JPH06112078A - Ｃｏ−Ｃｕ系人工格子膜の製造方法 - Google Patents
Ｃｏ−Ｃｕ系人工格子膜の製造方法Info
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- JPH06112078A JPH06112078A JP28243992A JP28243992A JPH06112078A JP H06112078 A JPH06112078 A JP H06112078A JP 28243992 A JP28243992 A JP 28243992A JP 28243992 A JP28243992 A JP 28243992A JP H06112078 A JPH06112078 A JP H06112078A
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- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
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- H—ELECTRICITY
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- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F10/00—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
- H01F10/32—Spin-exchange-coupled multilayers, e.g. nanostructured superlattices
- H01F10/324—Exchange coupling of magnetic film pairs via a very thin non-magnetic spacer, e.g. by exchange with conduction electrons of the spacer
- H01F10/3268—Exchange coupling of magnetic film pairs via a very thin non-magnetic spacer, e.g. by exchange with conduction electrons of the spacer the exchange coupling being asymmetric, e.g. by use of additional pinning, by using antiferromagnetic or ferromagnetic coupling interface, i.e. so-called spin-valve [SV] structure, e.g. NiFe/Cu/NiFe/FeMn
- H01F10/3281—Exchange coupling of magnetic film pairs via a very thin non-magnetic spacer, e.g. by exchange with conduction electrons of the spacer the exchange coupling being asymmetric, e.g. by use of additional pinning, by using antiferromagnetic or ferromagnetic coupling interface, i.e. so-called spin-valve [SV] structure, e.g. NiFe/Cu/NiFe/FeMn only by use of asymmetry of the magnetic film pair itself, i.e. so-called pseudospin valve [PSV] structure, e.g. NiFe/Cu/Co
