CN100412950C - 磁盘装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供具有高灵敏度的重放磁头的磁盘装置。作为重放磁头的磁阻效应元件，使用由反强磁性层、强磁性层、非磁性层、自由磁性层构成的旋转阀型的多层膜。在反强磁性层与强磁性层之间设置反强磁性反应层。反强磁性层用含氧的金属化合物形成。

Description

磁盘装置
技术领域
本发明涉及磁盘装置及其制造方法，特别是涉及使用于重放磁头和磁场检测用传感器的、具有利用旋转阀(spin valve)磁阻效应的磁阻效应元件的磁盘装置及其制造方法。
背景技术
近年来，在磁盘装置(HDD装置)等对磁记录媒体进行记录时，提高处理速度和使记录容量大容量化的必要性越来越大，对磁记录媒体的高密度化工作在全力以赴进行。随着这一过程的发展，正在进行比已有的薄膜磁头重放磁道宽度更小、而且重放输出大的重放磁头的开发。今后确实这样的倾向会更加强烈。
当前在重放磁头的磁阻效应元件中使用着旋转阀型的磁阻效应膜。旋转阀型的磁阻效应膜以自由磁性层/非磁性层/固定磁性层/反强磁性层这样的多层结构为基本结构。
为了提高这样的旋转阀型的磁阻效应膜的灵敏度，谋求高记录密度化，在例如日本专利特开平6-236527号公报公开了减小自由磁性层的膜厚、邻接自由磁性层的背面形成导电层，加长传导电子的平均自由程的结构。
又，在[Kamiguchi等「CoFe SPECULAR SPIN VALVES WITH A NANOOXIDE LAYER」Digests of Intermag 1999.DB-01.1999]中公开了将称为NOL(Nano氧化物层)的极薄的氧化层插入自由磁性层或固定磁性层中，使传导电子在氧化层与金属层的界面上反射，得到所谓镜面反射效果的方法。利用这样的结构，旋转阀型膜变得像拟似人工光栅膜那样，能够提高MR比。
又，日本特开平7-262520号公报中报道了在多层膜构成的GMR元件中，如果使用垂直于膜面流动电流的CPP(current perpendicular-to-the-plane)模式，则与已有的平行于膜面流动电流的CIP(current in-the-plane)模式相比，电阻变化约为2倍以上的情况，CPP在旋转阀膜的使用正在盛行。
如上所述，对于今后将更加严格要求的磁记录媒体的高密度化，在重放磁头的磁阻效应元件中，为了对磁记录媒体重放以短波长记录的信号，有必要进一步使磁阻效应膜高灵敏度化。
发明内容
本发明是鉴于公知技术中存在的上述技术问题而完成的发明，其目的在于，对磁盘装置的磁阻效应元件使用的磁阻效应膜的结构进行改进，希望能够实现具有更高灵敏度的薄膜磁头的磁盘装置及其制造方法。
为了实现这一目的，本发明的第1种形态的磁盘装置具有磁阻效应元件，该磁盘的特征在于，使用于所述磁阻效应元件的磁阻效应膜是由反强磁性层、强磁性层、非磁性层、自由磁性层构成的旋转阀型的多层膜，在反强磁性层与强磁性层之间设置反强磁性反应层，所述反强磁性层用金属化合物形成，并且所述反强磁性反应层由含氧的、并且含有和反强磁性层相同的金属的金属化合物形成。其中，所述相同的金属优选为Mn。
采用这样的结构，构成磁阻效应元件的磁阻效应膜的反强磁性层与强磁性层之间设置反强磁性反应层，因此能够在反强磁性反应层与金属层的界面反射电子，能够从增加电子的扩散程度得到高Mr比，实现高记录密度化。
