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      磁阻效應(yīng)元件、磁存儲(chǔ)器、磁頭及記錄再生裝置的制作方法

      文檔序號(hào):329703閱讀:225來(lái)源:國(guó)知局

      專利名稱::磁阻效應(yīng)元件、磁存儲(chǔ)器、磁頭及記錄再生裝置的制作方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      :本發(fā)明涉及一種磁阻效應(yīng)元件、搭載該磁阻效應(yīng)元件的磁存儲(chǔ)器、磁頭及磁記錄再生裝置。冃尿孜不近年來(lái),硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器(HDD:HardDiskDrive)在進(jìn)行著高速的小型化高密度化,預(yù)計(jì)今后也會(huì)進(jìn)一步地高密度化。通過(guò)縮窄記錄軌道(卜,5/夕)寬度,提高軌道密度,可以實(shí)現(xiàn)HDD的高密度化。但是,軌道寬度若變狹窄,則所記錄的磁化的大小、即記錄信號(hào)變小,則需要提高再生介質(zhì)信號(hào)的MR頭的再生靈敏度。最近,人們采用含有利用了巨大磁阻效應(yīng)(GMR:GiantMagneto-Resistanceeffect)的高靈敏度的自轉(zhuǎn)閥膜的GMR頭。自轉(zhuǎn)閥膜是具有在2層強(qiáng)磁性層之間夾住非磁性間隔層的三明治結(jié)構(gòu)的層壓膜,產(chǎn)生電阻變化的層壓膜結(jié)構(gòu)部位又被稱為自旋依存散射單元。2層強(qiáng)磁性層的其中一強(qiáng)磁性層(叫做"固定層'或"磁化固定層")的磁化方向被反強(qiáng)磁性層等固定。另一強(qiáng)磁性層(叫做"自由層'或"磁化自由層")的磁化方向可因外部磁場(chǎng)的變化而變化。在自旋閥膜中,通過(guò)2層強(qiáng)磁性層的磁化方向的相對(duì)角度的變化,得到很大的磁阻效應(yīng)。(如參照專利文獻(xiàn)l)在使用自旋閥膜的磁阻效應(yīng)元件中存在CIP(CurrentInPlane)-GMR元件、CPP(CurrentPerpendiculartoPlane)-GMR元件、TMR(TunnelingMagneto-Resistance)元件。在CIP-GMR元件中,讀出電流與自旋閥膜的面平行地通過(guò),在CPP-GMR、TMR元件中,讀出電流在大致與自旋閥膜的面垂直方向上通過(guò)。在膜面垂直方向通電的方式中,在通常的CIP-GMR中作為間隔層使用金屬層,在TMR元件中作為間隔層使用絕緣層。專利文獻(xiàn)1:R本專利特開(kāi)2002-208744號(hào)公報(bào)
      發(fā)明內(nèi)容今后,若隨著磁頭或MRAM儀器的高密度化進(jìn)行磁阻效應(yīng)元件的微細(xì)化,則磁阻效應(yīng)元件將需要更大的MR比。欲提高磁阻效應(yīng),則使磁化固定層及磁化自由層的自旋依存散射因子增大變得很重要。本發(fā)明的目的在于,提供MR比高的磁阻效應(yīng)元件、及使用這樣的磁阻效應(yīng)元件的磁頭及磁記錄再生裝置。本發(fā)明的磁阻效應(yīng)元件,其特征在于,具有磁化方向?qū)嵸|(zhì)上被固定成一個(gè)方向的第1磁性層、磁化方向隨外部磁場(chǎng)變化的第2磁性層和設(shè)置在第1磁性層和第2磁性層之間的間隔層,第1磁性層和第2磁性層的至少任一層含有式MlaM2bXe(5^-68、10^73、22^《85)所表示的磁性化合物,Ml是選自Co、Fe、Ni的至少一種元素,M2是選自Ti、V、Cr、Mn的至少一種元素,X是選自N、O、C的至少一種元素??梢詮谋景l(fā)明的MR元件得到很大的MR比,其結(jié)果可以提供高功率的在膜面垂直方向通電的方式的磁阻效應(yīng)元件、及使用這樣的磁阻效應(yīng)元件的磁存儲(chǔ)器、磁頭及磁記錄再生裝置。根據(jù)本發(fā)明,可以提供MR比高的磁阻效應(yīng)元件、使用這樣的磁阻效應(yīng)元件的磁頭及磁記錄再生裝置。圖1是本發(fā)明的實(shí)施例1至實(shí)施例4的磁阻效應(yīng)膜的剖面圖。圖2是本發(fā)明的實(shí)施例1的變形例1的磁阻效應(yīng)膜的剖面圖。圖3是本發(fā)明的實(shí)施例1的變形例2的磁阻效應(yīng)膜的剖面圖。圖4是本發(fā)明的實(shí)施例1的變形例3的磁阻效應(yīng)膜的剖面圖。圖5是本發(fā)明的實(shí)施例1的變形例4的磁阻效應(yīng)膜的剖面圖。圖6是本發(fā)明的實(shí)施例1的變形例5的磁阻效應(yīng)膜的剖面圖。圖7是本發(fā)明的實(shí)施例5的磁阻效應(yīng)膜的剖面圖。圖8是本發(fā)明的實(shí)施例5的變形例1的磁阻效應(yīng)膜的剖面圖。圖9是本發(fā)明的實(shí)施例5的變形例2的磁阻效應(yīng)膜的剖面圖。圖IO是表示將本發(fā)明的實(shí)施方式的磁阻效應(yīng)元件組裝到磁頭的狀態(tài)的剖面圖。圖11同樣是表示將本發(fā)明的實(shí)施方式的磁阻效應(yīng)元件組裝到磁頭的狀態(tài)的剖面圖。圖12是例示磁記錄再生裝置的概略構(gòu)成的主要部分的立體圖。圖13是從盤(pán)一側(cè)觀察自驅(qū)動(dòng)器臂155的前端的磁頭萬(wàn)向接頭組件的放大立體圖。圖14是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的磁存儲(chǔ)器的矩陣構(gòu)成的一個(gè)例子的圖圖15是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的磁存儲(chǔ)器的矩陣構(gòu)成的其他例子的16是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的磁存儲(chǔ)器的主要部分的圖。圖17是沿圖17的A-A'線的剖面圖。符號(hào)說(shuō)明12鎖定層131下部固定層1331上部固定層下層141金屬層11基底層13固定層133上部固定層14間隔層15自由層16罩蓋層18固定層21下電極151下部自由層17間隔層181上部固定層22上電極132磁結(jié)合中間層1332上部固定層上層142電阻調(diào)節(jié)層143金屬層152上部自由層182磁偶合中間層183下部固定層具體實(shí)施方式以下,參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。還有,在以后的說(shuō)明中,對(duì)相同的部分賦予同樣的符號(hào),省略重復(fù)的說(shuō)明。在本實(shí)施方式中,在磁阻效應(yīng)膜的磁化固定層(固定層)及磁化自由層(free層)中的至少1層中配置有磁性化合物的新材料。作為磁阻效應(yīng)膜的自由層、固定層中所含的磁性化合物的新材料,使用MlJv!2bXe所表示的磁性化合物,其中Ml是選自Co、Fe、Ni中的至少一種的磁性3d過(guò)渡金屬元素,M2是選自Ti、V、Cr、Mn中的至少一種的非磁性3d過(guò)渡金屬元素,X是選自N、0、C中的至少一種的非金屬元素,且5^^68、且10^73、2K《85。上述磁性化合物由于具有很高的自旋極化率,因此自旋依存散射效應(yīng)很大,可以得到很大的MR比。我們認(rèn)為上述磁性化合物具有很高的自旋極化率的理由如下非磁性3d過(guò)渡金屬元素由于具有接近于磁性3d過(guò)渡金屬元素的電子結(jié)構(gòu),因此易具有弱磁性。在非磁性3d過(guò)渡金屬元素和磁性3d過(guò)渡金屬元素結(jié)合的情況下,相互的能帶結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,非磁性3d過(guò)渡金屬元素更顯著地顯現(xiàn)出磁性,不僅是磁性3d過(guò)渡金屬元素對(duì)自旋依存?zhèn)鲗?dǎo)起作用,非磁性3d過(guò)渡金屬元素也對(duì)自旋依存?zhèn)鲗?dǎo)起作用。還有,非金屬元素若與上述的金屬元素結(jié)合,則可以助長(zhǎng)非磁性3d過(guò)渡金屬元素和磁性3d過(guò)渡金屬元素的能帶結(jié)構(gòu)的變化。其結(jié)果,磁性3d金屬元素及非磁性3d金屬元素的費(fèi)米面附近的能帶結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,得到很高的自旋極化率。對(duì)于式MlaM2bXe所表示的磁性化合物中的非磁性3d金屬元素Ti、V、Cr、Mn的組成比b,若添加量過(guò)少,則非磁性3d金屬元素對(duì)自旋依存?zhèn)鲗?dǎo)的貢獻(xiàn)變少,因此較好的是但是若添加量過(guò)多,由于相對(duì)地磁性3d過(guò)渡金屬元素變少,則非磁性3d金屬元素和磁性3d金屬元素之間的結(jié)合變少,因此非磁性3d過(guò)渡金屬元素的磁性變?nèi)?。所以,更好的?0^73。對(duì)于式MlaM2bXc所表示的磁性化合物中的非金屬元素N、O、C的組成比c,為了得到助長(zhǎng)非磁性3d過(guò)渡金屬和磁性3d過(guò)渡金屬的能帶結(jié)構(gòu)的變化,因此較好的是22^c。但是若添加量過(guò)多,相對(duì)地非磁性3d金屬元素和磁性3d金屬元素變少,則負(fù)責(zé)自旋依存?zhèn)鲗?dǎo)的元素變少,因此較好的是2K《85。還有,為了將所含有的非磁性3d過(guò)渡金屬和大部分的磁性3d過(guò)渡金屬元素結(jié)合而得到很大的自旋極化率,更好的是3(^《75。對(duì)于式M^M2bXe所表示的磁性化合物中的磁性3d金屬元素Co、Fe、Ni的組成比a,若添加量過(guò)少,則由于非磁性3d金屬元素和磁性3d金屬元素的偶合變少,所以非磁性3d過(guò)渡金屬元素的磁性變?nèi)?。