JPH0426227B2 - - Google Patents
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- H—ELECTRICITY
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- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N50/00—Galvanomagnetic devices
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- Thin Magnetic Films (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
(利用分野)
本発明は強磁性磁気抵抗効果合金膜に関するも
のであり、特に、磁気センサ素子、磁気ヘッド素
子および磁気バブル検出素子等のように薄膜スト
リツプ形状で実用に供される強磁性磁気抵抗効果
合金膜に係る。さらに具体的にいえば、本発明
は、薄膜ストリツプ形状において高い磁界感度を
有する強磁性磁気抵抗効果合金膜に関する。[Detailed Description of the Invention] (Field of Application) The present invention relates to a ferromagnetic magnetoresistive alloy film, and is particularly applicable to a thin film strip shape for use in magnetic sensor elements, magnetic head elements, magnetic bubble detection elements, etc. The present invention relates to a ferromagnetic magnetoresistive alloy film to be provided. More specifically, the present invention relates to ferromagnetic magnetoresistive alloy films having high magnetic field sensitivity in the form of thin film strips.
(背景)
近年、強磁性磁気抵抗効果合金膜を用いて、被
検体の回転角および回転速度などを検出する磁気
センサや磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド、および
前記強磁性磁気抵抗効果合金膜を用いた磁気バブ
ル検出素子などの開発が急速に進展している。(Background) In recent years, magnetic sensors and magnetoresistive thin film magnetic heads that use ferromagnetic magnetoresistive alloy films to detect the rotation angle and rotational speed of an object, and the use of the ferromagnetic magnetoresistive alloy films have been developed. The development of magnetic bubble detection elements, etc., is progressing rapidly.
第1図に、回転角および回転速度を検出する磁
気センサの概略構造を示す。 FIG. 1 shows a schematic structure of a magnetic sensor that detects rotation angle and rotation speed.
被検体である回転体(図示せず)の回転軸、す
なわち、シヤフト21には、磁気記録媒体20を
その周面に有する検出部22が固定してある。磁
気記録媒体20は、本図では図示を省略している
磁気ヘツドにより、所定の記録波長で円周方向に
着磁25されている。 A detecting section 22 having a magnetic recording medium 20 on its circumferential surface is fixed to a rotating shaft 21, that is, a rotating shaft 21 of a rotating body (not shown) that is a subject. The magnetic recording medium 20 is circumferentially magnetized 25 at a predetermined recording wavelength by a magnetic head (not shown).
一方、前記磁気記録媒体20の面に隣接するよ
うに、基板30が配置され、その上の前記磁気記
録媒体20に対向する面上には、ストリツプ状の
強磁性磁気抵抗効果合金膜1が蒸着、スパツタリ
ングなどの手法によつて形成される。 On the other hand, a substrate 30 is disposed adjacent to the surface of the magnetic recording medium 20, and a strip-shaped ferromagnetic magnetoresistive alloy film 1 is deposited on the surface thereof facing the magnetic recording medium 20. , sputtering, or other methods.
このように、基板30上に形成された強磁性磁
気抵抗効果合金膜1は、磁気記録媒体20の着磁
されたパターンによる磁界を受けるので、前記シ
ヤフト21の回転にともなつて電気抵抗が変化す
る。これに基づいて、周知の演算を施すことによ
り、回転体の回転角と回転速度を検出することが
できる。 As described above, since the ferromagnetic magnetoresistive alloy film 1 formed on the substrate 30 receives the magnetic field from the magnetized pattern of the magnetic recording medium 20, the electrical resistance changes as the shaft 21 rotates. do. Based on this, the rotation angle and rotation speed of the rotating body can be detected by performing well-known calculations.
第2図は、磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘツドの一
例を示す概略斜視図である。 FIG. 2 is a schematic perspective view showing an example of a magnetoresistive thin film magnetic head.
基板30の上にバイアス磁界印加用の永久磁石
膜31が形成され、その上面に、非磁性絶縁膜3
2を介して、ストリツプ状の強磁性磁気抵抗効果
合金膜1が形成される。強磁性磁気抵抗効果合金
膜1の両端部にはリード線33が接続されてい
る。 A permanent magnet film 31 for applying a bias magnetic field is formed on the substrate 30, and a non-magnetic insulating film 3 is formed on the upper surface of the permanent magnet film 31 for applying a bias magnetic field.