又，本发明的第2种形态的磁盘装置具有在垂直于膜面的电流方向(CPP模式)工作的磁阻效应元件，该磁盘的特征在于，使用于所述磁阻效应元件的磁阻效应膜是由反强磁性层、强磁性层、非磁性层、自由磁性层构成的旋转阀型的多层膜，在反强磁性层与强磁性层之间设置反强磁性反应层，所述反强磁性层用含氧的金属化合物形成。
采用这样的结构，即使在具有以CPP模式工作的磁阻效应元件的磁盘装置中也能够得到高MR比，能够谋求高记录密度化。
在本发明中，上述第1、第2种形态中，最好是反强磁性反应层用含氧的Mn系金属化合物形成，其膜厚为0.1～2.5nm。最好是反强磁性反应层中包含选自氮、氢、H2O的至少一种以上。而且，最好是反强磁性反应层通过自然氧化或等离子体氧化而形成。
又，最好是反强磁性层由Mn系合金形成，同时包含选自Pt、Ir、Ru、Rh的至少一种以上。而且，所述反磁性层的底层由NiFe或NiFeCr形成。
又，最好是强磁性层以及自由磁性层由包含Fe、Co、Ni中的至少一种以上的合金形成，非磁性层由包含Cu的合金形成。而且，最好是强磁性层是第1强磁性层/金属中间层/第2强磁性层构成的叠层费里(フェリ)结构，所述金属中间层由包含选自Ru、Cu、Rh、Pd、Ag、Ir、Pt、Au的至少一种以上的合金形成。
本发明中，在制造上述第1、第2种形态的磁盘装置时，第1种方法的特征是，所述磁阻效应膜通过以下步骤形成，即，将基板放入第1腔室，在真空条件下形成反强磁性层，再将所述基板放入第2腔室，按比上述第1腔室的真空度低的真空度抽真空，在所述反强磁性层的形成面形成反强磁性反应层，然后从第2腔室取出所述基板，在另一腔室中在所述反强磁性反应层上形成强磁性层，在反强磁性层和强磁性层之间设置反强磁性反应层而形成磁阻效应膜。
又，第2种制造方法的特征在于，所述磁阻效应膜通过以下步骤形成，即，将基板放入第1腔室，在真空条件下形成反强磁性层，再将所述基板放入第2腔室，利用包含1ppm以上的H2O或O2的气体进行表面处理而形成反强磁性反应层，然后将该基板从第2腔室取出，在另一腔室中在所述反强磁性反应层上形成强磁性层述，在反强磁性层与强磁性层之间设置反强磁性反应层而形成磁阻效应膜。
在上述第1、第2制造方法中，最好是第1腔室的真空度在1×10-6～1×10-8Pa的范围内。
又，第3种制造方法的特征在于，所述磁阻效应膜通过以下步骤形成，即，将基板放入第1腔室，在真空条件下形成反强磁性层，再将所述基板放入第2腔室，在比所述第1腔室内H2O浓度或O2浓度高的气氛中曝露，形成反强磁性反应层，然后将该基板从第2腔室取出，在另一腔室中在所述反强磁性反应层上形成强磁性层，在反强磁性层和强磁性反应层之间设置反强磁性反应层而形成磁阻效应膜。
又，在上述第1～第3制造方法中，最好是在第2腔室内的真空气氛下将基板曝露60秒以上。又，最好在第2腔室内进行的处理结束之后，将基板再度传送到第1腔室，进行强磁性层以后的成膜处理。
还有，上述第1～第3制造方法能够容易地通过使用螺旋长行程溅射(heliconlong-throw sputtering)装置实现。
如上所述，在本发明中，由于在具备反强磁性层、强磁性层、非磁性层、自由磁性层的旋转阀型的磁阻效应膜的反强磁性层与强磁性层之间形成反强磁性反应层，所以能够增大磁阻效应元件的MR比，实现磁头输出的高输出化，这样，具有高灵敏度重放磁头的磁盘装置能够实现近年来所希望的高记录密度化和高容量化。
附图说明
图1是本发明实施形态1的磁盘装置的重放磁头从与磁记录媒体相对的磁头滑动面观察时的要部放大剖面示意图。