但是若添加量過(guò)多,相對(duì)地非磁性3d金屬元素的組成比b和非金屬元素的組成比c變少,則已經(jīng)顯示的由添加非磁性3d金屬元素和非金屬元素所引起的自旋極化率的增大效應(yīng)變?nèi)酢R虼?,較好的是5^《68。作為磁性化合物的結(jié)晶結(jié)構(gòu),在式MlaM2bXe的組成范圍內(nèi)、尤其在MR高漲的30^《75的組成范圍內(nèi),有時(shí)結(jié)晶結(jié)構(gòu)會(huì)成為非結(jié)晶形。通過(guò)結(jié)晶結(jié)構(gòu)變成微結(jié)晶或非結(jié)晶形,使自旋依存散射界面變平滑,則自旋依存散射效應(yīng)變得更大,由此可以得到更高的MR變化率。作為含有式MlaM2bXe所表示的磁性化合物的層的膜厚度,從縮短自旋閥膜的間隙(gap)長(zhǎng)度的觀點(diǎn)和不將電阻值提高到所必需的以上的觀點(diǎn)出發(fā),薄的較好,較好的是小于等于5nm。另一方面,若過(guò)薄,則不能得到充分的自旋依存散射效應(yīng),因此較好的是大于等于0.5nm。根據(jù)上述,磁性化合物層的膜厚度較好的是大于等于0.5nm、小于等于5nm。作為磁性化合物層的制作方法,可以通過(guò)將M1-M2的合金材料噴濺成膜,之后使之在X元素氣氛中反應(yīng),制作Ml-M2-X磁性化合物層。也可以通過(guò)將純Ml材料和純M2材料依靠噴濺層壓成膜,之后使之在X元素氣氛中反應(yīng),制作M1-M2-X磁性化合物層。在X元素氣氛中反應(yīng)的情況下,也可以邊進(jìn)行邊同時(shí)照射Ar等稀有氣體的離子射線或等離子體。根據(jù)該方法,可以制作穩(wěn)定的磁性化合物。此外,也可以使用Ml-M2-X靶,進(jìn)行噴濺成膜。含有磁性化合物的磁性層,既可以是磁性化合物的單層膜,也可以具有與強(qiáng)磁性薄膜層層壓的結(jié)構(gòu)。作成層壓結(jié)構(gòu)時(shí),作為強(qiáng)磁性薄膜層,可以使用以往的強(qiáng)磁性材料。在自由層中使用磁性化合物的情況下,通過(guò)層壓軟磁性特性比磁性化合物的優(yōu)良的軟磁性膜,可以優(yōu)化磁場(chǎng)響應(yīng)性。此外,在固定層中使用磁性化合物層的情況下,通過(guò)做成與更易固定成一個(gè)方向上的材料層壓的膜,可以優(yōu)化固定特性。實(shí)施例實(shí)施例1以下,關(guān)于本發(fā)明的實(shí)施例,參照。圖1是本實(shí)施例的磁阻效應(yīng)元件的剖面圖。圖1的磁阻效應(yīng)元件具有形成在基板上的下電極21、基底層ll、鎖定層12(t。二乂夕"層)、固定層13、間隔層14、自由層15、罩蓋層16及上電極22。其中,固定層13、間隔層14、自由層15與在2個(gè)強(qiáng)磁性層之間夾住間隔層14而成的自旋閥膜(自旋依存散射單元)相對(duì)應(yīng)。本實(shí)施例中,采取合成自旋閥結(jié)構(gòu),在固定層13的間隔側(cè)的上部固定層133及自由層15中采用式MlaM2bXe所表示的磁性化合物中。本實(shí)施例中作為磁性化合物層MlaM2bXe,使用改變組成比的Co-Ti-O。以下,說(shuō)明磁阻效應(yīng)元件的構(gòu)成要素。下電極21是用于磁阻效應(yīng)膜的膜面垂直方向上通電的電極。通過(guò)在下電極21和上電極22之間施加電壓,電流在磁阻效應(yīng)膜內(nèi)部沿著其膜垂直方向流過(guò)。憑借該讀出電流,通過(guò)檢測(cè)由磁阻效應(yīng)引起的電阻變化,檢測(cè)磁力。由于電流通過(guò)于磁阻效應(yīng)膜中,因此在下電極21中使用電阻較小的金屬層。作為基底層11,在該下電極21上形成Ta[5nm]/Ru[2nm]膜。Ta是緩和電極粗糙的緩沖層lla。Ru是控制在其上成膜的自旋閥膜的結(jié)晶取向及結(jié)晶粒徑的晶種(〉一K)層llb。作為緩沖層lla,也可以使用Ti、Zr、Hf、V、Cr、Mo、W或這些金屬的合金材料替代Ta。緩沖層lla的膜厚度較好的是l5nm。若緩沖層lla過(guò)薄,則會(huì)失去緩沖效果。另一方面,若緩沖層12a過(guò)厚,則由于引起在垂直方向上使讀出電流流通時(shí)的串聯(lián)電阻增大,因此并不理想。作為晶種層llb,較好的是使用具有hcp結(jié)構(gòu)(hexagonalclose-packedstructure:六方體最密結(jié)構(gòu))或fcc結(jié)構(gòu)(face-centeredcublicstructure:面心立方體結(jié)構(gòu))的材料。若將Ru作為晶種層1lb使用,則可以使在其上成膜的自旋閥膜的結(jié)品取向?yàn)閒ccU11)取向,可以使PtMn的結(jié)品取向?yàn)閒ct(111)取向、使bcc結(jié)構(gòu)的結(jié)晶取向?yàn)閎cc(110)取向。晶種層llb的膜厚度較好的是26nm。若晶種層1lb的厚度過(guò)薄,則會(huì)失去結(jié)晶取向的控制效果。若緩沖層llb過(guò)厚,則會(huì)引起讀出電流在垂直方向上流過(guò)時(shí)的串聯(lián)電阻增大,因此并不理想。作為鎖定層12,在基底層11之上形成Pt5oMii5()[15nm]膜。鎖定層12具有固定在其上成膜的固定層13的磁化方向的作用。對(duì)于鎖定層ll的膜厚度,若過(guò)薄則不能發(fā)現(xiàn)固定功能,因此不理想,若過(guò)厚則從窄間隙化的觀點(diǎn)來(lái)看不理想。作為鎖定層12使用Pt5QMn5()時(shí),Pt5oMnso膜厚度較好的是8-20nm左右,1(M5nm更好。作為用于鎖定層12的反強(qiáng)磁性材料,除PtMn之外,可以舉例如PdPtMn、IrMn。因?yàn)镮rMn與PtMn或PdPtMn相比以更薄的膜厚度發(fā)現(xiàn)固定功能,所以從窄間隙化的觀點(diǎn)來(lái)看,IrMn比較好。作為鎖定層12使用IrMn時(shí),IrMn的膜厚度較好的是4-12nm,510nm更好。在鎖定層12之上形成固定層13膜。在本實(shí)施例中,作為固定層13使用合成固定層,該合成固定層含有下部固定層131(Co9oFe,o[l3nm]),磁偶合中間層132(Ru)、上部固定層133(磁性化合物M1-M2-X)。下部固定層131和鎖定層13交換磁偶合,具有單向各向異性。下部固定層131和上部固定層133通過(guò)磁結(jié)合中間層132進(jìn)行磁偶合,以使磁化的方向互相朝向反平行。本實(shí)施例中,作為用于上部固定層133的磁性化合物Ml-M2-X的材料,將Co用作磁性金屬元素M1、將Ti用作非磁性金屬元素M2、將O用作非金屬元素X,改變組成比進(jìn)行制作。下部固定層131較好的是設(shè)計(jì)成磁膜厚度即飽和磁化BsX膜厚度t(Bst乘積)大致與上部固定層133相等。本實(shí)施例中,將用于上部固定層133的磁性化合物(Co-Ti-O)的膜厚度固定為3nm,將用于下部固定層131的Co^Feu)的膜厚度在l-3nm適當(dāng)調(diào)整而制作,以使用于下部固定層131的Q)9oFe,0的飽和磁化與上部固定層133的磁膜厚度相等。從基于鎖定層12(PtMn)的單向各向異性磁場(chǎng)強(qiáng)度及以Ru為介質(zhì)的下部131和上部固定層133之間的反強(qiáng)磁性結(jié)合磁場(chǎng)強(qiáng)度的觀點(diǎn)來(lái)看,用于下部固定層131的磁性層的膜厚度較好的是0.55nm左右。若膜厚度過(guò)薄,則MR變化率變小。若膜厚度過(guò)厚,則難以得到對(duì)儀器動(dòng)作所必需的充分的單向各向異性磁場(chǎng)。在下部固定層131中,可以使用例如CoxFe,-x合金(X=0100%)、NixFe1QQ.x合金(X=0~100%)或在其中添加非磁性元素的物質(zhì)。磁結(jié)合中間層(Ru層)132具有使上下的磁性層產(chǎn)生反強(qiáng)磁性偶合,形成合成固定結(jié)構(gòu)的功能。磁偶合中間層132的膜厚度較好的是0.8lnm。只要是使上下的磁性層產(chǎn)生充分的反強(qiáng)磁性結(jié)合的材料,也可以使用除Ru以外的材料。上部固定層133成為自旋依存散射單元的一部分。尤其,位于與間隔層16的界面的磁性材料,從對(duì)自旋依存界面散射有貢獻(xiàn)的一點(diǎn)上,很重要。本實(shí)施例中,作為磁性化合物M1-M2-X,改變組成比來(lái)制作Co-Ti-0[3nm]。以這樣的磁性化合物Co-Ti-O為主要成分的上部固定層143,具有很高的自旋依存散射效應(yīng)。在固定層13上作為間隔層14形成Cu[5nm]膜。作為間隔層14,也可以用Au、Ag等來(lái)代替Cu。為了切斷自由層和固定層的磁偶合,間隔層14的膜厚度較厚為好,由于小于等于自旋散射長(zhǎng)度為理想,因此較好的是0.510nm、進(jìn)一步好的是155nm。在間隔層14上,作為自由層15,改變組成比來(lái)制作磁性化合物Co-Ti-0[3nm]。以這樣的磁性化合物Co-Ti-O為主要成分的自由層15具有很高的自旋依存散射效應(yīng)。在自由層15上作為罩蓋層形成Cul0/Ta50膜。本實(shí)施例中,上部固定層133和自由層15中使用磁性化合物Co-Ti-0[3nm],改變Co-Ti-0的組成比來(lái)制作磁阻效應(yīng)元件。此外,作為比較例,也制作了在上部固定層133和自由層15中使用已有材料Co9oFe,o[3nm]的磁阻效應(yīng)元件。作為本實(shí)施例的磁性化合物層的制作方法,采用了將M1-M2的合金材料噴濺成膜,之后在X元素氣氛中反應(yīng)的方法。也可以通過(guò)噴濺將純Ml材料和純M2材料進(jìn)行層壓成膜,之后通過(guò)在X元素氣氛中反應(yīng),制作M1-M2-X磁性化合物層。在X元素氣氛中反應(yīng)時(shí),也可以邊進(jìn)行邊照射Ar等稀有氣體的離子射線或等離子體。根據(jù)該方法,可以制作穩(wěn)定的磁性化合物。