专利名称：：磁阻效应元件的制造方法、磁头、磁记录再生装置、及磁性存储器的制作方法
技术领域：
：本发明涉及其结构为对膜面沿垂直方向通电的磁阻效应元件、以及采用该元件的磁头、磁记录再生装置及磁性存储器。
背景技术：
：由于磁性体的层叠结构体的巨磁阻效应(GiantMagnetoResistiveEffect:GMR)的发现，磁性器件的性能得以飞跃的提高。尤其是，自旋阀膜(Spin—Valve:SV膜)具有能方便地用于磁性器件的结构，能充分有效地发挥GMR效果，所以对磁头及MR細(磁随机存取存储器)等磁性器件带来极大的技术进步。所谓"自旋阀膜"是指一种层叠膜，这种层叠膜具有在两层铁磁性层之间夹着一层非磁性金属隔层的结构，用反铁磁性层等将一方的铁磁性层(称为"销钉层"或"磁化固定层")的磁化固定，并根据外部磁场(例如媒体磁场)旋转另一方的铁磁性层(称为"自由层"或"磁化自由层")的磁化。在自旋阀膜上通过改变销钉层和自由层磁化方向的相对角度，从而可获得巨大的磁阻变化。现有的自旋阀膜为对膜面平行地供读出电流的CIP(CurrentInPlane)—GMR元件。但近几年中，由于发现比CIP~GMR元件更大的MR，所以人们关注几乎沿垂直方向对膜面供读出电流的TMR(TunnelingMagnetoResistance)元件，或CPP(CurrentPerpendiculartoPlane)^GMR元件。TMR元件中，存在的问题是MR虽然大但元件电阻过高，S/N变差或HDD的传输速率不能提高，所以为了应用于面记录密度大于等于500Gbpsi的HDD,则需要使低电阻化与高MR相协调。而另一方面，CPP—GMR元件与TMR元件相反，元件电阻大幅度减小，电阻变化量自身相当小，所以存在的问题是难以获得较大的再生输出信号。曾提出以下结构的CPP"GMR元件的技术方案，即采用在绝缘层中形成由贯穿其的非磁性金属组成的微小的电流通路(电流收窄部)的隔层。这种CPP元件显示出电流收窄[CCP(Current—confined—path)]效果，能比采用非磁性金属隔层的单纯的CPP—GMR元件获得更大的再生输出信号。但是，在考虑到与高记录密度对应的磁头应用时，CCP—CPP^GMR元件也存在MR变化率不足之可能。作为一种实现能与高记录密度对应的巨大的MR变化率的结构，曾提出利用BMR(BallisticMagnetoResistance)效应的元件(以后简称为BMR元件)(例如参照专利文献l)。专利文献1:日本专利公开2003—204095号公报这是一种在连接现有称为自旋阀的销钉层和自由层的隔开部分是几个原子量级的微小的铁磁性金属的系统上发现的现象。作为较大的MR的起因，主要根据(1)在微小接点上电导量子化、或(2)磁畴壁(磁化旋转的部分)被关闭在微小接点里面，以此来进行说明，但现状是迄今还未能提出统一的解释。另外，虽然报告了在各种各样的系统中进行的实验，但还不能提出这样一种结构，即能够制作可复现性良好地显示冲击传导的小的接点区域的结构，在器件应用上的路途仍遥远。
发明内容本发明之目的在于提供一种能获得高MR变化率，并能期待与高密度化对应的新型的磁阻效应元件、以及采用该元件的磁头、磁记录再生装置及磁随机存取存储器。为达到上述目的，本申请的一个形态为一种磁阻效应元件(第l种磁阻效应元件)，其特点在于，具有固定磁化方向的第l磁性层；固定磁化方向的第2磁性层；设置于所述第1磁性层和所述第2磁性层之间的中间层；以及对包括所述第1磁性层、中间层、第2磁性层的层叠膜的膜面垂直地通电的电极，所述中间层具有绝缘体区域和包括Fe、Co、Ni、Cr中至少一种的金属区域，所述金属区域与所述第1及第2磁性层接触。另外，本申请的一个形态为一种磁阻效应元件(第2种磁阻效应元件)，其特点在于，具有第l非磁性层；第2非磁性层；设置于所述第1非磁性层和所述第2非磁性层之间的中间层；以及对包括所述第1非磁性层、所述中间层、及所述第2非磁性层的层叠膜的膜面垂直地通电的电极，所述中间层具有绝缘体区域和包括Fe、Co、Ni、Cr中至少一种的金属区域，所述金属区域与所述第1及第2非磁性层接触。