの３変数を用いていたため、制御・観測対象であるＲＡのばらつきと比べて測定精度が悪く、信頼性の低い値しか得られなかった。
しかし、本実施形態に係る磁気抵抗効果素子の面積抵抗の測定方法においては、あらかじめ別の方法でＲｔ、Ｒｂを求め、この値を固定しておくことでＲＡ１変数でのフィッティングとしてＣＩＰＴ法を適用することが可能となる。その結果、従来の３変数の場合は最低３回の独立した抵抗Ｒの測定を行わなければフィッティングが不可能であったが、本実施形態では最低１回の抵抗Ｒの測定によりフィッティングが可能となる。すなわち、通常、フィッティング精度向上のため、ＣＩＰＴ法において複数回の抵抗Ｒの測定が行われるところ、同じ測定回数として比較すれば、従来の３変数に対して本実施形態は１変数であることによって、測定精度を飛躍的に向上させることが可能となる。
具体的には、従来比で３倍以上のＲＡ測定精度が得られ、また、非常に小さいＲＡ （ ＜２Ω・μｍ２)であっても測定が可能となる。さらに、ウェハ内多点測定により信頼できる面内ＲＡ分布も取得可能である。
【００５４】
続いて、第二の実施形態に係る磁気抵抗効果素子の面積抵抗の測定方法について説明する。
【００５５】
第１の導電層８の膜厚をＤｂ、第２の導電層９の膜厚をＤｔとすると、αを算出する方法として、当該αはそれぞれの導電層の成膜レートが変動してもバリア上部層とバリア下部層の面抵抗率の比は変動しないことを利用して、それぞれの導電層８、９の膜厚比率を用いて、α＝Ｒｂ／Ｒｔ≒Ｒｂ０／Ｒｔ０≒Ｄｂ／Ｄｔとして、算出することが可能となる。
なお、Ｄｂ、Ｄｔの単位はいずれもＳＩ単位系で［ｍ］であるが、本実施形態においては、数ｎｍ程度の膜厚である。
【００５６】
続いて、第三の実施形態に係る磁気抵抗効果素子の面積抵抗の測定方法について説明する。
【００５７】
第１の面抵抗率Ｒｔおよび第２の面抵抗率Ｒｂを事前に求めておいてからフィッティングすることは第一の実施形態と同様であるが、第三の実施形態においては、Ｒｔ、Ｒｂの取得方法は、従来のＣＩＰＴ法を複数回（数十回〜数百回程度）行い、その平均値として算出を行う。
【００５８】
以上、本実施の形態に係る磁気抵抗効果素子の面積抵抗の測定方法によれば、一変数によるフィッティングが可能となり、それによって高精度な測定値（ＲＡ値）を簡易に取得することが可能となる。その結果、当該ＲＡ値に基づくＴＭＲ膜の特性評価を高精度に行うことが可能となる。さらに、磁気ヘッドやＭＲＡＭ等におけるＴＭＲ膜特性の即時評価を行い、製造工程の成膜条件へフィードバックする製造方法の実現も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の実施の形態に係る磁気抵抗効果素子の膜構成を示す概略図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る測定方法で用いるＣＩＰＴ測定用ＴＭＲ素子の膜構成を示す概略図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る磁気抵抗効果素子の面積抵抗の測定方法を説明する説明図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る磁気抵抗効果素子の面積抵抗の測定方法のフローチャートである。
【図５】従来の測定方法と本発明の実施の形態に係る測定方法との比較による同サンプルの連続測定結果である。
【符号の説明】
【００６０】
２  バリア上部層
３  バリア下部層
７、７’  基板
８  第１の導電層
９  第２の導電層
１０  下部シールド層
１２  下地層
１２ａ  第１の下地層
１２ｂ  第２の下地層
１３  反強磁性層
１４  磁化固定層
１７  フリー層
１８  キャップ層
１８ａ  第１のキャップ層
１８ｂ  第２のキャップ層
１９  上部シールド層
２０  バリア層
【図１】
2009124058.tif 000004
【図２】
2009124058.tif 000005
【図３】
2009124058.tif 000006
【図４】
2009124058.tif 000007
【図５】
2009124058.tif 000008