此外,也可以使用M1-M2-X靶,進(jìn)行噴濺成膜。在本實(shí)施例中,制作了式CoJlbOc所表示的組成式中具有下述表1所示的組成比的磁阻效應(yīng)元件(此處,a、b、c是原子。/。[at.%])。在表l中--并顯示在各組成中相對(duì)于比較例MR比有無(wú)提高。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>經(jīng)過(guò)對(duì)本實(shí)施例的磁阻效應(yīng)元件進(jìn)行評(píng)價(jià),確認(rèn)在以特定范圍的Co-Ti-O的組成比制作的磁阻效應(yīng)元件可得到比比較例更大的MR比。我們認(rèn)為這樣的MR比的增大是由于通過(guò)制作適當(dāng)?shù)慕M成比,使磁性化合物具有很高的自旋極化率。我們認(rèn)為本發(fā)明的磁性化合物具有很高的自旋極化率的理由如下非磁性3d過(guò)渡金屬元素由于具有接近于磁性3d過(guò)渡金屬元素的電子結(jié)構(gòu),因此易具有弱磁性。在非磁性3d過(guò)渡金屬元素和磁性3d過(guò)渡金屬元素偶合時(shí),相互之間的能帶結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,非磁性3d過(guò)渡金屬元素更顯著地顯現(xiàn)出磁性,不僅是磁性3d過(guò)渡金屬元素對(duì)自旋依存?zhèn)鲗?dǎo)起作用,非磁性3d過(guò)渡金屬元素也對(duì)自旋依存?zhèn)鲗?dǎo)起作用。還有,若非金屬元素若與上述的金屬元素結(jié)合,則可以助長(zhǎng)非磁性3d過(guò)渡金屬元素和磁性3d過(guò)渡金屬元素的能帶結(jié)構(gòu)的變化。其結(jié)果,磁性3d金屬元素及非磁性3d金屬元素的費(fèi)米面附近的能帶結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,得到很高的自旋極化率。比較例的A00的MR比為0.6%。可以確認(rèn)在5^《68、1(^1^73且22sS《85的范圍內(nèi)制作的磁阻效應(yīng)元件的MR比超過(guò)比較例大于等于P/。。此外,可以確認(rèn)在上述的范圍中,在30^《75的范圍內(nèi)制作的磁阻效應(yīng)元件中有超過(guò)15%的特別大的MR比,可見(jiàn)使用磁性化合物引起的MR比的提高特別顯著。對(duì)于式MlaM2bXe所表示的磁性化合物中的非磁性3d金屬元素Ti、V、Cr、Mn的組成比b,若添加量過(guò)少,則非磁性3d金屬元素對(duì)自旋依存?zhèn)鲗?dǎo)的貢獻(xiàn)變少,較好的是但是若添加量過(guò)多,則相對(duì)地非磁性3d金屬元素和磁性3d金屬元素之間的偶合變少,因此非磁性3d過(guò)渡金屬元素的磁性變?nèi)?。所以,更好的?0^73。對(duì)于式MlaM2bXe所表示的磁性化合物中的非金屬元素N、O、C的組成比c,為了得到助長(zhǎng)非磁性3d過(guò)渡金屬和磁性3d過(guò)渡金屬的能帶結(jié)構(gòu)的變化的效果,較好的是2XC。但是若添加量過(guò)多,則相對(duì)地非磁性3d過(guò)渡金屬元素和磁性3d過(guò)渡金屬元素變少,承擔(dān)自旋依存?zhèn)鲗?dǎo)的元素變少,因此較好的是22^c^85。還有,為了將所含有的非磁性3d過(guò)渡金屬和大部分磁性3d過(guò)渡金屬結(jié)合,得到很大的自旋極化率,則是30^《75,這樣的話,可以得到特別大的MR比。對(duì)于式MlaM2bXe所表示的磁性化合物中的磁性3d金屬元素Co、Fe、Ni的組成比a,若添加量過(guò)少,則非磁性3d金屬元素和磁性3d金屬元素的偶合變少,因此非磁性3d過(guò)渡金屬元素的磁性變?nèi)?。但是若添加量過(guò)多,相對(duì)地非磁性3d金屬元素的組成比b和非金屬元素的組成比c變少,則已經(jīng)顯示的通過(guò)添加非磁性3d金屬元素和非金屬元素所引起的自旋極化率的增大效應(yīng)變?nèi)酢R虼?,較好的是K-68。作為磁性化合物的結(jié)晶結(jié)構(gòu),在式MlaM2bXe的組成范圍內(nèi)、尤其是MR高漲的30^《75的組成范圍內(nèi),有時(shí)結(jié)晶結(jié)構(gòu)會(huì)成為微結(jié)晶或非結(jié)晶形。通過(guò)結(jié)晶結(jié)構(gòu)為微結(jié)晶或非結(jié)晶形,使自旋依存散射界面變平滑,由此可以得到更高的MR變化率。作為式MlaM2bXe所表示的磁性化合物層的膜厚度,從縮短自旋閥膜的間隙長(zhǎng)度的觀點(diǎn)和不將電阻值提高為所必需以上的觀點(diǎn)出發(fā)薄的較好,較好的是小于等于5nm。另一方面,若過(guò)薄,則不能得到充分的自旋依存散射效應(yīng),較好的是大于等于0.5nm。根據(jù)上述,磁性化合物層的膜厚度較好的是大于等于0.5nm、小于等于5nm。在本實(shí)施例中磁性化合物層的膜厚度為3nm。還有,本實(shí)施例中在上部固定層133和自由層15中使用磁性化合物Co-Ti-O,但也可以僅在固定層133或自由層15的任意一層中使用磁性化合物Co-Ti-O,另一層可以使用己有材料。即使在僅插入到單層的情況下,由于可以提高所插入層的自旋依存散射,因此可以提高M(jìn)R比。在固定層133使用磁性化合物Co-Ti-0,在自由層15使用已有材料時(shí),作為自由層15可以使用例如Co9oFe1Q[lnm]/Ni83Fe17[3.5nm]。在使用已有材料時(shí),為了得到很高的MR變化率,自由層18的位于其與間隔層16的界面的磁性材料的選擇就很重要。該情況下,在自由層15與間隔層16的界面與其設(shè)置NiFe合金,不如設(shè)置CoFe合金為好。在使用Co9()Fe附近的CoFe合金時(shí),較好的是將膜厚度設(shè)為0.54rnn。使用其他組成(如與固定層14相關(guān)說(shuō)明的組成)的CoFe合金時(shí),較好的是將膜厚度設(shè)為0.52nm。如為了提升自旋依存界面散射效應(yīng),考慮在自由層18中也與固定層14一樣使用具有bcc結(jié)構(gòu)的Fe5oQ)5。(或FexC0l(^x(X=45~85))。此時(shí),為了維持軟磁性,自由層18不能使用過(guò)厚的膜厚度,而理想的膜厚度范圍是0.5lnm。在使用不含Co的Fe時(shí),由于軟磁性特性比較良好,因此可以使膜厚度為0.54nm左右。設(shè)置在CoFe層之上的NiFe層是軟磁性特性穩(wěn)定的材料。CoFe合金的軟磁性特性雖然不那么穩(wěn)定,但通過(guò)在其上設(shè)置NiFe合金,可以補(bǔ)充軟磁性特性,可以得到很大的Mr變化率。NiFe合金的組成,較好的是NixFe1Qo.x"=7585%左右)。NiFe層的膜厚度,較好的是25nrn。不使用NiFe層時(shí),也可以使用將多層l2nm的CoFe層或多層Fe層、和多層0.10.8nm左右極薄Cu層相互層壓的自由層15。在自由層15使用磁性化合物Co-Ti-0,在上部固定層133使用已有材料時(shí),作為上部固定層133,可以使用如{(Fe5oCo5o[lnm]/Cu[2.5nm])x2/Fe5C)Co5o[lnm]}。在己有材料當(dāng)中,在與間隔層16的界面中使用具有bcc結(jié)構(gòu)的磁性材料時(shí),由于自旋依存界面散射效應(yīng)很大,因此可以實(shí)現(xiàn)很大的Mr變化率。作為具有bcc結(jié)構(gòu)的FeCo系合金,可以舉例如FexCo1Q()_x"=30~100%左右)或在FexCo,oo.x加入添加元素的物質(zhì)。此外,由具有易實(shí)現(xiàn)很高的Mr變化率的bcc結(jié)構(gòu)的磁性層形成固定層13時(shí),為了更穩(wěn)定地保持bcc結(jié)構(gòu),具有bcc結(jié)構(gòu)的膜厚度較好的是大于等于2nm。為了得到很大的固定(匕"V固著)磁場(chǎng)的同時(shí)保持bcc結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,具有bcc結(jié)構(gòu)的固定層133的膜厚度范圍較好的是2.54nm左右。作為上部固定層133,可以使用將磁性層(FeCo層)和非磁性層(極薄Cu層)相互層疊而成的物質(zhì)。在具有這樣的結(jié)構(gòu)的上部固定層143中,可以提升被稱作整體(/《》夕)散射效應(yīng)的自旋依存散射效應(yīng)。在上部固定層133中也可以使用含有Co、Fe、Ni或這些合金材料的單層膜。如,作為最單純的結(jié)構(gòu)的上部固定層143,也可以使用Co9oFeu)單層。也可在這樣的材料中添加元素。變形例l:單一(singl)固定自旋閥的情況圖2中表示的是作為圖1所示的實(shí)施例1的變形例,磁化固定層不是3層結(jié)構(gòu)(合成結(jié)構(gòu))而是單層的磁阻效應(yīng)元件。在圖2中,本變形例的磁阻效應(yīng)元件具有形成在基板上的下電極21、基底層ll、鎖定層12、固定層13、間隔層14、自由層15、罩蓋層16及上電極22。本變形例中,在單層固定層13和自由層18中采用磁性化合物M1-M2-X。磁性化合物M1-M2-X,可以和實(shí)施例1一樣使用Co-Ti-O,即使在本變形例中,也取得了和實(shí)施例1一樣的效果。作為磁性化合物M1-M2-X的組成,Ml即使使用選自Co、Fe、Ni中的至少一種的磁性3d過(guò)渡金屬,也能取得同樣的效果。M2即使使用選自Ti、V、Cr、Mn中的至少一種的非磁性3d過(guò)渡金屬元素,也能取得同樣的效果。X即使使用選自N、O、C中的至少一種的非金屬元素,也能取得同樣的效果。變形例2:頂端(top)型的自旋閥的情況圖3中表示的是作為圖1顯示的實(shí)施例1的變形例,通過(guò)間隔層,磁化固定層、磁化自由層的位置與實(shí)施例1相反的磁阻效應(yīng)元件。