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- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Thin Magnetic Films (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 室温，磁場０．１Ｔなる条件下においても大
きなＭＲ比を示すようなＣｏ−Ｃｕ系人工格子膜を製造
する方法を提供する。 【構成】 Ａｒガス圧力が０．０７〜０．５Ｐａなる条
件下でスパッタリングすること、Ｃｏ層を０．５〜３ｎ
ｍの厚さ、且つ、Ｃｕ層を１．７〜４ｎｍの厚さに形成
すること、Ｃｏ，Ｃｕは１０層以上積層すること等の条
件を満たしてＣｏ−Ｃｕ系人工格子膜を作製する。
きなＭＲ比を示すようなＣｏ−Ｃｕ系人工格子膜を製造
する方法を提供する。 【構成】 Ａｒガス圧力が０．０７〜０．５Ｐａなる条
件下でスパッタリングすること、Ｃｏ層を０．５〜３ｎ
ｍの厚さ、且つ、Ｃｕ層を１．７〜４ｎｍの厚さに形成
すること、Ｃｏ，Ｃｕは１０層以上積層すること等の条
件を満たしてＣｏ−Ｃｕ系人工格子膜を作製する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、強磁性磁気抵抗効果を
利用して磁界を検出する磁気抵抗効果素子として有用な
Ｃｏ−Ｃｕ系人工格子膜の製造方法に関するものであ
る。
利用して磁界を検出する磁気抵抗効果素子として有用な
Ｃｏ−Ｃｕ系人工格子膜の製造方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】磁気抵抗効果を用いて磁界を検出する磁
気抵抗効果素子は、磁気センサー、磁気ヘッド、回転検
出素子、位置検出素子等として現在盛んに用いられてい
る。一般に磁気抵抗効果素子として挙げられるパーマロ
イは異方性磁界４ガウス程度と小さく、非常に良好な軟
磁気特性を示す。このため、磁気記録の分野において
は、微弱な信号磁界を読み出す磁気抵抗（ＭＲ）ヘッド
用材料に適している。
気抵抗効果素子は、磁気センサー、磁気ヘッド、回転検
出素子、位置検出素子等として現在盛んに用いられてい
る。一般に磁気抵抗効果素子として挙げられるパーマロ
イは異方性磁界４ガウス程度と小さく、非常に良好な軟
磁気特性を示す。このため、磁気記録の分野において
は、微弱な信号磁界を読み出す磁気抵抗（ＭＲ）ヘッド
用材料に適している。
【０００３】しかし、今後さらに進展すると思われる高
密度磁気記録に対応するため、より大きな磁気抵抗比
（ＭＲ比）を持つ材料が必要である。Ｆｅ層とＣｒ層を
交互に繰り返して作製された積層体において、４．２Ｋ
の低温、磁場２Ｔの下で、約５０％のＭＲ比が観測され
注目を集めた（M.N.Baibich,et al; Phys.Rev.Lett. 61
(1988)2472.)。
密度磁気記録に対応するため、より大きな磁気抵抗比
（ＭＲ比）を持つ材料が必要である。Ｆｅ層とＣｒ層を
交互に繰り返して作製された積層体において、４．２Ｋ
の低温、磁場２Ｔの下で、約５０％のＭＲ比が観測され
注目を集めた（M.N.Baibich,et al; Phys.Rev.Lett. 61
(1988)2472.)。
【０００４】その後、Ｃｏ−Ｃｕ（（Ｃｏ 1.5nm−Ｃｕ
0.9nm）×３０層）人工格子膜において、室温，磁場
０．５Ｔなる条件下で、４８％のＭＲ比が観察され、Ｃ
ｏ−Ｃｕ（（Ｃｏ 1.5nm−Ｃｕ 2nm）×３０層）人工格
子膜においては、室温，磁場０．０５Ｔなる条件下で、
約１９％のＭＲ比が観察された（D.H.Mosca et al; J.M
ag.Magn.Mat. 94(1991)L1.）。
0.9nm）×３０層）人工格子膜において、室温，磁場
０．５Ｔなる条件下で、４８％のＭＲ比が観察され、Ｃ
ｏ−Ｃｕ（（Ｃｏ 1.5nm−Ｃｕ 2nm）×３０層）人工格
子膜においては、室温，磁場０．０５Ｔなる条件下で、
約１９％のＭＲ比が観察された（D.H.Mosca et al; J.M
ag.Magn.Mat. 94(1991)L1.）。