再有，本申请的一个形态为一种磁阻效应元件(第3种磁阻效应元件)，其特点在于，具有固定磁化方向的磁性层；非磁性层；设置于所述磁性层和所述非磁性层之间的中间层；以及对包括所述磁性层、所述中间层、及所述非磁性层的层叠膜的膜面垂直地通电的电极，所述中间层具有绝缘体区域和包括Fe、Co、Ni、Cr中至少一种的金属区域，所述金属区域与所述磁性层及所述非磁性层接触。本发明的发明者们，为了达到上述目的潜心进行研究，最终发现具有规定的大小、且含有规定的金属材料的金属区域借助于规定大小的绝缘体区域，例如通过形成交替排列结构的膜体，使得在所述金属区域内存在朝着随机方向的磁化成分，此后，通过对所述膜体的膜面外加近似平行的磁场使所述磁化成分的磁化方向沿同一方向排列，从而产生较大的电阻变化，随此发现较大的MR效果。因此，采用上述膜体(中间层)作为磁阻效应膜，沿上下方向设置磁性层及/或非磁性层将其夹住，再在该磁性层及/或非磁性层的外表面上设置电极，对所述膜体使电流沿近似垂直的方向流动，通过这样，能提供一种构成新型的、称为CPP型的磁阻效应元件。在上述磁阻效应元件中所述金属区域的构成为至少含有Fe、Co、Ni、Cr中的一种。另外，所述绝缘体区域可由至少含有Fe、Co、Ni、Cr、Al、Si、Mg中的一种的氧化物或氮化物构成，在这种情况下，能使上述膜体中发现的MR效果增大。还有，在上述第1及第3磁阻效应元件中，夹住中间层的一方或双方的层由固定磁化方向的磁性层构成。因而在这些方式的磁阻效应元件上，能作为与外加于所述中间层的信号磁场近似平行的偏置磁化而起作用。所以能够降低从上述随机磁化排列开始使磁化方向一致从而在所述中间层内发现MR效应时的信号磁场强度。另外，上述形式中，在所述中间层中，能将所述金属区域的膜面方向的面积做成比所述绝缘体区域的膜面方向的面积大。在这种情况下，能使来自所述磁性层的上述磁化偏置效果增大。再有，在上述方式中，能将所述金属区域与所述第l及第2磁性层间的接触面积做成比所述金属区域的大致中央部处沿膜面方向扩展的断面积大。在这种情况下，就能使来自所述磁性层的对所述金属区域的磁化偏置效果在其厚度方向上均匀。因此，利用上述磁阻效应元件的新型的MR效果，能获得MR变化率较高的新型的磁阻效应元件，能提供可以期待与高密度化对应的磁阻效应元件、以及采用该元件的磁头、磁记录再生装置及磁随机存取存储器。发明效果如上所述，根据本申请，能提供可获得高MR变化率，并可以期待与高密度化对应的磁阻效应元件、以及采用该元件的磁头、磁记录再生装置及磁随机存取存储器。图1为表示本发明的磁阻效应元件一示例的构成图。图2为表示本发明的磁阻效应元件又一示例的构成图。图3为表示包括本发明的磁阻效应元件的磁记录再生装置一示例的立体图。图4为表示本发明的磁头组件一示例用的图。图5为表示包括本发明的磁阻效应元件的磁性存储器矩阵的一示例用的图。图6为表示包括本发明的磁阻效应元件的磁性存储器矩阵的又一示例用的图。图7为表示本发明的实施方式的磁性存储器主要部分的断面图。图8为沿图7的A—A'线的断面图。图9为表示本发明的磁阻效应元件一示例中的R—H曲线用的图。图10同样地为表示本发明的磁阻效应元件一示例中的R—H曲线用的图。图11为表示本发明的磁阻效应元件一示例中的I一V特性曲线用的图。标号说明IO磁阻效应元件、ll中间层、IIA中间层中所含的金属区域、IIB中间层中所含的绝缘体区域、12第1非磁性层、13第2非磁性层、22第1磁性层、23第2磁性层、150磁记录再生装置、152主轴、153磁头滑块、154悬臂机构、155传动机构臂、156音圈电机、157主轴、160磁头组件、164引线、200磁记录磁盘、311存储元件部分、312地址选择用晶体管部分、312选择用晶体管部分、321磁阻效应元件、322位线、322布线、323字线、323布线、324下部电极、326支柱、328布线、330开关晶体管、332栅极、332字线、334位线、334字线、350列解码器、351行解码器、352读出放大器、360解码器具体实施例方式以下，根据实施发明用的最佳方式对本发明的详细内容、以及其它的特征、优点进行说明。