在圖3中,本變形例的磁阻效應(yīng)元件具有形成在基板上的下電極21、基底層ll、自由層15、間隔層14、固定層13、鎖定層12、罩蓋層16及上電極22。在本變形例中,采取合成自旋閥結(jié)構(gòu),在固定層13的間隔層一側(cè)的下部固定層133及自由層15中采用磁性化合物Ml-M2-X。磁性化合物M1-M2-X,可以和實(shí)施例1一樣使用Co-Ti-O,即使在本變形例中,也能取得和實(shí)施例1一樣的效果。作為磁性化合物M1-M2-X的組成,Ml即使使用選自Co、Fe、Ni中的至少一種的磁性3d過(guò)渡金屬,也能取得同樣的效果。M2即使使用選自Ti、V、Cr、Mn中的至少一種的非磁性3d過(guò)渡金屬元素,也能取得同樣的效果。X即使使用選自N、O、C中的至少一種的非金屬元素,也能取得同樣的效果。變形例3:雙固定型的自旋閥的情況圖4中表示的是作為圖1顯示的實(shí)施例1的變形例的在自山層上下具有2組間隔層及固定層的雙重型的磁阻效應(yīng)元件。在圖4中,本變形例的磁阻效應(yīng)元件具有形成在基板上的下電極21、基底層ll、鎖定層12、固定層13、間隔層14、自由層15、間隔層7、固定層18、鎖定層19、罩蓋層16及上電極22。在本變形例中,在固定層13及固定層18都采取合成自旋閥結(jié)構(gòu),在固定層13的間隔層一側(cè)的上部固定層133、固定層18的間隔層一側(cè)的下部固定層183及自由層15中采用磁性化合物M1-M2-X。磁性化合物M1-M2-X,可以和實(shí)施例1一樣使用Co-Ti-O,即使在本變形例中,也能取得和實(shí)施例1一樣的效果。作為磁性化合物Ml-M2-X的組成,Ml即使使用選自Co、Fe、Ni中的至少一種的磁性3d過(guò)渡金屬,也能取得同樣的效果。M2即使使用選自Ti、V、Cr、Mn中的至少一種的非磁性3d過(guò)渡金屬元素,也能取得同樣的效果。X即使使用選自N、O、C中的至少一種的非金屬元素,也能取得同樣的效果。變形例4:將自由層做成層壓結(jié)構(gòu)的情況圖5中表示的是作為圖1顯示的實(shí)施例1的變形例將自由層做成磁性化合物層和強(qiáng)磁性薄膜層的層壓結(jié)構(gòu)的磁阻效應(yīng)元件。在圖5中,本變形例4的磁阻效應(yīng)元件具有形成在基板上的下電極21、基底層ll、鎖定層12、固定層13、間隔層14、自由層15、罩蓋層16及上電極22。在本變形例4中,自由層15為下部自由層151和上部自由層152的層壓膜。此外,在本變形例4中采取合成自旋閥結(jié)構(gòu),在固定層13的間隔層一側(cè)的上部固定層133和下部自由層151中采用磁性化合物M1-M2-X。用于上部自由層152的強(qiáng)磁性薄膜層通過(guò)使用比磁性化合物的軟磁性特性更優(yōu)良的軟磁性膜,可以優(yōu)化磁場(chǎng)響應(yīng)性。作為用于上部自由層152的強(qiáng)磁性薄膜層的材料,可以使用NiFe合金。NiFe合金的組成較好的是NixFe1()。.x(乂=78~85%左右),NiFe層的膜厚度較好的是2-5nm。在不使用NiFe層時(shí),也可以使用將多層l~2mn的CoFe層或Fe層和0.10.8nm左右極薄Cu層相互層壓的自由層。此外,也可以使用在CoFe合金中軟磁性特性特別穩(wěn)定的C09。Fe1()。在使用CowFe附近的CoFe合金時(shí),較好的是將膜厚度設(shè)為0.54nm。使用其他組成的CoFe合金時(shí),為了保持軟磁性特性,較好的是將膜厚度設(shè)為0.5~2nm。磁性化合物M1-M2-X,可以和實(shí)施例1一樣使用Co-Ti-O,即使在本變形例中,也能得到和實(shí)施例1一樣的比己知材料高的MR變化率。作為磁性化合物M1-M2-X的組成,Ml即使使用選自Co、Fe、M中的至少一種的磁性3d過(guò)渡金屬元素,也能取得同樣的效果。M2即使使用選自Ti、V、Cr、Mn中的至少一種的非磁性3d過(guò)渡金屬元素,也能取得同樣的效果。X即使使用選自N、O、C中的至少一種的非金屬元素,也能取得同樣的效果。在本變形例4,在下部自由層151中使用磁性化合物Ml-M2-X,在上部自由層151中使用強(qiáng)磁性薄膜層,但是也可以在下部自由層151中使用強(qiáng)磁性薄膜層,在上部自由層152中使用磁性化合物M1-M2-X。在磁性化合物的自旋依存散射分為整體散射和界面散射考慮情況下,根據(jù)磁性化合物Ml-M2-X的制作方法,有時(shí)自旋依存整體散射比用于強(qiáng)磁性薄膜層的已有的強(qiáng)磁性材料高,而自旋依存界面散射比用于強(qiáng)磁性薄膜層的已有的強(qiáng)磁性材料低。此時(shí),在間隔層界面配置強(qiáng)磁性薄膜層,僅有效使用磁性化合物的自旋依存整體散射效應(yīng),可以得到很高的MR變化率。此外,在本變形例4雖然做成磁性化合物層和強(qiáng)磁性薄膜層的2層層壓,但也可以做成強(qiáng)磁性薄膜層/磁性化合物層/強(qiáng)磁性薄膜層這樣的大于等于3層的層壓結(jié)構(gòu)。在本變形例4中,固定層做成磁性化合物M1-M2-X單層,但也可以使用已有材料。此外,也可以與后述的本變形例5結(jié)合,自由層及固定層2層的磁性層是層壓型。變形例5:將固定層做成層壓結(jié)構(gòu)的情況圖6中表示的是作為圖1顯示的實(shí)施例1的變形例的將固定層做成磁性化合物層和強(qiáng)磁性薄膜層的層壓結(jié)構(gòu)的磁阻效應(yīng)元件。在圖6,本變形例5的磁阻效應(yīng)元件具有形成在基板上的下電極21、基底層ll、鎖定層12、固定層13、間隔層14、自由層15、罩蓋層16及上電極22。在本變形例5中,采取合成自旋閥結(jié)構(gòu),將固定層13的間隔層一側(cè)的上部固定層133做成上部固定層下層1331和上部固定層上層1332的層壓膜,在上部固定層1332和自由層15采用式MLM2bXc所表示的磁性化合物。如本變形例所示,通過(guò)上部固定層133使用磁性化合物和強(qiáng)磁性層的層壓結(jié)構(gòu),由于易在一個(gè)方向固定,因此可以優(yōu)化固定層的固定特性。在本變形例中在上部固定層下層1331使用強(qiáng)磁性層。作為用于上部固定層下層1331的強(qiáng)磁性薄膜層的材料,Co、Fe、Ni等的單體金屬或含有這些任意一個(gè)元素的合金材料都可以使用。磁性化合物M1-M2-X可以和實(shí)施例1一樣使用Co-Ti-O,即使在本變形例中,也能得到和實(shí)施例1一樣的比已有材料高的MR變化率。作為磁性化合物M1-M2-X的組成,Ml即使使用選自Co、Fe、Ni中的至少一種的磁性3d過(guò)渡金屬,也能取得同樣的效果。M2即使使用選自Ti、V、Cr、Mn中的至少一種的非磁性3d過(guò)渡金屬元素,也能取得同樣的效果。X即使使用選自N、O、C中的至少一種的非金屬元素,也能取得同樣的效果。在本變形例5中,在上部固定層上層1332中使用磁性化合物Ml-M2-X,在上部固定層下層1331中使用強(qiáng)磁性薄膜層,但是也可以在上部固定層上層1332中使用強(qiáng)磁性薄膜層,在上部固定層下層1331中使用磁性化合物層。在將磁性化合物的自旋依存散射分為整體散射和界面散射考慮時(shí),根據(jù)磁性化合物Ml-M2-X的制作方法,有時(shí)自旋依存整體散射比用于強(qiáng)磁性薄膜層的己有的強(qiáng)磁性材料高,而自旋依存界面散射比用于強(qiáng)磁性薄膜層的已有的強(qiáng)磁性材料低。此時(shí),在間隔層界面配置強(qiáng)磁性薄膜層,僅有效使用磁性化合物的自旋依存整體散射效應(yīng),可以得到很高的MR變化率。此外,在本變形例5中雖然做成磁性化合物層和強(qiáng)磁性薄膜層的2層層壓,但也可以做成強(qiáng)磁性薄膜層/磁性化合物層/強(qiáng)磁性薄膜層這樣的3層層壓結(jié)構(gòu)。在本變形例5中,自由層做成磁性化合物M1-M2-X單層,但也可以使用己有材料。此外,也可以與本變形例4結(jié)合,自由層及固定層2層的磁性層都具有磁性化合物層和強(qiáng)磁性薄膜的層壓結(jié)構(gòu)。實(shí)施例2接著,就本發(fā)明的實(shí)施例2的磁阻效應(yīng)元件進(jìn)行說(shuō)明。在本實(shí)施例中,由于改變磁性化合物的材料這一點(diǎn)與實(shí)施例l不同,因此就與實(shí)施例1明顯不同的部分進(jìn)行說(shuō)明,對(duì)相同的部分省略說(shuō)明。在本實(shí)施例中,在上部固定層133和自由層15使用磁性化合物Co-V-0[3nm],改變Co-V-O的組成比制作磁阻效應(yīng)元件。此外,作為比較例,制作了在上部固定層133和自由層15使用已有材料Co9QFeIQ[3nm]的磁阻效應(yīng)元件。通過(guò)評(píng)價(jià)本實(shí)施例的磁阻效應(yīng)元件,可以確認(rèn)在以特定范圍的Co-V-O的組成比制作的磁阻效應(yīng)元件中,可得到比比較例大的MR比。我們認(rèn)為這樣的MR比的增大是由于通過(guò)制作適當(dāng)?shù)慕M成比,使磁性化合物具有很高的自旋極化率。在本實(shí)施例中,制作了在式COaVbOc所表示的組成式中的具有下述表2所示的組成比的磁阻效應(yīng)元件(此處,a、b、c是原子。/。[at.%])。在表2中一并顯示在各組成中相對(duì)于比較例MR比有無(wú)提高。表2樣本編號(hào)磁性材料相對(duì)于比較例的MR比(比較例)A00Co90Fei0-B01Co69V|0O2i無(wú)B02Co68Vi0O22有B03Co60V1003o特B04Co40Vi0O50特B05Co15V10O75特B06Co5V10O85有B07Co4V10O86無(wú)B08Co69V9022無(wú)B09C05V73022有BIOC04V74C)22無(wú)BllCo4V66O30無(wú)B12Co4V30O66無(wú)B13Co5V65O30特B14Co10V50O40特B15G030V30O40特B16C020V20O60特比較例的AOO的MR比為0.6%??