【０００５】また、バイアス・スパッタの条件について
調べたものとして、三村哲哉等の報告（日本応用磁気学
会16(1992)319.）があるが、室温での最大のＭＲ比は１
３．１％であった。
調べたものとして、三村哲哉等の報告（日本応用磁気学
会16(1992)319.）があるが、室温での最大のＭＲ比は１
３．１％であった。
【０００６】一般に、人工格子膜は真空蒸着法、スパッ
タリング法、イオンプレーティング法等で形成されるの
であるが、報告者により装置も作製条件も異なってい
る。また、基板も単にガラスの他に、人工格子膜のエピ
タキシャル成長を考慮して単結晶のＧａＡｓ，Ｓｉ，Ｍ
ｇＯ基板等を使用していることも多く、最適な条件が未
だ明らかにされていない。
タリング法、イオンプレーティング法等で形成されるの
であるが、報告者により装置も作製条件も異なってい
る。また、基板も単にガラスの他に、人工格子膜のエピ
タキシャル成長を考慮して単結晶のＧａＡｓ，Ｓｉ，Ｍ
ｇＯ基板等を使用していることも多く、最適な条件が未
だ明らかにされていない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このように、より大き
なＭＲ比を得るために様々な作製条件で人工格子膜が作
製されているが、大きな外部磁場を必要とする等、十分
なものではなかった。そこで本発明は、かかる実情に鑑
みて提案されたものであり、Ｃｏ−Ｃｕ系人工格子膜の
作製条件を最適化し、室温，磁場０．１Ｔ以下なる条件
下でも大きなＭＲ比を示すような優れたＣｏ−Ｃｕ系人
工格子膜を製造する方法を提供することを目的とする。
なＭＲ比を得るために様々な作製条件で人工格子膜が作
製されているが、大きな外部磁場を必要とする等、十分
なものではなかった。そこで本発明は、かかる実情に鑑
みて提案されたものであり、Ｃｏ−Ｃｕ系人工格子膜の
作製条件を最適化し、室温，磁場０．１Ｔ以下なる条件
下でも大きなＭＲ比を示すような優れたＣｏ−Ｃｕ系人
工格子膜を製造する方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述の目的を
達成するために提案されたものである。本発明は、０．
０７〜０．５Ｐａなる不活性ガス雰囲気下でスパッタリ
ングすることによって、非磁性支持体上にＣｏを主体と
する層とＣｕを主体とする層とを交互に積層してＣｏ−
Ｃｕ系人工格子膜を形成することを特徴とするものであ
る。
達成するために提案されたものである。本発明は、０．
０７〜０．５Ｐａなる不活性ガス雰囲気下でスパッタリ
ングすることによって、非磁性支持体上にＣｏを主体と
する層とＣｕを主体とする層とを交互に積層してＣｏ−
Ｃｕ系人工格子膜を形成することを特徴とするものであ
る。
【０００９】特に、Ｃｏを主体とする層の厚みを０．５
〜３ｎｍ、且つ、Ｃｕを主体とする層の厚みを１．７〜
４ｎｍに形成することが好ましい。また、Ｃｏ層−Ｃｕ
層の１組を１層として、上記人工格子膜は１０層以上積
層されることが好ましい。
〜３ｎｍ、且つ、Ｃｕを主体とする層の厚みを１．７〜
４ｎｍに形成することが好ましい。また、Ｃｏ層−Ｃｕ
層の１組を１層として、上記人工格子膜は１０層以上積
層されることが好ましい。
【００１０】スパッタリング時の不活性ガス圧力が０．
５Ｐａ以上になると、Ｃｏ−Ｃｕ系人工格子膜の比抵抗
ρは徐々に増加し、Δρは急激に減少する。よって、Ｍ
Ｒ比（磁気抵抗比）は急激に減少して１０％以下の値と
なってしまう。一方、上記不活性ガス圧力が０．０７Ｐ
ａ以下になると、比抵抗ρが増加し始め、ＭＲ比も急激
に減少してしまうので好ましくない。
５Ｐａ以上になると、Ｃｏ−Ｃｕ系人工格子膜の比抵抗
ρは徐々に増加し、Δρは急激に減少する。よって、Ｍ
Ｒ比（磁気抵抗比）は急激に減少して１０％以下の値と
なってしまう。一方、上記不活性ガス圧力が０．０７Ｐ
ａ以下になると、比抵抗ρが増加し始め、ＭＲ比も急激
に減少してしまうので好ましくない。
【００１１】また、Ｃｕを主体とする層の厚さが４ｎｍ
以上であるとＭＲ比が１０％以下となってしまい、１．
