JPH0567820A - 磁気抵抗効果素子 - Google Patents
磁気抵抗効果素子Info
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- JPH0567820A JPH0567820A JP4053533A JP5353392A JPH0567820A JP H0567820 A JPH0567820 A JP H0567820A JP 4053533 A JP4053533 A JP 4053533A JP 5353392 A JP5353392 A JP 5353392A JP H0567820 A JPH0567820 A JP H0567820A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】大きな磁気抵抗変化率を有し、超高真空を用い
ない通常の薄膜形成装置で成膜しても十分に実用化する
ことができる磁気抵抗効果素子を提供することを目的と
する。 【効果】Ｆｅ，Ｃｏ及びＮｉからなる磁性元素群から選
択される少なくとも２種を含む磁性層３と、非磁性層２
とを交互に積層した積層体を基板１上に形成して磁気抵
抗効果素子とする。この積層体において、隣合う磁性層
３同士が、磁場が実質的に存在しない状態で、反強磁性
的に結合している。
ない通常の薄膜形成装置で成膜しても十分に実用化する
ことができる磁気抵抗効果素子を提供することを目的と
する。 【効果】Ｆｅ，Ｃｏ及びＮｉからなる磁性元素群から選
択される少なくとも２種を含む磁性層３と、非磁性層２
とを交互に積層した積層体を基板１上に形成して磁気抵
抗効果素子とする。この積層体において、隣合う磁性層
３同士が、磁場が実質的に存在しない状態で、反強磁性
的に結合している。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、超薄膜の積層体、い
わゆる人工格子膜を利用した磁気抵抗素子に関する。
わゆる人工格子膜を利用した磁気抵抗素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】磁気抵抗効果は、印加磁界の強度により
抵抗が変化する効果である。このような磁気抵抗効果を
利用した磁気抵抗効果素子は、高感度であり比較的大き
な出力を得ることができるため、磁界センサや磁気ヘッ
ドとして広く利用されている。
抵抗が変化する効果である。このような磁気抵抗効果を
利用した磁気抵抗効果素子は、高感度であり比較的大き
な出力を得ることができるため、磁界センサや磁気ヘッ
ドとして広く利用されている。
【０００３】従来、磁気抵抗効果型素子としてはパーマ
ロイ合金薄膜が広く用いられている。しかし、パーマロ
イ合金薄膜の磁気抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ：Ｒは無磁場で
の電気抵抗、ΔＲはＲから飽和磁界印加時の電気抵抗Ｒ
S を引いた値）は２〜３％程度であり、十分な感度が得
られないという問題点がある。
ロイ合金薄膜が広く用いられている。しかし、パーマロ
イ合金薄膜の磁気抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ：Ｒは無磁場で
の電気抵抗、ΔＲはＲから飽和磁界印加時の電気抵抗Ｒ
S を引いた値）は２〜３％程度であり、十分な感度が得
られないという問題点がある。
【０００４】一方、最近、新しい磁気抵抗効果素子とし
て、数オングストロームから数十オングストロームの厚
さの磁性層と非磁性層とを交互に積層させた積層体、い
わゆる人工格子膜が注目されている。このような人工格
子膜としては、（Ｆｅ／Ｃｒ）n （Phys.Rev.Lett.vol
61(21)(1988)2472）、（パーマロイ／Ｃｕ／Ｃｏ／Ｃ
ｕ）n （J.Phys.SOC.Jap.vol 59(9)(1990)3061）、（Ｃ
ｏ／Ｃｕ）n （J.Mag.Mag.Mat.94(1991)L1，Phys.Rev.L
ett.66(1991)2152）が知られている。
て、数オングストロームから数十オングストロームの厚
さの磁性層と非磁性層とを交互に積層させた積層体、い
わゆる人工格子膜が注目されている。このような人工格
子膜としては、（Ｆｅ／Ｃｒ）n （Phys.Rev.Lett.vol
61(21)(1988)2472）、（パーマロイ／Ｃｕ／Ｃｏ／Ｃ
ｕ）n （J.Phys.SOC.Jap.vol 59(9)(1990)3061）、（Ｃ
ｏ／Ｃｕ）n （J.Mag.Mag.Mat.94(1991)L1，Phys.Rev.L
ett.66(1991)2152）が知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このような人工格子膜
は従来のパーマロイ薄膜と比較して格段に大きな磁気抵
抗効果を有する。しかし、十分大きな磁気抵抗効果は、
超高真空蒸着装置（ＵＨＶ）、分子線エピタキシー（Ｍ
ＢＥ）装置など超高真空の処理が可能な装置を用いない
と達成することができず、通常の薄膜形成装置で形成さ
れた場合には、未だ要求を満足するに十分な値が得られ
ていないのが実情である。
は従来のパーマロイ薄膜と比較して格段に大きな磁気抵
抗効果を有する。しかし、十分大きな磁気抵抗効果は、
超高真空蒸着装置（ＵＨＶ）、分子線エピタキシー（Ｍ
ＢＥ）装置など超高真空の処理が可能な装置を用いない
と達成することができず、通常の薄膜形成装置で形成さ
れた場合には、未だ要求を満足するに十分な値が得られ
ていないのが実情である。
【０００６】この発明はこのような状況を考慮してなさ
れたものであり、その目的は、大きな磁気抵抗変化率を
有し、超高真空を用いない通常の薄膜形成装置で成膜し
ても十分に実用化することができる磁気抵抗効果素子を
提供することにある。
れたものであり、その目的は、大きな磁気抵抗変化率を
有し、超高真空を用いない通常の薄膜形成装置で成膜し
ても十分に実用化することができる磁気抵抗効果素子を
提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び作用】この発明は、上
記課題を解決するために、Ｆｅ，Ｃｏ及びＮｉからなる
磁性元素群から選択される少なくとも２種を含む磁性層
と、非磁性層とを交互に積層した積層体を有し、この積
層体において隣合う磁性層同士が、磁場が実質的に存在
しない状態で、反強磁性的に結合していることを特徴と
する磁気抵抗効果素子を提供する。
記課題を解決するために、Ｆｅ，Ｃｏ及びＮｉからなる
磁性元素群から選択される少なくとも２種を含む磁性層
と、非磁性層とを交互に積層した積層体を有し、この積
層体において隣合う磁性層同士が、磁場が実質的に存在
しない状態で、反強磁性的に結合していることを特徴と
する磁気抵抗効果素子を提供する。
【０００８】本願発明者らは、上述のいわゆる人工格子
膜を用いてさらに大きい磁気抵抗効果を有する素子を得
るべく研究を重ねた結果、上述の（Ｃｏ／Ｃｕ）n のＣ
ｏの一部をＦｅで置換した場合に、磁気抵抗効果が非常
に大きくなることを見出した。そして、このような効果
は、磁性層をＦｅ，Ｃｏ及びＮｉのうち２種以上で構成
した場合に得られ、磁場が実質的に存在しない状態で隣
合う磁性層が反強磁性的に結合している場合に一層大き
いことを見出したのである。本発明はこのような知見に