磁阻效应元件图1为表示本发明的磁阻效应元件一示例的构成图。图1中记述着和实际的磁阻效应元件的构成若干不同之处以明确本发明的特征。图1示出的磁阻效应元件10包括具有金属区域11A及绝缘体区域11B的中间层11、从其上下两个方向夹持设置的第1非磁性层12及第2非磁性层13。金属区域11A如上所述，构成为至少具有Fe、Co、Ni、Cr中的一种。另外绝缘体区域11B由至少具有Fe、Co、Ni、Cr、Al、Si、Mg中的一种的氧化物或氮化物构成。还有，其结构做成为在第l非磁性层12及第2非磁性层13的外表面上设置一对未图示的电极，使电流在具有第1非磁性层12、中间层11及第2非磁性层13的层叠膜的膜面上垂直地流动。另外，作成为在中间层11上金属区域11A的面内断面积Sl比绝缘体区域11B的面内断面积S2大。具体是，金属区域11A在中间层11的面内方向上其大小(宽)理想的为小于等于50nm，更理想的为小于等于30nm，特别理想的为小于等于20nrn。另外理想的为大于等于1个原子层，更理想的为大于等于lnm，特别理想的为大于等于5nm。绝缘体区域IIB在中间层11厚度方向上的大小(厚度)理想的为小于等于10nm，更理想的为小于等于4nm，特别理想的为小于等于3nm。另外，理想的为大于等于1个原子层，更理想的为大于等于0.5nm，特别理想的为大于等于2nm。因为金属区域11A及绝缘体区域11B具有上述大小，所以本发明的磁阻效应元件10就能够容易发现对中间层11的膜面外加近似平行的磁场使磁化成分的磁化方向沿同一方向排列而产生比较大的电阻变化所带来的本发明独有的较大的MR效果。还有，在中间层11上，和金属区域11A的第1非磁性层12及第2非磁性层13的接触面积S3其结构做成比金属区域11A的面内断面积Sl大。由于中间层11的金属区域11A与第1非磁性层12及第2非磁性层13接触,所以对于第1非磁性层12及第2非磁性层13近似垂直地通电的读出电流通过中间层11的金属区域IIA而通电。在不存在外部磁场(来自磁记录媒体的信号磁场)的情况下，如图l(a)所示，在中间层11的金属区域11A内磁化成分呈歪扭状或如图中所示倾斜存在。其后，如近似平行地将外部磁场外加于中间层11的膜面，则在金属区域11A内呈歪扭状或倾斜存在的磁化就变得与所述外部磁场的方向一致。因此，其间中间层11的电阻有相当大的变化，通过这样，在中间层ll内能发现较大的MR效果。图2为表示本发明的磁阻效应元件又一示例的构成图。在图2中，也记述着并和实际的磁阻效应元件的构成若干不同之处以明确本发明的特征。另外，对于和图l示出的磁阻效应元件相同或类似的构成要素用相同的参照数字表示，图2(a)(c)为表示本例中的磁阻效应元件构成用的断面图，图2(d)为将本例中的磁阻效应元件的表示MR效果的膜体局部放大表示的俯视图。在图2示出的磁阻效应元件10中，在具有第1磁性层22及第2磁性层23代替第1及第2非磁性层12、13这一点上不同于上述图1示出的磁阻效应元件外，其它的部分呈同样的构成。另外，本例中，在第1磁性层22及第2磁性层23内为互相相同方向，所以和中间层11的膜面方向近似平行地形成磁化M1。在这种情况下，若对中间层ll也在膜面上近似平行地外加外部磁场，则金属区域11A内呈歪扭状或倾斜存在的磁化就变得与所述外部磁场的方向一致。因此，其间中间层11的电阻有相当大的变化，通过这样，在中间层ll内能发现较大的MR效果。还有，通过沿与第1磁性层22及第2磁性层23内形成的磁化方向相同方向外加所述外部磁场，就能减小上述磁化排列所要求的外部磁场的大小。