图2是实施形态1的磁阻效应膜的结构示意图。
图3是表示实施形态1的磁阻效应膜与底材的关系的X射线衍射剖面图。
图4是实施形态1的旋转阀膜的MR比测定曲线。
图5实施形态1的MR比和层间耦合磁场Hint与旋转膜的非磁性层的膜厚的关系曲线。
图6是本发明实施形态2的磁盘装置的重放磁头从与磁记录媒体相对的磁头滑动面观察时的要部放大剖面示意图。
图7实施形态2的GMR元件的接合面积与电阻变化率的关系图。
图8是本发明实施形态3中使用的溅射装置的平面图。
图9是MR比与实施形态3的真空放置时间的关系曲线。
图10是MR比与实施形态3的真空放置条件的关系曲线。
具体实施形态
以下参照附图对本发明的各实施形态进行说明，但是本发明不仅仅限于这些实施形态，可以适用于具有使用旋转阀型的磁阻效应膜的磁阻效应元件的磁盘装置。
实施形态1
图1～图5表示本发明实施形态1。
图1所示的磁盘装置的重放磁头中，在由坡莫合金、Co系非晶态合金、Fe系微颗粒等软磁材料形成的磁性膜、即下部屏蔽层1上，配置由Al2O3、AlN、SiO2等非磁性绝缘材料形成的下部间隙绝缘层2。在下部间隙绝缘层2上设置GMR元件3。GMR元件3的详细情况未图示，它是具备反强磁性层、强磁性层、非磁性层、自由磁性层等的叠层膜，其具体结构将在下面叙述。构成GMR元件3的叠层膜的两侧部被实施离子蚀刻等蚀刻处理，形成具有倾斜侧面的台状。该叠层膜的两侧设置左右成对的硬偏磁(hard bias)层4。硬偏磁层4至少连接构成GMR元件3的自由磁性层的两侧面地形成于下部间隙绝缘层2上，该硬偏磁层4由CoPt合金等硬磁性材料形成。在硬偏磁层4上形成与GMR元件3至少有线接触、利用Cu、Cr、Ta等材料构成的左右成对的电极引线层5。在左右成对的电极引线层5和GMR元件3上，利用与下部间隙绝缘部2相同的绝缘材料形成上部间隙绝缘层6。在上部间隙绝缘层6上利用与下部屏蔽层1相同的软磁材料形成上部屏蔽层7。
如图2a、2b所示，GMR元件3由旋转阀型的磁阻效应膜构成。
图2a是由下底层11、反强磁性层12、反强磁性反应层13、强磁性层14、非磁性层15、自由磁性层16、保护层17构成的底板(bottom)型旋转阀结构的旋转阀膜。
图2b是由下底层11、第1反强磁性层12、反强磁性反应层13、第1强磁性层14、第1非磁性层15、自由磁性层16、第2非磁性层18、第2强磁性层19、第2反强磁性层20、保护层17构成的双旋转阀结构的旋转阀膜。
通过这样在反强磁性层12和强磁性层14之间设置反强磁性反应层13，使旋转阀膜的MR比增大，磁头的输出能够实现高输出化。
下面对旋转阀膜的详细情况进行说明。
下底层11是使下部间隙层2与旋转阀膜紧贴，同时提高旋转阀膜的取向性用的层，通常由Ta膜形成。为了进一步提高旋转阀膜的取向性，最好是使下底层11形成为2层，例如采用Ta层/NiFe系合金层的2层结构。
为了研究下底层11对旋转阀膜的影响，将底板型的旋转阀膜形成于各种材料构成的下底层11上，然后进行X射线衍射分析。还有，这里的旋转阀膜与以往的相同。
得到的测定结果示于图3。
图中，纵轴表示强度，横轴表示衍射角度。又，(a)是下底层11为Ta的情况，(b)是下底层11为Ta层/NiFe层的2层结构的情况，(c)是下底层11为Ta层/NiFeCr层的2层结构。
观察虚线包围的SV(111)取向的放大曲线，可以看出(a)所示的Ta下底层，旋转阀膜的衍射峰非常弱，而(b)、(c)所示的2层结构的下底层，旋转阀膜的(111)衍射峰非常强。这样可明确通过使下底层11形成为2层，可以提高旋转阀膜的取向性。