基づいてなされたものである。以下、この発明について
詳細に説明する。
膜を用いてさらに大きい磁気抵抗効果を有する素子を得
るべく研究を重ねた結果、上述の（Ｃｏ／Ｃｕ）n のＣ
ｏの一部をＦｅで置換した場合に、磁気抵抗効果が非常
に大きくなることを見出した。そして、このような効果
は、磁性層をＦｅ，Ｃｏ及びＮｉのうち２種以上で構成
した場合に得られ、磁場が実質的に存在しない状態で隣
合う磁性層が反強磁性的に結合している場合に一層大き
いことを見出したのである。本発明はこのような知見に
基づいてなされたものである。以下、この発明について
詳細に説明する。
【０００９】この発明に係る磁気抵抗効果素子は、磁性
層と非磁性層とを交互に積層してなる積層体であり、例
えば図１に示すように、基板１上に非磁性層２と磁性層
３とのペア４をｎ回積層することにより構成される。こ
の場合に、この図に示すように非磁性層を先に形成して
もよいし、磁性層３を先に形成してもよい。また、基板
１と積層体との間に、Ｆｅ等のソフト磁性材料のバッフ
ァ層を介在させてもよい。
層と非磁性層とを交互に積層してなる積層体であり、例
えば図１に示すように、基板１上に非磁性層２と磁性層
３とのペア４をｎ回積層することにより構成される。こ
の場合に、この図に示すように非磁性層を先に形成して
もよいし、磁性層３を先に形成してもよい。また、基板
１と積層体との間に、Ｆｅ等のソフト磁性材料のバッフ
ァ層を介在させてもよい。
【００１０】磁性層は、Ｆｅ，Ｃｏ及びＮｉのうち２種
以上を主体とするもの、すなわちＦｅ−Ｃｏ合金、Ｆｅ
−Ｎｉ合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金、Ｃｏ−Ｎｉ合金で
構成され、この中には他の元素が含まれていてもよい。
この中ではＦｅ−Ｃｏ合金が好ましい。また、Ｆｅ−Ｎ
ｉ合金としては、Ｎｉ1-x Ｆｅx （ただし、０＜ｘ≦
０．６４）で表されるパーマロイが好ましく、このＦｅ
の一部を他の元素（例えば、Ｍｏ，Ｍｎ，Ｃｕ，Ｃｒな
ど）で置換することにより、透磁率の向上や磁気抵抗変
化率の向上を図ることができる。磁性層は面内に一軸磁
気異方性を有していることが好ましい。
以上を主体とするもの、すなわちＦｅ−Ｃｏ合金、Ｆｅ
−Ｎｉ合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金、Ｃｏ−Ｎｉ合金で
構成され、この中には他の元素が含まれていてもよい。
この中ではＦｅ−Ｃｏ合金が好ましい。また、Ｆｅ−Ｎ
ｉ合金としては、Ｎｉ1-x Ｆｅx （ただし、０＜ｘ≦
０．６４）で表されるパーマロイが好ましく、このＦｅ
の一部を他の元素（例えば、Ｍｏ，Ｍｎ，Ｃｕ，Ｃｒな
ど）で置換することにより、透磁率の向上や磁気抵抗変
化率の向上を図ることができる。磁性層は面内に一軸磁
気異方性を有していることが好ましい。
【００１１】隣合う磁性層は、実質的に磁場を印加しな
い状態で、反強磁性的に結合していることが好ましい。
ここでいう反強磁性的結合とは、磁性層の磁気モーメン
トが、隣合う磁性層間で逆向きであるように結合してい
ることをいう。このように結合することにより、磁気抵
抗変化率を高めることができる。このように反強磁性的
結合力を有していることが好ましいが、その結合力は小
さいほうが好ましい。反強磁性的結合力が小さければ、
小さな磁場で磁気抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を大きくする
ことができ、磁気ヘッドなどの用途に対して適したもの
となる。また、小さな磁場で磁気抵抗変化率（ΔＲ／
Ｒ）を大きくする観点からは、素子の飽和磁界ＨS が小
さいことが好ましい。
い状態で、反強磁性的に結合していることが好ましい。
ここでいう反強磁性的結合とは、磁性層の磁気モーメン
トが、隣合う磁性層間で逆向きであるように結合してい
ることをいう。このように結合することにより、磁気抵
抗変化率を高めることができる。このように反強磁性的
結合力を有していることが好ましいが、その結合力は小
さいほうが好ましい。反強磁性的結合力が小さければ、
小さな磁場で磁気抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を大きくする
ことができ、磁気ヘッドなどの用途に対して適したもの
となる。また、小さな磁場で磁気抵抗変化率（ΔＲ／
Ｒ）を大きくする観点からは、素子の飽和磁界ＨS が小
さいことが好ましい。
【００１２】非磁性層は、磁気抵抗効果を発揮できる材
料で形成されていれば特に限定されない。非磁性層の例
としては、Ｃｕ，Ｃｒ，Ａｕ，Ａｇ，Ｒｕなどがあり、
これら単体でも、これらを含む合金でも用いることがで
きる。非磁性層としてＣｕ−Ａｕ合金を用いた場合には
反強磁性的結合力を小さくする効果が得られる。
料で形成されていれば特に限定されない。非磁性層の例
としては、Ｃｕ，Ｃｒ，Ａｕ，Ａｇ，Ｒｕなどがあり、
これら単体でも、これらを含む合金でも用いることがで
きる。非磁性層としてＣｕ−Ａｕ合金を用いた場合には
反強磁性的結合力を小さくする効果が得られる。
【００１３】磁性金属層と非磁性層との組み合わせに
は、種々のものが考えられるが、好ましい組み合わせと
しては、例えば以下のようなものがあり、その組み合わ
せにより大きな磁気抵抗効果を得ることができる。 １）磁性層を構成する合金がＦｅ1-x Ｃｏx で表され、
ｘが０．５≦ｘ＜１の範囲であり、非磁性層がＣｕであ
るもの。
は、種々のものが考えられるが、好ましい組み合わせと
しては、例えば以下のようなものがあり、その組み合わ
せにより大きな磁気抵抗効果を得ることができる。 １）磁性層を構成する合金がＦｅ1-x Ｃｏx で表され、
ｘが０．５≦ｘ＜１の範囲であり、非磁性層がＣｕであ
るもの。
【００１４】２）磁性層を構成する合金がＦｅ1-x Ｃｏ
x で表され、ｘが０＜ｘ≦０．８の範囲、好ましくは０
＜ｘ≦０．５の範囲であり、非磁性層がＣｒであるも
の。 ３）磁性層を構成する合金がＮｉ1-y （Ｆｅ1-x Ｃ
ｏx ）y で表され、０≦ｘ≦１かつ０＜ｙ＜１であり、
非磁性層がＣｕであるもの。 ４）磁性層を構成する合金がＮｉ1-y （Ｆｅ1-x Ｃ
ｏx ）y で表され、０≦ｘ≦０．９かつ０．７≦ｙ＜１
であり、非磁性層がＣｒであるもの。
x で表され、ｘが０＜ｘ≦０．８の範囲、好ましくは０
＜ｘ≦０．５の範囲であり、非磁性層がＣｒであるも
の。 ３）磁性層を構成する合金がＮｉ1-y （Ｆｅ1-x Ｃ
ｏx ）y で表され、０≦ｘ≦１かつ０＜ｙ＜１であり、
非磁性層がＣｕであるもの。 ４）磁性層を構成する合金がＮｉ1-y （Ｆｅ1-x Ｃ
ｏx ）y で表され、０≦ｘ≦０．９かつ０．７≦ｙ＜１
であり、非磁性層がＣｒであるもの。
【００１５】十分に大きな磁気抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）
を得るためには、磁性層の厚さｔM（オングストロー
ム；以下Ａで表す）を２Ａ≦ｔM ≦１００Ａ、非磁性層
の厚さｔN を２Ａ≦ｔN ≦１００Ａにすることが好まし
く、７Ａ≦ｔM ≦９０Ａ、９≦ｔN ≦５０Ａが一層好ま
しい。
を得るためには、磁性層の厚さｔM（オングストロー
ム；以下Ａで表す）を２Ａ≦ｔM ≦１００Ａ、非磁性層
の厚さｔN を２Ａ≦ｔN ≦１００Ａにすることが好まし
