專利名稱：：隧道磁阻元件、磁頭以及磁存儲(chǔ)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種隧道磁阻元件、磁頭以及磁存儲(chǔ)器，更具體地，涉及一種利用了隧道磁阻效應(yīng)的隧道磁阻元件、使用這種隧道磁阻元件的磁頭以及磁存儲(chǔ)器。
背景技術(shù)：
：TMR(隧道磁阻)元件配置為包括一對(duì)鐵磁層和一層薄絕緣膜，這層薄絕緣膜夾在這對(duì)鐵磁層之間作為隧道阻擋層(tunnelbarrierlayer)。TMR元件能夠利用TMR效應(yīng)，檢測(cè)對(duì)于從一個(gè)鐵磁層經(jīng)隧道阻擋層流向另一個(gè)鐵磁層的電流的電阻變化作為信號(hào)，所謂TMR效應(yīng)是這樣一種現(xiàn)象，即對(duì)于電流的電阻隨著在鐵磁層的各個(gè)磁矩之間形成的角度而變化。近來(lái)，利用上述特性，己將TMR元件用于HDD(硬盤驅(qū)動(dòng)器)的磁頭的讀取元件，或者用于MRAM(磁阻隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，即一種磁存儲(chǔ)器)的存儲(chǔ)元件。通常，TMR元件是這樣形成的在形成于基層之上的反鐵磁層上依次由下而上地形成一層鐵磁層、隧道阻擋層以及另一鐵磁層，在這些層的層疊物之上，再形成覆蓋層作為保護(hù)層。在這種情況下，形成在反鐵磁層上的這一層鐵磁層為磁化方向固定的磁化固定層，而形成在隧道阻擋層的與上述一層鐵磁層相對(duì)一側(cè)上的另一鐵磁層為磁化方向可由外部磁場(chǎng)改變的磁化自由層。當(dāng)各層的磁化方向相同時(shí)，各層(包括隧道阻擋層)的電阻變小，電流容易通過(guò)；而當(dāng)各層的磁化方向相反時(shí)，各層的電阻變大，電流難以通過(guò)。電阻的這種差別被檢測(cè)作為信號(hào)。現(xiàn)有技術(shù)對(duì)形成TMR元件的各層的材料進(jìn)行了各種研究。一般而言，例如將由鉅(Ta)膜和鎳鐵(NiFe)膜組成的多層膜用作基層，將銥錳(IrMn)膜用作反鐵磁層。此外，將由鈷鐵(CoFe)膜、釕(Ru)膜和CoFe膜組成的多層膜用作反鐵磁層上的磁化固定層。將鋁氧化物(AIO)膜用作隧道阻擋層。將CoFe膜、NiFe膜、由CoFe膜和NiFe膜組成的多層膜等等用作磁化自由層。此外，將由多層Ta膜組成的多層膜、由NiFe膜和Ru膜組成的多層膜等等用作覆蓋層形成在磁化自由層上。此外，還試圖通過(guò)用鈷鐵硼(CoFeB)膜代替用于磁化自由層的CoFe膜，或者用鎂氧化物(MgO)膜代替用于隧道阻擋層的AIO膜，來(lái)增加TMR元件的磁阻MR比，即增加TMR元件的信號(hào)輸出。此外，現(xiàn)有技術(shù)提出了這樣一種TMR元件，其在由CoFeB膜形成的磁化自由層與包括Ta膜的覆蓋層之間形成包含硼(B)的移動(dòng)抑制層，以抑制覆蓋層的元素在預(yù)定熱處理過(guò)程中擴(kuò)散到磁化自由層中(參見日本未審査專利公開No.2004-63592)?，F(xiàn)有技術(shù)還提出了這樣一種TMR元件，其將包含Ta、鈦(Ti)等元素的合金膜，或者由例如銦鈦(InTi)氧化物形成的氧化物導(dǎo)電膜用作覆蓋層，以抑制由于磁致伸縮導(dǎo)致的磁化自由層轉(zhuǎn)換磁場(chǎng)(switchingmagneticfield)的變化(參見日本未審査專利公開No.2005-85821)。如上所述，在現(xiàn)有技術(shù)中研究了TMR元件的配置，并將其特性改善到一定程度。但是，對(duì)于目前的和將來(lái)的TMR元件，非常希望進(jìn)一步改善其特性，特別是增加TMR元件的MR比，以提高使用TMR元件的磁頭和MRAM的性能。例如，將TMR元件用于磁頭的讀取元件時(shí)，增加其MR比就能夠增加信號(hào)強(qiáng)度，從而改善SN比(信號(hào)輸出與噪聲之比)。此外，將磁化自由層的磁化方向控制為預(yù)定方向，就能夠在磁頭的讀取元件中，在磁化自由層附近形成沿預(yù)定方向磁化的磁性材料(磁疇控制膜)。因此，如果MR比增加，則磁疇控制膜的磁場(chǎng)強(qiáng)度增加，就可以提高讀取元件運(yùn)行的穩(wěn)定性。此外，將TMR元件用于MRAM的存儲(chǔ)元件時(shí)，通過(guò)增加TMR元件的MR比來(lái)增加信號(hào)強(qiáng)度，就可以抑制讀取誤差的發(fā)生，并降低功耗。
發(fā)明內(nèi)容考慮到以上問題，構(gòu)思出本發(fā)明，本發(fā)明的第一目的是提供一種具有大MR比的TMR元件。本發(fā)明的第二目的是提供一種使用上述TMR元件的磁頭。本發(fā)明的第三目的是提供一種使用上述TMR元件的磁存儲(chǔ)器。為了實(shí)現(xiàn)第一目的，在本發(fā)明的第一方案中，提供一種TMR元件，包括磁化固定層，其磁化方向固定；隧道阻擋層，形成在所述磁化固定層上;磁化自由層，形成在所述隧道阻擋層上，且由CoFeB膜形成，使得所述磁化自由層的磁化方向可變；以及覆蓋層，包括Ti膜，并形成在所述磁化自由層上，使得所述Ti膜與所述磁化自由層相接觸。為了實(shí)現(xiàn)第二目的，在本發(fā)明的第二方案中，提供一種使用隧道磁阻元件作為讀取元件的磁頭，其中所述隧道磁阻元件包括磁化固定層，其磁化方向固定；隧道阻擋層，形成在所述磁化固定層上；磁化自由層，形成在所述隧道阻擋層上，且由CoFeB膜形成，使得所述磁化自由層的磁化方向可變;以及覆蓋層，包括Ti膜，并形成在所述磁化自由層上，使得所述Ti膜與所述磁化自由層相接觸。為了實(shí)現(xiàn)第三目的，在本發(fā)明的第三方案中，提供一種使用隧道磁阻元件作為存儲(chǔ)元件的磁存儲(chǔ)器，其中所述隧道磁阻元件包括磁化固定層，其磁化方向固定；隧道阻擋層，形成在所述磁化固定層上；磁化自由層，形成在所述隧道阻擋層上，且由CoFeB膜形成，使得所述磁化自由層的磁化方向可變；以及覆蓋層，包括Ti膜，并形成在所述磁化自由層上，使得所述Ti膜與所述磁化自由層相接觸。