还有，在这里，以底板型的旋转阀膜为例进行了说明。但是，在双旋转阀结构的旋转阀膜等其他类的旋转阀膜中也能够确认同样的情况。又，在上述说明中，下底层11采用Ta单层结构，以及Ta层/NiFe层和Ta层/NiFeCr层构成的2层结构为例进行说明，但是，本发明不限定于此，也可以是别的材料构成的，或者也可以不特别使用下底层11。
反强磁性层12具有使其与强磁性层14之间进行交换耦合的作用。在双旋转阀结构的旋转阀膜中，第1反强磁性层12与第1强磁性层14、第2反强磁性层20与第2强磁性层19之间具有交换耦合的作用。
反强磁性层12、20最好是由Mn系合金形成，使用包含选自Pt、Ir、Ru、Rh的至少一种以上的Mn系合金则更为理想。在本发明中，使用IrMn膜特别理想。IrMn膜可以通过使用20at％Ir-80at％Mn的合金靶材，在溅射氩气压的控制下进行溅射而形成规定的膜组成。
作为本发明的特征的反强磁性反应层13用于增强反强磁性层12与强磁性层14之间的层间耦合磁场以获得高MR比。该反强磁性反应层13最好用含氧的金属化合物形成，用含氧的Mn系金属化合物形成则更为理想。由这样的金属化合物构成的层可以通过自然氧化或等离子体氧化等氧化工序得到。
又，在反强磁性反应层13中，作为添加元素含有选自氮、氢、H2O的至少一种以上则更为理想。
反强磁性反应层13的厚度以0.1～2.5nm的范围为宜，0.1～2.0nm的范围则更为理想。最好是在0.15～2.0nm范围。反强磁性反应层13的厚度如果超过2.5nm，则反强磁性层12与强磁性层14的层间耦合磁场减弱，不能充分提高MR比，如果反强磁性反应层13的厚度未满0.1nm，则不能够得到充分的MR比。
为了确认反强磁性层13产生的MR比的提高效果，对没有反强磁性反应层的现有的旋转阀膜与具有强磁性反应层13的本发明的旋转阀膜分别测定了MR曲线。
图4a是现有的旋转阀膜的MR曲线，图4b是本发明的旋转阀膜的MR曲线。图中，纵轴表示MR比，横轴H表示施加的磁场。
在这里，旋转阀膜都是双重型，其详细情况如下。
采用下底层11[Ta层(3nm)/NiFeCr层(3nm)]，反强磁性层12[IrMn层(5nm)]，反强磁性反应层13有的采用[MnO2层(1nm)]，强磁性层14[CoFe层(2nm)]，非磁性层15[Cu层(2.3nm)]，自由磁性层16[CoFe层(3nm)]，非磁性层18[Cu层(2.3nm)]，强磁性层19[CoFe层(2nm)]，反强磁性层20[IrMn层(5nm)]，保护层17[Ta层(3nm)]。()内的数值为各层的厚度。
如图4a所示，不具备反强磁性反应层的现有的旋转阀膜，其MR比约为14％。另一方面，设置有本发明的反强磁性反应层13的旋转阀膜其MR比约为17％，具有比以往高的MR比。
通过这样在反强磁性层12与强磁性层14之间形成反强磁性反应层13可增大MR比。
强磁性层14、19是使反强磁性层12与强磁性层14之间以及反强磁性层20与强磁性层19之间进行交换耦合用的，利用交换耦合使强磁性层14、19的磁化固定于一个方向上。
强磁性层14、19最好采用包含选自Fe、Co、Ni的至少一种以上的合金形成，在本发明中，使用CoFe更加理想。