７ｎｍ以下であるとＭＲ比が小さい上、磁気抵抗が飽和
する外部磁場が０．１Ｔよりも大きくなるので弱磁場で
の検出に好ましくない。同様に、Ｃｏを主体とする層の
厚さが３ｎｍ以上であったり、０．５ｎｍ以下であった
りするとＭＲ比が急減し１５％を下回るため好ましくな
い。
以上であるとＭＲ比が１０％以下となってしまい、１．
７ｎｍ以下であるとＭＲ比が小さい上、磁気抵抗が飽和
する外部磁場が０．１Ｔよりも大きくなるので弱磁場で
の検出に好ましくない。同様に、Ｃｏを主体とする層の
厚さが３ｎｍ以上であったり、０．５ｎｍ以下であった
りするとＭＲ比が急減し１５％を下回るため好ましくな
い。
【００１２】
【作用】Ｃｏ−Ｃｕ系人工格子膜のＭＲ比は、製造工程
における諸条件、例えば、スパッタリング時の不活性ガ
ス圧力、Ｃｏ或いはＣｕの層の厚さ等で変化してくる。
このため、最適な製造条件を選んでやると、室温下しか
も０．１Ｔ以下の低磁場においても大きなＭＲ比を持つ
Ｃｏ−Ｃｕ系人工格子膜が得られる。
における諸条件、例えば、スパッタリング時の不活性ガ
ス圧力、Ｃｏ或いはＣｕの層の厚さ等で変化してくる。
このため、最適な製造条件を選んでやると、室温下しか
も０．１Ｔ以下の低磁場においても大きなＭＲ比を持つ
Ｃｏ−Ｃｕ系人工格子膜が得られる。
【００１３】
【実施例】以下、本発明を適用した具体的な実施例につ
いて、実験結果に基づき説明する。本実施例では、様々
な作製条件下でＣｏ−Ｃｕ系人工格子膜を作製し、ＭＲ
比等を測定した。
いて、実験結果に基づき説明する。本実施例では、様々
な作製条件下でＣｏ−Ｃｕ系人工格子膜を作製し、ＭＲ
比等を測定した。
【００１４】Ｃｏ−Ｃｕ系人工格子膜はスパッタリング
装置を用いガラス基板上に形成したＣｏとＣｕからなる
多層膜である。スパッタリング装置は１×１０-4Ｐａま
で減圧し、直径５インチのＣｕと直径６インチのＣｏタ
ーゲットを使用し、室温でＡｒガス雰囲気下、回転して
いる基板上にＣｏとＣｕを交互に膜付けし、１５０層の
多層膜を作製した。
装置を用いガラス基板上に形成したＣｏとＣｕからなる
多層膜である。スパッタリング装置は１×１０-4Ｐａま
で減圧し、直径５インチのＣｕと直径６インチのＣｏタ
ーゲットを使用し、室温でＡｒガス雰囲気下、回転して
いる基板上にＣｏとＣｕを交互に膜付けし、１５０層の
多層膜を作製した。
【００１５】上記スパッタリングの方法として、ＲＦマ
グネトロン方式，ＤＣマグネトロン方式，対向ターゲッ
ト方式等が有効である。なお、人工格子膜の積層周期は
ＣｏとＣｕのターゲットに加える電力と基板の回転数の
コントロールにより制御した。
グネトロン方式，ＤＣマグネトロン方式，対向ターゲッ
ト方式等が有効である。なお、人工格子膜の積層周期は
ＣｏとＣｕのターゲットに加える電力と基板の回転数の
コントロールにより制御した。
【００１６】実験１ 先ず、スパッタリング時のＡｒガス圧がＣｏ−Ｃｕ系人
工格子膜の形成にどのように影響するのかを調べた。種
々のＡｒガス圧（1.5, 0.67, 0.34, 0.24, 0.13, 0.11P
a ）でスパッタリングしたＣｏ 0.5nm−Ｃｕ 2nm（各Ｃ
ｏ層が0.5nm 厚，各Ｃｕ層が2nm 厚で積層されているこ
とを示す。）人工格子膜を作製した。
工格子膜の形成にどのように影響するのかを調べた。種
々のＡｒガス圧（1.5, 0.67, 0.34, 0.24, 0.13, 0.11P
a ）でスパッタリングしたＣｏ 0.5nm−Ｃｕ 2nm（各Ｃ
ｏ層が0.5nm 厚，各Ｃｕ層が2nm 厚で積層されているこ
とを示す。）人工格子膜を作製した。
【００１７】全ての試料について、小角Ｘ線回折により
積層周期を、中角Ｘ線回折により結晶構造を調べた。上
記試料のＸ線回折像を図１に示す。この図から小角での
回折が１．５Ｐａのとき１次、０．６７Ｐａのとき２
次、０．３４Ｐａ以下のとき３次までのピークが検出さ
れ、Ａｒガス圧力が低い方が積層膜の界面での拡散が小
さいことを示している。
積層周期を、中角Ｘ線回折により結晶構造を調べた。上