く、７Ａ≦ｔM ≦９０Ａ、９≦ｔN ≦５０Ａが一層好ま
しい。
【００１６】なお、非磁性層の厚さと磁気抵抗変化率と
は図２に示すような関係となり、磁気抵抗変化率が非磁
性層の厚さに対して振動するため、非磁性層の厚さｔN
は上述の範囲内で大きな磁気抵抗変化率が得られるよう
に規定することが好ましい。また、図３に示すように、
飽和磁界も非磁性層の厚さに対して振動し、そのピーク
の位置は、磁気抵抗変化率のピークの位置と重なってい
る。従って、用途に従って、磁気抵抗変化率と飽和磁界
とがバランスするように非磁性層の厚さを決定すること
が望ましい。なお、図２及び図３は、磁性層として厚さ
１０ＡのＦｅ0.1 Ｃｏ0.9 を用い、非磁性層として各厚
さのＣｕを用いて、このペアを１６回積層した積層体に
ついて室温で測定したものである。
は図２に示すような関係となり、磁気抵抗変化率が非磁
性層の厚さに対して振動するため、非磁性層の厚さｔN
は上述の範囲内で大きな磁気抵抗変化率が得られるよう
に規定することが好ましい。また、図３に示すように、
飽和磁界も非磁性層の厚さに対して振動し、そのピーク
の位置は、磁気抵抗変化率のピークの位置と重なってい
る。従って、用途に従って、磁気抵抗変化率と飽和磁界
とがバランスするように非磁性層の厚さを決定すること
が望ましい。なお、図２及び図３は、磁性層として厚さ
１０ＡのＦｅ0.1 Ｃｏ0.9 を用い、非磁性層として各厚
さのＣｕを用いて、このペアを１６回積層した積層体に
ついて室温で測定したものである。
【００１７】積層数ｎは一般的には５〜数１０程度であ
り、磁気抵抗効果を考慮すると大きいほうがよいが、余
り大きくても磁気抵抗効果が飽和してしまうため、飽和
する範囲までの間で適宜設定することが好ましい。本発
明の積層体を形成するための基板は特に限定されるもの
ではない。例えば、ＳｉＯ，ＭｇＯ，スピネル，Ｓｉな
どを用いることができる。
り、磁気抵抗効果を考慮すると大きいほうがよいが、余
り大きくても磁気抵抗効果が飽和してしまうため、飽和
する範囲までの間で適宜設定することが好ましい。本発
明の積層体を形成するための基板は特に限定されるもの
ではない。例えば、ＳｉＯ，ＭｇＯ，スピネル，Ｓｉな
どを用いることができる。
【００１８】このような積層体は、分子線エピタキシー
（ＭＢＥ）法、超真空スパッタ法など超高真空で行う処
理はもちろんのこと、ＲＦマグネトロンスパッタ法、イ
オンビームスパッタ（ＩＢＳ）法、蒸着法など初期真空
度が１０-7Torr以下（すなわち圧力が１０-7Torr以上）
の通常の薄膜形成技術で形成した場合でも、大きな磁気
抵抗変化率を得ることができる。
（ＭＢＥ）法、超真空スパッタ法など超高真空で行う処
理はもちろんのこと、ＲＦマグネトロンスパッタ法、イ
オンビームスパッタ（ＩＢＳ）法、蒸着法など初期真空
度が１０-7Torr以下（すなわち圧力が１０-7Torr以上）
の通常の薄膜形成技術で形成した場合でも、大きな磁気
抵抗変化率を得ることができる。
【００１９】従来の人工格子膜を利用した磁気抵抗効果
素子、例えば（Ｃｏ／Ｃｕ）n 、（Ｆｅ／Ｃｒ）n な
ど、磁性層として単一元素を用いた素子の場合には、Ｍ
ＢＥなどの超高真空装置で成膜すると２０〜５０％の磁
気抵抗変化率が得られるが、通常の初期真空度の成膜装
置を用いた場合には磁気抵抗変化率が数％と不十分であ
る。これに対して、本発明に係る磁気抵抗効果素子の場
合には、通常の成膜装置を用いても実用上十分な磁気抵
抗変化率を得ることができる。なお、積層体を構成する
各層の組成及び膜厚は同一である必要はない。
素子、例えば（Ｃｏ／Ｃｕ）n 、（Ｆｅ／Ｃｒ）n な
ど、磁性層として単一元素を用いた素子の場合には、Ｍ
ＢＥなどの超高真空装置で成膜すると２０〜５０％の磁
気抵抗変化率が得られるが、通常の初期真空度の成膜装
置を用いた場合には磁気抵抗変化率が数％と不十分であ
る。これに対して、本発明に係る磁気抵抗効果素子の場
合には、通常の成膜装置を用いても実用上十分な磁気抵
抗変化率を得ることができる。なお、積層体を構成する
各層の組成及び膜厚は同一である必要はない。
【００２０】
【実施例１】以下に、この発明の実施例について説明す
る。 （実施例１）
る。 （実施例１）
【００２１】この実施例においては、磁性層をＦｅ0.1
Ｃｏ0.9 とし、非磁性層をＣｕとして、イオンビームス
パッタ法を用いて積層体を成膜した例について示す。
Ｃｏ0.9 とし、非磁性層をＣｕとして、イオンビームス
パッタ法を用いて積層体を成膜した例について示す。
【００２２】先ず、チャンバー内に石英基板をセット
し、チャンバー内を５×１０-7Torrまで排気した後、Ａ
ｒガスを１×１０-4Torrになるまで導入し、加速電圧５
００Ｖ、ビーム電流３０ｍＡの条件にてスパッタリング
を実施した。ターゲットとしてＦｅ、Ｆｅ0.1 Ｃｏ0.9
合金及びＣｕを用い、最初にＦｅターゲットをスパッタ
して石英基板上に５０ＡのＦｅバッファ層を形成し、続
けてＣｕターゲット及びＦｅ0.1 Ｃｏ0.9 合金ターゲッ
トを交互にスパッタして、図１に示すように、膜厚９Ａ
のＣｕ非磁性層及び膜厚７ＡのＦｅ0.1 Ｃｏ0.9 磁性層
のペアを１５回積層した（積層数ｎ＝１５）。これを
（Ｆｅ0.1 Ｃｏ0.9 ７Ａ／Ｃｕ９Ａ）15とする。なお、
この実施例ではバッファ層を設けたが、本発明の実施に
際しバッファ層は必ずしも必要はない。
し、チャンバー内を５×１０-7Torrまで排気した後、Ａ
ｒガスを１×１０-4Torrになるまで導入し、加速電圧５
００Ｖ、ビーム電流３０ｍＡの条件にてスパッタリング
を実施した。ターゲットとしてＦｅ、Ｆｅ0.1 Ｃｏ0.9
合金及びＣｕを用い、最初にＦｅターゲットをスパッタ
して石英基板上に５０ＡのＦｅバッファ層を形成し、続
けてＣｕターゲット及びＦｅ0.1 Ｃｏ0.9 合金ターゲッ
トを交互にスパッタして、図１に示すように、膜厚９Ａ
のＣｕ非磁性層及び膜厚７ＡのＦｅ0.1 Ｃｏ0.9 磁性層
のペアを１５回積層した（積層数ｎ＝１５）。これを
（Ｆｅ0.1 Ｃｏ0.9 ７Ａ／Ｃｕ９Ａ）15とする。なお、
この実施例ではバッファ層を設けたが、本発明の実施に
際しバッファ層は必ずしも必要はない。
【００２３】次に、このようにして製造された積層体に
ついて、この発明の分野で一般的に用いられる四端子法
によって磁気抵抗効果を測定した。その結果を図４に示
す。図４は横軸に磁場の大きさをとり、縦軸に磁場０の
際の電気抵抗を１として規格化した電気抵抗値（Ｒ／Ｒ
（Ｈ＝０））をとって、それらの関係を示すグラフであ
り、このグラフから磁気抵抗効果の大きさを示す磁気抵
抗変化率ΔＲ／Ｒを求めた。その結果、磁気抵抗変化率
ΔＲ／Ｒは７．５％と大きな値となり、磁性層としてＦ
ｅ0.1 Ｃｏ0.9 、非磁性層としてＣｕを用いた積層体が
磁気抵抗効果素子として適していることが確認された。 （実施例２）
ついて、この発明の分野で一般的に用いられる四端子法
によって磁気抵抗効果を測定した。その結果を図４に示
す。図４は横軸に磁場の大きさをとり、縦軸に磁場０の
際の電気抵抗を１として規格化した電気抵抗値（Ｒ／Ｒ
（Ｈ＝０））をとって、それらの関係を示すグラフであ
り、このグラフから磁気抵抗効果の大きさを示す磁気抵
抗変化率ΔＲ／Ｒを求めた。その結果、磁気抵抗変化率
ΔＲ／Ｒは７．５％と大きな値となり、磁性層としてＦ
ｅ0.1 Ｃｏ0.9 、非磁性層としてＣｕを用いた積層体が
