[发明专利]磁阻效应元件的制造方法和磁阻效应元件

说明书

                        技术领域

本发明涉及在磁阻效应膜的膜面的垂直方向上流过读出电流来进行磁性检测的磁阻效应元件及其制造方法。

                        背景技术

通过利用巨磁阻效应(Giant Magneto-Resistive Effect：GMR)，磁器件尤其是磁头其性能有飞跃式提高。具体来说，自旋阀膜(Spin-Valve：SV膜)在磁头、MRAM(MagneticRandom Access Memory：磁随机存取存储器)的应用对磁器件领域带来了较大的技术进步。

“自旋阀膜”是具有在两层铁磁性层间夹有非磁性隔层这种结构的叠层膜，也称为自旋相关散射单元。这两层铁磁性层其中一层(可称为“销钉(ピン)层”或“磁化固定层”等)其磁化由反铁磁性层所固定，而其中另一层(可称为“自由层”或“磁化自由层”等)的磁化则可随外部磁场而旋转。自旋阀膜可通过固定层和自由层磁化方向相对角度的变化来得到巨大的磁阻变化。

采用自旋阀膜的磁阻效应元件包括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(TunnelingMagneto Resistance(隧道磁阻))元件。CIP-GMR元件中沿与自旋阀膜的膜面相平行的方向提供读出电流，而CPP-GMR元件和TMR元件中则沿与自旋阀膜的膜面大体垂直的方向提供读出电流。其中相对于膜面垂直提供读出电流的方式作为适应未来高记录密度磁头的技术而备受关注。

这里，自旋阀膜由金属层形成的金属CPP-GMR元件，因磁化所形成的电阻变化量较小，难以对微弱磁场(例如高记录密度的磁器件的磁场)进行检测。

提出的方案有作为隔层采用在厚度方向上有电流通路的氧化物层[NOL(nano-oxidelayer(纳米级氧化物层))]的CPP元件(参照专利文献1)。这种元件可利用电流收窄[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。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PC、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，与现有的TMR元件相比阻抗较低，因此可应用于要求较高传送速率的服务器和企业级用途的高端磁存储装置。这种高端用途要求同时满足高密度、高可靠性这两者。而且，这些用途希望提高在较高温度条件下的可靠性。也就是说，需要在更为严酷的环境(高温环境等)、更为严格的使用条件(读取高速旋转的磁盘中的信息等)下使用CCP-CPP元件。

CCP-CPP元件为低电阻，因而在高频响应性及高密度记录适应性方面均很出色，但由于是具有三维纳米级结构的非常复杂的方式，因而实际上难以实现如所设计的理想的结构。为了实现技术规格更为严格的服务器、企业级用途，需要实现形态更为理想的CCP结构。

本发明其目的在于提供一种可应用于高密度存储的磁存储装置、可设法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，

该磁阻效应元件包括：磁化方向实质上固定于一方向的磁化固定层；磁化方向与外部磁场相对应而变化的磁化自由层；以及设置于所述磁化固定层和所述磁化自由层两者间、包含绝缘层和贯通所述绝缘层的金属层的隔层，其特征在于，

当形成所述隔层时，

形成第一金属层，

在所述第一金属层上形成变换为所述绝缘层的第二金属层，

进行第一变换处理，将所述第二金属层变换为所述绝缘层，并且形成贯通所述绝缘层的所述金属层，

在通过所述第一变换处理所形成的所述绝缘层和所述金属层上形成变换为所述绝缘层的第三金属层，

进行第二变换处理，将所述第三金属层变换为所述绝缘层，并且形成贯通所述绝缘层的所述金属层。