通過(guò)以下描述并結(jié)合附圖，本發(fā)明的上述和其它目的、特征以及優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見，附圖通過(guò)實(shí)例示出本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。圖1為TMR元件實(shí)例的示意性橫截面圖；圖2為示出RA與MR比之間關(guān)系的圖表，MR比隨覆蓋層材料的參數(shù)而變化；圖3為示出覆蓋層材料與MR比之間關(guān)系的圖表；圖4為示出RA與MR比之間關(guān)系的圖表，當(dāng)磁化自由層用CoFe膜形成時(shí)，MR比變化；圖5為示出覆蓋層材料與MR比之間關(guān)系的圖表，當(dāng)磁化自由層用CoFe膜形成時(shí)，MR比變化；圖6為示出RA與MR比之間關(guān)系的圖表，當(dāng)隧道阻擋層用A10膜形成時(shí)，MR比變化；圖7為示出RA與MR比之間關(guān)系的圖表，MR比隨磁化自由層的CoFeB膜的厚度參數(shù)而變化；圖8為示出磁化自由層的CoFeB膜厚度與MR比之間關(guān)系的圖表；圖9為示出RA與MR比之間關(guān)系的圖表，MR比隨覆蓋層的Ti膜材料的厚度參數(shù)而變化；圖10為示出覆蓋層的Ti膜材料厚度與MR比之間關(guān)系的圖表；圖11為示出磁化自由層的CoFeB膜中Co成份與MR比之間關(guān)系的圖表；圖12為示出磁化自由層的CoFeB膜中Co成份與磁致伸縮之間關(guān)系的圖表；圖13為示出RA與MR比之間關(guān)系的圖表，MR比隨磁化自由層的CoFeB膜中B成份的參數(shù)而變化；圖14為示出磁化自由層的CoFeB膜中B成份與MR比之間關(guān)系的圖表；圖15為當(dāng)從朝向磁記錄介質(zhì)的磁頭表面?zhèn)扔^看時(shí)，磁頭的示意性前視圖；圖16為磁頭的示意性橫截面圖；圖17為用于說(shuō)明成膜工藝步驟的主要部分的示意性橫截面圖；圖18為用于說(shuō)明離子研磨工藝步驟的主要部分的示意性橫截面圖；圖19為用于說(shuō)明填充工藝步驟的主要部分的示意性橫截面圖；圖20為MRAM主要部分的示意性橫截面圖。具體實(shí)施方式以下參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明，附圖中示出本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。圖1為TMR元件實(shí)例的示意性橫截面圖。圖1中所示的TMR元件1包括基層2、反鐵磁層3、磁化固定層4、隧道阻擋層5、磁化自由層6以及覆蓋層7，這些層按照以上順序依次由下而上地形成?；鶎?由Ta膜和Ru膜組成的多層膜(Ta/Ru多層膜)、鎳鉻(NiCr)膜、或者由Ta膜和NiFe膜組成的多層膜(Ta/NiFe多層膜)形成。當(dāng)基層2由Ta/Ru多層膜形成時(shí)，使用例如由厚約3nm的Ta膜和厚約2nm的Ru膜組成的多層膜。當(dāng)基層2由NiCr膜形成時(shí)，使用厚約4nm的NiCr膜。當(dāng)基層2由Ta/NiFe多層膜形成時(shí)，使用例如由厚約4nm的Ta膜和厚約2nm的NiFe膜組成的多層膜。反鐵磁層3例如由IrMn膜形成。IrMn膜例如厚約7nm。此外，反鐵磁層3不限于用IrMn膜形成，也可以用鉑錳(PtMn)膜、鈀鉑錳(PdPtMn)膜等形成。磁化固定層4通過(guò)由下而上依次沉積第一鐵磁層4a、非磁性層4b和第二鐵磁層4c(多層含鐵層)形成。第一鐵磁層4a由CoFe膜形成，其厚度設(shè)定為例如大約1.7nm。非磁性層4b由Ru膜形成，其厚度設(shè)定為例如大約0.7nm。第二鐵磁層4c由CoFeB膜形成，其厚度設(shè)定為例如大約2mn。注意磁化固定層4的第一鐵磁層4a稍后要經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)臒崽幚?，以進(jìn)行第一鐵磁層4a與其下面的反鐵磁層3之間的交換耦合，從而給予第一鐵磁層4a單向的磁各向異性。隧道阻擋層5形成于磁化固定層4之上(在所示實(shí)例中形成于第二鐵磁層4c之上)。隧道阻擋層5由MgO膜形成，其厚度設(shè)定為例如大約lnm。如上所述，用MgO膜而不是用A10膜來(lái)形成隧道阻擋層5，就可以在較低溫度下獲得具有出色結(jié)晶度的隧道阻擋層5，從而獲得更大的TMR效應(yīng)。磁化自由層6形成于隧道阻擋層5之上。磁化自由層6由CoFeB膜形成，其厚度設(shè)定為例如大約3nm。如上所述，用CoFeB膜而不是用CoFe膜來(lái)形成磁化自由層6，就可以獲得更大的MR(磁阻)比。注意下文中將詳細(xì)描述形成磁化自由層6的CoFeB膜的厚度和成份。覆蓋層7形成于磁化自由層6之上。覆蓋層7例如由Ti膜形成，或者先用Ti膜作為底層，再在Ti膜上形成非Ti膜的其它金屬膜來(lái)形成。例如，可將在作為底層的Ti膜上依次形成Ta膜和Ru膜而構(gòu)成的多層膜(Ti/Ta/Ru多層膜)用作覆蓋層7。當(dāng)用Ti/Ta/Ru多層膜形成覆蓋層7時(shí)，將Ti膜厚度設(shè)定為大約2nm，Ta膜厚度設(shè)定為大約5nm，Ru膜厚度設(shè)定為大約10nm。覆蓋層7形成為使得其Ti膜與形成磁化自由層6的CoFeB膜相接觸。更具體而言，覆蓋層7的Ti膜直接設(shè)置在磁化自由層6的CoFeB膜之上。注意:下文中將詳細(xì)描述形成覆蓋層7的Ti膜的厚度。形成如上配置的TMR元件1的基層2、反鐵磁層3、磁化固定層4、隧道阻擋層5、磁化自由層6以及覆蓋層7的膜可通過(guò)濺射方法形成。