磁気抵抗効果素子として適していることが確認された。 （実施例２）
【００２４】この実施例においては、磁性層をＦｅ0.25
Ｃｏ0.75とし、非磁性層をＣｕとして、イオンビームス
パッタ法を用いて積層体を成膜した例について示す。
Ｃｏ0.75とし、非磁性層をＣｕとして、イオンビームス
パッタ法を用いて積層体を成膜した例について示す。
【００２５】実施例１と同一の成膜条件で、先ず石英基
板上にＦｅバッファ層を５０Ａの厚さで形成し、続けて
Ｃｕターゲット及びＦｅ0.25Ｃｏ0.75合金ターゲットを
交互にスパッタして、図１に示すように、膜厚９ＡのＣ
ｕ非磁性層及び膜厚７ＡのＦｅ0.25Ｃｏ0.75磁性層のペ
アを１５回積層した（積層数ｎ＝１５）。これを、（Ｆ
ｅ0.25Ｃｏ0.75７Ａ／Ｃｕ９Ａ）15とする。
板上にＦｅバッファ層を５０Ａの厚さで形成し、続けて
Ｃｕターゲット及びＦｅ0.25Ｃｏ0.75合金ターゲットを
交互にスパッタして、図１に示すように、膜厚９ＡのＣ
ｕ非磁性層及び膜厚７ＡのＦｅ0.25Ｃｏ0.75磁性層のペ
アを１５回積層した（積層数ｎ＝１５）。これを、（Ｆ
ｅ0.25Ｃｏ0.75７Ａ／Ｃｕ９Ａ）15とする。
【００２６】次に、このようにして製造された積層体に
ついて、四端子法によって磁気抵抗効果を測定した。そ
の結果を図５に示す。図５は図４と同様のグラフであ
り、このグラフから磁気抵抗効果の大きさを示す磁気抵
抗変化率ΔＲ／Ｒを求めた。その結果、磁気抵抗変化率
ΔＲ／Ｒは１１．１％と大きな値となり、磁性層として
Ｆｅ0.25Ｃｏ0.75、非磁性層としてＣｕを用いた積層体
が磁気抵抗効果素子として適していることが確認され
た。 （実施例３）
ついて、四端子法によって磁気抵抗効果を測定した。そ
の結果を図５に示す。図５は図４と同様のグラフであ
り、このグラフから磁気抵抗効果の大きさを示す磁気抵
抗変化率ΔＲ／Ｒを求めた。その結果、磁気抵抗変化率
ΔＲ／Ｒは１１．１％と大きな値となり、磁性層として
Ｆｅ0.25Ｃｏ0.75、非磁性層としてＣｕを用いた積層体
が磁気抵抗効果素子として適していることが確認され
た。 （実施例３）
【００２７】この実施例においては、磁性層をＦｅ0.1
Ｃｏ0.9 とし、非磁性層をＣｕとして、イオンビームス
パッタ法を用いて積層体を成膜した例について示す。な
お、基板としてはＳｉ上に１０００Ａ程度の酸化被膜を
有するものを用いた。
Ｃｏ0.9 とし、非磁性層をＣｕとして、イオンビームス
パッタ法を用いて積層体を成膜した例について示す。な
お、基板としてはＳｉ上に１０００Ａ程度の酸化被膜を
有するものを用いた。
【００２８】実施例１と同一の成膜条件で、Ｃｕターゲ
ット及びＦｅ0.1Ｃｏ0.9 合金ターゲットを交互にスパ
ッタして、図１に示すように、膜厚９ＡのＣｕ非磁性層
及び膜厚１５ＡのＦｅ0.1 Ｃｏ0.9 磁性層のペアを１５
回積層した（積層数ｎ＝１５）。これを、（Ｆｅ0.1 Ｃ
ｏ0.9 １５Ａ／Ｃｕ９Ａ）15とする。
ット及びＦｅ0.1Ｃｏ0.9 合金ターゲットを交互にスパ
ッタして、図１に示すように、膜厚９ＡのＣｕ非磁性層
及び膜厚１５ＡのＦｅ0.1 Ｃｏ0.9 磁性層のペアを１５
回積層した（積層数ｎ＝１５）。これを、（Ｆｅ0.1 Ｃ
ｏ0.9 １５Ａ／Ｃｕ９Ａ）15とする。
【００２９】次に、このようにして製造された積層体に
ついて、四端子法によって磁気抵抗効果を測定した。そ
の結果を図６に示す。図６は図４と同様のグラフであ
り、このグラフから磁気抵抗効果の大きさを示す磁気抵
抗変化率ΔＲ／Ｒを求めた。その結果、磁気抵抗変化率
ΔＲ／Ｒは８．１５％と大きな値となり、この実施例で
製造した積層体が磁気抵抗効果素子として適しているこ
とが確認された。 （実施例４）
ついて、四端子法によって磁気抵抗効果を測定した。そ
の結果を図６に示す。図６は図４と同様のグラフであ
り、このグラフから磁気抵抗効果の大きさを示す磁気抵
抗変化率ΔＲ／Ｒを求めた。その結果、磁気抵抗変化率
ΔＲ／Ｒは８．１５％と大きな値となり、この実施例で
製造した積層体が磁気抵抗効果素子として適しているこ
とが確認された。 （実施例４）
【００３０】この実施例においては、磁性層をＦｅ0.75
Ｃｏ0.25とし、非磁性層をＣｒとして、イオンビームス
パッタ法を用いて積層体を成膜した例について示す。な
お、基板としては、ＭｇＯ（１００）単結晶を用いた。
Ｃｏ0.25とし、非磁性層をＣｒとして、イオンビームス
パッタ法を用いて積層体を成膜した例について示す。な
お、基板としては、ＭｇＯ（１００）単結晶を用いた。
【００３１】実施例１と同一の成膜条件で、ＭｇＯ（１
００）単結晶基板上に、Ｃｒターゲット及びＦｅ0.75Ｃ
ｏ0.25合金ターゲットを交互にスパッタして、図１に示
すように、膜厚１３ＡのＣｒ非磁性層及び膜厚２０Ａの
Ｆｅ0.75Ｃｏ0.25磁性層のペアを１５回積層した（積層
数ｎ＝１５）。これを、（Ｆｅ0.75Ｃｏ0.25２０Ａ／Ｃ
ｕ１３Ａ）15とする。
００）単結晶基板上に、Ｃｒターゲット及びＦｅ0.75Ｃ
ｏ0.25合金ターゲットを交互にスパッタして、図１に示
すように、膜厚１３ＡのＣｒ非磁性層及び膜厚２０Ａの
Ｆｅ0.75Ｃｏ0.25磁性層のペアを１５回積層した（積層
数ｎ＝１５）。これを、（Ｆｅ0.75Ｃｏ0.25２０Ａ／Ｃ
ｕ１３Ａ）15とする。
【００３２】次に、このようにして製造された積層体に
ついて、四端子法によって磁気抵抗効果を測定した。そ
の結果を図７に示す。図７は図４と同様のグラフであ
り、このグラフから磁気抵抗効果の大きさを示す磁気抵
抗変化率ΔＲ／Ｒを求めた。その結果、磁気抵抗変化率
ΔＲ／Ｒは６．８％と大きな値となり、この実施例で製
造した積層体が磁気抵抗効果素子として適していること
が確認された。 （実施例５）
ついて、四端子法によって磁気抵抗効果を測定した。そ
の結果を図７に示す。図７は図４と同様のグラフであ
り、このグラフから磁気抵抗効果の大きさを示す磁気抵
抗変化率ΔＲ／Ｒを求めた。その結果、磁気抵抗変化率
ΔＲ／Ｒは６．８％と大きな値となり、この実施例で製
造した積層体が磁気抵抗効果素子として適していること
が確認された。 （実施例５）
【００３３】この実施例においては、磁性層をＮｉ0.4
（Ｆｅ0.5 Ｃｏ0.5 ）0.6 とし、非磁性層をＣｕとし
て、イオンビームスパッタ法を用いて積層体を成膜した
例について示す。なお、基板としてはＳｉ上に１０００
Ａ程度の酸化被膜を有するものを用いた。
（Ｆｅ0.5 Ｃｏ0.5 ）0.6 とし、非磁性層をＣｕとし
て、イオンビームスパッタ法を用いて積層体を成膜した
例について示す。なお、基板としてはＳｉ上に１０００
Ａ程度の酸化被膜を有するものを用いた。
【００３４】実施例１と同一の成膜条件で、Ｃｕターゲ
ット及びＮｉ0.4 （Ｆｅ0.5 Ｃｏ0.5 ）0.6 合金ターゲ
ットを交互にスパッタして、図１に示すように、膜厚９
ＡのＣｕ非磁性層及び膜厚１５ＡのＮｉ0.4 （Ｆｅ0.5
Ｃｏ0.5 ）0.6 磁性層のペアを１５回積層した（積層数
ｎ＝１５）。これを（Ｎｉ0.4 （Ｆｅ0.5 Ｃｏ0.5 ）
0.6 １５Ａ／Ｃｕ９Ａ）15とする。
ット及びＮｉ0.4 （Ｆｅ0.5 Ｃｏ0.5 ）0.6 合金ターゲ
ットを交互にスパッタして、図１に示すように、膜厚９
ＡのＣｕ非磁性層及び膜厚１５ＡのＮｉ0.4 （Ｆｅ0.5
Ｃｏ0.5 ）0.6 磁性層のペアを１５回積層した（積層数