2, a strip-shaped ferromagnetic magnetoresistive alloy film 1 is formed. Lead wires 33 are connected to both ends of the ferromagnetic magnetoresistive alloy film 1 .
第2図では図示を省略している記録媒体から発
生する磁界2の影響により、強磁性磁気抵抗効果
合金膜1の電気抵抗が変化する。それ故に、前記
合金膜1に流れる電流またはリード線33,33
間の電位差に基づいて情報の再生を行うことがで
きる。 In FIG. 2, the electrical resistance of the ferromagnetic magnetoresistive alloy film 1 changes due to the influence of a magnetic field 2 generated from a recording medium (not shown). Therefore, the current flowing through the alloy film 1 or the lead wires 33, 33
Information can be reproduced based on the potential difference between the two.
なお、この場合、永久磁石膜31は、記録媒体
から発生される磁界2と同じ方向に着磁40され
ており、強磁性磁気抵抗効果合金膜1にバイアス
磁界を印加する働らきをする。 In this case, the permanent magnet film 31 is magnetized 40 in the same direction as the magnetic field 2 generated from the recording medium, and functions to apply a bias magnetic field to the ferromagnetic magnetoresistive alloy film 1.
前述したような、強磁性磁気抵抗効果を利用し
た素子の強磁性磁気抵抗効果合金膜としては、82
重量%Ni−18重量%Fe合金であるパーマロイが、
従来から広範に用いられている。 As mentioned above, 82
Permalloy, which is a wt%Ni-18wt%Fe alloy,
It has been widely used for a long time.
また、前記のような磁気センサ、磁気抵抗効果
型薄膜磁気ヘツドおよび磁気バブル検出素子等に
おいては、膜厚が25〜400nmで、幅が20〜30μm
程度の、ストリツプ状強磁性磁気抵抗効果膜が用
いられるのが一般的である。 In addition, in the above-mentioned magnetic sensors, magnetoresistive thin film magnetic heads, magnetic bubble detection elements, etc., the film thickness is 25 to 400 nm and the width is 20 to 30 μm.
Generally, a strip-shaped ferromagnetic magnetoresistive film is used.
そして、膜厚が30〜40nmのパーマロイ膜の強
磁性磁気抵抗効果ΔR/Rは約2.5%であり、膜厚
が300〜400nmのパーマロイ膜のΔR/Rは約3.5
%である。 The ferromagnetic magnetoresistive effect ΔR/R of a permalloy film with a thickness of 30 to 40 nm is approximately 2.5%, and the ΔR/R of a permalloy film with a thickness of 300 to 400 nm is approximately 3.5.
%.
「IEEE Transactions on Magnetics」
(MAG−11、No.4、1975年7月号第1018〜1038
頁)には、パーマロイ膜よりも強磁性磁気抵抗効
果の大きい合金材料として、92%Ni−8%Fe、
(70〜90)%Ni−(30〜10)%Co、67%Ni−30%
Co−3%Crがあることが記載されている。 "IEEE Transactions on Magnetics"
(MAG-11, No. 4, July 1975 issue No. 1018-1038
Page) contains 92%Ni-8%Fe, 92%Ni-8%Fe, and
(70-90)%Ni-(30-10)%Co, 67%Ni-30%
It is described that there is Co-3% Cr.
「Thin Solid Films」(48巻、1978年、第247
−255頁)には、三元合金である72重量%Ni−18
重量%Fe−10重量%Co、64重量%Ni−17重量%
Fe−19重量%Coおよび60重量%Ni−11重量%Fe
−29重量%Coが開示されており、これらはパー
マロイ膜より強磁性磁気抵抗効果が大きいことが
記載されている。 "Thin Solid Films" (Vol. 48, 1978, No. 247)
(page 255) contains a ternary alloy of 72 wt% Ni-18
wt%Fe-10wt%Co, 64wt%Ni-17wt%
Fe - 19 wt% Co and 60 wt% Ni - 11 wt% Fe
-29 wt% Co is disclosed, and it is stated that these have a greater ferromagnetic magnetoresistive effect than permalloy films.