例如，可在輸入功率為200W至1000W，氬(Ar)氣壓強(qiáng)為0.1Pa至0.5Pa的條件下，利用DC磁控管濺射在上述膜之外形成金屬膜和合金膜。此外，可在輸入功率為200W至IOOOW，氬氣壓強(qiáng)為O.lPa至0.5Pa的條件下，利用RF磁控管濺射在上述膜之外形成絕緣膜。在形成基層2至覆蓋層7的上述膜之后，如上所述，為了通過(guò)反鐵磁層3與第一鐵磁層4a之間的交換耦合給予第一鐵磁層4a單向的磁各向異性，將所形成的多層的TMR元件1在大約27(TC的溫度和大約2.0T的磁場(chǎng)中進(jìn)行大約4小時(shí)的熱處理。之后，例如按照用途將TMR元件1圖案化為預(yù)定形狀。如上所述，在TMR元件1中，將MgO膜用于隧道阻擋層5，將CoFeB膜用于磁化自由層6。此外，緊接著CoFeB膜上面形成Ti膜以構(gòu)成覆蓋層7。以下描述以膜的這種配置形成TMR元件時(shí)獲得的效應(yīng)的研究結(jié)果。首先，為了對(duì)效應(yīng)的研究，使用具有下表中所示膜配置的樣品X、Y和Z。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>在表1的樣品X中，由Ta膜(厚約5nm)和Ru膜(厚3nm)組成的多層膜形成基層。IrMn膜(厚約7nm)形成反鐵磁層。由CoFe膜(厚約1.5nm)、Ru膜(厚約0.7nm)以及CoFeB膜(厚約2nm)組成的多層膜形成磁化固定層。CoFe膜充當(dāng)釘扎層(pinnedlayer)(對(duì)應(yīng)于上述第一鐵磁層)，Ru膜充當(dāng)非磁性層，而CoFeB膜充當(dāng)基準(zhǔn)層(對(duì)應(yīng)于上述第二鐵磁層)。此外，MgO膜形成隧道阻擋層，該MgO膜的厚度根據(jù)情況而改變。CoFeB膜形成磁化自由層，該CoFeB膜的厚度根據(jù)情況在大約0nm至大約6nm的范預(yù)內(nèi)(不包括0nm)變化，該CoFeB膜的成份根據(jù)情況而改變。由Cap膜(Cap-Ta，Ti，Ru，Mg，IrMn，Al,Cu;其厚度根據(jù)情況在大約Onm至大約5nm的范圍內(nèi)變化)、Ta膜(厚約5nm)以及Ru膜(厚約10nm)組成的多層膜形成覆蓋層o此外，表l的樣品Y除了用CoFe膜(厚約3nm)作為磁化自由層外，其膜配置與樣品X相同。表l的樣品Z除了用AIO膜(厚約1.5nm)作為隧道阻擋層外，其膜配置與樣品X相同。樣品X、Y和Z都是通過(guò)在預(yù)定襯底(表1中未示出)上形成表1所示的相應(yīng)的多層膜來(lái)獲得的。使用在AlTiC襯底或者硅(Si)襯底上形成的由銅(Cu)膜、Ta膜和Cu膜組成的多層膜(Cu/Ta/Cu多層膜)或者Ta/NiFe多層膜作為襯底。這些多層膜用作樣品X、Y和Z的下部端子。此外，當(dāng)需要時(shí)，將這些多層膜進(jìn)行CMP(化學(xué)機(jī)械拋光)處理，使其光滑。如上所述，在預(yù)定襯底上形成各個(gè)多層膜之后，為了進(jìn)行上述交換耦合，在大約270。C的溫度和大約2.0T的磁場(chǎng)中進(jìn)行大約4小時(shí)的熱處理。熱處理后，為了評(píng)估樣品X、Y和Z的MR特性，使用12個(gè)端子進(jìn)行CIP(平面內(nèi)電流)測(cè)量。此外，將各個(gè)樣品X、Y和Z進(jìn)行4端子成型處理，在將襯底電勢(shì)保持恒定在50mV的條件下，利用基于4端子方法測(cè)量而形成的R-H曲線，可確定各元件的面積電阻(=電阻乂面積)RA以及MR比。注意4端子成型處理是通過(guò)以下程序進(jìn)行首先，在襯底(上面形成有用作下部端子的膜)上形成多個(gè)膜，使得形成的多層膜具有表1所示的其中一種膜配置。然后，在形成的膜的整個(gè)表面使用抗蝕劑，用曝光機(jī)刻畫出下部端子的形狀，之后將未曝光部分去除，保留曝光部分，從而形成抗蝕劑掩模。然后，用離子研磨機(jī)對(duì)位于用作下部端子的多層膜上面的各層膜進(jìn)行離子研磨，從而形成下部端子。將抗蝕劑掩模去除后，以同樣的方式進(jìn)行上述程序一直到離子研磨步驟，以形成對(duì)應(yīng)于TMR元件的部分。接著，形成大約30nm的硅氧化物(SiO)膜或者A10膜，將下部端子與上部端子(如下文所述)絕緣，而不去除用于離子研磨的抗蝕劑掩模。形成例如SiO膜之后，去除抗蝕劑掩模，以將抗蝕劑掩模上的SiO膜舉離(liftoff)，然后形成用于上部端子的膜，并將其圖案化以形成上部端子。利用經(jīng)以上程序進(jìn)行4端子成型處理的樣品X、Y和Z，通過(guò)測(cè)量形成R-H曲線，以確定各個(gè)樣品的RA和MR比。接著，參照?qǐng)D2至圖6描述利用樣品X、Y和Z進(jìn)行測(cè)量獲得的RA與MR比之間的關(guān)系。圖2為示出RA與MR比之間關(guān)系的圖表，MR比隨覆蓋層材料的參數(shù)而變化。圖3為示出覆蓋層材料與MR比之間關(guān)系的圖表。注意在圖2中，橫軸表示RA(Qum2)，縱軸表示MR比(％)。此外，在圖3中，橫軸表示覆蓋層材料，縱軸表示當(dāng)RA等于3Qur^或者10Qun^時(shí)獲得的MR比(％)。注意通過(guò)改變隧道阻擋層厚度可改變RA(以下也如此)。圖2和圖3分別示出當(dāng)使用表1的樣品X，改變樣品X的覆蓋層材料時(shí)MR比相對(duì)于RA的變化，以及覆蓋層材料與MR比之間的關(guān)系。更具體而言，圖2和圖3示出覆蓋層材料與MR比之間的關(guān)系，其是通過(guò)由MgO膜形成隧道阻擋層、由具有預(yù)定成份和厚度的CoFeB膜形成磁化自由層、以及通過(guò)改變緊接著CoFeB膜上面形成為預(yù)定厚度的覆蓋層材料的種類而確定的。