[发明专利]磁阻效应元件和其制备方法

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流过读出电流并检测磁性的磁阻效应元件及其制备方法。

背景技术

目前，HDD(Hard Disk Drive)等的磁记录装置被用于个人电脑、便携型音乐·视频播放器、摄像机)、汽车导航系统等的用途。伴随着HDD用途的增加，人们越来越希望其记录容量增大。为了在不增加HDD体积的情况下提高记录容量，需要进一步提高每单位面积的记录密度。

伴随着记录密度的提高，记录在磁记录介质上的1位的面积变小。其结果是由记录介质发出的磁场信号变得极其微弱，用现有的再生磁头难以识别“0”或“1”。因此，伴随记录密度的提高，需要磁场感度高的再生磁头。

磁性装置，特别是磁头的性能通过使用巨磁阻效应(Giant Magneto-ResistiveEffect：GMR)或隧道MR效应(Tunneling Magnetoresistive Effect：TMR)而有飞跃性的提高。特别在自旋阀膜(Spin-Valve：SV膜)的磁头或MRAM(Magnetic Random Access Memory)等方面的应用给磁性装置领域带来大的技术进步。

“自旋阀膜”是具有在2个强磁性层之间夹有非磁性间隔层的结构的叠层膜，也称作为自旋依赖散射单元。这2个强磁性层的一方(称作为“销固层”或“磁化固定层”等)的磁化使用反强磁性层等固定，另一方(称作为“自由层”或“磁化自由层”等)的磁化可以根据外部磁场旋转。在自旋阀膜中，通过变化销固层与自由层的磁化方向的相对角度，可以得到巨大的磁阻变化。

在使用了自旋阀膜的磁阻效应元件中有CIP(Current In Plane)-GMR元件、CPP(CurrentPerpendicular to Plane)-GMR元件、和TMR(Tunneling MagnetoResistance)元件。在CIP-GMR元件中与自旋阀膜的膜面平行地通过读出电流，在CPP-GMR元件和TMR元件中，与自旋阀膜的膜面大致垂直的方向通过读出电流。高记录密度的磁头以沿相对于膜面垂直通过读出电流的方式进行移动。

目前，已知一种磁阻效应元件，其具有磁阻效应膜和在与上述磁阻效应膜的膜面大致垂直方向上通过读出电流的一对电极，所述磁阻效应膜具有销固层、自由层、间隔层、和在上述销固层、上述自由层中、上述销固层与上述间隔层的界面、或者上述自由层与上述间隔层的界面上形成的具有氧化物、氮化物或氮氧化物的薄膜层(专利文献1)。上述薄膜层由于可使上自旋(アップスピン)电子或者下自旋(ダウンスピン)电子中的任意一方优先透过，因此有助于产生更大的磁阻变化率(MR变化率：magnetoresistive ratio)。这种薄膜层称作为自旋滤波层(SF层)。SF层的膜厚即使薄，也可以使上自旋电子和下自旋电子的透过产生差异，因此对于磁头的狭窄间隙化也是有利的。

[专利文献1]日本专利特开2004-6589号公报

发明内容

但是，在现有的自旋滤波层中，上自旋电子与下自旋电子透过的差异不够充分，有能够实现更大MR变化率的空间。

本发明的目的在于提供可实现更大MR变化率的磁阻效应元件。

本发明的一个方式涉及一种磁阻效应元件，其特征在于，具有磁阻效应膜和用于使电流沿与上述磁阻效应膜的膜面垂直的方向流过的一对电极，所述磁阻效应膜含有磁化方向实质上固定在单向上的磁化固定层、磁化方向根据外部磁场而变化的磁化自由层、在上述磁化固定层与上述磁化自由层之间设置的中间层、在上述磁化固定层或者磁化自由层上设置的盖层，和在上述磁化固定层中、上述磁化自由层中、上述磁化固定层与上述中间层的界面、上述中间层与上述磁化自由层的界面、以及上述磁化固定层或者磁化自由层与上述盖层的界面的任一者上设置的功能层，所述功能层含有包含Fe含量大于等于5原子％的金属材料和氮的层。