[发明专利]面内磁化膜、面内磁化膜多层结构、硬偏置层、磁阻效应元件和溅射靶

说明书

本发明提供具有2.00kOe以上的矫顽力Hc且每单位面积的剩磁Mrt为2.00memu/cmsupgt;2/supgt;以上的CoPt‑氧化物系的面内磁化膜。本发明是作为磁阻效应元件(12)的硬偏置层(14)使用的面内磁化膜(10)，其中，含有金属Co、金属Pt和氧化物，相对于面内磁化膜(10)的金属成分的合计，含有55原子％以上且小于95原子％的金属Co，含有大于5原子％且45原子％以下的金属Pt，相对于面内磁化膜(10)的整体，含有10体积％以上且42体积％以下的所述氧化物，厚度为20nm以上且80nm以下。

技术领域

本发明涉及面内磁化膜、面内磁化膜多层结构、硬偏置层、磁阻效应元件和溅射靶，详细而言，涉及不进行对基板加热而实施的成膜(以下有时记为加热成膜)就能够实现矫顽力Hc为2.00kOe以上且每单位面积的剩磁Mrt为2.00memu/cm²以上的磁性能的CoPt-氧化物系的面内磁化膜、CoPt-氧化物系的面内磁化膜多层结构和硬偏置层，并且涉及与上述CoPt-氧化物系的面内磁化膜、上述CoPt-氧化物系的面内磁化膜多层结构或上述硬偏置层相关的磁阻效应元件和溅射靶。上述CoPt-氧化物系的面内磁化膜和上述CoPt-氧化物系的面内磁化膜多层结构能够用于磁阻效应元件的硬偏置层。

认为如果是矫顽力Hc为2.00kOe以上且每单位面积的剩磁Mrt为2.00memu/cm²以上的硬偏置层，则具有与现状的磁阻效应元件的硬偏置层相比为同等程度以上的矫顽力和剩磁。需要说明的是，在本申请中，硬偏置层是指对发挥磁阻效应的磁性层(以下有时记为自由磁性层)施加偏置磁场的薄膜磁铁。

背景技术

目前在很多领域中使用磁传感器，作为广泛使用的磁传感器之一，有磁阻效应元件。

磁阻效应元件具有发挥磁阻效应的磁性层(自由磁性层)和对该磁性层(自由磁性层)施加偏置磁场的硬偏置层，对于硬偏置层，要求能够稳定地对自由磁性层施加规定以上的大小的磁场。

因此，对于硬偏置层，要求高的矫顽力和剩磁。

但是，现状的磁阻效应元件的硬偏置层的矫顽力为约2kOe(例如，专利文献1的图7)，期望实现其以上的矫顽力。

另外，期望每单位面积的剩磁为约2memu/cm²以上(例如，专利文献2的第0007段)。

作为有可能应对这些问题的技术，例如有专利文献3中记载的技术。专利文献3中记载的技术是如下所述的方法：通过设置在传感器层叠体(具备自由磁性层的层叠体)与硬偏置层之间的种子层(包含Ta层和在该Ta层上形成且具有面心立方(111)晶体结构或六方最密(001)晶体结构的金属层的复合种子层)，以使易磁化轴朝向长度方向的方式使磁性材料进行取向，尝试提高硬偏置层的矫顽力。但是，并不满足硬偏置层所期望的上述磁特性。另外，在该方法中，为了提高矫顽力，需要使设置在传感器层叠体与硬偏置层之间的种子层加厚。因此，该结构还存在如下问题：对传感器层叠体中的自由磁性层施加的磁场变弱。

另外，在专利文献4中，记载了在用于硬偏置层的磁性材料中使用FePt，记载了具有Pt或Fe种子层的FePt硬偏置层以及Pt或Fe的覆盖层，在该专利文献4中，提出了在退火温度为约250℃～约350℃的退火期间种子层和覆盖层内的Pt或Fe以及硬偏置层内的FePt相互混合的结构。但是，在该硬偏置层的形成所需的加热工序中，需要考虑对已层叠的其它膜的影响，该加热工序是要尽可能避免的工序。

在专利文献5中，示出了进行退火温度的最优化从而能够将退火温度降低至约200℃，示出了硬偏置层的矫顽力为3.5kOe以上，但每单位面积的剩磁为约1.2memu/cm²，不满足硬偏置层所期望的上述磁特性。