根據(jù)圖2可知，不管用什么覆蓋層材料形成覆蓋層(該覆蓋層緊接在充當(dāng)磁化自由層的CoFeB膜上面)，MR比都將隨著RA的增加而增加。此外，當(dāng)使用Ti膜作為覆蓋層(該覆蓋層緊接在充當(dāng)磁化自由層的CoFeB膜上面)材料時(shí)，與使用Ta膜等除Ti膜外的其它材料形成覆蓋層相比，能夠獲得更大的MR比。使用Ti膜作為緊接在CoFeB膜上面的覆蓋層材料時(shí)，與目前廣泛采用的Ta膜或Ru膜相比，MR比的最大值會(huì)高大約40%。圖3示出RA等于3Qun^與RA等于10QUm2時(shí)得到的MR比之間的比較結(jié)果，該結(jié)果是基于圖2緊接在磁化自由層的CoFeB膜上面的覆蓋層的各種材料而作出。注意RA等于或小于大約3QPm2的TMR元件例如可用于磁頭的讀取元件，RA大于10Qixi^的TMR元件例如可用于MRAM的存儲(chǔ)元件。根據(jù)圖3，顯然，不管RA是等于3Qur^還是等于10Qum2，當(dāng)使用Ti膜作為緊接在磁化自由層的CoFeB膜上面的覆蓋層材料時(shí)，MR比變?yōu)樽畲?。如上所述，將TMR元件配置為用MgO膜形成隧道阻擋層，用CoFeB膜形成磁化自由層，用Ti膜形成緊接在磁化自由層的CoFeB膜上面的覆蓋層，不管RA是多大，與使用除了Ti膜之外的Ta膜等其它材料形成緊接在CoFeB膜上面的覆蓋層相比，都能夠使MR比高很多。下面描述與結(jié)果在圖2、圖3示出的測(cè)量相似的測(cè)量的結(jié)果，該結(jié)果是當(dāng)TMR元件的磁化自由層用CoFe膜形成、隧道阻擋層用AIO膜形成時(shí)獲得的。圖4為示出RA與MR比之間關(guān)系的圖表，當(dāng)磁化自由層用CoFe膜形成時(shí)，MR比變化。圖5為示出覆蓋層材料與MR比之間關(guān)系的圖表，當(dāng)磁化自由層用CoFe膜形成時(shí)，MR比變化。注意在圖4中，橫軸表示RA(Qlim2)，縱軸表示MR比(％)。此外，在圖5中，橫軸表示覆蓋層材料，縱軸表示當(dāng)RA等于3Qun^或者10Qun^時(shí)獲得的MR比(％)。圖4和圖5示出當(dāng)使用表1的樣品Y測(cè)量時(shí)確定的關(guān)系。更具體而言，圖4和圖5示出RA與MR比之間的關(guān)系、以及覆蓋層材料與MR比之間的關(guān)系，其是通過(guò)由MgO膜形成隧道阻擋層、由具有預(yù)定成份和厚度的CoFe膜形成磁化自由層、以及通過(guò)改變緊接著CoFe膜上面形成為預(yù)定厚度的覆蓋層材料(Cap膜)的種類而確定的。根據(jù)圖4和圖5可知，當(dāng)用CoFe膜形成磁化自由層時(shí)，如果將Ti膜用作緊接在CoFe膜上面的覆蓋層材料，與使用Cu膜代替Ti膜時(shí)相比，能夠獲得更大的MR比。但是，已發(fā)現(xiàn)與使用Ta膜等其它材料而不是Ti膜時(shí)相比，MR比將變小。圖6為示出RA與MR比之間關(guān)系的圖表，當(dāng)隧道阻擋層用AIO膜形成時(shí)，MR比變化。注意在圖6中，橫軸表示RA(Qum2)，縱軸表示MR比(％)。圖6示出當(dāng)使用表1的樣品Z測(cè)量時(shí)確定的關(guān)系。更具體而言，圖6示出RA與MR比之間的關(guān)系，其是通過(guò)由A10膜形成隧道阻擋層、由具有預(yù)定成份和厚度的CoFeB膜形成磁化自由層、以及通過(guò)使用Ti膜或者Ta膜作為緊接著CoFeB膜上面形成為預(yù)定厚度的覆蓋層材料(Cap膜)而確定的。根據(jù)圖6可知，當(dāng)使用Ti膜作為緊接在磁化自由層的CoFeB膜上面的覆蓋層材料時(shí)MR比相對(duì)于RA發(fā)生的變化，與使用Ta膜作為覆蓋層材料時(shí)MR比發(fā)生的變化基本上相等。注意圖6中，在RA超過(guò)大約4.5Qum2的區(qū)域，使用Ti膜時(shí)獲得的MR比與使用Ta膜時(shí)獲得的MR比之間的差別，是由于Ti膜的最佳氧化時(shí)間與Ta膜的最佳氧化時(shí)間之間的差別所導(dǎo)致的。如上所述，根據(jù)圖2至圖6示出的結(jié)果可知，當(dāng)使用Ti膜作為緊接在磁化自由層上面的覆蓋層材料時(shí)，使用CoFeB膜作為磁化自由層來(lái)改善MR比是有效的。此外，當(dāng)使用Ti膜作為緊接在磁化自由層上面的覆蓋層材料時(shí)，在使用CoFeB膜作為磁化自由層的同時(shí)使用MgO膜作為設(shè)置在下面的隧道阻擋層，對(duì)于改善MR比更加有效。下面，參照?qǐng)D7至圖14描述對(duì)形成磁化自由層的CoFeB膜的厚度、用作覆蓋層材料的Ti膜的厚度以及CoFeB膜的成份的研究結(jié)果。圖7為示出RA與MR比之間關(guān)系的圖表，MR比隨磁化自由層的CoFeB膜的厚度參數(shù)而變化。圖8為示出形成磁化自由層的CoFeB膜的厚度與MR比之間關(guān)系的圖表。注意在圖7中，橫軸表示RA(Qum2)，縱軸表示MR比(％)。此外，在圖8中，橫軸表示CoFeB膜的厚度(nm)，縱軸表示當(dāng)RA等于20Qum^寸獲得的MR比(％)(有些數(shù)據(jù)除外)。圖7和圖8示出當(dāng)使用表1的樣品X測(cè)量時(shí)確定的關(guān)系。更具體而言，圖7和圖8示出RA與MR比之間的關(guān)系、以及覆蓋層材料的厚度與MR比之間的關(guān)系，其是通過(guò)由MgO膜形成隧道阻擋層、由具有預(yù)定成份和厚度的CoFeB膜形成磁化自由層、以及通過(guò)形成Ti膜或者Ta膜作為緊接著CoFeB膜上面形成為預(yù)定厚度的覆蓋層材料(Cap膜)而確定的。這里，對(duì)于緊接在CoFeB膜上面的覆蓋層材料為Ti膜或者Ta膜的情況，磁化自由層的CoFeB膜的厚度分別取2nm、4nm以及6nm。根據(jù)圖7和圖8可知，當(dāng)使用Ta膜作為覆蓋層材料時(shí)，隨著CoFeB膜的厚度增加，MR比將變小。