梢源_認(rèn)在5^《68、10^73且22^《85的范圍內(nèi)制作的磁阻效應(yīng)元件的MR比超過(guò)比較例大于等于1%。還可以確認(rèn)在上述的范圍中在30^《75的范圍內(nèi)制作的磁阻效應(yīng)元件中具有超過(guò)15%的特別大的MR比,可見(jiàn)使用磁性化合物引起的MR比的提高特別顯著。對(duì)于式MlaM2bXe所表示的磁性化合物中的非磁性3d金屬元素Ti、V、Cr、Mn的組成比b,若添加量過(guò)少,則非磁性3d金屬元素對(duì)自旋依存?zhèn)鲗?dǎo)的貢獻(xiàn)變少,則較好的是fe10。但是若添加量過(guò)多,則相對(duì)地非磁性3d金屬元素和磁性3d金屬元素之間的結(jié)合變少,因此非磁性3d過(guò)渡金屬元素的磁性變?nèi)酢K?,更好的?0s3^73。對(duì)于式MlaM2bXc所表示的磁性化合物中的非金屬元素N、O、C的組成比c,為了得到助長(zhǎng)非磁性3d過(guò)渡金屬和磁性3d過(guò)渡金屬的能帶結(jié)構(gòu)的變化的效果,因此較好的是2Kc。但是若添加量過(guò)多,相對(duì)地非磁性3d金屬元素和磁性3d金屬元素變少,則負(fù)責(zé)自旋依存?zhèn)鲗?dǎo)的元素變少,因此較好的是22^《85。還有,為了使所含有的非磁性3d過(guò)渡金屬和大部分的磁性3d過(guò)渡金屬偶合,得到很大的自旋極化率,則是3(^《75,這樣的話,可以得到很大的MR比。對(duì)于式MlaM2bXc所表示的磁性化合物中的磁性3d金屬元素Co、Fe、Ni的組成比a,若添加量過(guò)少,則非磁性3d金屬元素和磁性3d金屬元素的偶合變少,因此非磁性3d過(guò)渡金屬元素的磁性變?nèi)酢5侨籼砑恿窟^(guò)多,相對(duì)地非磁性3d金屬元素的組成比b和非金屬元素的組成比c變少,則己經(jīng)顯示出的通過(guò)添加非磁性3d金屬元素和非金屬元素所引起的自旋極化率的增大效應(yīng)變?nèi)?。因此,較好的是5^《68。在本實(shí)施例中,作為磁性化合物MlaM2bXc的組成,雖然作為Ml使用Co,作為M2使用V,作為X使用O,但是Ml即使使用選自Co、Fe、Ni中的至少一種的磁性3d過(guò)渡金屬,也能取得同樣的效果。M2即使使用選自Ti、V、Cr、Mn中的至少一種的非磁性3d過(guò)渡金屬元素,也能取得同樣的效果。X即使使用選自N、O、C中的至少一種的非金屬元素,也能取得同樣的效果。還有在實(shí)施例2中也可以適用如對(duì)于實(shí)施例1的變形例1~5那樣的膜結(jié)構(gòu)的變更。實(shí)施例3接著,就本發(fā)明的實(shí)施例3的磁阻效應(yīng)元件進(jìn)行說(shuō)明。在本實(shí)施例中,由于改變磁性化合物的材料這一點(diǎn)與實(shí)施例1不同,因此就與實(shí)施例1明顯不同的部分進(jìn)行說(shuō)明,對(duì)相同的部分省略說(shuō)明。在本實(shí)施例中,在上部固定層133和自由層15中使用磁性化合物Co-Cr-0[3nm],改變Co-Cr-O的組成比制作磁阻效應(yīng)元件。此外,作為比較例,制作了在上部固定層133和自由層15中使用己有材料Co9QFeK)[3nm]的磁阻效應(yīng)元件。通過(guò)評(píng)價(jià)本實(shí)施例的磁阻效應(yīng)元件,可以確認(rèn)在以特定范圍的Co-Cr-O的組成比制作的磁阻效應(yīng)元件中可得到比比較例大的MR比。我們認(rèn)為這樣的MR比的增大是由于通過(guò)制作適當(dāng)?shù)慕M成比,使磁性化合物具有很高的自旋極化率。在本實(shí)施例中,制作了在式CCrbOc所表示的組成式中的具有下述表3所示的組成比的磁阻效應(yīng)元件(此處,a、b、c是原子y。[at.%])。在表3中一并顯示在各組成中相對(duì)于比較例MR比有無(wú)提高。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>比較例的A00的MR比為0.6%??梢源_認(rèn)在5s^eS68、10^73且2K《85的范圍內(nèi)制作的磁阻效應(yīng)元件的MR比超過(guò)比較例大于等于1%。此外,可以確認(rèn)在上述的范圍中在30^《75的范圍內(nèi)制作的磁阻效應(yīng)元件中具有超過(guò)15%的特別大的MR比,可見(jiàn)使用磁性化合物引起的MR比的提高特別顯著。對(duì)于式MlaM2bXc所表示的磁性化合物中的非磁性3d金屬元素Ti、V、Cr、Mn的組成比b,若添加量過(guò)少,則非磁性3d金屬元素對(duì)自旋依存?zhèn)鲗?dǎo)的貢獻(xiàn)變少,則較好的是但是若添加量過(guò)多,相對(duì)地非磁性3d金屬元素和磁性3d金屬元素之間的結(jié)合變少,因此非磁性3d過(guò)渡金屬元素的磁性變?nèi)?。所以,更好的?0^73。對(duì)于式MLM2bXc所表示的磁性化合物中的非金屬元素N、O、C的組成比c,為了得到助長(zhǎng)非磁性3d過(guò)渡金屬和磁性3d過(guò)渡金屬的能帶結(jié)構(gòu)的變化的效果,因此較好的是2KC。但是若添加量過(guò)多,相對(duì)地非磁性3d金屬元素和磁性3d金屬元素變少,則負(fù)責(zé)自旋依存?zhèn)鲗?dǎo)的元素變少,因此較好的是22sS《S5。還有,為了使所含有的非磁性3d過(guò)渡金屬和大部分磁性3d過(guò)渡金屬結(jié)合,得到很大的自旋極化率,則是30^75,這樣的話,可以得到很大的MR比。對(duì)于式MlaM2bXc所表示的磁性化合物中的磁性3d金屬元素Co、Fe、Ni的組成比a,若添加量過(guò)少,則非磁性3d金屬元素和磁性3d金屬元素的結(jié)合變少,因此非磁性3d過(guò)渡金屬元素的磁性變?nèi)?。但是若添加量過(guò)多,相對(duì)地非磁性3d金屬元素的組成比b和非金屬元素的組成比c變少,則已經(jīng)顯示出的通過(guò)添加非磁性3d金屬元素和非金屬元素所引起的自旋極化率的增大效應(yīng)變?nèi)?。因此,較好的是5^《68。在本實(shí)施例中,作為磁性化合物式MlaM2bX的組成,雖然作為Ml使用Co,作為M2使用Cr,作為X使用O,但是Ml即使使用選自Co、Fe、Ni中的至少一種的磁性3d過(guò)渡金屬,也能取得同樣的效果。M2即使使用選自Ti、V、Q"、Mn中的至少一種的非磁性3d過(guò)渡金屬元素,也能取得同樣的效果。X即使使用選自N、O、C中的至少一種的非金屬元素,也能取得同樣的效果。還有,在實(shí)施例3中也可以適用如對(duì)于實(shí)施例1的變形例1~5那樣的膜結(jié)構(gòu)的變更。實(shí)施例4接著,就本發(fā)明的實(shí)施例4的磁阻效應(yīng)元件進(jìn)行說(shuō)明。在本實(shí)施例中,由于改變磁性化合物的材料這一點(diǎn)與實(shí)施例1不同,因此就與實(shí)施例1明顯不同的部分進(jìn)行說(shuō)明,對(duì)相同的部分省略說(shuō)明。在本實(shí)施例中,在上部固定層133和自由層15中使用磁性化合物Co-Mn-0[3nm],改變Co-Mn-O的組成比制作磁阻效應(yīng)元件。此外,作為比較例,也制作了在上部固定層133和自由層15使用已有材料Co9oFe1()[3nm]的磁阻效應(yīng)元件。通過(guò)評(píng)價(jià)本實(shí)施例的磁阻效應(yīng)元件,可以確認(rèn)在以特定范圍的Co-Mn-O的組成比制作的磁阻效應(yīng)元件中可得到比比較例大的MR比。我們認(rèn)為這樣的MR比的增大是由于通過(guò)制作適當(dāng)?shù)慕M成比,使磁性化合物具有很高的自旋極化率。在本實(shí)施例中,制作了式COaMnbOe所表示的組成式中具有下述表3所示的組成比的磁阻效應(yīng)元件(此處,a、b、c是原子。/。[at%])。在表3中一并顯示在各組成中相對(duì)于比較例MR比有無(wú)提高。<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>比較例的A00的MR比為0.6%??梢源_認(rèn)在5^《68、10s^《73且2K《85的范圍內(nèi)制作的磁阻效應(yīng)元件的MR比超過(guò)比較例為大于等于1%。此外,可以確認(rèn)在上述的范圍中在3(^《75的范圍內(nèi)制作的磁阻效應(yīng)元件中具有超過(guò)15%的特別大的MR比,可見(jiàn)使用磁性化合物引起的MR比的提高特別顯著。對(duì)于式MlaM2bXc所表示的磁性化合物中的非磁性3d金屬元素Ti、V、Cr、Mn的組成比b,若添加量過(guò)少,則非磁性3d金屬元素對(duì)自旋依存?zhèn)鲗?dǎo)的貢獻(xiàn)變少,則較好的是&10。但是若添加量過(guò)多,相對(duì)地非磁性3d金屬元素和磁性3d金屬元素之間的結(jié)合變少,因此非磁性3d過(guò)渡金屬元素的磁性變?nèi)酢K?,更好的?0^73。對(duì)于式MLM2bXe所表示的磁性化合物中的非金屬元素N、O、C的組成比c,為了得到助長(zhǎng)非磁性3d過(guò)渡金屬和磁性3d過(guò)渡金屬的能帶結(jié)構(gòu)的變化的效果,較好的是2KC。但是若添加量過(guò)多,相對(duì)地非磁性3d金屬元素和磁性3d金屬元素變少,負(fù)責(zé)自旋依存?zhèn)鲗?dǎo)的元素變少,因此較好的是22^《85。還有,為了將所含有的非磁性3d過(guò)渡金屬和大部分磁性3d過(guò)渡金屬偶合,得到很大的自旋極化率,則是3K《75,若這樣的話,可以得到很大的MR比。對(duì)于式MlaM2bXe所表示的磁性化合物中的磁性3d金屬元素Co、Fe、Ni的組成比a,若添加量過(guò)少,則非磁性3d金屬元素和磁性3d金屬元素的結(jié)合變少,因此非磁性3d過(guò)渡金屬元素的磁性變?nèi)酢5侨籼砑恿窟^(guò)多,相對(duì)地非磁性3d金屬元素的組成比b和非金屬元素的組成比c變少,則已經(jīng)顯示出的通過(guò)添加非磁性3d金屬元素和非金屬元素所引起的自旋極化率的增大效應(yīng)變?nèi)?。