又，在旋转阀膜是双重型的情况下，为了进一步增强强磁性层14、19与反强磁性层12、20的交换耦合，也可以采用叠层费里固定磁性层。所谓叠层费里固定磁性层是在第1、第2强磁性层14、19之间设置例如Ru层，使第1、第2强磁性层14、19的磁化反平行，人为地形成叠层费里结构的磁性层。实际上，在CoFe/Ru/CoFe系中，Ru膜厚如果是在0.5～0.9nm的范围内，则可以发现(膜整体的残留磁化Mr)/(饱和磁化Ms)的值大致为0，第1、第2强磁性层14、19的磁化隔着Ru层形成反平行状态。采用这样的结构的情况下，Ru层的厚度以0.6～0.8nm为宜，0.7nm左右，即0.65～0.75nm更加理想。在强磁性层14、19插入的中间层不限定于Ru层，可以采用选自Cu、Rh、Pd、Ag、Ir、Pt、Au的至少一种，也可以采用含有多种成分的合金形成。
又，第1、第2强磁性层14、19可以用相同的材料形成，也可以分别采用不同的材料形成。
在本发明中，使第1、第2强磁性层14、19膜厚具有差值，或使各强磁性层的饱和磁化Ms与膜厚T的乘积(Ms×t)的值具有差值，藉此也能够调整第1、第2强磁性层14、19与自由磁性层16的层间耦合磁场Hint。
非磁性层15、18最好采用Cu形成，通过改变其厚度能够控制上述强磁性层14、19与自由磁性层16的层间耦合磁场Hint。
非磁性层15、18的膜厚的变化引起的旋转阀膜的MR特性变化是显著的。例如，在膜结构为Ta层(3nm)/NiFeCr层(3nm)/IrMn层(5nm)/CoFe层(2nm)/Cu层(tnm)/CoFe层(3nm)/Ta层(3nm)的底板型旋转阀膜中，改变Cu层的膜厚t时的旋转阀膜的MR比的变化示于图5a，固定磁性层与自由磁性层16的层间耦合磁场Hint的变化示于图5b。
从图5a、图5b可知，Cu层的膜厚t稍有不同，MR比和层间耦合磁场Hint都会受到较大的影响。MR比决定旋转阀膜的灵敏度，层间耦合磁场Hint决定自由磁性层16的偏磁(bias)点，两者都是重要参数。
自由磁性层16最好由包含选自Fe、Co、Ni的至少一种以上的合金形成。自由磁性层16的磁化必须相对于外部磁场能够比较自由地旋转，要求软磁特性良好。因此，自由磁性层16经常使用在与非磁性层15、18的界面的散射系数高、与非磁性层15、18不容易固溶的Co系合金。但是由Co系合金形成的自由磁性层16由于有若干软磁特性差，所以在本发明中最好是使用CoFe合金，更具体地说，最好是使用Co90Fe10的合金。又，自由磁性层16不仅可以是单层结构的，也可以是散射系数高的Co系合金构成的磁性层与软磁特性优异的NiFe合金构成的层的双层结构的自由磁性层。还有，对于自由磁性层16的薄膜化，也可以使用比较好的叠层费里结构或旋转滤波器结构。
保护膜17具有防止旋转阀膜在各工序中被氧化的作用，在本发明中最好使用Ta。实际上用于旋转阀膜的反强磁性层12、20(Mn系合金)被实施了高温下的热处理工序，为了形成图案，在将旋转阀膜叠层之后一次在大气中曝露，因此，设置保护膜17可以防止在这样的工序中被氧化。
实施形态2
图6、图7表示本发明实施形态2。
在该实施形态2中，使用CPP模式的GMR元件3这一点与上述实施形态1不同。
图6所示的磁盘装置的重放磁头中，在坡莫合金、Co系非晶态合金、铁系微颗粒等软磁材料形成的磁性膜、即下部屏蔽膜1上隔着下部电极引线层21形成GMR元件3。在这里，下部电极引线层21使用Ta(3nm)/Cu(300nm)/Ta(500nm)。
构成GMR元件3的旋转阀膜与上述实施形态1中所述的相同。在GMR元件3的上部设置用与下部电极引线层21相同的导电材料形成的上部电极引线层22，用下部电极引线层21与上部电极引线层22将GMR元件3形成三明治结构。在这里，上部电极引线层22使用Ta(3nm)/Cu(50nm)。