另一方面，當(dāng)使用Ti膜作為覆蓋層材料時(shí)，TMR元件的MR比基本上不隨CoFeB膜厚度的變化而變化。此外，當(dāng)使用Ti膜作為覆蓋層材料時(shí)，與使用Ta膜作為覆蓋層材料相比，MR比將變大。按照對(duì)TMR元件特性的要求，需要將作為磁化自由層的CoFeB膜的厚度控制為最佳值。例如，當(dāng)TMR元件用作磁頭的讀取元件時(shí)，在磁化自由層附近設(shè)置磁疇控制膜，以控制磁化自由層的磁化方向。在這種情況下，為了使磁疇控制膜的剩磁與磁化自由層的磁化之間取得平衡，必須將磁化自由層的厚度設(shè)計(jì)為最佳厚度。更具體而言，在磁頭的讀取元件中，磁化自由層的厚度必須為最佳，但是如圖7和圖8所示，當(dāng)使用Ta膜作為讀取元件的覆蓋層材料時(shí)，得到的MR比將變得較小，并且當(dāng)作為磁化自由層的CoFeB膜的厚度更大時(shí)，MR比將變得更小。相反，當(dāng)使用Ti膜作為讀取元件的覆蓋層材料時(shí)，如圖7和圖8所示，得到的MR比大，并且MR比的變化對(duì)CoFeB膜的厚度變化不敏感。但是，按照對(duì)讀取元件特性的要求，易于設(shè)計(jì)磁化自由層，使其具有最佳厚度。從實(shí)用的角度，將CoFeB膜的厚度設(shè)定為大約0.5nm至6nm，優(yōu)選為0.5nm至4nm。當(dāng)CoFeB膜的厚度小于0.5nm時(shí)，難以控制膜厚，因此CoFeB膜會(huì)變成島形膜。此外，當(dāng)CoFeB膜的厚度小于0.5nm時(shí)，緊接在CoFeB膜上面的覆蓋層的元素可能會(huì)擴(kuò)散到CoFeB膜中，從而導(dǎo)致其磁性退化或喪失。從這一點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選將CoFeB膜的厚度設(shè)定為不小于0.5nm。此外，雖然應(yīng)考慮對(duì)TMR元件特性的要求來(lái)設(shè)定CoFeB膜厚度的上限，但實(shí)際上，這個(gè)值設(shè)定為不大于6nm。圖9為示出RA與MR比之間關(guān)系的圖表，MR比隨覆蓋層的Ti膜材料的厚度參數(shù)而變化。圖10為示出覆蓋層的Ti膜材料厚度與MR比之間關(guān)系的圖表。注意在圖9中，橫軸表示RA(Qum2)，縱軸表示MR比(％)。此外，圖10中，橫軸表示Ti膜的厚度(nm)，縱軸表示當(dāng)RA等于3Qum2或者20Qum2時(shí)獲得的MR比(％)。圖9和圖IO示出當(dāng)使用表I的樣品X測(cè)量時(shí)確定的關(guān)系。更具體而言，圖9和圖IO分別示出RA與MR比之間的關(guān)系、以及Ti膜的厚度與MR比之間的關(guān)系，其是通過(guò)由MgO膜形成隧道阻擋層、由具有預(yù)定成份和厚度的CoFeB膜形成磁化自由層、以及通過(guò)改變作為緊接著CoFeB膜上面形成的覆蓋層材料(Cap膜)的Ti膜厚度而確定的。Ti膜的厚度分別取0nm、0.5nm、lnm、2nm以及3nm。圖9和圖IO示出，不管RA是等于3Qyn^還是等于20Qum2，MR比將單調(diào)上升直到Ti膜的厚度達(dá)到大約lnm為止，當(dāng)Ti膜的厚度超過(guò)lnm時(shí)，MR比將趨于飽和。因此，不管RA多大，如果只形成薄Ti膜，與沒有形成Ti膜相比，可使MR比有效增大。但是，考慮到形成Ti膜過(guò)程中的可控制性，將Ti膜的厚度設(shè)定為不小于0.5nm，優(yōu)選不小于lnm。特別地，將Ti膜的厚度設(shè)定為不小于lnm時(shí)，如圖9和圖10所示，不管厚度為多少，都能獲得穩(wěn)定的MR比。注意雖然應(yīng)考慮對(duì)TMR元件特性的要求來(lái)設(shè)定Ti膜厚度的上限，但實(shí)際上，這個(gè)值設(shè)定為不大于5nm。圖11為示出磁化自由層的CoFeB膜中Co成份與MR比之間關(guān)系的圖表。圖12為示出磁化自由層的CoFeB膜中Co成份與磁致伸縮之間關(guān)系的圖表。注意在圖11中，橫軸表示CoxFe8o.xB2。膜的Co成份(原子％)，縱軸表示當(dāng)RA等于3Q^n^時(shí)獲得的MR比(％)。此外，在圖12中，橫軸表示CoxFes。.xB2()膜的Co成份(原子％)，縱軸表示磁致伸縮入(X10-6)。圖11和圖12示出當(dāng)使用表1的樣品X測(cè)量時(shí)確定的關(guān)系。更具體而言，圖11示出Co成份與MR比之間的關(guān)系，其是通過(guò)由MgO膜形成隧道阻擋層、當(dāng)改變CoFeB的成份時(shí)形成磁化自由層至預(yù)定厚度、以及通過(guò)由Ti膜或Ta膜在緊接著CoFeB膜上面形成覆蓋層材料(Cap膜)至預(yù)定厚度而確定的。此外，圖12示出CoFeB膜的Co成份與磁致伸縮之間的關(guān)系，其是通過(guò)由MgO膜形成隧道阻擋層、以及緊接著CoFeB膜(其成份發(fā)生變化、并具有預(yù)定厚度)上面形成具有預(yù)定厚度的Ti膜作為覆蓋層材料、然后在膜形成后分別在27(TC和30(TC的條件下進(jìn)行熱處理而確定的。首先，根據(jù)圖11可知，雖然不管覆蓋層材料是由Ti膜還是由Ta膜形成，MR比都將隨著Co成份的增加而減少，但是在被檢査的Co成份區(qū)域，與使用Ta膜相比，使用Ti膜時(shí)的MR比更大。換而言之，與使用Ta膜相比，當(dāng)使用Ti膜作為覆蓋層材料時(shí)能獲得更大的MR比，這與磁化自由層的CoFeB膜的成份無(wú)關(guān)。此外，根據(jù)圖12可知，不管熱處理溫度是27(TC還是30(TC，當(dāng)Co成份的原子百分比是75%時(shí)，即磁化自由層由Q)75Fe5B2j莫形成時(shí)，磁致伸縮降至零。