記試料のＸ線回折像を図１に示す。この図から小角での
回折が１．５Ｐａのとき１次、０．６７Ｐａのとき２
次、０．３４Ｐａ以下のとき３次までのピークが検出さ
れ、Ａｒガス圧力が低い方が積層膜の界面での拡散が小
さいことを示している。
【００１８】なお、図中矢印Ａは１次の回折ピーク、矢
印Ｂは２次の回折ピーク、矢印Ｃは３次の回折ピークを
示す。
印Ｂは２次の回折ピーク、矢印Ｃは３次の回折ピークを
示す。
【００１９】中角Ｘ線回折で５本の回折ピークが観測さ
れ、これらは面心立方（以下FCC とする。）（１１
１），（２００），（２２０），（３１１），（２２
２）と同定される。なお、図１中では、順に矢印ａ，
ｂ，ｃ，ｄ，ｅで示されている。しかし、各々のピーク
の２θ位置はFCC Ｃｕのそれよりも高角度側にずれ、FC
C Ｃｏのそれよりも低角度側に観測される。従って、FC
C ＣｏとFCC Ｃｕとの干渉またはFCC ＣｏとFCC Ｃｕと
エピタキシャル成長していることを示唆している。
れ、これらは面心立方（以下FCC とする。）（１１
１），（２００），（２２０），（３１１），（２２
２）と同定される。なお、図１中では、順に矢印ａ，
ｂ，ｃ，ｄ，ｅで示されている。しかし、各々のピーク
の２θ位置はFCC Ｃｕのそれよりも高角度側にずれ、FC
C Ｃｏのそれよりも低角度側に観測される。従って、FC
C ＣｏとFCC Ｃｕとの干渉またはFCC ＣｏとFCC Ｃｕと
エピタキシャル成長していることを示唆している。
【００２０】この図１を見ると、０．１３Ｐａのとき
（１１１）の回折線が最も強く結晶配向していることが
わかる。また、Ｃｏ−Ｃｕ系人工格子膜において、（１
１１）配向の方が（１００）配向のときよりもＣｏとＣ
ｕの界面での拡散が少ないことが知られている。他のＡ
ｒガス圧、積層周期の試料でも主ピークの回りにサテラ
イトピークが加わる他はほぼ同じである。
（１１１）の回折線が最も強く結晶配向していることが
わかる。また、Ｃｏ−Ｃｕ系人工格子膜において、（１
１１）配向の方が（１００）配向のときよりもＣｏとＣ
ｕの界面での拡散が少ないことが知られている。他のＡ
ｒガス圧、積層周期の試料でも主ピークの回りにサテラ
イトピークが加わる他はほぼ同じである。
【００２１】上述の試料について、室温，外部磁場±
０．１Ｔなる条件下でＭＲ比を測り、その結果を図２に
示す。図２より、スパッタリング時のＡｒガス圧よって
ＭＲ比が変化することが判る。これによると、０．１３
Ｐａでスパッタリングされた人工格子膜が最も大きなＭ
Ｒ比をとっている。
０．１Ｔなる条件下でＭＲ比を測り、その結果を図２に
示す。図２より、スパッタリング時のＡｒガス圧よって
ＭＲ比が変化することが判る。これによると、０．１３
Ｐａでスパッタリングされた人工格子膜が最も大きなＭ
Ｒ比をとっている。
【００２２】この０．１３Ｐａなるガス圧でスパッタリ
ングされた人工格子膜は、先のＸ線回折測定で最も強い
結晶配向をしているものであることが示されており、こ
れより、結晶配向性の良いものほどＭＲ比が大きいと考
えられる。
ングされた人工格子膜は、先のＸ線回折測定で最も強い
結晶配向をしているものであることが示されており、こ
れより、結晶配向性の良いものほどＭＲ比が大きいと考
えられる。
【００２３】なお、各Ｃｏ層が１．５ｎｍ厚であること
以外は上記のＣｏ−Ｃｕ系人工格子膜と同様にして、種
々のＡｒガス圧でスパッタリングして作製された人工格
子膜についても同様にＭＲ比を測定したところ、０．２
４Ｐａのガス圧でスパッタリングされたものが最も大き
な値をとった。
以外は上記のＣｏ−Ｃｕ系人工格子膜と同様にして、種
々のＡｒガス圧でスパッタリングして作製された人工格
子膜についても同様にＭＲ比を測定したところ、０．２
４Ｐａのガス圧でスパッタリングされたものが最も大き
な値をとった。
【００２４】実験２ 次に、Ｃｏ 1nm−Ｃｕ 2nm 人工格子膜において、作製
時のＡｒガス圧力が０．６７Ｐａと０．２４Ｐａの２種
の試料について比較した。
時のＡｒガス圧力が０．６７Ｐａと０．２４Ｐａの２種
