[发明专利]磁阻效应元件的制造方法及磁阻效应元件

说明书

技术领域

本发明涉及使检测电流在磁阻效应膜表面的垂直方向上流过来进行磁检测的磁阻效应元件及其制造方法。

背景技术

近年来，硬盘驱动器(HDD)日益小型化和高密度，可以预期未来密度还将进一步提高。可通过使记录磁道宽度变窄提高磁道密度，来实现硬盘驱动器的高密度。但磁道宽度一窄，所记录的磁化大小即记录信号就变小，要提高再生媒体信号的MR磁头的再生灵敏度。

最近，采用包含利用巨磁阻效应(GMR)的高灵敏度的自旋阀膜的GMR磁头。自旋阀膜是一种层叠膜，具有在两层铁磁性层之间夹有非磁性隔层的叠层结构。产生阻抗变化的层叠膜结构部位也称为自旋相关散射单元。两层铁磁性层中的一层铁磁性层(称为‘被固定(ピン)层’或‘磁化固定层’)的磁化方向由反铁磁性层等固定。而另一铁磁性层(称为‘自由层’或‘磁化自由层’)的磁化方向可以随外部磁场而变化。这种自旋阀膜可利用两层铁磁性层的磁化方向相对角度的变化获得较大的磁阻效应。

用自旋阀膜的磁阻效应元件中，有CIP(Current In Plane(面内电流))-GMR元件、CPP(Current Perpendicular to Plane(与面垂直电流))-GMR元件、以及TMR(Tunneling Magneto Resistance(隧道磁阻))元件。CIP-GMR元件为按与自旋阀膜的膜面相平行的方向提供检测电流，而CPP-GMR、TMR元件则按与自旋阀膜的膜面大致垂直的方向提供检测电流。

按膜面垂直方向供电的方式中，TMR元件利用绝缘层作为隔层，而通常的CPP-GMR则利用金属层作为隔层。

这里，用金属层形成自旋阀膜的金属CPP-GMR元件，基于磁化的阻抗变化量小，难以检测微弱的磁场。

曾提出一种利用包含厚度方向的电流通路的氧化物层[NOL(纳米级氧化物层)]作为隔层的CPP元件的技术方案(参照专利文献1)。这种元件可利用电流狭窄[CCP(current-confined-path：电流约束通路)]效应来增大元件阻抗和磁阻变化率两者。以下称该元件为CCP-CPP元件。

专利文献1：日本特開2002-208744号公报

发明内容

目前HDD(硬盘驱动器)等磁存储装置可用于个人用计算机、或便携式音乐播放器等用途。但未来磁存储装置的用途进一步普及、并使高密度存储得到推进的话，对可靠性的要求将更为严格。举例来说，需要提高其在较高温度条件下、高速工作环境下的可靠性。因此，希望磁头的可靠性比以往有所提高。

尤其是CCP-CPP元件由于与以往的TMR元件比电阻低，所以能适用于要求传送速度更高的服务器、企业用的高端磁存储装置。在这种高端的用途上，要求高密度、高可靠性能同时满足。另外，在上述用途中，还希望能进一步提高高温下的可靠性。即在更严酷的环境(高温环境等)，更严格的使用条件(读取高速旋转的磁盘上的信息等)下，需要使用CCP-CPP元件。

本发明之目的在于提供一种能适用于高密度存储的磁存储装置，并力求能提高可靠性的磁阻效应元件。

要达到上述目的，本发明一方式涉及一种磁阻效应元件的制造方法，其特征在于，包括：

形成第1磁性层的工序；

在所述所形成的第1磁性层上形成以从Cu、Au、Ag所组成的元素组中选出的元素为主要成分的第1金属层的工序；

在所述所形成的第1金属层上形成以从Si、Hf、Ti、Mo、W、Nb、Mg、Cr、和Zr所组成的元素组中选出的元素为主要成分的功能层的工序；

在所述所形成的功能层上形成以Al为主要成分的第2金属层的工序；

对所述所形成的第2金属层进行氧化·氮化·氧氮化处理，并形成具有绝缘层和使电流在该绝缘层层厚方向上通过的导电体的电流收窄层的工序；以及

在所述电流收窄层上形成第2磁性层的工序。

另外，本发明一方式涉及一种磁阻效应元件的制造方法，其特征在于，包括：

形成第1磁性层的工序；

在所述所形成的第1磁性层上形成以从Cu、Au、Ag所组成的元素组中选出的元素为主要成分的第1金属层的工序；

在所述所形成的第1金属层上形成以Al为主要成分的第2金属层的工序；

在所述所形成的第2金属层上形成以从Si、Hf、Ti、Mo、W、Nb、MgCr、和Zr所组成的元素组中选出的元素为主要成分的功能层的工序；

对所述所形成的第2金属层和功能层进行氧化·氮化·氧氮化处理，并形成具有绝缘层和使电流在该绝缘层层厚方向上通过的导电体的电流收窄层的工序；以及