因此,較好的是5^《68。在本實(shí)施例中,作為磁性化合物式MlaM2bXe的組成,雖然作為Ml使用Co,作為M2使用Cr,作為X使用O,但是Ml即使使用選自Co、Fe、Ni中的至少一種的磁性3d過(guò)渡金屬,也能取得同樣的效果。M2即使使用選自Ti、V、Cr、Mn中的至少一種的非磁性3d過(guò)渡金屬元素,也能取得同樣的效果。X即使使用選自N、O、C中的至少一種的非金屬元素,也能取得同樣的效果。還有在實(shí)施例4中也可以適用如對(duì)于實(shí)施例1的變形例1~5那樣的膜結(jié)構(gòu)的變更。實(shí)施例5在實(shí)施例1~4所示的磁阻效應(yīng)元件中的間隔層14為Cu,但在這里研究即使在作為間隔層14具有電阻調(diào)節(jié)層的磁阻效應(yīng)元件中,是否也能得到本發(fā)明的效果。這里使用的電阻調(diào)節(jié)層142是含有Al-0的NOL(NanoOxideLayer),該Al-0具有含有Cu的金屬通路。Cu金屬通路貫通作為絕緣部分的Al-O,將磁化自由層和磁化固定層進(jìn)行歐姆連接。將本實(shí)施例的磁阻效應(yīng)元件示于圖7。具有形成在基板上的下電極21、基底層ll、鎖定層12、固定層13、間隔層14、自由層15、罩蓋層16及上電極22。在本實(shí)施例中,采取合成自旋閥結(jié)構(gòu),在固定層13的間隔層一側(cè)的上部固定層133及自由層15中采用式MlaM2bXc所表示的磁性化合物層。間隔層14含有金屬層141、電阻調(diào)節(jié)層142和金屬層142。電阻調(diào)節(jié)層142是通過(guò)含有Al-0的絕緣層142b構(gòu)成的NOL(NanoOxideLayer),該Al-O具有含有Cu的金屬通路142a。電阻調(diào)節(jié)層142的絕緣層142b除了Al-0以外,也可以是以Si、Mg、Ta、Ti、Zr及Zn等及這些為主要成分的合金的氧化物。此外,變換自被氧化金屬層的絕緣層不限于氧化物,也可以是氮化物或氧氮化物。作為電阻調(diào)節(jié)層142的金屬通路142a的材料,較好的是難以氧化且電阻率低的材料,可以使用Cu、Au、Ag等。金屬層141在制作電阻調(diào)節(jié)層142的基礎(chǔ)上,成為金屬通路142a的供給源,作為屏障層,具有使在其下的固定層13不接觸到間隔層142的氧化物而不會(huì)被格外地氧化的功能。因此,可以使用難以氧化,且電阻率低的材料,可以使用Cu、Au、Ag等。金屬層143作為屏障層,具有使在其上成膜的自由層15不接觸到間隔層142的氧化物而不會(huì)被格外地氧化的功能,可以使用Cu、Au、Ag等。本實(shí)施例中,除間隔層14以外的構(gòu)成要素與實(shí)施例1相同,在上部固定層133和自由層15中使用磁性化合物Co-Ti-0[3nm],改變Co-Ti-0的組成比制作磁阻效應(yīng)元件。此外,作為比較例,也制作了在上部固定層133和自由層15中使用已有材料Co9oFeu)[3nm]的磁阻效應(yīng)元件。通過(guò)評(píng)價(jià)本實(shí)施例的磁阻效應(yīng)元件,可以確認(rèn)在以特定范圍的Co-Ti-O的組成比制作的磁阻效應(yīng)元件中,可得到比比較例大的MR比。我們認(rèn)為這樣的MR比的增大是由于通過(guò)制作適當(dāng)?shù)慕M成比,使磁性化合物具有很高的自旋極化率。在本實(shí)施例中,制作了在式CoaTibOc所表示的組成式中的具有下述表5所示的組成比的磁阻效應(yīng)元件(此處,a、b、c是原子。/。[at%])。在表5中一并顯示在各組成中相對(duì)于比較例MR比有無(wú)提高。表5<table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table>比較例的A00的MR比為5%??梢源_認(rèn)在5sS《68、10^73且2K《85的范圍內(nèi)制作的磁阻效應(yīng)元件的MR比超過(guò)比較例為大于等于6%。此外,可以確認(rèn)在上述的范圍中在30^《75的范圍內(nèi)制作的磁阻效應(yīng)元件中有超過(guò)20%的特別大的MR比,可見(jiàn)使用磁性化合物引起的MR比的提高特別顯著。根據(jù)以上,在具有含有Cu金屬通路的Al-ONOL結(jié)構(gòu)的間隔層14的磁阻效應(yīng)元件,也可以就這樣維持由于采用本發(fā)明的磁性化合物M1-M2-X帶來(lái)的MR比提高的效果。對(duì)于式MlaM2bXc所表示的磁性化合物中的非磁性3d金屬元素Ti、V、Cr、Mn的組成比b,若添加量過(guò)少,則非磁性3d金屬元素對(duì)自旋依存?zhèn)鲗?dǎo)的貢獻(xiàn)變少,則較好的是但是若添加量過(guò)多,相對(duì)地非磁性3d金屬元素和磁性3d金屬元素之間的結(jié)合變少,因此非磁性3d過(guò)渡金屬元素的磁性變?nèi)?。所以,更好的?0^73。對(duì)于式MlaM2bXe所表示的磁性化合物中的非金屬元素N、O、C的組成比c,為了得到助長(zhǎng)非磁性3d過(guò)渡金屬和磁性3d過(guò)渡金屬的能帶結(jié)構(gòu)的變化的效果,因此較好的是2KC。但是若添加量過(guò)多,相對(duì)地非磁性3d金屬元素和磁性3d金屬元素變少,負(fù)責(zé)自旋依存?zhèn)鲗?dǎo)的元素變少,因此較好的是22^《85。還有,為了使所含有的非磁性3d過(guò)渡金屬和大部分磁性3d過(guò)渡金屬結(jié)合,得到很大的自旋極化率,則是30^c^75,若這樣的話,可以得到很大的MR比。對(duì)于式MlaM2bXe所表示的磁性化合物中的磁性3d金屬元素Co、Fe、Ni的組成比a,若添加量過(guò)少,則非磁性3d金屬元素和磁性3d金屬元素的偶合變少,因此非磁性3d過(guò)渡金屬元素的磁性變?nèi)?。但是若添加量過(guò)多,相對(duì)地非磁性3d金屬元素的組成比b和非金屬元素的組成比c變少,則己經(jīng)顯示出的通過(guò)添加非磁性3d金屬元素和非金屬元素所引起的自旋極化率的增大效果變?nèi)?。因此,較好的是5^《68。在本實(shí)施例中,作為磁性化合物MlaM2bXe的組成,雖然作為Ml使用Co,作為M2使用Ti,作為X使用O,但是Ml即使使用選自Co、Fe、Ni中的至少一種的磁性3d過(guò)渡金屬,也能取得同樣的效果。M2即使使用選自Ti、V、Cr、Mn中的至少一種的非磁性3d過(guò)渡金屬元素,也能取得同樣的效果。X即使使用選自N、O、C中的至少一種的非金屬元素,也能取得同樣的效果。變形例6:間隔層為CCP-NOL且自由層為層壓結(jié)構(gòu)的情況圖8中表示的是作為圖7所示的實(shí)施例5的變形例中的在間隔層14使用電阻調(diào)節(jié)層142,且使自由層為磁性化合物和強(qiáng)磁性薄膜層的層壓結(jié)構(gòu)的磁阻效應(yīng)元件。圖8中本變形例6的磁阻效應(yīng)元件具有形成在基板上的下電極21、基底層11、鎖定層12、固定層13、間隔層14、自由層15、罩蓋層16及上電極22。在本變形例6中,自由層15為下部自由層151與上部自由層152的層壓結(jié)構(gòu),在固定層13的間隔層一側(cè)的上部固定層33和下部自由層151中采用磁性化合物層M1-M2-X。用于上部自由層152的強(qiáng)磁性薄膜層通過(guò)使用比磁性化合物層的軟磁性特性更優(yōu)越的軟磁性膜,可以優(yōu)化磁場(chǎng)響應(yīng)性。作為用于上部自由層152的強(qiáng)磁性薄膜層,可以使用NiFe合金。NiFe合金的組成較好的是NixFe,oo—x(乂=7885%左右),NiFe層的膜厚度較好的是25nrn。在不使用NiFe層時(shí),也可以使用將多層l~2nm的CoFe層或Fe層和0.10.8nm左右極薄Cu層相互層疊的自由層。此外,在CoFe合金中,也可以使用軟磁性特性特別穩(wěn)定的Co9QFeiQ。在使用Co9oFeu)附近的CoFe合金時(shí),較好的是將膜厚度設(shè)為0.54nm。使用其他組成的CoFe合金時(shí),為了保持軟磁性特性,較好的是將膜厚度設(shè)為0.52nrn。在本變形例中,間隔層14中使用電阻調(diào)節(jié)層142,金屬通路142a附近電流狹窄,因此即使在自由層15中,比起上部自由層152,下部自由層151的自旋依存散射效應(yīng)增大。因此,作為間隔層使用電阻調(diào)節(jié)層,且使自由層成為層壓型時(shí),較好的是在下部自由層151中配置作為自旋依存散射效應(yīng)很大的材料的磁性化合物Ml-M2-X。只是,在如下所述的情況下,也可以在下部自由層151使用強(qiáng)磁性薄膜層,在上部下部自由層152使用磁性化合物Ml-M2-X。將磁性化合物的自旋依存散射分為整體散射和界面散射考慮時(shí),根據(jù)磁性化合物Ml-M2-X的制作方法,有時(shí)自旋依存整體散射比用于強(qiáng)磁性薄膜層的己有的強(qiáng)磁性材料高,而自旋依存界面散射比用于強(qiáng)磁性薄膜層的已有的強(qiáng)磁性材料低。此時(shí),也可以在下部自由層151使用強(qiáng)磁性薄膜層,在上部自由層152中使用磁性化合物M1-M2-X。在間隔層界面配置強(qiáng)磁性薄膜層,僅有效使用磁性化合物的自旋依存整體散射效應(yīng),可以得大很高的MR變化率。此外,在本變形例6雖然做成磁性化合物和強(qiáng)磁性薄膜層的2層層壓,但也可以做成強(qiáng)磁性薄膜層/磁性化合物層/強(qiáng)磁性薄膜層這樣的大于等于3層的層壓結(jié)構(gòu)。磁性化合物Ml-M2-X可以和實(shí)施例1一樣使用Co-Ti-O,在本變形例中也可以得到和實(shí)施例一樣的比已有材料高的MR變化率。作為磁性化合物Ml-M2-X的組成,Ml即使使用選自Co、Fe、Ni中的至少一種的磁性3d過(guò)渡金屬,也能取得同樣的效果。