將TMR元件用作磁頭的讀取元件時(shí)，磁致伸縮被認(rèn)為是由于形成TMR元件時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力而導(dǎo)致磁各向異性的原因之一。當(dāng)磁化自由層中產(chǎn)生磁各向異性時(shí)，磁化自由層對(duì)外部磁場(chǎng)的反應(yīng)退化，從而在讀取元件中產(chǎn)生噪音或者降低其靈敏度。為了消除不便，將TMR元件用作磁頭的讀取元件時(shí)，希望TMR元件磁化自由層的CoFeB膜所采用的成份產(chǎn)生的磁致伸縮基本為零。如上所述，根據(jù)圖12可知，當(dāng)使用Co75Fe5B2o膜作為磁化自由層時(shí)，磁致伸縮降為零，如果設(shè)置具有這種成份的磁化自由層，并且用Ta膜形成覆蓋層材料，那么當(dāng)RA等于3Q"m4寸，MR比將變?yōu)榈陀?0%，如圖11所示。相反，如果設(shè)置具有這種成份的磁化自由層，并且用Ti膜形成覆蓋層材料，如圖11所示，當(dāng)RA等于3Qum"時(shí)，MR比將變?yōu)楦哂?0X，那么就可以使用這樣的TMR元件作為靈敏磁頭的讀取元件，而不會(huì)帶來(lái)任何問題。根據(jù)上述，可知將TMR元件作為磁頭的讀取元件時(shí)，使用MgO膜作為隧道阻擋層、使用CoFeB膜作為磁化自由層、使用Ti膜作為緊接在磁化自由層上面的覆蓋層材料是有效的。在這種情況下，當(dāng)CoFeB膜的B成份的原子百分比設(shè)定為20%時(shí)，如上所述，考慮到磁致伸縮和獲得的MR比，將CoFeB膜的Co成份的原子百分比設(shè)定為大約60%至80%(Fe成份的原子百分比設(shè)定為0%至20%)，優(yōu)選為大約60%至75%(Fe成份的原子百分比設(shè)定為5%至20%)，更優(yōu)選為75%(Fe成份的原子百分比設(shè)定為5X)。注意將TMR元件用作MRAM的存儲(chǔ)元件時(shí)，由于磁化自由層的磁致伸縮對(duì)TMR元件的特性沒有實(shí)質(zhì)影響，考慮到獲得的MR比，只需要使用具有最佳成份的CoFeB膜。圖13為示出RA與MR比之間關(guān)系的圖表，MR比隨磁化自由層的CoFeB膜中B成份的參數(shù)而變化。圖14為示出磁化自由層的CoFeB膜中B成份與MR比之間關(guān)系的圖表。注意在圖13中，橫軸表示RA(Qym2)，縱軸表示MR比(％)。此外，在圖14中，橫軸表示CoFeB膜的B成份(原子。％)，縱軸表示當(dāng)RA等于20Qun^時(shí)獲得的MR比(％)。但是，圖13和圖14示出表1的樣品X的測(cè)量結(jié)果，樣品X上面沒有形成Cap膜，也就是說(shuō)，樣品X具有由Ta/Ru多層膜形成的覆蓋層。根據(jù)圖13可知，當(dāng)CoFeB膜的B成份的原子百分比不低于5X時(shí)，獲得高M(jìn)R比。此外，根據(jù)圖14可知，當(dāng)RA等于20Q111112時(shí)，如果B成份的原子百分比低于5%，則MR比為大約140X，如果B成份的原子百分比不低于5%，則MR比變?yōu)楹愣ㄔ诖蠹s165%。據(jù)此，優(yōu)選地，將CoFeB膜的B成份的原子百分比設(shè)定為不低于5X。此夕卜，考慮到MR比以及如圖11和圖12所示的Co和Fe成份(即磁致伸縮)，優(yōu)選地，將CoFeB膜的B成份的原子百分比設(shè)定為5%與25%之間的值。對(duì)于用Ti/Ta/Ru多層膜形成覆蓋層的情況也是如此。如上所述，將TMR元件配置為用MgO膜形成隧道阻擋層，用CoFeB膜形成磁化自由層，用Ti膜形成緊接在磁化自由層的CoFeB膜上面的覆蓋層，則與緊接在CoFeB膜上面使用除了Ti膜之外的Ta膜等其它材料相比，能夠使TMR元件的MR比高很多。在這種情況下，根據(jù)對(duì)TMR元件特性的要求，通過(guò)適當(dāng)?shù)卦O(shè)定CoFeB膜的厚度、成份以及Ti膜的厚度，不僅可以進(jìn)一步提高TMR元件的MR比，還可以通過(guò)這樣的設(shè)定來(lái)控制MR比。以下分別描述將如上配置的TMR元件應(yīng)用于磁頭和MRAM的情況。首先描述將如上配置的TMR元件應(yīng)用于磁頭的實(shí)例。圖15為當(dāng)從朝向磁記錄介質(zhì)的磁頭表面?zhèn)扔^看時(shí)，磁頭的示意性前視圖。圖16為磁頭的示意性橫截面圖。如圖15和圖16所示，磁頭10配置為讀取元件20夾持在下部磁屏蔽層12與上部磁屏蔽層13之間，主磁極層14和輔磁極層15設(shè)置在充當(dāng)滑動(dòng)器(slider)的電路板11上，位于磁頭IO朝向磁記錄介質(zhì)、即朝向ABS(空氣軸承表面)的表面?zhèn)?，ABS如圖16中的虛線所示。如圖16所示，主磁極層14形成為部分位于主磁極支撐層16上。主磁極支撐層16與上面形成的輔磁極層15通過(guò)連接層17相互連接。此外，多個(gè)線圈18a、18b、18c、18d設(shè)置為延伸在主磁極層14和主磁極支撐層16與輔磁極層15之間。上述TMR元件用作如上配置的磁頭10的讀取元件20。注意下部磁屏蔽層12、讀取元件20、上部磁屏蔽層13、主磁極支撐層16、主磁極層14、連接層17、線圈18a、18b、18c、18d以及輔磁極層15之間的主要部分填充了絕緣膜、例如AIO膜，但未示出。下面，主要參照讀取元件20描述如上配置的磁頭10的形成方法。圖17至圖19為用于說(shuō)明磁頭的讀取元件的形成方法的示意圖。圖17為用于說(shuō)明成膜工藝步驟的主要部分的示意性橫截面圖。圖18為用于說(shuō)明離子研磨工藝步驟的主要部分的示意性橫截面圖。圖19為用于說(shuō)明填充工藝步驟的主要部分的示意性橫截面圖。注意圖17至圖19都是從ABS側(cè)觀看的示意性橫截面圖。