JPH0240972A - 磁気抵抗効果薄膜 - Google Patents
磁気抵抗効果薄膜Info
- Publication number
- JPH0240972A JPH0240972A JP63191505A JP19150588A JPH0240972A JP H0240972 A JPH0240972 A JP H0240972A JP 63191505 A JP63191505 A JP 63191505A JP 19150588 A JP19150588 A JP 19150588A JP H0240972 A JPH0240972 A JP H0240972A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic field
- thin film
- anisotropic magnetic
- value
- less
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000010409 thin film Substances 0.000 title claims abstract description 17
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 abstract description 42
- 239000013078 crystal Substances 0.000 abstract description 12
- 229910001030 Iron–nickel alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 10
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 10
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 9
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 8
- 239000000956 alloy Substances 0.000 abstract description 8
- 229910003266 NiCo Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 17
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 2
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 1
- 239000013081 microcrystal Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000000992 sputter etching Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 229910002058 ternary alloy Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Hall/Mr Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は強磁性磁気抵抗効果（以下、ＭＲ効果と略す）
を利用して磁界を検出する磁気抵抗効果素子（以下、Ｍ
Ｒ素子と略す）に用いる強磁性磁気抵抗効果薄膜（以下
、ＭＲ膜と略す）に関するものである。
を利用して磁界を検出する磁気抵抗効果素子（以下、Ｍ
Ｒ素子と略す）に用いる強磁性磁気抵抗効果薄膜（以下
、ＭＲ膜と略す）に関するものである。
（従来の技術）
周知の如く、ＭＲ効果を用いて磁界を検出するＭＲ素子
は、磁気センサー、磁気ヘッド、回転検出素子、位置検
出素子などとして、現在盛んに利用されている。このＭ
Ｒ素子の主要部分であるＭＲ膜には、ＮｉＦｅまたはＮ
ｉＣｏ合金薄膜が広く用いられてきた。特に、ＮｉＦｅ
は、異方性磁界が４０ｇ程度と小さく、非常に良好な軟
磁気特性を示すため、外部からの印加磁界に対する磁化
の応答が良く、例えば、ＭＲ効果を用いて微弱な信号磁
界を読み出すＭＲヘッドには最適であるとされてきた。
は、磁気センサー、磁気ヘッド、回転検出素子、位置検
出素子などとして、現在盛んに利用されている。このＭ
Ｒ素子の主要部分であるＭＲ膜には、ＮｉＦｅまたはＮ
ｉＣｏ合金薄膜が広く用いられてきた。特に、ＮｉＦｅ