の試料について比較した。
【００２５】図３（Ｉ）はＡｒガス圧０．６７Ｐａでス
パッタリングした人工格子膜の、磁化容易軸Ｍに垂直に
磁場Ｈと電流Ｉを流したときの磁気抵抗Ｒを示し、（Ｉ
Ｉ）は同じく磁化容易軸Ｍに平行に磁場Ｈと電流Ｉを流
したときの磁気抵抗Ｒを示す。また、図４はＡｒガス圧
０．２４Ｐａでスパッタリングした人工格子膜の、磁化
容易軸Ｍに垂直に磁場Ｈと電流Ｉを流したときの磁気抵
抗Ｒを示す。
パッタリングした人工格子膜の、磁化容易軸Ｍに垂直に
磁場Ｈと電流Ｉを流したときの磁気抵抗Ｒを示し、（Ｉ
Ｉ）は同じく磁化容易軸Ｍに平行に磁場Ｈと電流Ｉを流
したときの磁気抵抗Ｒを示す。また、図４はＡｒガス圧
０．２４Ｐａでスパッタリングした人工格子膜の、磁化
容易軸Ｍに垂直に磁場Ｈと電流Ｉを流したときの磁気抵
抗Ｒを示す。
【００２６】なお、図４に示される人工格子膜には、試
料の膜面内で等方的であり、磁化容易軸Ｍに対して平行
に磁場Ｈと電流Ｉを流しても、殆ど同様の結果となっ
た。
料の膜面内で等方的であり、磁化容易軸Ｍに対して平行
に磁場Ｈと電流Ｉを流しても、殆ど同様の結果となっ
た。
【００２７】図３（Ｉ）で示される人工格子膜のＭＲ比
（室温，±０．１Ｔ）は０．３６％であり、図３（Ｉ
Ｉ）に示される人工格子膜のＭＲ比は０．３９％であっ
た。また、図４に示される人工格子膜のＭＲ比は２７．
８％と大きな値をとる。なお、比抵抗ρ及びΔρは０．
６７Ｐａのとき２３．６μΩ.cm ，０．０８μΩ.cm
で、０．２４Ｐａのとき１３．８９μΩ.cm ，３．０μ
Ω.cm であった。
（室温，±０．１Ｔ）は０．３６％であり、図３（Ｉ
Ｉ）に示される人工格子膜のＭＲ比は０．３９％であっ
た。また、図４に示される人工格子膜のＭＲ比は２７．
８％と大きな値をとる。なお、比抵抗ρ及びΔρは０．
６７Ｐａのとき２３．６μΩ.cm ，０．０８μΩ.cm
で、０．２４Ｐａのとき１３．８９μΩ.cm ，３．０μ
Ω.cm であった。
【００２８】実験３ さらに、人工格子膜を構成する層の厚さがＭＲ比に与え
る影響を調べた。ここでは、０．２４ＰａのＡｒガス圧
力下でスパッタリングしたＣｏ−Ｃｕ系人工格子膜につ
いて層の厚さを変化させた。
る影響を調べた。ここでは、０．２４ＰａのＡｒガス圧
力下でスパッタリングしたＣｏ−Ｃｕ系人工格子膜につ
いて層の厚さを変化させた。
【００２９】先ず、Ｃｕ層の厚さを２．１ｎｍに定めた
状態でＣｏ層の厚さを種々に変化させ、Ｃｏ層の膜厚と
ＭＲ比（室温，±０．１Ｔ）との関係を調べる。この結
果を図５に示す。これより、Ｃｏ層が１．０〜１．５ｎ
ｍの厚さのとき２５％以上の大きなＭＲ比が得られるこ
とが判る。
状態でＣｏ層の厚さを種々に変化させ、Ｃｏ層の膜厚と
ＭＲ比（室温，±０．１Ｔ）との関係を調べる。この結
果を図５に示す。これより、Ｃｏ層が１．０〜１．５ｎ
ｍの厚さのとき２５％以上の大きなＭＲ比が得られるこ
とが判る。
【００３０】次に、Ｃｏ層の厚さを０．５ｎｍ又は１．
５ｎｍに定めてＣｕ層の厚さを変化させ、ＭＲ比を測定
した。この結果を図６に示す。図中、○でプロットされ
た曲線がＣｏ層厚１．５ｎｍのものであり、△でプロッ
トされた曲線がＣｏ層厚０．５ｎｍのものである。この
図より、ＭＲ比の値がＣｕ層の厚さによって振動してお
り、Ｃｕ層が２．０ｎｍ付近で最大値をとるのが判る。
５ｎｍに定めてＣｕ層の厚さを変化させ、ＭＲ比を測定
した。この結果を図６に示す。図中、○でプロットされ
た曲線がＣｏ層厚１．５ｎｍのものであり、△でプロッ
トされた曲線がＣｏ層厚０．５ｎｍのものである。この
図より、ＭＲ比の値がＣｕ層の厚さによって振動してお
り、Ｃｕ層が２．０ｎｍ付近で最大値をとるのが判る。
【００３１】この結果は、人工格子膜の積層数の違いの
ためかD.H.Mosca 等の報告と大きく異なるものとなっ
た。
ためかD.H.Mosca 等の報告と大きく異なるものとなっ
た。
【００３２】実験４ そこで、上記のように積層数によってＭＲ比が変化する
かどうか調べた。ここでは、Ｃｏ 1.5nm−Ｃｕ 2.0nm