更に、「IEEE Transactions on Magnetics」
(MAG−19、No.2、1983年3月号第104〜110頁)
にも、65%Ni−15%Fe−20%Coおよび60%Ni−
10%Fe−30%Coが開示されており、これらの三
元合金もパーマロイ膜より強磁性磁気抵抗効果が
大きいことが記載されている。 Furthermore, “IEEE Transactions on Magnetics”
(MAG-19, No. 2, March 1983 issue, pages 104-110)
Also, 65%Ni−15%Fe−20%Co and 60%Ni−
10%Fe-30%Co is disclosed, and it is stated that these ternary alloys also have a larger ferromagnetic magnetoresistive effect than permalloy films.
パーマロイ膜よりも強磁性磁気抵抗効果の大き
い、これら公知の磁性合金膜の、Ni−Fe−Co系
三成分図における位置は、第5図に、○印で示さ
れている。しかし、これらの磁性三元合金膜には
以下のような欠点がある。 The positions of these known magnetic alloy films, which have a larger ferromagnetic magnetoresistance effect than the permalloy film, in the Ni-Fe-Co ternary diagram are indicated by circles in FIG. However, these magnetic ternary alloy films have the following drawbacks.
一般に、磁気センサ素子および磁気抵抗効果型
薄膜磁気ヘツド素子の磁気抵抗効果合金膜は、第
1図および第2図ならびにその説明から容易に理
解されるように、薄膜ストリツプ形状で使用され
る。その際、磁界2は第2図中にも示したよう
に、薄膜面内で、その幅方向に−すなわち、長さ
方向に直角に印加される。 Generally, the magnetoresistive alloy film of a magnetic sensor element and a magnetoresistive thin film magnetic head element is used in the form of a thin film strip, as can be easily understood from FIGS. 1 and 2 and the description thereof. At this time, as shown in FIG. 2, the magnetic field 2 is applied in the plane of the thin film in its width direction, that is, at right angles to its length direction.
第3図は、この状態を模式的に示す斜視図であ
る。この場合の、各部寸法は、典型的には膜厚d
が20〜50nm、幅Wが5〜40μm、長さLが100〜
3000μmである。すなわち、この磁気抵抗効果型
合金薄膜においては、長さLはその幅Wに比べて
十分に大きく、かつ幅Wは膜厚dに比べて十分に
大きい。 FIG. 3 is a perspective view schematically showing this state. In this case, the dimensions of each part are typically the film thickness d
is 20~50nm, width W is 5~40μm, length L is 100~
It is 3000μm. That is, in this magnetoresistive alloy thin film, the length L is sufficiently larger than its width W, and the width W is sufficiently larger than its film thickness d.
ところで第1図ないし第3図に示される磁気抵
抗効果合金膜に於ては、強磁性磁気抵抗効果が大
きいだけでなく、下記の2点が必要である。 By the way, the magnetoresistive alloy films shown in FIGS. 1 to 3 require not only a large ferromagnetic magnetoresistive effect, but also the following two points.
第一は磁界感度が良いこと−すなわち、印加さ
れる磁界2が小さくても十分な強磁性磁気抵抗効
果を示すことが必要である。 First, it must have good magnetic field sensitivity - that is, it must exhibit a sufficient ferromagnetic magnetoresistive effect even if the applied magnetic field 2 is small.
また、その第二は、磁界2に対するヒステリシ
ス現象が少ないこと−すなわち、長さLの方向が
磁化容易軸となる一軸磁気異方性の磁性膜である
ことが必要である。 The second requirement is that the hysteresis phenomenon with respect to the magnetic field 2 is small; that is, the magnetic film must have uniaxial magnetic anisotropy, with the direction of length L being the axis of easy magnetization.
第一の磁界感度について、さらに説明する。磁
界感度を表わすパラメータとしては、一般に、見
掛けの異方性磁界H′kを用いるのが良いとされて
いる。 The first magnetic field sensitivity will be further explained. Generally, it is considered best to use the apparent anisotropic magnetic field H'k as a parameter representing magnetic field sensitivity.