ｎ＝１５）。これを（Ｎｉ0.4 （Ｆｅ0.5 Ｃｏ0.5 ）
0.6 １５Ａ／Ｃｕ９Ａ）15とする。
【００３５】次に、このようにして製造された積層体に
ついて、四端子法によって磁気抵抗効果を測定した。そ
の結果を図８に示す。図８は図４と同様のグラフであ
り、このグラフから磁気抵抗効果の大きさを示す磁気抵
抗変化率ΔＲ／Ｒを求めた。その結果、磁気抵抗変化率
ΔＲ／Ｒは７．８％と大きな値となり、この実施例で製
造した積層体が磁気抵抗効果素子として適していること
が確認された。 （実施例６）
ついて、四端子法によって磁気抵抗効果を測定した。そ
の結果を図８に示す。図８は図４と同様のグラフであ
り、このグラフから磁気抵抗効果の大きさを示す磁気抵
抗変化率ΔＲ／Ｒを求めた。その結果、磁気抵抗変化率
ΔＲ／Ｒは７．８％と大きな値となり、この実施例で製
造した積層体が磁気抵抗効果素子として適していること
が確認された。 （実施例６）
【００３６】この実施例においては、磁性層をＮｉ0.25
（Ｆｅ0.75Ｃｏ0.25）0.75とし、非磁性層をＣｒとし
て、イオンビームスパッタ法を用いて積層体を成膜した
例について示す。なお、基板としてはＭｇＯ（１００）
単結晶を用いた。
（Ｆｅ0.75Ｃｏ0.25）0.75とし、非磁性層をＣｒとし
て、イオンビームスパッタ法を用いて積層体を成膜した
例について示す。なお、基板としてはＭｇＯ（１００）
単結晶を用いた。
【００３７】実施例１と同一の成膜条件で、Ｃｒターゲ
ット及びＮｉ0.25（Ｆｅ0.75Ｃｏ0.25）0.75合金ターゲ
ットを交互にスパッタして、図１に示すように、膜厚１
３ＡのＣｒ非磁性層及び膜厚２０ＡのＮｉ0.25（Ｆｅ
0.75Ｃｏ0.25）0.75磁性層のペアを１５回積層した（積
層数ｎ＝１５）。これを、（Ｎｉ0.25（Ｆｅ0.75Ｃｏ
0.25）0.75２０Ａ／Ｃｕ１３Ａ）15とする。
ット及びＮｉ0.25（Ｆｅ0.75Ｃｏ0.25）0.75合金ターゲ
ットを交互にスパッタして、図１に示すように、膜厚１
３ＡのＣｒ非磁性層及び膜厚２０ＡのＮｉ0.25（Ｆｅ
0.75Ｃｏ0.25）0.75磁性層のペアを１５回積層した（積
層数ｎ＝１５）。これを、（Ｎｉ0.25（Ｆｅ0.75Ｃｏ
0.25）0.75２０Ａ／Ｃｕ１３Ａ）15とする。
【００３８】次に、このようにして製造された積層体に
ついて、四端子法によって磁気抵抗効果を測定した。そ
の結果を図９に示す。図９は図４と同様のグラフであ
り、このグラフから磁気抵抗効果の大きさを示す磁気抵
抗変化率ΔＲ／Ｒを求めた。その結果、磁気抵抗変化率
ΔＲ／Ｒは５．７％と大きな値となり、この実施例で製
造した積層体が磁気抵抗効果素子として適していること
が確認された。 （比較例１）
ついて、四端子法によって磁気抵抗効果を測定した。そ
の結果を図９に示す。図９は図４と同様のグラフであ
り、このグラフから磁気抵抗効果の大きさを示す磁気抵
抗変化率ΔＲ／Ｒを求めた。その結果、磁気抵抗変化率
ΔＲ／Ｒは５．７％と大きな値となり、この実施例で製
造した積層体が磁気抵抗効果素子として適していること
が確認された。 （比較例１）
【００３９】ここでは、磁性層をＣｏとし、非磁性層を
Ｃｕとして、イオンビームスパッタ法を用いて積層体を
成膜した例について示す。なお、基板としては石英を用
いた。
Ｃｕとして、イオンビームスパッタ法を用いて積層体を
成膜した例について示す。なお、基板としては石英を用
いた。
【００４０】実施例１と同一の成膜条件で、先ず石英基
板上にＦｅバッファ層を５０Ａの厚さで形成し、続けて
Ｃｕターゲット及びＣｏターゲットを交互にスパッタし
て、図１に示すように、膜厚９ＡのＣｕ非磁性層及び膜
厚７ＡのＣｏ磁性層のペアを１５回積層した（積層数ｎ
＝１５）。これを、（Ｃｏ７Ａ／Ｃｕ９Ａ）15とする。
板上にＦｅバッファ層を５０Ａの厚さで形成し、続けて
Ｃｕターゲット及びＣｏターゲットを交互にスパッタし
て、図１に示すように、膜厚９ＡのＣｕ非磁性層及び膜
厚７ＡのＣｏ磁性層のペアを１５回積層した（積層数ｎ
＝１５）。これを、（Ｃｏ７Ａ／Ｃｕ９Ａ）15とする。
【００４１】次に、このようにして製造された積層体に
ついて、四端子法によって磁気抵抗効果を測定した。そ
の結果を図１０に示す。図１０は図４と同様のグラフで
あり、このグラフから磁気抵抗効果の大きさを示す磁気
抵抗変化率ΔＲ／Ｒを求めた。その結果、磁気抵抗変化
率ΔＲ／Ｒは４．４％と実施例よりも小さいことが確認
された。 （比較例２）
ついて、四端子法によって磁気抵抗効果を測定した。そ
の結果を図１０に示す。図１０は図４と同様のグラフで
あり、このグラフから磁気抵抗効果の大きさを示す磁気
抵抗変化率ΔＲ／Ｒを求めた。その結果、磁気抵抗変化
率ΔＲ／Ｒは４．４％と実施例よりも小さいことが確認
された。 （比較例２）
【００４２】ここでは、磁性層をＦｅとし、非磁性層を
Ｃｒとして、イオンビームスパッタ法を用いて積層体を
成膜した例について示す。なお、基板としてはＭｇＯ
（１００）単結晶を用いた。
Ｃｒとして、イオンビームスパッタ法を用いて積層体を
成膜した例について示す。なお、基板としてはＭｇＯ
（１００）単結晶を用いた。
【００４３】実施例１と同一の成膜条件で、Ｃｒターゲ
ット及びＦｅターゲットを交互にスパッタして、図１に
示すように、膜厚１３ＡのＣｒ非磁性層及び膜厚２０Ａ
のＦｅ磁性層のペアを１５回積層した（積層数ｎ＝１
５）。これを、（Ｆｅ２０Ａ／Ｃｒ１３Ａ）15とする。
ット及びＦｅターゲットを交互にスパッタして、図１に
示すように、膜厚１３ＡのＣｒ非磁性層及び膜厚２０Ａ
のＦｅ磁性層のペアを１５回積層した（積層数ｎ＝１
５）。これを、（Ｆｅ２０Ａ／Ｃｒ１３Ａ）15とする。
【００４４】次に、このようにして製造された積層体に
ついて、四端子法によって磁気抵抗効果を測定した。そ
の結果を図１１に示す。図１１は図４と同様のグラフで
あり、このグラフから磁気抵抗効果の大きさを示す磁気
抵抗変化率ΔＲ／Ｒを求めた。その結果、磁気抵抗変化
率ΔＲ／Ｒは２．４％と実施例よりも小さいことが確認
された。 （実施例７）
ついて、四端子法によって磁気抵抗効果を測定した。そ
の結果を図１１に示す。図１１は図４と同様のグラフで
あり、このグラフから磁気抵抗効果の大きさを示す磁気
抵抗変化率ΔＲ／Ｒを求めた。その結果、磁気抵抗変化
率ΔＲ／Ｒは２．４％と実施例よりも小さいことが確認
された。 （実施例７）
【００４５】この実施例においては、磁性層をＦｅ0.1
Ｃｏ0.9 とし、非磁性層をＣｕとして、イオンビームス
パッタ法を用いて積層体を成膜するに際し、成膜条件を
実施例１とは異なる条件とした例について示す。
Ｃｏ0.9 とし、非磁性層をＣｕとして、イオンビームス
パッタ法を用いて積層体を成膜するに際し、成膜条件を
実施例１とは異なる条件とした例について示す。
【００４６】本願発明者らは、磁気抵抗変化率が、成膜
の際の加速電圧に非常に敏感であることを見出した。こ
のため、この実施例では加速電圧を６００Ｖに上昇さ
せ、ビーム電流は３０ｍＡに維持して成膜を行った。到
達真空度及びＡｒ分圧は実施例１と同様にした。
の際の加速電圧に非常に敏感であることを見出した。こ
のため、この実施例では加速電圧を６００Ｖに上昇さ
せ、ビーム電流は３０ｍＡに維持して成膜を行った。到
達真空度及びＡｒ分圧は実施例１と同様にした。
【００４７】ＭｇＯ（１１０）単結晶基板上に、先ず、