人工格子膜の積層数を変化させた試料を作製し、室温，
磁場±０．１Ｔなる条件下でＭＲ比を測定した。この結
果を図７に示す。これより、積層数を増加させると１０
層付近で急激にＭＲ比が上昇することが判る。
かどうか調べた。ここでは、Ｃｏ 1.5nm−Ｃｕ 2.0nm
人工格子膜の積層数を変化させた試料を作製し、室温，
磁場±０．１Ｔなる条件下でＭＲ比を測定した。この結
果を図７に示す。これより、積層数を増加させると１０
層付近で急激にＭＲ比が上昇することが判る。
【００３３】実験５ 最後に、人工格子膜を形成させる基板の違いによるＭＲ
比の変化も調べた。（Ｃｏ 1.5nm−Ｃｕ 2.1nm）×１５
５層 人工格子膜を種々の下地基板（ガラス，ホトセラ
ム，石英ガラス，ポリイミド，シリコン）に対して膜付
けし、室温，磁場±０．１Ｔなる条件下でＭＲ比を測定
し、この結果を図８に示す。
比の変化も調べた。（Ｃｏ 1.5nm−Ｃｕ 2.1nm）×１５
５層 人工格子膜を種々の下地基板（ガラス，ホトセラ
ム，石英ガラス，ポリイミド，シリコン）に対して膜付
けし、室温，磁場±０．１Ｔなる条件下でＭＲ比を測定
し、この結果を図８に示す。
【００３４】ＭＲ比の値は以下に示すようになり、基板
によってＭＲ比に違いがあることが判る。
によってＭＲ比に違いがあることが判る。
【００３５】（Ｌ）ガラス ： ２１．８％ （Ｍ）ホトセラム ： ２４．８％ （Ｎ）石英ガラス ： １９．８％ （Ｏ）ポリイミド ： ２４．０％ （Ｐ）シリコン ： ２０．８％
【００３６】以上の結果より、Ｃｏ−Ｃｕ系人工格子膜
を作製する際、Ａｒガス圧力は０．０７〜０．５Ｐａで
あること、Ｃｏ層の厚さは０．５〜３ｎｍ且つＣｕ層の
厚さが１．７〜４ｎｍであること、積層数は１０層以上
であること等を満たして作製すると、優れたＭＲ比を有
するＣｏ−Ｃｕ系人工格子膜となることが判った。
を作製する際、Ａｒガス圧力は０．０７〜０．５Ｐａで
あること、Ｃｏ層の厚さは０．５〜３ｎｍ且つＣｕ層の
厚さが１．７〜４ｎｍであること、積層数は１０層以上
であること等を満たして作製すると、優れたＭＲ比を有
するＣｏ−Ｃｕ系人工格子膜となることが判った。
【００３７】なお、本発明に係わる磁気抵抗効果膜は、
その膜面と平行な向きに磁場を印加するとともに電流を
流す場合、磁場印加方向が電流と平行であっても、垂直
な方向であっても殆ど同じ磁気抵抗を示している。
その膜面と平行な向きに磁場を印加するとともに電流を
流す場合、磁場印加方向が電流と平行であっても、垂直
な方向であっても殆ど同じ磁気抵抗を示している。
【００３８】ところで、本発明の人工格子膜はＣｏとＣ
ｕからなるが、これらの一部を他の元素で置換すること
も可能である。例えば、Ｃｏは約５０原子％までＦｅや
Ｎｉ等強磁性物質で置換することができ、Ｃｏを５０原
子％Ｎｉで置換した Ｃｏ50Ｎｉ50 1nm−Ｃｕ 2nm 人
工格子膜を０．２４ＰａのＡｒガス圧力下でスパッタリ
ングして作製した場合、ＭＲ比は１９．２％となる。
ｕからなるが、これらの一部を他の元素で置換すること
も可能である。例えば、Ｃｏは約５０原子％までＦｅや
Ｎｉ等強磁性物質で置換することができ、Ｃｏを５０原
子％Ｎｉで置換した Ｃｏ50Ｎｉ50 1nm−Ｃｕ 2nm 人
工格子膜を０．２４ＰａのＡｒガス圧力下でスパッタリ
ングして作製した場合、ＭＲ比は１９．２％となる。
【００３９】一方、Ｃｕは約１０原子％まではＰｔやＡ
ｇ等の非磁性物質で置換しても、１５％程度のＭＲ比を
保持することができる。
ｇ等の非磁性物質で置換しても、１５％程度のＭＲ比を
保持することができる。
【００４０】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、Ｃｏ
−Ｃｕ系人工格子膜のＭＲ比は、製造工程における諸条
件、例えば、スパッタリング時のＡｒガス圧力、Ｃｏ或
いはＣｕの層の厚さ、積層数、基板の違い等で変化して
くる。このため、最適な製造条件を選んでやると、室温
下しかも０．１Ｔ以下の低磁場においても大きなＭＲ比
を持つＣｏ−Ｃｕ系人工格子膜を得ることができる。