GMR元件3的前后两侧端面利用离子蚀刻等蚀刻方法形成倾斜面。然后，在GMR元件3的两侧的下部屏蔽层1上，设置用Al2O3、AlN、SiO2等非磁性绝缘材料形成的间隙绝缘层2。
覆盖着上部电极引线22的上表面和间隙绝缘层2，设置以与下部屏蔽层1相同的软磁材料形成的共同的屏蔽层7，形成重放磁头的元件部。
如上所述构成的重放磁头的元件部中，由下部电极引线层21提供的电流通过GMR元件部3流过上部电极引线层22。这样，所提供的电流在对膜垂直的方向上流过GMR元件部3的结构被成为CPP结构。
使用如上所述用本发明的旋转阀膜构成的CPP-GMR元件和用现有的旋转阀膜构成的CPP-GMR元件，研究GMR元件3与下部电极引线层21的接合面积S与电阻变化率ΔR的关系。得到的测定结果示于图7。
在图7中，如圆点所示，如果使用在反强磁性层12与强磁性层14之间形成了反强磁性反应层13的本发明的旋转阀膜，则与用Δ表示的已有技术相比，电阻变化率ΔR增大。
因此，GMR元件是用CPP模式工作的元件，而且，使用在反强磁性层与强磁性层之间设置了反强磁性反应层的旋转阀膜能够实现电阻变化率的增大，从而提高磁头的输出。
实施形态3
图8～图10表示本发明实施形态3。在这一实施形态中，对构成上述各实施形态中的重放磁头的GMR元件部的旋转阀膜的制造方法进行说明。
作为旋转阀膜的成膜装置，没有特别限定，可以使用以往公知技术，但是，在这里，由于适合磁性膜的形成，以螺旋长行程溅射装置为例进行说明。螺旋长行程溅射装置的特征在于能够以较低的气压进行放电，其结果是，从靶材表面打出的微颗粒的平均自由程大，靶材与基板之间的距离加长也能够得到充分的成膜速度。靶材与基板之间的距离加长具有使向基板表面飞来的微颗粒的入射角更靠近垂直方向的作用。在构成旋转阀膜的磁性膜成膜时，斜着向基板表面飞来的微颗粒会损害磁特性，因此，在形成磁性膜时最好是以垂直于基板表面飞来的微颗粒为主体成膜。
图8所示为螺旋长行程溅射装置。
在装置的中央配置设置有依序将基板送到各腔室用的输送臂等输送装置(未图示)的输送腔室27。在输送腔室27的周围配置将基板送入或送出溅射装置内用的装载锁定腔室23、溅射蚀刻装置24、高真空度用腔室25、低真空度用腔室26。而且，形成利用在中央的输送腔室27设置的输送装置将基板依序送入各腔室，在真空中连续形成多层膜的结构。
在高真空度用腔室25中，溅射气体仅采用Ar等惰性气体，所到达的真空度为1×10-7Pa左右。在低真空度用腔室26中，使用Ar等惰性气体以外的气体(例如O2和N2等)作为包含氧化物等杂质的靶材或溅射气体实施溅射处理，所到达的真空度为1×10-6Pa左右。
下面对使用如上所述构成的溅射装置的旋转阀膜的具体制造方法进行说明。制造上述实施形态1中的图2b的双重旋转阀结构的薄膜作为旋转阀膜。该结构是Ta层/NiFeCr层/IrMn层/反强磁性反应层/CoFe层/Cu层/CoFe层/Cu层/CoFe层/IrMn层/Ta层的结构。又，溅射靶使用直径5英寸的靶。
首先，将基板配置于装载锁定腔室23，对装载锁定腔室23内抽真空到所希望的真空度。这时的真空度在1.0×10-4Pa以下。在达到规定的真空度后，从装载锁定腔室23取出基板，将其送入溅射蚀刻装置24，对基板表面的杂质进行表面处理。