見掛けの異方性磁界H′kとは、第3図に示す薄
膜ストリツプ形状の磁気抵抗効果合金膜1に、そ
の幅方向に磁界2を印加したとき、第4図に示す
如く、磁気抵抗効果が事実上飽和した(印加磁界
Hが変化しても、その抵抗値Rが変化しなくなつ
た)と見なせる磁界である。 The apparent anisotropic magnetic field H'k means that when a magnetic field 2 is applied in the width direction of the thin strip-shaped magnetoresistive alloy film 1 shown in FIG. 3, the magnetoresistive effect as shown in FIG. This is a magnetic field that can be considered to be practically saturated (even if the applied magnetic field H changes, the resistance value R no longer changes).
磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘツドの磁気抵抗効果
合金膜は、長さLの方向に対して、約45度の角度
をなす方向にバイアス磁界を印加して使用される
のが普通である。そして、この場合、磁気抵抗効
果合金膜単体の磁界感度としては、前述の見掛け
の異方性磁界H′kで磁性膜の特性を評価すること
が一般的である。 The magnetoresistive alloy film of the magnetoresistive thin film magnetic head is generally used by applying a bias magnetic field in a direction forming an angle of about 45 degrees with respect to the direction of the length L. In this case, as for the magnetic field sensitivity of a single magnetoresistive alloy film, it is common to evaluate the characteristics of the magnetic film using the above-mentioned apparent anisotropic magnetic field H'k.
磁気バブル検出素子に於ても、「IEEE
Transactions on Magnetics」(MAG−19、No.
2、March 1983 第104〜110頁に記載されてい
るように、見掛けの異方性磁界H′kでその特性を
評価する。 Regarding magnetic bubble detection elements, "IEEE
"Transactions on Magnetics" (MAG-19, No.
2, March 1983, pp. 104-110, the characteristics are evaluated using the apparent anisotropic magnetic field H'k.
第3図の形状での磁気抵抗効果合金膜の見掛け
の異方性磁界H′kは、次の(1)式で与えられる。 The apparent anisotropic magnetic field H'k of the magnetoresistive alloy film in the shape shown in FIG. 3 is given by the following equation (1).
H′k=aHk+bd/WBs ……(1)
(1)式において、Hkは真の異方性磁界、Bsは飽
和磁束密度、aとbは磁性膜の特性には関係しな
い定数である。それ故に前記(1)式の中で磁性膜自
体に関係するものは真の異方性磁界Hkと飽和磁
束密度Bsである。 H′k=aHk+bd/WBs...(1) In equation (1), Hk is the true anisotropic magnetic field, Bs is the saturation magnetic flux density, and a and b are constants that are not related to the characteristics of the magnetic film. Therefore, in the above equation (1), what is related to the magnetic film itself is the true anisotropic magnetic field Hk and the saturation magnetic flux density Bs.
ところで、磁界感度の良い磁性膜とは、見掛け
の異方性磁界H′kが小さいことである。このこと
は、前記(1)式を参照すれば明らかなように、真の
異方性磁界Hkが小さく、かつ飽和磁束密度Bsが
小さいことを意味する。 By the way, a magnetic film with good magnetic field sensitivity means that the apparent anisotropic magnetic field H'k is small. As is clear from equation (1) above, this means that the true anisotropic magnetic field Hk is small and the saturation magnetic flux density Bs is small.
前記の各刊行物に開示された公知材料である
Ni−Fe−Co合金膜は、いずれも飽和磁束密度Bs
が大きく、従つて、見掛けの異方性磁界H′kが大
きいという欠点がある。 It is a known material disclosed in each of the above publications.
All Ni-Fe-Co alloy films have a saturation magnetic flux density Bs
is large, and therefore the apparent anisotropic magnetic field H'k is large.
更に、92%Ni−8%Fe、(70〜90)%Ni−(30
〜10)%Coおよび67%Ni−30%Co−3%Cr等は
一軸磁気異方性の膜を得ることが困難であるとい
う欠点がある。 Furthermore, 92%Ni-8%Fe, (70~90)%Ni-(30
~10)%Co and 67%Ni-30%Co-3%Cr have the disadvantage that it is difficult to obtain a film with uniaxial magnetic anisotropy.