は、異方性磁界が４０ｇ程度と小さく、非常に良好な軟
磁気特性を示すため、外部からの印加磁界に対する磁化
の応答が良く、例えば、ＭＲ効果を用いて微弱な信号磁
界を読み出すＭＲヘッドには最適であるとされてきた。
（発明が解決しようとする課題）
ところで、現在ＭＲ素子の高感度化が重要な課題となっ
ている。特に磁気記録の分野において、記録密度の向上
のためには、ＭＲヘッドの磁界感度を高めることが急務
である。このためには、ＭＲ膜の異方性磁界が十分小さ
な値であることが必要とされる。特に、ＭＲヘッドにお
いては、磁界に対する線形応答性が必要とされるため、
バイアス磁界をＭＲ膜に印加するが、その際、バイアス
のかかり易さの点から、ＭＲｓ、の異方性磁界は約１０
０ｅ以下であることが望ましい。
ている。特に磁気記録の分野において、記録密度の向上
のためには、ＭＲヘッドの磁界感度を高めることが急務
である。このためには、ＭＲ膜の異方性磁界が十分小さ
な値であることが必要とされる。特に、ＭＲヘッドにお
いては、磁界に対する線形応答性が必要とされるため、
バイアス磁界をＭＲ膜に印加するが、その際、バイアス
のかかり易さの点から、ＭＲｓ、の異方性磁界は約１０
０ｅ以下であることが望ましい。
前述したように、異方、性磁界の値が小さいＭＲ効果材
料としては、ＮｉＦｅが知られているが、ＭＲ素子にお
いてより高い出力を求める際には、ＮｉＦｅよりも大き
なＭＲ効果を示す材料が望まれる。このような材料とし
ては、ＮｉＣｏが知られている（フジツウサイエンスア
ンドテクニカルジャーナル、１９７４年、第１２３ペー
ジ）。ところがＮｉＣｏは、異方性磁界の値が約２００
ｅと大きく、高感度のＭＲ材料としては利用できないと
いう課題があった。
料としては、ＮｉＦｅが知られているが、ＭＲ素子にお
いてより高い出力を求める際には、ＮｉＦｅよりも大き
なＭＲ効果を示す材料が望まれる。このような材料とし
ては、ＮｉＣｏが知られている（フジツウサイエンスア
ンドテクニカルジャーナル、１９７４年、第１２３ペー
ジ）。ところがＮｉＣｏは、異方性磁界の値が約２００
ｅと大きく、高感度のＭＲ材料としては利用できないと
いう課題があった。
本発明は、以上の点に鑑み、異方性磁界の値が小さく、
高感度のＭＲ素子に適するＭＲ材料を提供しようとする
ものである。
高感度のＭＲ素子に適するＭＲ材料を提供しようとする
ものである。
（課題を解決するための手段）
本発明のＭＲ膜においては、Ｎｉ、 Ｆｅ、 Ｃｏを主
成分とし、薄膜を構成する微結晶粒の平均粒径が３０ｎ
ｍ以下であることを特徴としている。
成分とし、薄膜を構成する微結晶粒の平均粒径が３０ｎ
ｍ以下であることを特徴としている。
（作用）
ここで、本発明において、Ｎｉ、 Ｆｅ、 Ｃｏを主成
分とし、微結晶粒の平均粒径を上記の如く限定した理由
について述べる。
分とし、微結晶粒の平均粒径を上記の如く限定した理由
について述べる。
ＭＲ材料として用いられるＮｉＦｅ合金は、比較的大き
なＭＲ比と低磁歪および小さな異方性磁界を有している
。一方、ＮｉＣｏ合金は非常に大きなＭＲ比を示すが、
異方性磁界の値はＮｉＦｅに較べてかなり大きい。これ
らの事実から、本発明における、Ｎｉ、Ｆｅ、 Ｃｏを
主成分とする合金薄膜においては、Ｃｏ濃度を選択する
ことによって、ＮｉＦｅよりも大きなＭＲ比を得ること
ができ、しかもＮｉＦｅと同程度の小さな異方性磁界を
実現することができると考えられる。
なＭＲ比と低磁歪および小さな異方性磁界を有している
。一方、ＮｉＣｏ合金は非常に大きなＭＲ比を示すが、
異方性磁界の値はＮｉＦｅに較べてかなり大きい。これ
らの事実から、本発明における、Ｎｉ、Ｆｅ、 Ｃｏを
主成分とする合金薄膜においては、Ｃｏ濃度を選択する
ことによって、ＮｉＦｅよりも大きなＭＲ比を得ること
ができ、しかもＮｉＦｅと同程度の小さな異方性磁界を
実現することができると考えられる。
第１図に、この三元合金薄膜における異方性磁界と結晶
粒径（測定はＦＥ−８ＥＭによる）の関係を示す。
粒径（測定はＦＥ−８ＥＭによる）の関係を示す。
各データ点上に膜のＣｏ濃度を示している。この図によ
ると、異方性磁界の値が、磁界検出感度の点で十分小さ
いと考えられる８０ｅ以下においては、結晶粒径の値は
３０ｎｍ以下となっている。ところが異方性磁界が約１
７０ｅとなる膜（ＮｌＢ□Ｃｏ１８）においては、結晶
粒径２００ｎｍと非常に大きくなる。よって、結晶粒径
の値を３０ｎｍ以下に抑えることによづて、異方性磁界
の値を８０ｅ以下に抑えることができる。
ると、異方性磁界の値が、磁界検出感度の点で十分小さ