因此通过预先将第l磁性层22及第2磁性层23内的磁化Ml设定成和所述外部磁场的方向近似相同，从而第1磁性层22及第2磁性层23也能作为磁化偏置层发挥作用。还有，在将第1磁性层22及第2磁性层23作为磁化偏置层使用时，为了最大限度地利用该偏置磁场的效果，可将与上下铁磁性层连接的金属区域11A的面积取得大些。具体如图2(d)所示，在呈现MR效果的中间层11内与绝缘体区域11B比较，加大金属区域IIA，与绝缘体区域11B比较加大金属区域11A的与第1磁性层22及第2磁性层23的接触面积。另外，中间层11的对金属区域11A的磁化偏置效果与中间层11的与第1磁性层22及第2磁性层23接触的一侧相比，在中央附近处变小。因而，为了在中间层ll厚度方向上均匀地利用所述磁化偏置效果，如图2(c)所示，将金属区域11A的与第1磁性层22及第2磁性层23接触的部分的面积做得比其中央附近的面内方向部分的面积要大，即将金属区域11A中央附近的面内方向部分的面积做得比和第1磁性层22及第2磁性层23接触的部分的面积要小。还有，在图2示出的例子中，虽然将第1非磁性层12及第2非磁性层13这两层改成磁性层，但也能只将其中某一层改变成磁性层。在这种情况下，当然随着磁性层的减少，磁化偏置作用多少有些降低。但由于能使用通用的电极材料作为非磁性层，所以能降低磁阻效应元件整体的电阻值，从而能用更小的读出电流检测MR效果。还有，在上述磁阻效应元件中，中间层ll内的金属区域11A及绝缘体区域:11B可如以下所述地形成。即在第1非磁性层12或第1磁性层22上同样地形成至少具有Fe、Co、Ni、Cr中的一种的金属层。接着，对所述金属层边照射Ar离子束边导入氧气，有选择地氧化。通过这样，能在所述金属层内形成由氧化物组成的绝缘体区域IIB。在这种情况下，所述金属层的未氧化区域就构成金属区域IIA。还可以用RF等离子体代替Ar离子束来制作。另外，在由氮化物构成绝缘体区域11B的情况下，也能通过利用氮等离子体或氮离子束等有选择地氮化来形成。在这种情况下，所述金属层的未氮化区域就构成金属区域11A。还有在形成上述氮等离子体等时也能直接用氮气等，但也可以利用使用氨气等将其分解而得到的激活的氮气等。磁头及磁记录再生装置上述磁阻效应元件能以装在记录再生一体型的磁头组件上的形式安装在磁记录再生装置上。图3为举例表示这种磁记录再生装置概要构成的主要部分的立体图。图3示出的磁记录再生装置150为采用旋转式传动机构形式的装置。图3中，磁盘200装在主轴152上，由对来自未图示的驱动控制部的控制信息作出响应的未图示的电动机沿箭头A方向旋转。还有，在图中示出的磁记录再生装置150上虽然只用单张的磁盘200，但可以具有多张磁盘200。对存储于磁盘200的信息进行记录再生的磁头滑块153安装于薄膜状的悬臂机构154的顶端。磁头滑块153将包括上述任一种实施方式的磁阻效应元件的磁头安装在其顶端附近。当磁盘200旋转时，磁头滑块153的与媒体对向的面(ABS)从磁盘200表面向上浮起规定量并保持着。但也可以为滑块和磁盘200接触的所谓"接触滑行型"，来代替这种上浮型。悬臂机构154与具有保持未图示的驱动线圈的绕线管部等的传动机构臂155的一端连接。传动机构臂155的另一端上设置直线电动机的一种即音圈电机156。音圈电机156具有缠绕于传动机构臂155的绕线管部上的未图示的驱动线圈；以及以夹住该线圈的形态对向配置的永久磁铁及对向磁轭组成的磁路。传动机构臂155由设置于主轴157的上下两处的未图示的滚珠轴承保持着，通过音圈电机156能自由地旋转滑动。图4为从磁盘一侧看传动机构臂155前的磁头组件的放大立体图。磁头组件160例如包括具有保持着驱动线圈的绕线管部等的传动机构臂155,在传动机构臂155的一端连接有悬臂机构154。悬臂机构154的顶端安装着具有包括上述任何一种实施方式的磁阻效应元件的磁头的磁头滑块153。