Ｆｅ0.1 Ｃｏ0.9 磁性層を１０Ａの厚さで成膜し、その
上にＣｕ非磁性層を１０Ａの厚さで成膜し、このペアを
１６回積層して積層体を製造した。これを（Ｆｅ0.1 Ｃ
ｏ0.9 １０Ａ／Ｃｕ１０Ａ）16とする。
Ｆｅ0.1 Ｃｏ0.9 磁性層を１０Ａの厚さで成膜し、その
上にＣｕ非磁性層を１０Ａの厚さで成膜し、このペアを
１６回積層して積層体を製造した。これを（Ｆｅ0.1 Ｃ
ｏ0.9 １０Ａ／Ｃｕ１０Ａ）16とする。
【００４８】比較のため、磁性層をＣｏにした他は、上
と同様にして磁性層及び非磁性層のペアを１６回積層し
て積層体を製造した。これを（Ｃｏ１０Ａ／Ｃｕ１０
Ａ）16とする。
と同様にして磁性層及び非磁性層のペアを１６回積層し
て積層体を製造した。これを（Ｃｏ１０Ａ／Ｃｕ１０
Ａ）16とする。
【００４９】次に、このようにして製造された積層体に
ついて、実施例１と同様に、四端子法によって磁気抵抗
変化率ΔＲ／Ｒを測定した。その結果、（Ｆｅ0.1 Ｃｏ
0.9１０Ａ／Ｃｕ１０Ａ）16ではΔＲ／Ｒが３９．４％
であり、（Ｃｏ１０Ａ／Ｃｕ１０Ａ）16では３１．５％
であった。この結果から、磁性層を合金化した（Ｆｅ
0.1 Ｃｏ0.9 １０Ａ／Ｃｕ１０Ａ）16のほうが磁気抵抗
変化率が高いことが確認された。 （実施例８）
ついて、実施例１と同様に、四端子法によって磁気抵抗
変化率ΔＲ／Ｒを測定した。その結果、（Ｆｅ0.1 Ｃｏ
0.9１０Ａ／Ｃｕ１０Ａ）16ではΔＲ／Ｒが３９．４％
であり、（Ｃｏ１０Ａ／Ｃｕ１０Ａ）16では３１．５％
であった。この結果から、磁性層を合金化した（Ｆｅ
0.1 Ｃｏ0.9 １０Ａ／Ｃｕ１０Ａ）16のほうが磁気抵抗
変化率が高いことが確認された。 （実施例８）
【００５０】この実施例においては、磁性層をＦｅ0.1
Ｃｏ0.9 とし、非磁性層をＣｕＡｕとして、イオンビー
ムスパッタ法を用いて積層体を成膜した例について示
す。
Ｃｏ0.9 とし、非磁性層をＣｕＡｕとして、イオンビー
ムスパッタ法を用いて積層体を成膜した例について示
す。
【００５１】成膜条件を実施例７と同様に設定して、先
ず石英基板上に厚さ５０ＡのＦｅバッファ層を成膜し、
次いでその上にＣｕＡｕ非磁性層を１０Ａの厚さで成膜
し、その上にＦｅ0.1 Ｃｏ0.9 磁性層を２０Ａの厚さで
成膜し、これら非磁性層及び磁性層のペアを１６回積層
して積層体を製造した。これを（Ｆｅ0.1 Ｃｏ0.9 ２０
Ａ／ＣｕＡｕ１０Ａ）16とする。
ず石英基板上に厚さ５０ＡのＦｅバッファ層を成膜し、
次いでその上にＣｕＡｕ非磁性層を１０Ａの厚さで成膜
し、その上にＦｅ0.1 Ｃｏ0.9 磁性層を２０Ａの厚さで
成膜し、これら非磁性層及び磁性層のペアを１６回積層
して積層体を製造した。これを（Ｆｅ0.1 Ｃｏ0.9 ２０
Ａ／ＣｕＡｕ１０Ａ）16とする。
【００５２】比較のため、磁性層をＣｏにした他は、上
と同様にして磁性層及び非磁性層のペアを１６回積層し
て積層体を製造した。これを（Ｃｏ２０Ａ／ＣｕＡｕ１
０Ａ）16とする。
と同様にして磁性層及び非磁性層のペアを１６回積層し
て積層体を製造した。これを（Ｃｏ２０Ａ／ＣｕＡｕ１
０Ａ）16とする。
【００５３】次に、このようにして製造された積層体に
ついて、実施例１と同様に、四端子法によって磁気抵抗
変化率ΔＲ／Ｒを測定した。その結果、（Ｆｅ0.1 Ｃｏ
0.9２０Ａ／ＣｕＡｕ１０Ａ）16ではΔＲ／Ｒが２０．
２％であり、（Ｃｏ２０Ａ／ＣｕＡｕ１０Ａ）16では１
７．８％であった。この結果から、磁性層を合金化した
（Ｆｅ0.1 Ｃｏ0.9 ２０Ａ／ＣｕＡｕ１０Ａ）16のほう
が磁気抵抗変化率が高いことが確認された。 （実施例９）
ついて、実施例１と同様に、四端子法によって磁気抵抗
変化率ΔＲ／Ｒを測定した。その結果、（Ｆｅ0.1 Ｃｏ
0.9２０Ａ／ＣｕＡｕ１０Ａ）16ではΔＲ／Ｒが２０．
２％であり、（Ｃｏ２０Ａ／ＣｕＡｕ１０Ａ）16では１
７．８％であった。この結果から、磁性層を合金化した
（Ｆｅ0.1 Ｃｏ0.9 ２０Ａ／ＣｕＡｕ１０Ａ）16のほう
が磁気抵抗変化率が高いことが確認された。 （実施例９）
【００５４】この実施例においては、磁性層をＦｅ0.1
Ｃｏ0.9 とし、非磁性層をＡｕとして、イオンビームス
パッタ法を用いて積層体を成膜した例について示す。
Ｃｏ0.9 とし、非磁性層をＡｕとして、イオンビームス
パッタ法を用いて積層体を成膜した例について示す。
【００５５】成膜条件を実施例７と同様に設定して、先
ず、石英基板上に厚さ５０ＡのＦｅバッファ層を成膜
し、次いで、その上にＡｕ非磁性層を１０Ａの厚さで成
膜し、その上にＦｅ0.1 Ｃｏ0.9 磁性層を２０Ａの厚さ
で成膜し、これら非磁性層及び磁性層のペアを１６回積
層して積層体を製造した。これを（Ｆｅ0.1 Ｃｏ0.9 ２
０Ａ／Ａｕ１０Ａ）16とする。
ず、石英基板上に厚さ５０ＡのＦｅバッファ層を成膜
し、次いで、その上にＡｕ非磁性層を１０Ａの厚さで成
膜し、その上にＦｅ0.1 Ｃｏ0.9 磁性層を２０Ａの厚さ
で成膜し、これら非磁性層及び磁性層のペアを１６回積
層して積層体を製造した。これを（Ｆｅ0.1 Ｃｏ0.9 ２
０Ａ／Ａｕ１０Ａ）16とする。
【００５６】比較のため、磁性層をＣｏにした他は、上
と同様にして磁性層及び非磁性層のペアを１６回積層し
て積層体を製造した。これを（Ｃｏ２０Ａ／Ａｕ１０
Ａ）16とする。
と同様にして磁性層及び非磁性層のペアを１６回積層し
て積層体を製造した。これを（Ｃｏ２０Ａ／Ａｕ１０
Ａ）16とする。
【００５７】次に、このようにして製造された積層体に
ついて、実施例１と同様に、四端子法によって磁気抵抗
変化率ΔＲ／Ｒを測定した。その結果、（Ｆｅ0.1 Ｃｏ
0.9２０Ａ／Ａｕ１０Ａ）16ではΔＲ／Ｒが１５．３％
であり、（Ｃｏ２０Ａ／Ａｕ１０Ａ）16では１０．８％
であった。この結果から、磁性層を合金化した（Ｆｅ
0.1 Ｃｏ0.9 ２０Ａ／Ａｕ１０Ａ）16のほうが磁気抵抗
変化率が高いことが確認された。 （実施例１０）
ついて、実施例１と同様に、四端子法によって磁気抵抗
変化率ΔＲ／Ｒを測定した。その結果、（Ｆｅ0.1 Ｃｏ
0.9２０Ａ／Ａｕ１０Ａ）16ではΔＲ／Ｒが１５．３％
であり、（Ｃｏ２０Ａ／Ａｕ１０Ａ）16では１０．８％
であった。この結果から、磁性層を合金化した（Ｆｅ
0.1 Ｃｏ0.9 ２０Ａ／Ａｕ１０Ａ）16のほうが磁気抵抗
変化率が高いことが確認された。 （実施例１０）
【００５８】この実施例においては、磁性層をＮｉ0.8
Ｆｅ0.2 とし、非磁性層をＣｕとして、イオンビームス
パッタ法を用いて積層体を成膜した例について示す。
Ｆｅ0.2 とし、非磁性層をＣｕとして、イオンビームス
パッタ法を用いて積層体を成膜した例について示す。
【００５９】成膜条件を実施例７と同様に設定して、先
ず、石英基板上に厚さ５０ＡのＦｅバッファ層を成膜
し、次いで、その上にＣｕ非磁性層を１０Ａの厚さで成
膜し、その上にＮｉ0.8 Ｆｅ0.2 磁性層を１０Ａの厚さ
で成膜し、これら非磁性層及び磁性層のペアを１６回積
層して積層体を製造した。これを（Ｎｉ0.8 Ｆｅ0.2 １
０Ａ／Ｃｕ１０Ａ）16とする。
ず、石英基板上に厚さ５０ＡのＦｅバッファ層を成膜
し、次いで、その上にＣｕ非磁性層を１０Ａの厚さで成
膜し、その上にＮｉ0.8 Ｆｅ0.2 磁性層を１０Ａの厚さ
で成膜し、これら非磁性層及び磁性層のペアを１６回積