いと考えられる８０ｅ以下においては、結晶粒径の値は
３０ｎｍ以下となっている。ところが異方性磁界が約１
７０ｅとなる膜（ＮｌＢ□Ｃｏ１８）においては、結晶
粒径２００ｎｍと非常に大きくなる。よって、結晶粒径
の値を３０ｎｍ以下に抑えることによづて、異方性磁界
の値を８０ｅ以下に抑えることができる。
以上の実験事実から、Ｎｉ、 Ｆｅ、 Ｃｏを主成分と
し、薄膜を構成する微結晶粒の平均粒径を３０ｎｍ以下
とすることによって、高感度のＭＲ素子に適するＭＲ効
果薄膜を得ることができる。
し、薄膜を構成する微結晶粒の平均粒径を３０ｎｍ以下
とすることによって、高感度のＭＲ素子に適するＭＲ効
果薄膜を得ることができる。
一般に、薄膜を構成する結晶粒が小さいほど、結晶磁気
異方性が抑制され、薄膜の異方性磁界は小さくなると考
えらえている。本発明によるＮｉ、Ｆｅ、 Ｃｏを主成
分とする合金薄膜においては結晶粒径が３０ｎｍ以下で
あるため、異方性磁界の値が磁界検出感度の点から十分
小さく、高感度なＭＲ素子に適する薄膜として優れた特
性を発揮するにいたる。
異方性が抑制され、薄膜の異方性磁界は小さくなると考
えらえている。本発明によるＮｉ、Ｆｅ、 Ｃｏを主成
分とする合金薄膜においては結晶粒径が３０ｎｍ以下で
あるため、異方性磁界の値が磁界検出感度の点から十分
小さく、高感度なＭＲ素子に適する薄膜として優れた特
性を発揮するにいたる。
（実施例１）
第２図に本発明の一実施例を示す。
第２図において、ガラス基板１上に、ＭＲ成膜として膜
厚１５０ｎｍのＮｉ８２Ｆｅ１２Ｃｏ６（重量％）膜を
蒸着した。
厚１５０ｎｍのＮｉ８２Ｆｅ１２Ｃｏ６（重量％）膜を
蒸着した。
この膜表面をＳＥＭを用いて観察したところ、結晶粒径
は３０ｎｍであった。さらに試料振動型磁力計を用いて
磁気異方性を測定したところ、異方性磁界の値は？、８
０ｅであり、磁界検出感度の点から望ましい値となって
いることがわがった。次に、この膜上にＡｕ３を蒸着し
た（膜厚は２４０ｎｍ）。さらに、このＡｕ蒸着膜上に
フォトレジストパターンを形成し、Ａｒガス雰囲気中で
イオンエツチングを行い、感磁部分である矩形状のパタ
ーン４およびセンス電流を供給するための電極パターン
５に加工した。ここで、エツチング条件は、加速電圧：
５００Ｖ、 Ａｒガス圧カニ Ｉ Ｘ １０−’Ｔｏｒ
ｒである。さらに、このパターン上にマスクとなるフォ
トレジストパターンを形成し、選択化学エツチングを行
うことによって、ＭＲ膜を長さ２ｍｍ、幅５１１ｍの矩
形状のパターンに２出させ、ＭＲ素子を作製した。
は３０ｎｍであった。さらに試料振動型磁力計を用いて
磁気異方性を測定したところ、異方性磁界の値は？、８
０ｅであり、磁界検出感度の点から望ましい値となって
いることがわがった。次に、この膜上にＡｕ３を蒸着し
た（膜厚は２４０ｎｍ）。さらに、このＡｕ蒸着膜上に
フォトレジストパターンを形成し、Ａｒガス雰囲気中で
イオンエツチングを行い、感磁部分である矩形状のパタ
ーン４およびセンス電流を供給するための電極パターン
５に加工した。ここで、エツチング条件は、加速電圧：
５００Ｖ、 Ａｒガス圧カニ Ｉ Ｘ １０−’Ｔｏｒ
ｒである。さらに、このパターン上にマスクとなるフォ
トレジストパターンを形成し、選択化学エツチングを行
うことによって、ＭＲ膜を長さ２ｍｍ、幅５１１ｍの矩
形状のパターンに２出させ、ＭＲ素子を作製した。
本実施例において作製されたＭＲ素子は、結晶粒径が小
さいため異方性磁界が小さく、良好な軟磁気特性を示す
。そこで、この素子に数Ｏｅのオーダーで変化する外部
磁界を印加したところ、従来に較べて、より高い磁界検
出感度を得ることができた。
さいため異方性磁界が小さく、良好な軟磁気特性を示す
。そこで、この素子に数Ｏｅのオーダーで変化する外部
磁界を印加したところ、従来に較べて、より高い磁界検
出感度を得ることができた。
（実施例２）
第２図において、ＭＲ成膜として、ＮｌＢ２Ｆｅｌ２Ｃ
Ｏ６（重量％）を５Ｘ１０−３ＴｏｒｒのＡｒガス中、
放電電力５．０Ｗ／ａｍ２の条件下でスパッタ法で成膜
し、他は、実施例１と全く同様にしてＭＲ素子を作製し
た。
Ｏ６（重量％）を５Ｘ１０−３ＴｏｒｒのＡｒガス中、
放電電力５．０Ｗ／ａｍ２の条件下でスパッタ法で成膜
し、他は、実施例１と全く同様にしてＭＲ素子を作製し
た。
ＭＲＲ２Ｏ結晶粒径を測定したところ、実施例１と同じ
＜ ３０ｎｍであった。このようにして作製したＭＲ素
子においても、実施例１と同様に、高磁界検出感度を得
ることができた。
＜ ３０ｎｍであった。このようにして作製したＭＲ素