悬臂机构154具有信号写入及读取用的引线164，该引线164与装在磁头滑块153上的磁头的各电极电气连接，图中165为磁头组件160的电极衬垫。图3及4所示的磁记录再生装置中，由于具有包括上述本发明实施方式的磁阻效应元件的磁头，所以能可靠地读取以比现有高的记录密度磁记录于磁盘200的信息。磁性存储器上述磁阻效应元件能构成例如存储器单元配置成矩阵形状的随机存取磁性存储器(magneticrandomaccessmemory、M画)等的磁性存储器。图5为表示磁性存储器的矩阵构成一示例用的图。该图表示将存储单元配置成阵列状时的电路构成。为了选择阵列中的l位，具有列解码器350、行解码器351，利用位线334及字线332在开关晶体管330导通时能单一地选择，通过用读出放大器352进行检测从而能读出记录于磁阻效应元件10中磁记录层(自由层)的位信息。在写入位信息时在特定的写入字线323和位线322上流过写入电流外加产生的磁场。图6为表示上述磁性存储器矩阵构成的其它例子用的图。在这种情况下，配置成矩阵状的位线322和字线334分别由解码器360、361选择，选择阵列中特定的存储单元。各存储单元具有磁阻效应元件10和二极管D串联连接的结构。这里，二极管D在所选择的磁阻效应元件10以外的存储单元上具有防止读出电流迂回绕开的作用。通过使写入电流分别在特定的位线322和写入字线323流过产生的磁场来进行写入。图7为表示本发明的实施方式的磁性存储器主要部分的断面图。图8为沿图7的A—A'线的断面图。这些图中示出的结构与图4或图5示出的磁性存储器中的1位的存储单元相对应。该存储单元具有存储元件部分311和地址选择用晶体管部分312。存储元件部分311具有磁阻效应元件10以及与其连接的一对布线322、324。磁阻效应元件10为上述实施方式的磁阻效应元件。另一方面，在选择用晶体管部分312中设置通过支柱326及埋入布线328连接的晶体管330。该晶体管330根据外加于栅极332的电压相应作开关动作，控制磁阻效应元件10和布线334间电流路径的通断。另外，在磁阻效应元件10的下方，沿与布线322大致正交的方向设置有写入布线323。这些写入布线322、323例如可用含有铝(Al)、铜(Cu)、钩(w)、钽(Ta)或含有它们中任一个的合金来形成。在这种构成的存储单元中，将位信息写入磁阻效应元件10时，在布线322、323上流过写入脉冲电流，通过外加由这些电流感应产生的合成磁场从而能适当地使磁阻效应元件记录层的磁化反转。另外，在读出位信息时，通过布线322、含磁记录层的磁阻效应元件10和下部电极324流过读出电流，测量磁阻效应元件10的电阻值或电阻值的变化。上述磁性存储器通过利用上述磁阻效应元件，即便将单元尺寸做得很微小，仍能可靠地控制记录层的磁畴确保可靠的写入，而且也能可靠地读出。实施例为了实际验证本发明，使用光刻制作本发明构成的磁阻效应元件。最初，制作下部电极，在其上依次形成膜体制作层叠体后，在0.5"mX0.5um3nmX3ym的尺寸上制作布线图案，形成上部电极。另外，以下所示的中间层相当于本发明的磁阻效应膜，采用表1示出的IA0技术以在其内部形成金属区域及绝缘体区域。还有，上述层叠体的具体构成如下所示。层叠例l底层Ta5nm/Ru2咖反铁磁性层PtMnl5nm铁磁性层3:CoFe3nm反铁磁性结合层Ru0.8nm铁磁性层l:CoFe3nm中间层记载于表l铁磁性层2:CoFe3nm保护层Culnm/Ta2nm/Ru5nm在上述层叠体上，因为利用PtMn的单向磁各向异性的特性固定铁磁性层3的磁化，在10k0e的磁场中270。C下进行10小时的退火。Ru其上下层的磁化为反平行结合、膜厚0.8nm。还有"PtMn/铁磁性层3/Ru/铁磁性层l"构成销钉层，但这种销钉层称为合成销钉结构。