将进行过表面处理的基板从溅射蚀刻装置24取出，送入高真空度用腔室25，形成下底层11，接着继续形成旋转阀膜。
旋转阀膜的成膜，具体地说，首先用高真空度用腔室25在基板上形成第1反强磁性层12。
接着，从高真空度用腔室25取出该基板，然后输送到别的腔室，在这里是输送到装载锁定腔室23，以低于高真空度用腔室25中的成膜真空度的真空度在真空中放置所希望的时间，形成反强磁性反应层13。
高真空度用腔室25内的真空度没有特别限定，最好是1×10-6～10×10-8Pa的范围内。
在形成反强磁性反应层13之后，将该基板再度送入高真空度用腔室25，利用公知的方法形成第1强磁性层14、第1非磁性层15、自由磁性层16、第2非磁性层18、第2强磁性层19、第2反强磁性层20、保护层17，制成双重旋转阀结构的旋转阀膜。还有，上述一连串的旋转阀膜的成膜工序中，一次也没有破坏真空度地在真空中连续进行。
这样，将形成反强磁性层12的基板从高真空度用腔室25中取出，放入低真空度的装载锁定腔室23内，容易形成反强磁性反应层13。
图9是表示使反强磁性层12成膜后的基板被放置于装载锁定腔室23内的放置时间与得到的旋转阀膜的MR比的关系的曲线图。
图中三角形是旋转阀膜刚成膜后的基板，圆点是将旋转阀膜成膜结束后的基板从腔室中取出，用公知的退火装置在真空中以200℃、2.5小时、施加磁场240KA/m的条件进行了热处理(退火处理)的基板的MR比。
还有，在测定时使高真空度用腔室25内的真空度为6.0×10-8Pa，装载锁定腔室23内的真空度为3.0×10-6Pa。
图9的数据示于表1。
表1
  表面处理时间(秒)   无退火处理MR(％)   有退火处理MR(％)
  0   9.4   14.09
  60   13.54   17.47
  80   13.96   17.05
  150   14.94   17.65
  300   14.43   18.13
现有的没有设置反强磁性反应层的旋转阀膜，在图9中相当于放置时间0秒。在形成反强磁性层12后没有实施退火处理的，其MR比为约9.5％，实施了退火处理的，其MR比为约为14％。
与此相比，按照上述本发明的制造方法形成了反强磁性反应层13的旋转阀膜，成膜后的MR比约为15％，退火处理后的MR比增大至约18％。
这样，在本发明中利用真空放置处理能够形成反强磁性反应层13，其结果是，得到具有高MR比的旋转阀膜。还有，反强磁性反应层13的膜厚可以利用放置的真空度和放置时间进行控制。
图10是表示形成反强磁性层12后放置的真空度的不同与旋转阀膜的归一化的MR比的关系的曲线图。横轴的A～E表示形成反强磁性层12后的条件。又，图中三角形是未实施退火处理的结果，圆点是实施退火处理的结果。
A：用已有的连续成膜法形成旋转阀膜。
B：在形成反强磁性层12之后将基板一次曝露于大气中，其后形成旋转阀膜。
C：在形成反强磁性层12后直至形成强磁性层14的期间，一次将基板从腔室中取出，在另一退火装置中进行真空热处理，然后再度返回与前面相同条件的腔室，接着形成旋转阀膜。
D：在形成反强磁性层12之后，将基板送入装载锁定腔室23，在比高真空度用腔室25高的真空气氛中(8×10-8Pa)曝露之后，经该工序形成旋转阀膜。
E：在形成反强磁性层12后，将基板送入装载锁定腔室23，在比高真空度用腔室25低的真空气氛中(3.0×10-6Pa)曝露之后，经该工序形成旋转阀膜。