子においても、実施例１と同様に、高磁界検出感度を得
ることができた。
（発明の効果）
以上のように、本発明の磁気抵抗効果薄膜はＮｉ、 Ｆ
ｅ、 Ｃｏを主成分とし、薄膜を構成する微結晶粒の平
均粒径が３０ｎｍ以下であることを特徴としているため
、異方性磁界の値が磁界検出感度の点からみて十分小さ
くなり、高感度のＭＲ素子に適していることがわかる。
ｅ、 Ｃｏを主成分とし、薄膜を構成する微結晶粒の平
均粒径が３０ｎｍ以下であることを特徴としているため
、異方性磁界の値が磁界検出感度の点からみて十分小さ
くなり、高感度のＭＲ素子に適していることがわかる。
第１図は本発明にかかわるＭＲ膜の基礎特性を示す図で
あって、結晶粒径と異方性磁界の関係を示す図である。 第２図は本発明の一実施例を示す図である。 図において、
あって、結晶粒径と異方性磁界の関係を示す図である。 第２図は本発明の一実施例を示す図である。 図において、
Claims (1)
- Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏを主成分とする磁気抵抗効果薄膜にお
いて、薄膜を構成する微結晶粒の平均粒径が３０ｎｍ以
下であることを特徴とする磁気抵抗効果薄膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63191505A JPH0240972A (ja) | 1988-07-29 | 1988-07-29 | 磁気抵抗効果薄膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63191505A JPH0240972A (ja) | 1988-07-29 | 1988-07-29 | 磁気抵抗効果薄膜 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0240972A true JPH0240972A (ja) | 1990-02-09 |
Family
ID=16275768
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63191505A Pending JPH0240972A (ja) | 1988-07-29 | 1988-07-29 | 磁気抵抗効果薄膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0240972A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05235435A (ja) * | 1992-02-21 | 1993-09-10 | Ckd Corp | 磁気抵抗素子 |
| FR2692711A1 (fr) * | 1992-06-23 | 1993-12-24 | Thomson Csf | Transducteur magnétorésistif. |
| US6052262A (en) * | 1997-03-14 | 2000-04-18 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magneto-resistance effect element and magnetic head |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6064484A (ja) * | 1983-09-19 | 1985-04-13 | Hitachi Ltd | 強磁性磁気抵抗効果合金膜 |
| JPS60200935A (ja) * | 1984-03-23 | 1985-10-11 | Hitachi Ltd | 磁気抵抗効果合金膜およびその製造方法 |
| JPS61144893A (ja) * | 1984-12-18 | 1986-07-02 | Aichi Tokei Denki Co Ltd | 磁気抵抗素子 |
| JPS6319804A (ja) * | 1986-07-14 | 1988-01-27 | Hitachi Ltd | 多層磁性体膜 |
| JPS63311613A (ja) * | 1987-06-11 | 1988-12-20 | Hitachi Ltd | 薄膜磁気ヘツド |
-
1988
- 1988-07-29 JP JP63191505A patent/JPH0240972A/ja active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6064484A (ja) * | 1983-09-19 | 1985-04-13 | Hitachi Ltd | 強磁性磁気抵抗効果合金膜 |