(発明の目的)
本発明は前述の欠点を除去するためになされた
ものであり、その目的は、82重量%Ni−18重量
%Fe合金であるパーマロイ膜や公知のNi−Fe−
Co三元合金膜に比べて、薄膜ストリツプ形状に
おいて、強磁性磁気抵抗効果が大きく、飽和磁束
密度Bsが公知の材料よりも小さく(すなわち、
見掛けの異方性磁界が小さく)、かつ、一軸磁気
異方性を示す良好な強磁性磁気抵抗効果合金膜を
提供することにある。(Objective of the Invention) The present invention has been made to eliminate the above-mentioned drawbacks, and its purpose is to improve the permalloy film, which is an 82% Ni-18% Fe alloy, and the known Ni-Fe-
Compared to Co ternary alloy films, the ferromagnetic magnetoresistive effect is larger in the thin film strip shape, and the saturation magnetic flux density Bs is smaller than known materials (i.e.,
An object of the present invention is to provide a good ferromagnetic magnetoresistive alloy film that has a small apparent anisotropic magnetic field and exhibits uniaxial magnetic anisotropy.
(発明の概要)
本発明は、Ni−Fe−Co三元合金膜において、
その重量組成をNil-x-y−Fex−Coyと表わしたと
き、つぎの2つの不等式
0.05≦x
0.15≦y≦0.5−2.5x
を、前記x,yが満足するような組成範囲とする
ことにより、パーマロイ膜よりも強磁性磁気抵抗
効果が大きく、飽和磁束密度が公知のNi−Fe−
Co三元合金膜よりも小さく、かつ一軸磁気異方
性を示す、良好な薄膜ストリツプ状の強磁性磁気
抵抗効果合金膜を実現できるようにした点に特徴
がある。(Summary of the invention) The present invention provides a Ni-Fe-Co ternary alloy film that includes:
When the weight composition is expressed as Ni lxy −Fe x −Co y , by setting the following two inequalities 0.05≦x 0.15≦y≦0.5−2.5x to a composition range that satisfies the above x and y. , Ni-Fe- which has a larger ferromagnetic magnetoresistance effect than permalloy film and has a known saturation magnetic flux density.
The present invention is characterized in that it is possible to realize a thin strip-shaped ferromagnetic magnetoresistive alloy film that is smaller than a Co ternary alloy film and exhibits uniaxial magnetic anisotropy.
(発明の実施例)
本発明者らは、前述のように優れた特性を有す
る薄膜ストリツプ状の強磁性磁気抵抗効果合金膜
を得るための、Ni−Fe−Co三元合金の組成範囲
を確定するために、種種の組成を有する前記三元
合金膜を実験的に作成した。(Example of the Invention) The present inventors determined the composition range of the Ni-Fe-Co ternary alloy in order to obtain a thin strip-shaped ferromagnetic magnetoresistive alloy film having excellent properties as described above. In order to do so, the ternary alloy films having various compositions were experimentally prepared.
そして、これらについて、それぞれ、強磁性磁
気抵抗効果ΔR/R(%)、飽和磁束密度T(パー
マロイを1とした場合の相対値)、および一軸磁
気異方性を呈するか否かを測定した。その結果を
第1表(末尾頁)に示す。 Then, the ferromagnetic magnetoresistive effect ΔR/R (%), the saturation magnetic flux density T (relative value when permalloy is set to 1), and whether or not they exhibited uniaxial magnetic anisotropy were measured for each of these. The results are shown in Table 1 (last page).
なお、これらの実験において、それぞれの試料
No.に相当するNi−Fe−Co合金膜は、所定の配合
組成を有する一つの蒸着源から蒸着して得たもの
である。蒸着用加熱源としては抵抗加熱を用いた
が、電子ビーム加熱を用いても全く同じである。 In addition, in these experiments, each sample
The Ni-Fe-Co alloy film corresponding to No. was obtained by vapor deposition from one vapor deposition source having a predetermined composition. Although resistance heating was used as the heating source for vapor deposition, electron beam heating can be used in exactly the same way.
また、蒸着時の真空圧力は5×10-6Torr以下
が良く、さらに、バラツキが少なく、かつ強磁性
磁気抵抗効果の大きい合金膜を得るには1×
10-6Torr以下が望ましいことが分つた。 In addition, the vacuum pressure during vapor deposition is preferably 5×10 -6 Torr or less, and furthermore, in order to obtain an alloy film with little variation and a large ferromagnetic magnetoresistance effect, 1×
It was found that 10 -6 Torr or less is desirable.