如图10所示，条件B的将基板放置于大气中的旋转阀膜和条件C的实施热处理工序的旋转阀膜比条件A的已有技术的旋转阀膜的MR比低。又，条件D的将基板曝露于高真空气氛中的膜的MR比多少有一些增大，可是其效果不明显。
相反，使用本发明的制造方法的条件E，也就是将基板曝露于低真空气氛中的旋转阀膜，与按照条件A作出的旋转阀膜相比，其MR比增大约25～50％左右。
为了形成反强磁性反应层13，必须将基板曝露于比形成反强磁性层12的高真空用腔室25的真空度低的真空气氛中，最好是将其曝露于1×10-7Pa以上的真空气氛中。
在本发明中，除了上述方法外，作为形成反强磁性反应层13的有效方法，还有在形成反强磁性层12后形成强磁性层14之前，将基板输送到比成膜处理腔室(高真空度用腔室25)的H2O浓度或O2浓度高的别的腔室，在该气氛下，曝露例如数10秒左右之后，将基板送回成膜处理腔室，形成强磁性层14以后的层的方法。
又，作为形成反强磁性反应层13的更加有效的其他方法，还有在形成反强磁性层12之后，利用含有1ppm以上H2O或O2的气体对基板进行表面处理，其后返回溅射成膜腔室，形成强磁性层14以后的层的方法。这时的基板的表面处理时间没有特别限定，如图9、表1所示，从表面处理时间和与磁头输出成正比的MR比(％)的关系可知，表面处理时间一旦达到60秒左右，就达到饱和区域，因此最好是表面处理时间采用60秒以上。
还有，上述说明中，使形成反强磁性反应层13的基板再度返回高真空用腔室25形成旋转阀膜，但是，本发明不限于此，也可以在不同于高真空度用腔室25的别的腔室成膜。

Claims (9)

1. 一种磁盘装置，它是具有磁阻效应元件的装置，其特征在于，被用于所述磁阻效应元件的磁阻效应膜是由反强磁性层(12)、强磁性层(14)、非磁性层(15)、自由磁性层(16)构成的旋转阀型的多层膜，在反强磁性层(12)与强磁性层(14)之间设置反强磁性反应层(13)，所述反强磁性层(12)用金属化合物形成，并且所述反强磁性反应层(13)由含氧的、并且含有和反强磁性层(12)相同的金属的金属化合物形成。
2. 根据权利要求1所述的磁盘装置，其特征还在于，所述的相同的金属为Mn。
3. 根据权利要求1所述的磁盘装置，其特征还在于，反强磁性反应层(13)的膜厚为0.1～2.5nm。
4. 根据权利要求1所述的磁盘装置，其特征还在于，所述磁阻效应元件在垂直于膜面的电流方向、即以CPP模式工作。
5. 根据权利要求1所述的磁盘装置，其特征还在于，反强磁性反应层(13)中包含选自氮、氢、H2O的至少一种以上。
6. 根据权利要求1所述的磁盘装置，其特征还在于，反强磁性反应层(13)通过自然氧化或等离子体氧化而形成。
7. 根据权利要求1所述的磁盘装置，其特征还在于，反强磁性层(12、20)由Mn系合金形成，同时包含选自Pt、Ir、Ru、Rh的至少一种以上，所述反强磁性层(12)的下底层(11)由NiFe或NiFeCr形成。
8. 根据权利要求1所述的磁盘装置，其特征还在于，强磁性层(14、19)以及自由磁性层(16)由包含选自Fe、Co、Ni的至少一种以上的合金形成，非磁性层(15、18)由包含Cu的合金形成。
9. 根据权利要求1所述的磁盘装置，其特征还在于，强磁性层(14、19)是第1强磁性层(14)/金属中间层/第2强磁性层(19)构成的叠层费里结构，所述金属中间层由包含选自Ru、Cu、Rh、Pd、Ag、Ir、Pt、Au的至少一种以上的合金形成。
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