<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>通过使用上下电极垂直地通电，扫描外部磁场测量磁阻变化来进行评定。设利用PtMn和Ru磁化固定的铁磁性层1的磁化方向为0度，将逆时针方向作为正方向使角度旋转而进行测量。首先，对ID:3的试样掌握其电阻特性。图9示出电阻与外部磁场间的对应关系(R一H)曲线。还有，在本例中，沿O度扫描磁场。可以确认利用约土10kOe的外部磁场，本试样的电阻较大地变化，呈现MR效果。另外，在士lkOe以内的低磁场区域，对于磁场呈非对称的R—H曲线。这是由于铁磁性层1和铁磁性层2的磁化排列变化所致。另外，图中示出R—H曲线的各部分中所预测的磁化排列。图中的各数字分别与R—H曲线中的数字相当，表示所述R—H曲线部分中所预想的磁化排列。上下铁磁性层磁化排列不同产生的电阻变化为数字2及4和数字3之间的电阻变化。数字3为上下的磁化为反平行时的电阻，而数字2及4为磁化平行地一致时的电阻。相对于此，数字2及4和数字1及5的电阻变化量为因本发明所述的金属区域的磁化排列不同引起的电阻变化。数字2及4为中间层中的金属区域的磁化歪扭等不一致的情况，或金属区域的磁化分别杂乱地向各个方向的情况，数字1及5为利用外部磁场金属区域的磁化一致朝向同一方向的情况。本例中，若将数字2及4和数字3间的电阻变化，与数字2及4和数字1及5间的电阻变化作一比较，可知后者的电阻变化大。因而，虽然对磁场的灵敏度尚有提高的余地，但是可以确认由于形成于上述中间层内的金属区域的磁化排列变化，电阻较大地变化，由于上述磁化排列的变化从而能发现MR效果。图IO为相对相同膜构成的元件(ID:3)沿90度方向扫描磁场时的R—H曲线。因上下铁磁性层磁化排列不同引起的电阻变化为数字2及4和数字3之间的电阻变化。数字3为上下磁化反平行时的电阻，而数字2及4为磁化平行地一致时的电阻。相对于此，数字2及4和数字1及5之间的电阻变化量为因本发明所述的金属区域的磁化排列不同引起的电阻变化。数字2及4为中间层中的金属区域的磁化歪扭等不一致的情况，或金属区域的磁化分别杂乱地向各个方向的情况，数字1及5为利用外部磁场金属区域的磁化一致朝向同一方向的情况。本例中，若将数字2及4和数字3间的电阻变化，与数字2及4和数字1及5之间的电阻变化作一比较，也可知后者的电阻变化大。因而，虽然对磁场的灵敏度尚有提高的余地，但是可以确认由于形成于上述中间层内的金属区域的磁化排列变化，电阻较大地变化，由于上述磁化排列的变化从而能发现MR效果。这样，可以确认即使在只固定了一侧的铁磁性层的层叠膜上，两层的磁化一致后使磁场增加吋的电阻变化量和预先将两层的磁化固定并使相互的磁化一致时的电阻变化量大致相同。接着，形成下述层叠体代替上述层叠体，和上述同样地检査电阻变化，在这种情况下，虽然图中未专门示出检査结果，但可以确认能获得和图9及10所示的情况同样的结果，在这些层叠体构成上也可发现MR效果。在层叠例2中，使铁磁性层1和2的磁化沿相同方向固定，在层叠例3中，作为一种铁磁性层的固定方法不使用Ru的合成结构，用反铁磁性体直接磁化固定。另外，层叠例4中，用顽磁力强的硬磁材料固定。层叠例2底层Ta5訓/Ru2咖反铁磁性层PtMnl5nm铁磁性层3:CoFe3nm反铁磁性结合层Ru0.8nm铁磁性层hCoFe3nm中间层记载于表l铁磁性层2:CoFe3nm反铁磁性结合层Ru0.8nm铁磁性层4:CoFe3nm反铁磁性层PtMnl5nm保护层Culnm/Ta2nm/Ru5nm层叠例3底层Ta5nm/Ru2咖反铁磁性层PtMn、IrMn、FeMn铁磁性层l:CoFe3nm中间层记载于表l铁磁性层2:CoFe3nm保护层Cul咖/Ta2咖/Ru5nm层叠例4底层sTa5nm/Ru2nm反铁磁性层CoPt铁磁性层l:CoFe3nm中间层记载于表l铁磁性层2:CoFe3nm保护层Culnm/Ta2nm/Ru5rmi接着，在本例的磁阻效应元件上，为了检査具有上述中间层(磁阻效应膜)的层叠体的导电是隧道导电还是金属导电，对上述层叠例1中的ID:1、2、3、4、5检查其I一V特性。