JPH08130337A - 磁気抵抗素子及びその製造方法 - Google Patents
磁気抵抗素子及びその製造方法Info
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- JPH08130337A JPH08130337A JP7159563A JP15956395A JPH08130337A JP H08130337 A JPH08130337 A JP H08130337A JP 7159563 A JP7159563 A JP 7159563A JP 15956395 A JP15956395 A JP 15956395A JP H08130337 A JPH08130337 A JP H08130337A
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-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N50/00—Galvanomagnetic devices
- H10N50/10—Magnetoresistive devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- 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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- H01F10/00—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 磁気抵抗変化率（ＭＲ比）が大きく、磁界感
度の高い磁気抵抗素子を得る。 【構成】 磁性体層３と非磁性体層２の界面に凹凸が形
成されていることを特徴としている。
度の高い磁気抵抗素子を得る。 【構成】 磁性体層３と非磁性体層２の界面に凹凸が形
成されていることを特徴としている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気媒体からの情報信
号を読み出すための磁気抵抗効果型磁気ヘッド（ＭＲヘ
ッド）や磁気センサ（ＭＲセンサ）等の磁気抵抗素子
（ＭＲ素子）に関するものであり、特に磁性体層と非磁
性体層とを積層させた磁性膜を備える磁気抵抗素子に関
するものである。
号を読み出すための磁気抵抗効果型磁気ヘッド（ＭＲヘ
ッド）や磁気センサ（ＭＲセンサ）等の磁気抵抗素子
（ＭＲ素子）に関するものであり、特に磁性体層と非磁
性体層とを積層させた磁性膜を備える磁気抵抗素子に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】磁気抵抗素子は、磁場印加による磁性体
の電気抵抗の変化を検出して磁界強度やその変化を測定
するものであり、一般に磁気抵抗変化率（ＭＲ比）が大
きく、かつ磁界感度が良い、すなわち動作磁界が小さい
ことが要求される。
の電気抵抗の変化を検出して磁界強度やその変化を測定
するものであり、一般に磁気抵抗変化率（ＭＲ比）が大
きく、かつ磁界感度が良い、すなわち動作磁界が小さい
ことが要求される。
【０００３】近年、巨大磁気抵抗変化、すなわち、大き
なＭＲ比を示す磁気抵抗素子として、磁性体層と非磁性
体層とを積層させた磁性膜を備える磁気抵抗素子が知ら
れている。
なＭＲ比を示す磁気抵抗素子として、磁性体層と非磁性
体層とを積層させた磁性膜を備える磁気抵抗素子が知ら
れている。
【０００４】このような巨大磁気抵抗変化を示す磁気抵
抗素子の１つとして、Ｃｏ層とＣｕ層とを交互に積層さ
せ、Ｃｏ−Ｃｏ層間に反強磁性結合を形成させた磁気抵
抗素子が知られている。このような磁気抵抗素子では、
非磁性体層であるＣｕ層を挟み、同じ組成で同じ保磁力
を有する磁性体層であるＣｏ層が存在している。このよ
うな磁気抵抗素子は、一般に人工格子型と呼ばれてい
る。
抗素子の１つとして、Ｃｏ層とＣｕ層とを交互に積層さ
せ、Ｃｏ−Ｃｏ層間に反強磁性結合を形成させた磁気抵
抗素子が知られている。このような磁気抵抗素子では、
非磁性体層であるＣｕ層を挟み、同じ組成で同じ保磁力
を有する磁性体層であるＣｏ層が存在している。このよ
うな磁気抵抗素子は、一般に人工格子型と呼ばれてい
る。
【０００５】また巨大磁気抵抗変化を示す他の磁気抵抗
素子として非磁性体層であるＣｕ層を挟み、異なる保磁
力の磁性体層を両側に設けたサンドイッチ構造のものが
知られている。このような磁性膜では、非磁性体層を挟
む両側の磁性体層間に磁性結合が存在していない。この
ような磁気抵抗素子は、一般にスピンバルブ型と呼ばれ
ている。
素子として非磁性体層であるＣｕ層を挟み、異なる保磁
力の磁性体層を両側に設けたサンドイッチ構造のものが
