[发明专利]磁阻效应元件及其制造方法

说明书

本发明的相互引用

本申请基于2005年12月21日申请的在先日本专利申请No.2005-368463并要求其优先权；其中全部内容引入本文以作参考。

技术领域

本申请涉及一种磁阻效应元件及其制造方法，该磁阻效应元件通过沿与磁阻效应膜表面相垂直的方向流入的感应电流来检测磁性。

背景技术

磁性器件，尤其磁头的性能通过利用巨磁阻效应(GMR)而得到显著提高。自旋阀膜(自旋阀：SV薄膜)在磁头、MRAM(磁性随机存取存储器)等中的应用已导致磁性器件领域发生了巨大的技术进步。

“自旋阀膜”是一种具有其中非磁性间隔层夹在两个铁磁层之间的结构的多层膜，它也被称为自旋相依散射单元。两个铁磁层中的一个层(称为“固定层”、“磁化固定层”等)的磁化用反铁磁层等固定，而另一铁磁层(称为“自由层”、“磁化自由层”等)的磁化则可随外磁场旋转。在自旋阀膜中，固定层和自由层的磁化方向的相对角随外磁场变化，从而能获得巨磁阻效应。

使用自旋阀膜的磁阻效应元件包括CIP(电流在平面内)-GMR元件、CPP(电流垂直于平面)-GMR元件、和TMR(隧道磁阻)元件。在CIP-GMR元件中，感应电流以与自旋阀膜表面平行的方向流入，而在CPP-GMR和TMR元件中，感应电流以与自旋阀膜表面基本垂直的方向流入。感应电流以与膜面垂直的方向流入的方法引起了更多的注意，这是因为该技术适用于未来的高记录密度磁头。

此处，在具有由金属层形成的自旋阀膜的金属CPP-GMR元件中，磁化导致的电阻变化量较小，从而难以检测弱磁场(例如，高记录密度磁盘中的磁场)。

至于间隔层，有人提出使用包括电流路径沿厚度方向的氧化层的CPP元件[NOL(纳米氧化层)](参见日本专利JP-A 2002-208744(KOKAI))。在该元件中，元件电阻和MR比率均能通过限定电流路径[CCP(限定电流路径)]效应来提高。在下文中，该元件被称为CCP-CPP元件。

目前，磁存储器比如HDD(硬盘驱动器)被用于个人电脑、便携式音乐播放器等。然而，如果随着将来的磁存储器的使用目的进一步提高并且高密度存储器进一步发展，那么对可靠性的要求将变得更加严格。例如，在更高温度和以更高速度运行的环境下，提高可靠性变得必需。为实现该目的，需要提高磁头的可靠性，使其超过磁头以前的可靠性。

与传统的TMR元件相比，CCP-CPP元件具有尤其低的电阻，从而适用于要求更高传送速度的服务器/企业中使用的高端磁存储器。为实现该高端使用，需要同时满足高表面密度和高可靠性。为实现这些使用目的，需要提高元件在更高温度下的可靠性。也就是说，在恶劣环境下(高温环境等)、严格的使用条件下(读取高速旋转磁盘中的信息等)使用CCP-CPP元件变得必需。

本发明的目的在于提供一种磁阻效应元件及其制造方法，该磁阻效应元件适用于高密度存储的磁存储器中，并且其可靠性得到提高。

发明内容

一种根据本发明的一个模式的磁阻效应元件的制造方法，包括：形成第一磁性层；在第一磁性层上形成包括绝缘层和导电层的间隔层，该导电层透过绝缘层并传导电流；以及在形成的间隔层上形成第二磁性层，第二磁性层的全部或部分用离子、等离子体或加热处理。

根据本发明的一个模式的磁阻效应元件包括：第一磁性层、间隔层，该层设置在上述第一磁性层上并具有绝缘层和导电层，该导电层沿绝缘层方向传导电流、以及在上述间隔层上形成的第二磁性层，该第二磁性层的全部或部分用离子、等离子体或加热处理。

附图说明

图1所示为根据本发明的第一实施方式的磁阻效应元件的透视图。

图2A所示为未进行应力控制处理(SCT)的自旋阀膜的示意图。

图2B所示为经过SCT处理的自旋阀膜的示意图。

图3所示为根据本发明的第一实施方式的磁阻效应元件的制造工艺的流程图。

图4所示为图3中的步骤S15的具体实施例的流程图。

图5所示为用图4中的工艺制造的自由层的透视图。

图6所示为图3中的步骤S15的具体实施例的流程图。

图7所示为用于制造磁阻效应元件的沉积装置的轮廓示意图。

图8是示意图，显示其中经过SCT处理的实施例的可靠性测试结果和其中未进行SCT处理的对照例的可靠性测试结果。

图9所示为根据第二实施方式的磁阻效应元件的透视图。

图10所示为根据第二实施方式的磁阻效应元件的制造工艺的流程图。

图11所示为其中根据本发明实施方式的磁阻效应元件被结合到磁头中的状态示意图。