層して積層体を製造した。これを（Ｎｉ0.8 Ｆｅ0.2 １
０Ａ／Ｃｕ１０Ａ）16とする。
【００６０】比較のため、磁性層をＮｉにした他は、上
と同様にして磁性層及び非磁性層のペアを１６回積層し
て積層体を製造した。これを（Ｎｉ１０Ａ／Ａｕ１０
Ａ）16とする。
と同様にして磁性層及び非磁性層のペアを１６回積層し
て積層体を製造した。これを（Ｎｉ１０Ａ／Ａｕ１０
Ａ）16とする。
【００６１】次に、このようにして製造された積層体に
ついて、実施例１と同様に、四端子法によって磁気抵抗
変化率ΔＲ／Ｒを測定した。その結果、（Ｎｉ0.8 Ｆｅ
0.2１０Ａ／Ｃｕ１０Ａ）16ではΔＲ／Ｒが１８．３％
であり、（Ｎｉ１０Ａ／Ｃｕ１０Ａ）16では１０．１％
であった。この結果から、磁性層を合金化した（Ｎｉ
0.8 Ｆｅ0.2 １０Ａ／Ｃｕ１０Ａ）16のほうが磁気抵抗
変化率が高いことが確認された。 （実施例１１）
ついて、実施例１と同様に、四端子法によって磁気抵抗
変化率ΔＲ／Ｒを測定した。その結果、（Ｎｉ0.8 Ｆｅ
0.2１０Ａ／Ｃｕ１０Ａ）16ではΔＲ／Ｒが１８．３％
であり、（Ｎｉ１０Ａ／Ｃｕ１０Ａ）16では１０．１％
であった。この結果から、磁性層を合金化した（Ｎｉ
0.8 Ｆｅ0.2 １０Ａ／Ｃｕ１０Ａ）16のほうが磁気抵抗
変化率が高いことが確認された。 （実施例１１）
【００６２】この実施例においては、磁性層をＮｉ0.8
Ｆｅ0.2 とし、非磁性層をＡｕとして、イオンビームス
パッタ法を用いて積層体を成膜した例について示す。
Ｆｅ0.2 とし、非磁性層をＡｕとして、イオンビームス
パッタ法を用いて積層体を成膜した例について示す。
【００６３】成膜条件を実施例７と同様に設定して、先
ず、石英基板上に厚さ５０ＡのＦｅバッファ層を成膜
し、次いで、その上にＡｕ非磁性層を１０Ａの厚さで成
膜し、その上にＮｉ0.8 Ｆｅ0.2 磁性層を２０Ａの厚さ
で成膜し、これら非磁性層及び磁性層のペアを１６回積
層して積層体を製造した。これを（Ｎｉ0.8 Ｆｅ0.2 ２
０Ａ／Ａｕ１０Ａ）16とする。
ず、石英基板上に厚さ５０ＡのＦｅバッファ層を成膜
し、次いで、その上にＡｕ非磁性層を１０Ａの厚さで成
膜し、その上にＮｉ0.8 Ｆｅ0.2 磁性層を２０Ａの厚さ
で成膜し、これら非磁性層及び磁性層のペアを１６回積
層して積層体を製造した。これを（Ｎｉ0.8 Ｆｅ0.2 ２
０Ａ／Ａｕ１０Ａ）16とする。
【００６４】比較のため、磁性層をＮｉにした他は、上
と同様にして磁性層及び非磁性層のペアを１６回積層し
て積層体を製造した。これを（Ｎｉ２０Ａ／Ａｕ１０
Ａ）16とする。
と同様にして磁性層及び非磁性層のペアを１６回積層し
て積層体を製造した。これを（Ｎｉ２０Ａ／Ａｕ１０
Ａ）16とする。
【００６５】次に、このようにして製造された積層体に
ついて、実施例１と同様に、四端子法によって磁気抵抗
変化率ΔＲ／Ｒを測定した。その結果、（Ｎｉ0.8 Ｆｅ
0.2２０Ａ／Ａｕ１０Ａ）16ではΔＲ／Ｒが１３．４％
であり、（Ｎｉ２０Ａ／Ｃｕ１０Ａ）16では８．２％で
あった。この結果から、磁性層を合金化した （Ｎ
ｉ0.8 Ｆｅ0.2 ２０Ａ／Ａｕ１０Ａ）16のほうが磁気抵
抗変化率が高いことが確認された。 （実施例１２）
ついて、実施例１と同様に、四端子法によって磁気抵抗
変化率ΔＲ／Ｒを測定した。その結果、（Ｎｉ0.8 Ｆｅ
0.2２０Ａ／Ａｕ１０Ａ）16ではΔＲ／Ｒが１３．４％
であり、（Ｎｉ２０Ａ／Ｃｕ１０Ａ）16では８．２％で
あった。この結果から、磁性層を合金化した （Ｎ
ｉ0.8 Ｆｅ0.2 ２０Ａ／Ａｕ１０Ａ）16のほうが磁気抵
抗変化率が高いことが確認された。 （実施例１２）
【００６６】この実施例においては、磁性層をＮｉ0.8
Ｆｅ0.2 のパーマロイとし、非磁性層をＣｕとして、イ
オンビームスパッタ法を用いて積層体を成膜した例につ
いて示す。
Ｆｅ0.2 のパーマロイとし、非磁性層をＣｕとして、イ
オンビームスパッタ法を用いて積層体を成膜した例につ
いて示す。
【００６７】先ず、チャンバー内にＭｇＯ（１１０）単
結晶基板をセットし、チャンバー内を５×１０-7Torrま
で排気した後、Ａｒガスを１×１０-4Torrになるまで導
入し、加速電圧７００Ｖ、ビーム電流３０ｍＡの条件に
てスパッタリングを実施した。ターゲットとしてＮｉ
0.8 Ｆｅ0.2 合金及びＣｕを用い、ＭｇＯ（１１０）単
結晶基板上に、最初にＮｉ0.8 Ｆｅ0.2 磁性層を１５Ａ
の厚さで成膜し、次いで、Ｃｕ非磁性層を１０Ａの厚さ
で成膜し、このペアを１６回積層して積層体を製造し
た。
結晶基板をセットし、チャンバー内を５×１０-7Torrま
で排気した後、Ａｒガスを１×１０-4Torrになるまで導
入し、加速電圧７００Ｖ、ビーム電流３０ｍＡの条件に
てスパッタリングを実施した。ターゲットとしてＮｉ
0.8 Ｆｅ0.2 合金及びＣｕを用い、ＭｇＯ（１１０）単
結晶基板上に、最初にＮｉ0.8 Ｆｅ0.2 磁性層を１５Ａ
の厚さで成膜し、次いで、Ｃｕ非磁性層を１０Ａの厚さ
で成膜し、このペアを１６回積層して積層体を製造し
た。
【００６８】この積層体のトルク曲線を図１２に示す。
図１２に示すようにトルク曲線が２回対称であることか
ら、膜面内に一軸磁気異方性が付与されていることが確
認された。
図１２に示すようにトルク曲線が２回対称であることか
ら、膜面内に一軸磁気異方性が付与されていることが確
認された。
【００６９】図１３に磁性層における磁化容易軸方向の
磁気抵抗効果を示す。この図から明らかなように、飽和
磁界ＨS が１．２ｋＯｅと小さいことが確認された。ま
た、磁気抵抗変化率が１６．７％と高い値を示した。同
様の積層膜をＳｉＯ2 基板上に同様の条件で成膜した場
合には、一軸磁気異方性は得られず、磁気抵抗変化率が
５．５％であった。
磁気抵抗効果を示す。この図から明らかなように、飽和
磁界ＨS が１．２ｋＯｅと小さいことが確認された。ま
た、磁気抵抗変化率が１６．７％と高い値を示した。同
様の積層膜をＳｉＯ2 基板上に同様の条件で成膜した場
合には、一軸磁気異方性は得られず、磁気抵抗変化率が
５．５％であった。
【００７０】また、図１３に示すように抵抗変化が１．
０ｋＯｅ程度から始まり、２００Ｏｅの小さな磁界変化
で急速に飽和に達しており、その傾きが非常に急峻であ
ることが確認された。従って、この領域を使用すれば非
常に高感度の磁界センサを実現することが可能となる。
０ｋＯｅ程度から始まり、２００Ｏｅの小さな磁界変化
で急速に飽和に達しており、その傾きが非常に急峻であ
ることが確認された。従って、この領域を使用すれば非
常に高感度の磁界センサを実現することが可能となる。
【００７１】
【発明の効果】この発明によれば、大きな磁気抵抗変化
率を有し、超高真空を用いない通常の薄膜形成装置で成
膜しても十分に実用化することができる磁気抵抗効果素
子が提供される。
率を有し、超高真空を用いない通常の薄膜形成装置で成
膜しても十分に実用化することができる磁気抵抗効果素
子が提供される。
【図１】この発明の一態様に係る磁気抵抗効果素子を示
す断面図。
す断面図。
【図２】非磁性層の厚さと磁気抵抗変化率との関係を示
す図。
す図。
【図３】非磁性層の厚さと飽和磁界との関係を示す図。
【図４】実施例１における磁気抵抗変化率を示す図。
【図５】実施例２における磁気抵抗変化率を示す図。
【図６】実施例３における磁気抵抗変化率を示す図。