蒸着時の基板温度は、一般には200〜400℃の範
囲に保持するのが普通であり、バラツキが少な
く、かつ強磁性磁気抵抗効果の大きい合金膜を得
るには約350℃が望ましいことが分つた。 The substrate temperature during vapor deposition is generally kept in the range of 200 to 400°C, and it has been found that approximately 350°C is desirable in order to obtain an alloy film with little variation and a large ferromagnetic magnetoresistive effect. Ivy.
この場合の基板としては、十分に平旦な面を有
するガラス、セラミツクス等を用いることができ
る。蒸着速度は1〜3nm/Sの範囲であれば良
く、蒸着速度は強磁性磁気抵抗効果に大きな影響
を及ぼさないことが確認された。 As the substrate in this case, glass, ceramics, or the like having a sufficiently flat surface can be used. The deposition rate may be in the range of 1 to 3 nm/S, and it was confirmed that the deposition rate does not have a large effect on the ferromagnetic magnetoresistive effect.
一軸磁気異方性を付与する方法としては、一定
方向の直流または交流磁界中で蒸着す方法、蒸着
粒子を基板面の法線方向から傾ける斜方蒸着法、
斜方蒸着でかつ基板を回転する方法、あるいは回
転磁界中で蒸着する方法等を用いることができ
る。最も簡単に一軸磁気異方性を付与する方法
は、直流磁界中で蒸着する方法である。 Methods for imparting uniaxial magnetic anisotropy include a method of vapor deposition in a direct current or alternating current magnetic field in a fixed direction, an oblique vapor deposition method in which the deposited particles are tilted from the normal direction of the substrate surface,
A method of oblique evaporation and rotating the substrate, a method of evaporation in a rotating magnetic field, etc. can be used. The simplest method for imparting uniaxial magnetic anisotropy is to deposit in a direct current magnetic field.
膜厚は、その用途によつて異なるが、20〜
400nmの範囲で変化させることは容易である。 The film thickness varies depending on the application, but is 20~
It is easy to vary within a range of 400 nm.
第1表は、蒸着法で形成した膜厚45〜50nm
の、種々の組成のNil-x-y−Fex−Coy三元合金に
ついて、それぞれの強磁性磁気抵抗効果、飽和磁
束密度および一軸磁気異方性を測定したものであ
る。 Table 1 shows the film thickness of 45 to 50 nm formed by vapor deposition method.
The ferromagnetic magnetoresistive effect, saturation magnetic flux density, and uniaxial magnetic anisotropy of ternary alloys of Ni lxy -F x -Co y with various compositions were measured.
Nil-x-y−Fex−Coy合金膜において、一般的に、
Coの含有量をふやせば強磁性磁気抵抗効果が大
きくなることは知られているが、第1表の実験結
果から、実質的にパーマロイ膜よりも大きな強磁
性磁気抵抗効果を示すためには、Coの組成比を
15重量%以上とすることが必要であることが分か
る。In the Ni lxy −Fe x −Co y alloy film, generally,
It is known that increasing the Co content increases the ferromagnetic magnetoresistive effect, but from the experimental results in Table 1, in order to show a substantially larger ferromagnetic magnetoresistive effect than the permalloy film, The composition ratio of Co
It can be seen that it is necessary to set the content to 15% by weight or more.
すなわち、前記yは0.15以上であることが必要
である。これを第5図に示すNi−Fe−Co3成分
図でいえば、図中の直線11よりもCo側の斜線
領域である。 That is, y needs to be 0.15 or more. In the Ni-Fe-Co3 component diagram shown in FIG. 5, this corresponds to the diagonally shaded region on the Co side of the straight line 11 in the diagram.
つぎに、同じく第1表から、Nil-x-y−Fex−
Coy合金膜において、一軸磁気異方性膜を得るに
は、Feの組成比を5重量%以上とすることが必
要であることが分かる。すなわち、xは0.05以上
であることが必要であり、これは第5図中の直線
12よりもFe側の斜線領域である。 Next, from Table 1, Ni lxy −Fe x −
It can be seen that in order to obtain a uniaxial magnetic anisotropy film in a Coy alloy film, it is necessary to set the composition ratio of Fe to 5% by weight or more. That is, x needs to be 0.05 or more, and this is the shaded area on the Fe side of the straight line 12 in FIG.