首先，如圖17所示，在充當(dāng)滑動(dòng)器的非磁性電路板11(例如AlTic電路板)上形成AIO膜(未示出)，然后在AlO膜上形成例如由NiFe制成的下部磁屏蔽層12，使得其厚度約為2ym至3um。下部磁屏蔽層12具有磁屏蔽功能，同時(shí)充當(dāng)讀取元件20的下部端子。在如上述配置的下部磁屏蔽層12上形成讀取元件20。形成讀取元件20的膜通過(guò)濺射方法形成。在下部磁屏蔽層12上，首先，形成厚5nm或5nm以上的基層21。基層21例如由Ta/Ru多層膜、NiCr膜或者Ta/NiFe多層膜形成。或者，也可以使用鎳鐵鉻(NiFeCr)膜形成基層21。然后，在基層21上形成厚約5nm的反鐵磁層22。反鐵磁層22例如由IrMn膜、PtMn膜或者PdPtMn膜形成。隨后，在反鐵磁層22上形成厚約1.5nm的CoFe膜作為第一鐵磁層23a，再在CoFe膜上形成厚約0.7nm的Ru膜作為非磁性層23b。然后，在Ru膜上形成厚約2.5nm的CoFeB膜作為第二鐵磁層23c。第一鐵磁層23a、非磁性層23b以及第二鐵磁層23c形成磁化固定層23。然后，在磁化固定層23上形成厚約lnm的MgO膜作為隧道阻擋層24，再在MgO膜上形成厚約3nm的CoFeB膜作為磁化自由層25。然后，在磁化自由層25上形成厚2nm或2nm以上的Ti膜作為覆蓋層26，再在Ti膜上由下而上依次形成厚約5nm的Ta膜以及厚約10nm的Ru膜，從而形成Ti/Ta/Ru多層膜。如上所述，按照以上順序形成基層21、反鐵磁層22、磁化固定層23、隧道阻擋層24、磁化自由層25以及覆蓋層26，從而形成圖17所示的TMR膜。在如上形成的TMR膜上，用光致抗蝕劑方法形成具有預(yù)定形狀的抗蝕劑掩模(未示出)，然后在TMR膜上進(jìn)行離子研磨直到暴露出下部磁屏蔽層12為止，從而將TMR膜形成如圖18所示的形狀。上述處理形成了讀取元件20。在上述處理之后，如圖19所示，首先，通過(guò)濺射方法在電路板ll的整個(gè)表面上形成厚3nm至10nm的絕緣膜31，并留下抗蝕劑掩模。之后，通過(guò)濺射方法在絕緣膜31上沉積鈷鉻鉑(CoCrPt)，在讀取元件20的相對(duì)側(cè)上經(jīng)由絕緣膜31形成磁疇控制膜32。隨后，去除抗蝕劑掩模，將絕緣膜31和磁疇控制膜32位于覆蓋層26上表面上的部分舉離。將磁疇控制膜32的表面平坦化之后，在讀取元件20和磁疇控制膜32上形成例如由NiFe制成的上部磁屏蔽層13，使得上部磁屏蔽層13厚約2um至3"m。上部磁屏蔽層13不僅具有磁屏蔽功能，還充當(dāng)讀取元件20的上部端子。通過(guò)上述工藝步驟，完成磁頭10的再現(xiàn)頭部分的基本配置。之后，如圖15和圖16所示，首先，通過(guò)濺射方法在整個(gè)表面上形成AIO膜等，然后利用選擇性電解電鍍方法形成由NiFe制成、厚約lum至3wm(例如lum)的主磁極支撐層16。注意這里省略電解電鍍工藝步驟的詳細(xì)描述。隨后，通過(guò)濺射方法在整個(gè)表面上形成A10膜等，然后將其平坦化至主磁極支撐層16表面的高度，從而將主磁極支撐層16的ABS側(cè)上面形成的凹部填充。這樣，主磁極支撐層16配置為不暴露于ABS。然后，通過(guò)濺射方法形成包括垂直磁化膜和軟磁性膜的主磁極層14，并利用具有預(yù)定形狀的抗蝕劑掩模對(duì)其進(jìn)行離子研磨。之后，依次形成線圈18a、18b、18c、18d、連接層17、輔磁極層15等，同時(shí)形成AIO膜等。在形成再現(xiàn)頭部分后，通過(guò)進(jìn)行上述工藝步驟，完成磁頭10的記錄頭部分的基本配置。在如上形成的磁頭10中，磁化自由層25的磁化方向根據(jù)基于記錄在磁記錄介質(zhì)中的信息產(chǎn)生的磁場(chǎng)而改變，從而改變讀取元件20的電阻值。電阻值的變化被電性檢測(cè)，從而讀取記錄在磁記錄介質(zhì)中的信息。下面描述將TMR元件應(yīng)用于MRAM的實(shí)例。圖20為MRAM主要部分的示意性橫截面圖。如圖20所示，在MRAM40中，TMR元件50作為存儲(chǔ)元件設(shè)置在位線41(用于讀取/寫入)與字線42(用于寫入)的交叉位置上，從而形成存儲(chǔ)單元。通常，在MRAM40中，將多個(gè)TMR元件50設(shè)置在以矩陣形式排列的多個(gè)位線41與多個(gè)字線42之間的各個(gè)交叉位置上，從而在MRAM中設(shè)置大量存儲(chǔ)單元。各TMR元件50包括布線層51、反鐵磁層52、磁化固定層53、隧道阻擋層54、磁化自由層55、覆蓋層56，它們從位線41側(cè)依次形成。磁化固定層53由第一鐵磁層53a、反鐵磁層53b、第二鐵磁層53c組成的多層結(jié)構(gòu)形成。TMR元件50設(shè)置有Ti膜作為覆蓋層材料，與磁化自由層55相接觸。這樣可以實(shí)現(xiàn)高M(jìn)R比，即高能MRAM40。此外，MRAM40設(shè)置有開關(guān)晶體管43，用于在讀取時(shí)選擇存儲(chǔ)單元。開關(guān)晶體管43形成為例如MOS(金屬氧化物半導(dǎo)體)場(chǎng)效應(yīng)晶體管，柵電極43b經(jīng)由柵極絕緣膜43a形成于半導(dǎo)體襯底44上。源/漏區(qū)43c形成于柵電極43b的相對(duì)兩側(cè)。開關(guān)晶體管43經(jīng)由插塞45a、45b、45c、45d以及布線層46a、46b、46c、46d電連接至TMR元件50的磁化自由層55，其中插塞45a、45b、45c、45d連接至源/漏區(qū)43c中的一個(gè)區(qū)。注意在形成于半導(dǎo)體襯底44上的開關(guān)晶體管43、插塞45a、45b、45c、45d、布線層46a、46b、46c、46d、字線42、TMR元件50以及位線41之間填充了絕緣膜47(例如SiO)。TMR元件50可通過(guò)用濺射方法形成各個(gè)層，然后將各層圖案化為預(yù)定形狀而形成。