M2即使使用選自Ti、V、Cr、Mn中的至少一種的非磁性3d過(guò)渡金屬元素,也能取得同樣的效果。X即使使用選自N、O、C中的至少一種的非金屬元素,也能取得同樣的效果。在本實(shí)施例6中,固定層雖為磁性化合物M1-M2-X單層,但也可以使用已有材料。此外,也可以與本變形例7結(jié)合,自由層及固定層2層的磁性層都為磁性化合物層和強(qiáng)磁性薄膜的層壓結(jié)構(gòu)。變形例7:間隔層為CCP-NOL且固定層為層壓結(jié)構(gòu)的情況圖9中表示的是作為圖7所示的實(shí)施例5的變形例的在間隔層14使用電阻調(diào)節(jié)層142,且使固定層為磁性化合物和強(qiáng)磁性薄膜層的層壓結(jié)構(gòu)的磁阻效應(yīng)元件。在圖9中,本變形例7的磁阻效應(yīng)元件具有形成在基板上的下電極21、基底層11、鎖定層12、固定層13、間隔層14、自由層15、罩蓋層16及上電極22。本變形例7中,采取合成自旋閥結(jié)構(gòu),將固定層13的間隔層一側(cè)的上部固定層133做成上部固定層下層1331和上部固定層上層1332的層壓膜,在上部固定層1332和自由層15中采用式M^M2bXc所表示的磁性化合物層。作為上部固定層下層1332中使用的強(qiáng)磁性薄膜層,通過(guò)使用比磁性化合物更易單向固定的材料,因此可以優(yōu)化固定特性。作為上部固定層下層1332中使用的強(qiáng)磁性薄膜層材料,Co、Fe、Ni等的單體金屬、或含有這些任意個(gè)元素的合金材料都可以使用。在本實(shí)施例中,由于在間隔層14中使用電阻調(diào)節(jié)層142,金屬通路142a附近電流狹窄,所以即使在上部固定層13中,比起上部固定層下層1331,上部固定層上層1332的自旋依存散射效應(yīng)增大。因此作為間隔層使用電阻調(diào)節(jié)層且將自由層做成層壓型時(shí),較好的是在上部固定層上層1332配置作為自旋依存散射很大的材料的磁性化合物層Ml-M2-X。艮P,無(wú)論從固定特性,還是MR變化率的觀點(diǎn)來(lái)看,較好的是在上部固定層上層1332中配置磁性化合物Ml-M2-X。只是,在如下所述的情況下,也可以做成如強(qiáng)磁性薄膜層/磁性化合物層/強(qiáng)磁性薄膜層這樣的大于等于3層的層壓結(jié)構(gòu)。在將磁性化合物的自旋依存散射分為整體散射和界面散射考慮時(shí),根據(jù)磁性化合物Ml-M2-X的制作方法,有時(shí)自旋依存整體散射比用于強(qiáng)磁性薄膜層的已有的強(qiáng)磁性材料高,而自旋依存界面散射比用于強(qiáng)磁性薄膜層的已有的強(qiáng)磁性材料低。此時(shí),也可以在間隔層界面配置強(qiáng)磁性薄膜層,僅有效使用磁性化合物的自旋依存整體散射效應(yīng),可以得大很高的MR變化率。磁性化合物M1-M2-X可以和實(shí)施例1一樣使用Co-Ti-O,在本變形例中,可以得到和實(shí)施例1一樣的比已有材料高的MR變化率。作為磁性化合物Ml-M2-X的組成,Ml即使使用選自Co、Fe、Ni中的至少一種的磁性3d過(guò)渡金屬,也能取得同樣的效果。M2即使使用選自Ti、V、Cr、Mn中的至少一種的非磁性3d過(guò)渡金屬元素,也能取得同樣的效果。X即使使用選自N、O、C中的至少一種的非金屬元素,也能取得同樣的效果。在本實(shí)施例7中,自由層雖為磁性化合物M1-M2-X單層,但也可以使用已有材料。此外,也可以與本變形例6結(jié)合,自由層及固定層2層的磁性層都是層壓型。以下,就本發(fā)明的實(shí)施方式的磁阻效應(yīng)元件的應(yīng)用進(jìn)行說(shuō)明。在本發(fā)明的實(shí)施方式中,從對(duì)應(yīng)高密度的觀點(diǎn)來(lái)看,磁阻效應(yīng)元件的元件電阻RA較好的是小于等于500mQ^m2,更好的是小于等于300mQ^m2。計(jì)算元件電阻RA時(shí),CPP元件的電阻R乘上自旋閥膜的通電部分的有效面積A。這里元件電阻R可以直接測(cè)定。另一方面,由于自旋閥膜的通電部分的有效面積A是取決于元件結(jié)構(gòu)的值,在決定其值時(shí)需要加以注意。例如,在作為將整個(gè)自旋閥膜有效讀出的領(lǐng)域?qū)⑵溆】虉D形時(shí),則整個(gè)自旋閥膜的面積為有效面積A。此時(shí),從適當(dāng)設(shè)定元件電阻的觀點(diǎn)來(lái)看,自旋閥膜的面積至少為小于等于0.04um2,在大于等于200Gbpsi的記錄老密度中為小于等于0.02ym2。但是連接于自旋閥膜而形成比自旋閥膜面積小的下電極11或上電極20時(shí),下電極11或上電極20的面積為自旋閥膜的有效面積。下電極11或上電極20的面積不同時(shí),小的一側(cè)的電極面積為自旋閥膜的有效面積。此時(shí),從適當(dāng)設(shè)定元件電阻的觀點(diǎn)來(lái)看,小的一側(cè)的電極面積至少為小于等于0.04ym2。在后詳述的圖10、圖ll的實(shí)施例的情況,由于圖10中自旋閥膜10的面積最小處為與上電極20接觸的部分,所以考慮將其寬度作為軌道(track)寬度Tw。此外,關(guān)于高度方向,在圖11仍然是與上電極20接觸的部分最小,因此考慮將其寬度作為高度D。自旋閥膜的有效面積A考慮為A=TwxD。在本發(fā)明的實(shí)施方式的磁阻效應(yīng)元件中,可以將電極間的電阻R設(shè)為小于等于iooa該電阻R例如是安裝在磁頭萬(wàn)向接頭組件(HGA)的前端的再生磁頭部的2個(gè)電極盤(pán)之間測(cè)定的電阻值。磁頭圖10及圖11表示將本發(fā)明的實(shí)施方式的磁阻效應(yīng)元件安裝到磁頭上的狀態(tài)。圖10是在與磁記錄介質(zhì)(圖未顯示)對(duì)置的介質(zhì)對(duì)置面大致平行的方向切斷磁阻效應(yīng)元件的剖面圖。圖11是將該磁阻效應(yīng)元件在與介質(zhì)對(duì)置面ABS垂直的方向被切斷的剖面圖。圖10及圖11中例示的磁頭,具有所謂的硬粗管(hardabutted)結(jié)構(gòu)。該磁阻效應(yīng)膜IO是上述的磁阻效應(yīng)膜。在磁阻效應(yīng)膜IO的上下,分別設(shè)置有下電極11和上電極20。在圖10,在磁阻效應(yīng)膜10的兩側(cè)面層壓設(shè)置有偏置磁場(chǎng)施加膜41和絕緣膜42。如圖11所示,在磁阻效應(yīng)膜10的介質(zhì)對(duì)置面上設(shè)置有保護(hù)層43。如箭頭A所示,相對(duì)于磁阻效應(yīng)膜10的讀出電流憑借其上下配置的下電極11、上電極20,在與膜面大致垂直方向上通過(guò)。此外,依靠設(shè)置在左右的一對(duì)偏置磁場(chǎng)施加膜41、41在磁阻效應(yīng)膜10施加偏置磁場(chǎng)。通過(guò)該偏置磁場(chǎng),通過(guò)控制磁阻效應(yīng)膜10的自由層18的磁各向異性進(jìn)行單磁區(qū)化,使其磁區(qū)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定化,可以抑制伴隨磁壁的移動(dòng)的巴克好森噪音(Barkhausennoise)。由于磁阻效應(yīng)膜10的S/N比提高,因此在應(yīng)用于磁頭時(shí),高靈敏度的磁再生變得可能。硬盤(pán)及磁頭萬(wàn)向接頭組件圖10及圖11中例示的磁頭安裝在記錄再生一體型的磁頭組件,可以搭載在磁記錄再生裝置。圖12是例示這樣的磁記錄再生裝置的概略構(gòu)成的主要部分立體圖。g卩,本實(shí)施方式的磁記錄再生裝置150是使用旋轉(zhuǎn)式傳動(dòng)裝置(actuator)的形式的裝置。在同一圖中,磁盤(pán)200被安裝到主軸152上,利用響應(yīng)來(lái)自圖未示的驅(qū)動(dòng)裝置控制部的控制信號(hào)的、未圖示的電動(dòng)機(jī)向箭示a的方向旋轉(zhuǎn)。本實(shí)施方式的磁記錄再生裝置150也可以具有多個(gè)磁盤(pán)200。進(jìn)行收納于磁盤(pán)200中的信息的記錄再生的滑動(dòng)頭153安裝在薄膜狀懸浮件154的前端?;瑒?dòng)頭53在前端附近搭載包含上述的任意一個(gè)實(shí)施方式的磁阻效應(yīng)元件的磁頭。磁盤(pán)200—旦旋轉(zhuǎn),則滑動(dòng)頭153的介質(zhì)對(duì)置面(ABS)保持距磁盤(pán)200的表面具有規(guī)定的上浮量?;蛞部梢允腔瑒?dòng)頭與磁盤(pán)200相接觸的所謂"結(jié)觸行進(jìn)型"。懸浮件154連接到驅(qū)動(dòng)器臂155的一端。驅(qū)動(dòng)器臂155的另一端上設(shè)置有直線電動(dòng)機(jī)的一種的音圈電動(dòng)機(jī)156。音圈電動(dòng)機(jī)156由被線軸部巻繞的未圖示的驅(qū)動(dòng)線圈和磁電路構(gòu)成,磁電路含有為夾住該線圈的相向配置的永久磁鐵及對(duì)置磁軛。驅(qū)動(dòng)器臂155依靠設(shè)置在主軸157的上下2處的未圖示的球軸承而保持著,以便可以被音圈電動(dòng)機(jī)156自由地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)。圖13是從磁盤(pán)一側(cè)觀察驅(qū)動(dòng)器臂155的前端的磁頭萬(wàn)向接頭組件的放大立體圖。即組件160具有驅(qū)動(dòng)器臂155,在驅(qū)動(dòng)器臂155的一端連接有懸浮件154。在懸浮件154的前端安裝有具備包含上述的任意一個(gè)實(shí)施方式的磁阻效應(yīng)元件的磁頭的滑動(dòng)頭153。懸浮件154具有用于寫(xiě)入及讀取信號(hào)用的導(dǎo)線164,該導(dǎo)線164與組裝在滑動(dòng)頭153內(nèi)的磁頭的各電極之間電連接著。圖中165是組件160的電極盤(pán)。