また、Nil-x-y−Fex−Coy合金膜において、前
記公知のNi−Fe−Co合金膜よりも飽和磁束密度
が小となる組成範囲は、yが0.15以上で、かつx
が0.05以上であるという2条件を満す組成範囲に
おいて、yが(0.5−2.5x)以下の範囲であるこ
とが、第1表から判定される。この領域は、第5
図中の直線13よりもNi側の斜線領域である。 Further, in the Ni lxy -F x -Co y alloy film, the composition range in which the saturation magnetic flux density is smaller than that of the above-mentioned known Ni-Fe-Co alloy film is such that y is 0.15 or more and x
It is determined from Table 1 that in a composition range that satisfies the two conditions that y is 0.05 or more, y is in a range of (0.5-2.5x) or less. This area is the fifth
This is the diagonally shaded area on the Ni side of the straight line 13 in the figure.
以上を綜合すれば、明らかなように、本発明の
目的に適合する強磁性磁気抵抗効果特性−換言す
れば、
(1) パーマロイ膜よりも強磁性磁気抵抗効果が大
きく、
(2) 一軸磁気異方性を示し、かつ
(3) 公知のNi−Fe−Co合金膜よりも飽和磁束密
度が大きい
という特性を示すNil-x-y−Fex−Coy合金膜の組
成範囲は、第5図において、3本の直線11,1
2,13で囲まれた領域であらわされる。 Taking the above into account, it is clear that the ferromagnetic magnetoresistive effect characteristics that meet the purpose of the present invention are as follows: (1) the ferromagnetic magnetoresistive effect is larger than that of the permalloy film, and (2) the uniaxial magnetic anisotropy is In FIG . Book straight line 11,1
It is represented by an area surrounded by 2 and 13.
更に、本発明者らの実験によれば、前記組成範
囲内に囲まれるNi0.71−Fe0.09−Co0.20の、膜厚
350nmの試料の強磁性磁気抵抗効果は48%であ
り、同じ厚さのパーマロイの強磁性磁気抵抗効果
の値3.5%よりも大きな値であることが確認され
た。 Furthermore, according to the experiments conducted by the present inventors, the film thickness of Ni 0.71 −Fe 0.09 −Co 0.20 within the above composition range
The ferromagnetic magnetoresistive effect of the 350 nm sample was 48%, which was confirmed to be larger than the 3.5% value of the ferromagnetic magnetoresistive effect of permalloy of the same thickness.
なお、本発明の合金膜を形成する方法として
は、真空蒸着法に限定されるものではなく、スパ
ツタリング法も有効であることは勿論である。 Note that the method for forming the alloy film of the present invention is not limited to the vacuum deposition method, and it goes without saying that a sputtering method is also effective.
(発明の効果)
以上の説明から明らかな如く、本発明によつて
限定された組成範囲にある強磁性磁気抵抗効果合
金膜は、通常実用に供される薄膜ストリツプ状の
形状において、従来から同じ目的に使用されてい
るパーマロイヤ公知の同種合金に比較して、強磁
性磁気抵抗効果が大きく、飽和磁束密度が実質的
に問題とならない程度に小さく、かつ一軸磁気異
方性を有するという効果があり、磁気センサ、磁
気抵抗効果型薄膜磁気ヘツドおよ磁気バブル検出
素子等に用いるのに極めて好適である。(Effects of the Invention) As is clear from the above description, the ferromagnetic magnetoresistive alloy film having the composition range limited by the present invention can be produced in the same thin film strip shape as conventionally used in practical use. Compared to the same type of alloy known as Permalloyre, which is used for this purpose, it has the effect of having a large ferromagnetic magnetoresistance effect, a saturation magnetic flux density that is so small that it does not pose a practical problem, and a uniaxial magnetic anisotropy. It is extremely suitable for use in magnetic sensors, magnetoresistive thin film magnetic heads, magnetic bubble detection elements, and the like.
本発明のNi−Fe−Co系合金膜は、また、その
構成元素がNi、Fe、Coという蒸気圧が比較的似
かよつた元素から成り、工業的に再現性良く得る
ことが出来るという利点も有している。 The Ni-Fe-Co alloy film of the present invention also has the advantage that its constituent elements are Ni, Fe, and Co, which have relatively similar vapor pressures, and can be obtained industrially with good reproducibility. have.