| JPS60200935A (ja) * | 1984-03-23 | 1985-10-11 | Hitachi Ltd | 磁気抵抗効果合金膜およびその製造方法 |
| JPS61144893A (ja) * | 1984-12-18 | 1986-07-02 | Aichi Tokei Denki Co Ltd | 磁気抵抗素子 |
| JPS6319804A (ja) * | 1986-07-14 | 1988-01-27 | Hitachi Ltd | 多層磁性体膜 |
| JPS63311613A (ja) * | 1987-06-11 | 1988-12-20 | Hitachi Ltd | 薄膜磁気ヘツド |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05235435A (ja) * | 1992-02-21 | 1993-09-10 | Ckd Corp | 磁気抵抗素子 |
| FR2692711A1 (fr) * | 1992-06-23 | 1993-12-24 | Thomson Csf | Transducteur magnétorésistif. |
| US6052262A (en) * | 1997-03-14 | 2000-04-18 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magneto-resistance effect element and magnetic head |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3293437B2 (ja) | 磁気抵抗効果素子、磁気抵抗効果型ヘッド及びメモリー素子 | |
| US6111782A (en) | Magnetoresistance effect device, and magnetoresistance effect type head, memory device, and amplifying device using the same | |
| US5159513A (en) | Magnetoresistive sensor based on the spin valve effect | |
| CN1022142C (zh) | 基于自旋阀效应的磁致电阻传感器 | |
| JP3574186B2 (ja) | 磁気抵抗効果素子 | |
| EP0432890A2 (en) | Magnetoresistive sensor | |
| JP3184352B2 (ja) | メモリー素子 | |
| JPH0261572A (ja) | 強磁性薄膜を有する磁場センサ | |
| JPH04247607A (ja) | 磁気抵抗効果素子 | |
| US5764445A (en) | Exchange biased magnetoresistive transducer | |
| JPH0845032A (ja) | スピン・バルブ磁気抵抗素子及び関連する装置／方法 | |
| JPH0950613A (ja) | 磁気抵抗効果素子及び磁界検出装置 | |
| JP3466470B2 (ja) | 薄膜磁気抵抗素子 | |
| JP3640230B2 (ja) | 薄膜磁界センサ | |
| US6120920A (en) | Magneto-resistive effect magnetic head | |
| JPH0240972A (ja) | 磁気抵抗効果薄膜 | |
| JP2545935B2 (ja) | 磁気抵抗効果薄膜およびその製造方法 | |
| JPH076329A (ja) | 磁気抵抗効果素子並びにそれを用いた磁気ヘッド及び磁気記録再生装置 | |
| JP3028585B2 (ja) | 磁気抵抗効果素子 | |
| JPH042185A (ja) | 磁気抵抗効果薄膜 | |
| JP2850584B2 (ja) | 磁気抵抗効果素子の製造方法 | |
| JPH07202294A (ja) | 磁気抵抗効果素子 | |
| JPH05335655A (ja) | 磁気抵抗効果薄膜 | |
| JP3832446B2 (ja) | 磁気抵抗効果素子および磁気ヘッド | |
| JP2737721B2 (ja) | 磁気抵抗効果素子 |