根據(jù)本實(shí)施方式,通過(guò)具備包含上述的磁阻效應(yīng)元件的磁頭,可以可靠地讀取以高記錄密度磁性記錄在磁盤(pán)200中的信息。磁存儲(chǔ)器接著,就搭載本發(fā)明的實(shí)施方式的磁阻效應(yīng)元件的磁存儲(chǔ)器進(jìn)行說(shuō)明。即使用本發(fā)明的實(shí)施方式的磁阻效應(yīng)元件,可以實(shí)現(xiàn)如存儲(chǔ)單元以矩陣狀配置的隨機(jī)存取磁存儲(chǔ)器(MRAM:maneticrandomaccessmemory)等的磁存儲(chǔ)器。圖14是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的磁存儲(chǔ)器的矩陣構(gòu)成的一個(gè)例子的圖。該圖顯示將存儲(chǔ)單元配置成陣列狀的情況時(shí)的電路構(gòu)成。為了選擇陣列中的l位,可通過(guò)預(yù)先備有列譯碼器350、行譯碼器351,通過(guò)位線334和字線332,使開(kāi)關(guān)晶體管330導(dǎo)通來(lái)進(jìn)行唯一的選擇,通過(guò)用讀出放大器352檢領(lǐng)ij,可以讀出記錄在磁阻效應(yīng)膜10中的磁記錄層(自由層)的位信息。寫(xiě)入位信息時(shí),加上通過(guò)使寫(xiě)入電流流過(guò)特定的寫(xiě)入字線323和位線322所產(chǎn)生的磁場(chǎng)。圖15是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的磁存儲(chǔ)器的矩陣構(gòu)成的其他例子的圖。此時(shí),以矩陣狀布線的位線322和字線334各自被譯碼器360、361所選擇,選擇陣列中的特定的存儲(chǔ)單元。每個(gè)存儲(chǔ)單元具有磁阻效應(yīng)元件IO和二極管D串聯(lián)連接的結(jié)構(gòu)。這里,二極管D具有防止讀出電流在被選擇的磁阻效應(yīng)元件10以外的存儲(chǔ)單元中迂回的作用。寫(xiě)入通過(guò)分別使寫(xiě)入電流流過(guò)特定的位線322和寫(xiě)入字線323而發(fā)生的磁場(chǎng)而進(jìn)行。圖16是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的磁存儲(chǔ)器的主要部分的剖面圖。圖17是沿圖16的A-A'線的剖面圖。顯示在這些圖的結(jié)構(gòu)與顯示在圖14或圖15的磁存儲(chǔ)器中所含的1位分存儲(chǔ)單元相對(duì)應(yīng)。該存儲(chǔ)單元具有存儲(chǔ)元件部分311和地址選擇用晶體管部分312。存儲(chǔ)元件部分311具有磁阻效應(yīng)元件10和與此連接的一對(duì)布線322、324。磁阻效應(yīng)元件10是上述的實(shí)施方式的磁阻效應(yīng)元件。另一方面,地址選擇用晶體管部分312中設(shè)置有通過(guò)通路326及嵌埋布線328連接的晶體管330。該晶體管330根據(jù)施加在控制極332的電壓進(jìn)行開(kāi)關(guān)動(dòng)作,控制磁阻效應(yīng)元件10和布線334之間的電流通路的開(kāi)閉。此外,在磁阻效應(yīng)元件10的下方在與布線322大致正交的方向上設(shè)置有寫(xiě)入布線323。這些寫(xiě)入布線322、323可以通過(guò)如鋁(Al)、銅(Cu)、鴇(W)、鉭(Ta)或含有這些任一個(gè)的合金形成。在這樣構(gòu)成的存儲(chǔ)單元中,在將位信息寫(xiě)入磁阻效應(yīng)元件10時(shí),使寫(xiě)入脈沖電流流過(guò)布線322、323,加上用上述電流感應(yīng)產(chǎn)生的合成磁場(chǎng),來(lái)使磁阻效應(yīng)元件的記錄層的磁化適當(dāng)反轉(zhuǎn)。此外,讀出位信息時(shí),讀出電流流過(guò)布線322、含有磁記錄層的磁阻效應(yīng)元件10和下電極324,測(cè)定磁阻效應(yīng)元件10的電阻值或電阻值的變化。本發(fā)明的實(shí)施方式的磁存儲(chǔ)器通過(guò)使用上述的實(shí)施方式的磁阻效應(yīng)元件,即使將單元尺寸微細(xì)化,也可以可靠地控制記錄層的磁區(qū),確??煽康貙?xiě)入,且讀出也可以可靠地進(jìn)行。其他實(shí)施方式本發(fā)明的實(shí)施方式不限于上述的實(shí)施方式,可以擴(kuò)張、變更,擴(kuò)張、變更的實(shí)施方式也包含在本發(fā)明的技術(shù)范圍。關(guān)于磁阻效應(yīng)膜的具體的結(jié)構(gòu)或其他電極、偏置施加膜、絕緣膜等的形狀或材質(zhì),本領(lǐng)域技術(shù)人員通過(guò)從公知的范圍進(jìn)行適當(dāng)選擇,同樣可以實(shí)施本發(fā)明,得到同樣的效果。如,在將磁阻效應(yīng)元件適用于再生用磁頭時(shí),可以通過(guò)在元件的上下賦予磁屏蔽,來(lái)規(guī)定磁頭的檢測(cè)分解能力。此外,本發(fā)明的實(shí)施方式不僅對(duì)于縱向磁記錄方式適用,而且對(duì)垂直磁記錄方式的磁頭或磁再生裝置也適用。再有,本發(fā)明的磁再生裝置,既可以是始終具備特定的記錄介質(zhì)的所謂固定式的磁再生裝置,另一方面也可以是可更換記錄介質(zhì)的所謂"可拆式"方式的磁再生裝置。其他,作為本發(fā)明的實(shí)施方式以上述的磁頭及磁存儲(chǔ)再生裝置為基礎(chǔ),本領(lǐng)域技術(shù)人員可適當(dāng)設(shè)計(jì)變更而可實(shí)施的所有的磁阻效應(yīng)元件、磁頭、磁存儲(chǔ)再生裝置及磁存儲(chǔ)器也同樣屬于本發(fā)明的范圍。權(quán)利要求1.一種磁阻效應(yīng)元件,其特征在于,具有磁化方向?qū)嵸|(zhì)上被固定成一個(gè)方向的第1磁性層、磁化方向隨外部磁場(chǎng)變化的第2磁性層、和設(shè)置在所述第1磁性層和所述第2磁性層之間的間隔層,所述第1磁性層和所述第2磁性層的至少任一層含有式M1aM2bXc所表示的磁性化合物,M1是選自Co、Fe、Ni的至少一種元素,M2是選自Ti、V、Cr、Mn的至少一種元素,X是選自N、O、C的至少一種元素,其中,5≤a≤68、10≤b≤73、22≤c≤85。2.—種磁阻效應(yīng)元件,其特征在于,具有磁化方向?qū)嵸|(zhì)上固定成一個(gè)方向的第1磁性層、磁化方向隨外部磁場(chǎng)變化的第2磁性層、和設(shè)置在所述第1磁性層和所述第2磁性層之間的間隔層,所述第1磁性層和所述第2磁性層的至少任一層具有至少一層的強(qiáng)磁性薄膜層和至少一層的以式MlaM2bXe所表示的磁性化合物為主要成分的磁性化合物層的層壓結(jié)構(gòu),Ml是選自Co、Fe、Ni的至少一種元素,M2是選自Ti、V、Cr、Mn的至少一種元素,X是選自N、O、C的至少一種元素,其中,5^《68、1(^1^73、2&《85。3.如權(quán)利要求2所述的磁阻效應(yīng)元件,其特征在于,所述磁性化合物層的至少一層配置在所述第1磁性層和間隔層的界面?zhèn)然蛩龅?磁性層和間隔層的界面?zhèn)取?.如權(quán)利要求2所述的磁阻效應(yīng)元件,其特征在于,所述強(qiáng)磁性薄膜層的至少一層配置在所述第1磁性層和間隔層的界面?zhèn)然蛩龅?磁性層和間隔層的界面?zhèn)取?.如權(quán)利要求14的任一項(xiàng)所述的磁阻效應(yīng)元件,其特征在于,c滿足30^《75。6.如權(quán)利要求14的任一項(xiàng)所述的磁阻效應(yīng)元件,其特征在于,所述間隔層為導(dǎo)電體。7.如權(quán)利要求1~4的任一項(xiàng)所述的磁阻效應(yīng)元件,其特征在于,所述間隔層具有絕緣層和導(dǎo)電體,所述導(dǎo)電體具有在所述絕緣層的膜面垂直方向上貫通的結(jié)構(gòu)。8.如權(quán)利要求1~4的任一項(xiàng)所述的磁阻效應(yīng)元件,其特征在于,所述磁性化合物的結(jié)晶結(jié)構(gòu)為非結(jié)晶形。9.如權(quán)利要求24的任一項(xiàng)所述的磁阻效應(yīng)元件,其特征在于,所述磁性化合物層的膜厚度大于等于0.5nm、小于等于5nm。10.—種磁阻效應(yīng)磁頭,其特征在于,具備權(quán)利要求1至4的任一項(xiàng)所述的磁阻效應(yīng)元件。11.一種磁記錄再生裝置,其特征在于,具備權(quán)利要求10所述的磁阻效應(yīng)磁頭。12.—種磁存儲(chǔ)器,其特征在于,具備權(quán)利要求1至4的任一項(xiàng)所述的磁阻效應(yīng)元件。全文摘要本發(fā)明提供可以謀求MR變化率提高的磁阻效應(yīng)元件、磁存儲(chǔ)器、磁頭及磁記錄再生裝置。磁阻效應(yīng)元件具有磁化方向?qū)嵸|(zhì)上被固定成一個(gè)方向的第1磁性層、磁化方向隨外部磁場(chǎng)變化的第2磁性層和設(shè)置在所述第1磁性層和所述第2磁性層之間的間隔層,所述第1磁性層和所述第2磁性層的至少任一層含有式M1<sub>a</sub>M2<sub>b</sub>X<sub>c</sub>(5≤a≤68、10≤b≤73、22≤c≤85)所表示的磁性化合物,M1是選自Co、Fe、Ni的至少一種元素,M2是選自Ti、V、Cr、Mn的至少一種元素,X是選自N、O、C的至少一種元素。文檔編號(hào)H01L43/08GK101154710SQ200710180640公開(kāi)日2008年4月2日申請(qǐng)日期2007年9月28日優(yōu)先權(quán)日2006年9月28日發(fā)明者湯淺裕美,福澤英明,藤慶彥申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝
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