图ll为表示上述ID中的代表性的I一V特性图。从图11可知，在上述ID中，I一V特性保持线性，可以确认上述导电是电阻性的，不是隧道导电是金属导电。因此，可知和上述中间层的上下铁磁性层保持接触的金属区域承担上述导电作用。以上，根据上述具体示例对本发明作详细说明，但本发明不限于上述具体示例，只要在不背离本发明的范畴可以作各种变形或变更。例如，在将磁阻效应元件应用于再生用磁头时，通过在元件的上下加以磁屏蔽，从而能规定磁头的检测分辨能力。再有，上述磁阻效应元件不仅适用于纵向磁记录方式，而且对于垂直记录方式的磁头或磁记录再生装置也同样地适用并可获得同样的效果。另外，本发明的磁记录再生装置可以是通常时具有指定记录媒体的所谓固定式的磁记录再生装置，而另一方面也可以是能调换记录媒体的所谓"可移动"式的磁记录再生装置。权利要求1.一种磁阻效应元件，其特征在于，所述元件具有固定磁化方向的第1磁性层；固定磁化方向的第2磁性层；设置于所述第1磁性层和所述第2磁性层之间的中间层；以及对包括所述第1磁性层、所述中间层、所述第2磁性层的层叠膜的膜面垂直地通电的电极，所述中间层具有绝缘体区域和包括Fe、Co、Ni、Cr中至少一种的金属区域，所述金属区域与所述第1及第2磁性层接触。2，一种磁阻效应元件，其特征在于，所述元件具有第l非磁性层；第2非磁性层；设置于所述第1非磁性层和所述第2非磁性层之间的中间层；以及对包括所述第1非磁性层、所述中间层、及所述第2非磁性层的层叠膜的膜面垂直地通电的电极，所述中间层具有绝缘体区域和包括Fe、Co、Ni、Cr中至少一种的金属区域，所述金属区域与所述第1及第2非磁性层接触。3.—种磁阻效应元件，其特征在于，所述元件具有固定磁化方向的磁性层；非磁性层；设置于所述磁性层和所述非磁性层之间的中间层；以及对包括所述磁性层、所述中间层、及所述非磁性层的层叠膜的膜面垂直地通电的电极，所述中间层具有绝缘体区域和包括Fe、Co、Ni、Cr中至少一种的金属区域，所述金属区域与所述磁性层及所述非磁性层接触。4.如权利要求13中任一项所述的磁阻效应元件，其特征在于，在所述中间层上，所述绝缘体区域为包括Fe、Co、Ni、Cr、Al、Si、Mg中至少一种的氧化物或氮化物。5.如权利要求1所述的磁阻效应元件，其特征在于，在所述中间层上，所述金属区域的膜面方向的面积比所述绝缘体区域的膜面方向的面积大。6.如权利要求1所述的磁阻效应元件，其特征在于，在所述中间层上，所述金属区域与所述第1及第2磁性层的接触面积比所述金属区域近似中央部处沿膜面方向扩展的断面积大。7.如权利要求13中任一项所述的磁阻效应元件，其特征在于，所述金属区域在所述中间层的面内方向上的大小(宽)小于等于50nm。8.—种磁头，其特征在于，具有权利要求13中任一项所述的磁阻效应元件。9.一种磁记录再生装置，其特征在于，具有磁记录媒体、和权利要求8所述的磁头。10.—种磁性存储器，其特征在于，具有权利要求13中任一项所述的磁阻效应元件。全文摘要本发明提供一种能获得MR变化率高、并能期待与高记录密度对应的磁阻效应元件以及利用该元件的磁头、磁记录再生装置及磁性随机存取存储器。所述元件具有固定磁化方向的第1磁性层；固定磁化方向的第2磁性层；设置于所述第1磁性层和所述第2磁性层之间的中间层；以及对包括所述第1磁性层、所述中间层、所述第2磁性层的层叠膜的膜面垂直地通电的电极，所述中间层具有绝缘体区域和包括Fe、Co、Ni、Cr中至少一种的金属区域，使所述金属区域与所述第1及第2磁性层接触由此制成磁阻效应元件。文档编号H01L43/08GK101174669SQ20071014740公开日2008年5月7日申请日期2007年9月7日优先权日2006年9月8日发明者汤浅裕美,福泽英明,藤庆彦申请人:株式会社东芝