第1図は回転角および回転速度検出用の抵抗効
果型薄膜磁気センサの概略構造を示す斜視図、第
2図は磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘツドの概略構造
を示す斜視図、第3図は強磁性磁気抵抗効果膜を
薄膜ストリツプ形状で用いる場合における電流方
向と磁界印加方向を説明する斜視図、第4図は強
磁性磁気抵抗効果膜に磁界が印加された時の抵抗
変化と磁界との関係を示す図、第5図はNi−Fe
−Co系3成分図と本発明の限定された組成範囲
を説明する図である。
1……強磁性磁気抵抗効果合金膜、2……印加
される磁界。
Fig. 1 is a perspective view showing the schematic structure of a resistive thin film magnetic sensor for detecting rotation angle and rotation speed, Fig. 2 is a perspective view showing the schematic structure of a magnetoresistive thin film magnetic head, and Fig. 3 is a perspective view showing the schematic structure of a magnetoresistive thin film magnetic head. A perspective view illustrating the direction of current and the direction of magnetic field application when a magnetic magnetoresistive film is used in the form of a thin film strip. Figure 4 shows the relationship between the resistance change and the magnetic field when a magnetic field is applied to the ferromagnetic magnetoresistive film. Figure 5 shows Ni-Fe
FIG. 2 is a diagram illustrating a -Co system ternary component diagram and a limited composition range of the present invention. 1... Ferromagnetic magnetoresistive alloy film, 2... Applied magnetic field.
Claims (1)
抗効果合金膜において、その重量組成をNil-x-y
−Fex−Coyと表わしたとき、 xが0.05≦xで、かつ yが0.15≦y≦0.5−2.5x の2条件を満足する組成範囲であることを特徴と
する強磁性磁気抵抗効果合金膜。 2 前記強磁性磁気抵抗効果合金膜は、その形状
が、その幅に比べて長さが十分に長い薄膜ストツ
プ状であることを特徴とする前記特許請求の範囲
第1項記載の強磁性磁気抵抗効果合金膜。 3 膜厚が20〜400nmであることを特徴とする
特許請求の範囲第1項または第2項記載の強磁性
磁気抵抗効果合金膜。[Claims] 1. A ferromagnetic magnetoresistive alloy film made of a Ni-Fe-Co ternary alloy whose weight composition is Ni lxy
A ferromagnetic magnetoresistive alloy characterized by having a composition range that satisfies two conditions: -Fe x -Co y , where x is 0.05≦x and y is 0.15≦y≦0.5−2.5x. film. 2. The ferromagnetic magnetoresistive alloy film according to claim 1, wherein the ferromagnetic magnetoresistive alloy film has a thin film stop shape whose length is sufficiently longer than its width. Effect alloy membrane. 3. The ferromagnetic magnetoresistive alloy film according to claim 1 or 2, which has a film thickness of 20 to 400 nm.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58171232A JPS6064484A (en) | 1983-09-19 | 1983-09-19 | Ferromagnetic magnetoresistance effect alloy film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58171232A JPS6064484A (en) | 1983-09-19 | 1983-09-19 | Ferromagnetic magnetoresistance effect alloy film |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6064484A JPS6064484A (en) | 1985-04-13 |
| JPH0426227B2 true JPH0426227B2 (en) | 1992-05-06 |
Family
ID=15919490
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58171232A Granted JPS6064484A (en) | 1983-09-19 | 1983-09-19 | Ferromagnetic magnetoresistance effect alloy film |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6064484A (en) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2551321B2 (en) * | 1993-04-21 | 1996-11-06 | 日本電気株式会社 | Integrated magnetoresistive sensor |
| JP2776314B2 (en) * | 1995-08-23 | 1998-07-16 | 日本電気株式会社 | Stacked film structure of integrated magnetic sensor |
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| JP4890891B2 (en) | 2006-03-10 | 2012-03-07 | 山梨日本電気株式会社 | Magnetic sensor, manufacturing method thereof, and electronic apparatus |
-
1983
- 1983-09-19 JP JP58171232A patent/JPS6064484A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6064484A (en) | 1985-04-13 |
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