【図７】実施例４における磁気抵抗変化率を示す図。
【図８】実施例５における磁気抵抗変化率を示す図。
【図９】実施例６における磁気抵抗変化率を示す図。
【図１０】比較例１における磁気抵抗変化率を示す図。
【図１１】比較例２における磁気抵抗変化率を示す図。
【図１２】実施例１２におけるトルク曲線図。
【図１３】実施例１２における磁気抵抗効果を示す図。
１…基板、２…非磁性層、３…磁性層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橋本 進 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝総合研究所内
Claims (1)
- 【請求項１】 Ｆｅ，Ｃｏ及びＮｉからなる磁性元素群
から選択される少なくとも２種を含む磁性層と、非磁性
層とを交互に積層した積層体を有し、この積層体におい
て隣合う磁性層同士が、磁場が実質的に存在しない状態
で、反強磁性的に結合していることを特徴とする磁気抵
抗効果素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4053533A JP2610376B2 (ja) | 1991-03-29 | 1992-03-12 | 磁気抵抗効果素子 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6578891 | 1991-03-29 | ||
| JP3-65788 | 1991-03-29 | ||
| JP4053533A JP2610376B2 (ja) | 1991-03-29 | 1992-03-12 | 磁気抵抗効果素子 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29173596A Division JP3684005B2 (ja) | 1991-03-29 | 1996-11-01 | 磁気抵抗効果素子、磁気抵抗効果型ヘッドおよび磁気抵抗効果型磁界センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0567820A true JPH0567820A (ja) | 1993-03-19 |
| JP2610376B2 JP2610376B2 (ja) | 1997-05-14 |
Family
ID=26394240
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4053533A Expired - Lifetime JP2610376B2 (ja) | 1991-03-29 | 1992-03-12 | 磁気抵抗効果素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2610376B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06244476A (ja) * | 1993-02-16 | 1994-09-02 | Nec Corp | 磁気抵抗効果素子薄膜 |
| US6603642B1 (en) | 2000-03-15 | 2003-08-05 | Tdk Corporation | Magnetic transducer having a plurality of magnetic layers stacked alternately with a plurality of nonmagnetic layers and a fixed-orientation-of-magnetization layer and thin film magnetic head including the magnetic transducer |
| US6639763B1 (en) | 2000-03-15 | 2003-10-28 | Tdk Corporation | Magnetic transducer and thin film magnetic head |
| US6738234B1 (en) | 2000-03-15 | 2004-05-18 | Tdk Corporation | Thin film magnetic head and magnetic transducer |
Citations (4)
| 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 |
| JPS6197906A (ja) * | 1984-10-19 | 1986-05-16 | Hitachi Ltd | 高透磁率人工格子磁性薄膜 |
| JPS6328082A (ja) * | 1986-07-21 | 1988-02-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 磁気抵抗合金膜 |
| JPH0448708A (ja) * | 1990-06-15 | 1992-02-18 | Tdk Corp | 磁性多層膜 |
-
1992
- 1992-03-12 JP JP4053533A patent/JP2610376B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
| 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 |
| JPS6197906A (ja) * | 1984-10-19 | 1986-05-16 | Hitachi Ltd | 高透磁率人工格子磁性薄膜 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06244476A (ja) * | 1993-02-16 | 1994-09-02 | Nec Corp | 磁気抵抗効果素子薄膜 |
| US6603642B1 (en) | 2000-03-15 | 2003-08-05 | Tdk Corporation | Magnetic transducer having a plurality of magnetic layers stacked alternately with a plurality of nonmagnetic layers and a fixed-orientation-of-magnetization layer and thin film magnetic head including the magnetic transducer |
| US6639763B1 (en) | 2000-03-15 | 2003-10-28 | Tdk Corporation | Magnetic transducer and thin film magnetic head |
| US6738234B1 (en) | 2000-03-15 | 2004-05-18 | Tdk Corporation | Thin film magnetic head and magnetic transducer |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2610376B2 (ja) | 1997-05-14 |
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