形成MRAM40其它部分的位線41、字線42、開關(guān)晶體管43、插塞45a、45b、45c、45d、布線層46a、46b、46c、46d、絕緣膜47等可按照傳統(tǒng)的半導(dǎo)體工藝形成。在MRAM40中，根據(jù)磁化自由層55與磁化固定層53的磁化方向是平行(TMR元件50的電阻小)還是逆平行(TMR元件50的電阻大)，來(lái)定義信息"1"和"0"。寫入信息時(shí)，當(dāng)通過(guò)由流經(jīng)特定位線41和特定字線42的電流產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)，來(lái)轉(zhuǎn)化特定TMR元件50的磁化自由層55的磁化方向時(shí)，根據(jù)磁化方向，信息"1"和"0"被寫入各個(gè)特定的TMR元件50。此外，讀出信息時(shí)，利用位線41和開關(guān)晶體管43，允許電流流過(guò)各個(gè)特定的TMR元件50，確定特定TMR元件50的電阻是否為大電阻，從而讀出記錄在各個(gè)特定的TMR元件50中的信息。注意上述配置的磁頭10以及MRAM40是作為實(shí)例提出，因此本發(fā)明也可以類似地應(yīng)用于其它配置的磁頭和MRAM。本發(fā)明中，TMR元件是這樣形成的在磁化固定層上形成隧道阻擋層，在隧道阻擋層上形成CoFeB膜的磁化自由層，然后在磁化自由層上形成覆蓋層，使覆蓋層的Ti膜與磁化自由層相接觸。這樣可以增加TMR元件的MR比。此外，利用如上配置的TMR元件作為磁頭的讀取元件和磁存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)元件，可以提高磁頭和磁存儲(chǔ)器的性能。-.以上僅視作本發(fā)明原理的示例。此外，由于對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)易于構(gòu)思出多種改型和變型，所以不希望將本發(fā)明限制于所示和所描述的具體構(gòu)造和應(yīng)用，因此，所有適當(dāng)?shù)母男秃偷韧锞曌髀淙氡景l(fā)明所附權(quán)利要求及其等同范圍之內(nèi)。權(quán)利要求1、一種隧道磁阻元件，包括磁化固定層，其磁化方向固定；隧道阻擋層，形成在所述磁化固定層上；磁化自由層，形成在所述隧道阻擋層上，且由CoFeB膜形成，使得所述磁化自由層的磁化方向可變；覆蓋層，包括Ti膜，并形成在所述磁化自由層上，使得所述Ti膜與所述磁化自由層相接觸。2、如權(quán)利要求1所述的隧道磁阻元件，其中，所述隧道阻擋層由MgO膜形成。3、如權(quán)利要求1所述的隧道磁阻元件，其中，所述CoFeB膜具有原子百分比為60%至80%的Co成份。4、如權(quán)利要求3所述的隧道磁阻元件，其中，所述CoFeB膜具有原子百分比為20X的B成份。5、如權(quán)利要求1所述的隧道磁阻元件，其中，所述CoFeB膜具有原子百分比為5X至25X的B成份。6、如權(quán)利要求1所述的隧道磁阻元件，其中，所述磁化自由層的厚度為0.5nm至6nm。7、如權(quán)利要求1所述的隧道磁阻元件，其中，所述覆蓋層的厚度為0.5nm至5niru8、一種磁頭，使用隧道磁阻元件作為讀取元件，其中，所述隧道磁阻元件包括磁化固定層，其磁化方向固定；隧道阻擋層，形成在所述磁化固定層上；磁化自由層，形成在所述隧道阻擋層上，且由CoFeB膜形成，使得所述磁化自由層的磁化方向可變；覆蓋層，包括Ti膜，并形成在所述磁化自由層上，使得所述Ti膜與所述磁化自由層相接觸。9、如權(quán)利要求8所述的磁頭，其中，所述隧道阻擋層由MgO膜形成。10、如權(quán)利要求8所述的磁頭，其中，所述CoFeB膜具有原子百分比為60%至80%的0)成份。11、如權(quán)利要求8所述的磁頭，其中，所述CoFeB膜具有原子百分比為5X至25X的B成份。12、如權(quán)利要求8所述的磁頭，其中，所述磁化自由層的厚度為0.5nm至6nm。13、如權(quán)利要求8所述的磁頭，其中，所述覆蓋層的厚度為0.5mn至5nm。14、一種磁存儲(chǔ)器，使用隧道磁阻元件作為存儲(chǔ)元件，其中，所述隧道磁阻元件包括磁化固定層，其磁化方向固定；隧道阻擋層，形成在所述磁化固定層上；磁化自由層，形成在所述隧道阻擋層上，且由CoFeB膜形成，使得所述磁化自由層的磁化方向可變；覆蓋層，包括Ti膜，并形成在所述磁化自由層上，使得所述Ti膜與所述磁化自由層相接觸。15、如權(quán)利要求14所述的磁存儲(chǔ)器，其中，所述隧道阻擋層由MgO膜形成。16、如權(quán)利要求14所述的磁存儲(chǔ)器，其中，所述CoFeB膜具有原子百分比為60%至80%的0>成份。17、如權(quán)利要求14所述的磁存儲(chǔ)器，其中，所述CoFeB膜具有原子百分比為5X至25X的B成份。18、如權(quán)利要求14所述的磁存儲(chǔ)器，其中，所述磁化自由層的厚度為0.5nm至6nm。19、如權(quán)利要求14所述的磁存儲(chǔ)器，其中，所述覆蓋層的厚度為0.5nm至5nm。全文摘要本發(fā)明提供一種具有大MR比的隧道磁阻(TMR)元件。這種TMR元件在磁化固定層與磁化自由層之間形成有隧道阻擋層，在磁化自由層上設(shè)置有覆蓋層。隧道阻擋層由MgO膜形成。磁化自由層由CoFeB膜形成。覆蓋層通過(guò)緊接在CoFeB膜上面形成Ti膜而形成，使得Ti膜與CoFeB膜相接觸。這樣可以大大提高TMR元件的MR比。此外，將這種TMR元件應(yīng)用于磁頭和磁存儲(chǔ)器(MRAM)，可以改善磁頭和MRAM的性能。文檔編號(hào)H01L43/08GK101154708SQ20071015318公開日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)明者佐藤雅重,指宿隆弘,梅原慎二郎申請(qǐng)人:富士通株式會(huì)社