−Ｃｕ系人工格子膜のＭＲ比は、製造工程における諸条
件、例えば、スパッタリング時のＡｒガス圧力、Ｃｏ或
いはＣｕの層の厚さ、積層数、基板の違い等で変化して
くる。このため、最適な製造条件を選んでやると、室温
下しかも０．１Ｔ以下の低磁場においても大きなＭＲ比
を持つＣｏ−Ｃｕ系人工格子膜を得ることができる。
【図１】人工格子膜のＸ線回折像を示す特性図である。
【図２】Ａｒガス圧力とＭＲ比の関係を示す特性図であ
る。
る。
【図３】外部磁場と磁気抵抗の関係を示す特性図であ
る。
る。
【図４】外部磁場と磁気抵抗の関係を示す特性図であ
る。
る。
【図５】Ｃｏ層の膜厚とＭＲ比の関係を示す特性図であ
る。
る。
【図６】Ｃｕ層の膜厚とＭＲ比の関係を示す特性図であ
る。
る。
【図７】積層数とＭＲ比の関係を示す特性図である。
【図８】基板の種類による磁気抵抗効果の違いを示す特
性図である。
性図である。
Claims (2)
- 【請求項１】 ０．０７〜０．５Ｐａなる不活性ガス雰
囲気下でスパッタリングすることによって、非磁性支持
体上にＣｏを主体とする層とＣｕを主体とする層とを交
互に積層してＣｏ−Ｃｕ系人工格子膜を形成することを
特徴とするＣｏ−Ｃｕ系人工格子膜の製造方法。 - 【請求項２】 Ｃｏを主体とする層の厚みを０．５〜３
ｎｍ、且つ、Ｃｕを主体とする層の厚みを１．７〜４ｎ
ｍとすることを特徴とする請求項１記載のＣｏ−Ｃｕ系
人工格子膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28243992A JPH06112078A (ja) | 1992-09-28 | 1992-09-28 | Ｃｏ−Ｃｕ系人工格子膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28243992A JPH06112078A (ja) | 1992-09-28 | 1992-09-28 | Ｃｏ−Ｃｕ系人工格子膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06112078A true JPH06112078A (ja) | 1994-04-22 |
Family
ID=17652434
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28243992A Withdrawn JPH06112078A (ja) | 1992-09-28 | 1992-09-28 | Ｃｏ−Ｃｕ系人工格子膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06112078A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000025371A1 (en) * | 1998-10-26 | 2000-05-04 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Magnetoresistant device and a magnetic sensor comprising the same |
-
1992
- 1992-09-28 JP JP28243992A patent/JPH06112078A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000025371A1 (en) * | 1998-10-26 | 2000-05-04 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Magnetoresistant device and a magnetic sensor comprising the same |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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