知られている。このような磁性膜では、非磁性体層を挟
む両側の磁性体層間に磁性結合が存在していない。この
ような磁気抵抗素子は、一般にスピンバルブ型と呼ばれ
ている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】これら従来の巨大磁気
抵抗変化を示す磁気抵抗素子では、ある程度大きなＭＲ
比及び良好な磁界感度を示すものの、未だ不十分であ
り、さらに高いＭＲ比及び磁界感度を有する磁気抵抗素
子の開発が求められている。
抵抗変化を示す磁気抵抗素子では、ある程度大きなＭＲ
比及び良好な磁界感度を示すものの、未だ不十分であ
り、さらに高いＭＲ比及び磁界感度を有する磁気抵抗素
子の開発が求められている。
【０００７】本発明の目的は、このような従来からの要
望を満たし、ＭＲ比が大きく、磁界感度の高い磁気抵抗
素子の新規な構造を提供することにある。
望を満たし、ＭＲ比が大きく、磁界感度の高い磁気抵抗
素子の新規な構造を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の磁気抵抗素子
は、磁性体層と非磁性体層とを積層させた磁性膜を備え
る磁気抵抗素子であり、磁性体層と非磁性体層の界面に
凹凸が形成されていることを特徴としている。
は、磁性体層と非磁性体層とを積層させた磁性膜を備え
る磁気抵抗素子であり、磁性体層と非磁性体層の界面に
凹凸が形成されていることを特徴としている。
【０００９】本発明において、非磁性体層は導電性を有
しており、金属または合金から形成される。本発明の第
１の局面に従えば、磁性体層と非磁性体層の界面に原子
レベルの凹凸が形成されている。
しており、金属または合金から形成される。本発明の第
１の局面に従えば、磁性体層と非磁性体層の界面に原子
レベルの凹凸が形成されている。
【００１０】原子レベルの凹凸は、例えば幅３〜３０Å
程度、高さは原子１個分、例えば３Å程度であり、例え
ばステップ状の凹凸として形成される。また結晶格子を
利用してほぼ規則正しいステップ状に形成することがで
きる。
程度、高さは原子１個分、例えば３Å程度であり、例え
ばステップ状の凹凸として形成される。また結晶格子を
利用してほぼ規則正しいステップ状に形成することがで
きる。
【００１１】本発明の第１の局面に従う実施態様の１つ
では、基板としてその表面に原子レベルの凹凸が形成さ
れた基板を用い、該基板上に磁性体層と非磁性体層とを
積層させて磁性膜を形成することにより、磁性体層と非
磁性体層の界面に原子レベルの凹凸が形成される。
では、基板としてその表面に原子レベルの凹凸が形成さ
れた基板を用い、該基板上に磁性体層と非磁性体層とを
積層させて磁性膜を形成することにより、磁性体層と非
磁性体層の界面に原子レベルの凹凸が形成される。
【００１２】上記のような表面に原子レベルの凹凸が形
成された基板としては、｛１００｝などの低指数格子
面、いわゆるジャスト面から所定角度傾斜した面でカッ
ティングされた単結晶のオフ基板などを用いることがで
きる。例えば、ＧａＡｓ基板の（１００）面から２°〜
１５°傾斜したオフ基板などを用いることができる。ま
た、同様のシリコン基板なども用いることができる。
成された基板としては、｛１００｝などの低指数格子
面、いわゆるジャスト面から所定角度傾斜した面でカッ
ティングされた単結晶のオフ基板などを用いることがで
きる。例えば、ＧａＡｓ基板の（１００）面から２°〜
１５°傾斜したオフ基板などを用いることができる。ま
た、同様のシリコン基板なども用いることができる。
【００１３】本発明の第２の局面に従えば、基板とし
て、その表面に凹凸が形成された基板を用い、該基板上
に磁性膜を形成することにより、磁性体層と非磁性体層
の界面に凹凸が形成される。好ましくは、前記凹凸は異
方性エッチングにより形成される。
て、その表面に凹凸が形成された基板を用い、該基板上
に磁性膜を形成することにより、磁性体層と非磁性体層
の界面に凹凸が形成される。好ましくは、前記凹凸は異
方性エッチングにより形成される。
【００１４】第２の局面における基板表面の凹凸は、好
ましくは傾斜面を有する凹凸である。すなわち、傾斜面
を有する凹凸が表面に形成された基板と、基板の凹凸が
形成された表面上に設けられる磁性体層と非磁性体層と
を積層させた磁性膜とを備え、磁性体層と非磁性体層の
界面に基板の表面形状による凹凸が形成されている。
ましくは傾斜面を有する凹凸である。すなわち、傾斜面
を有する凹凸が表面に形成された基板と、基板の凹凸が
形成された表面上に設けられる磁性体層と非磁性体層と
を積層させた磁性膜とを備え、磁性体層と非磁性体層の
界面に基板の表面形状による凹凸が形成されている。
【００１５】第２の局面においては、基板として単結晶
基板を用い、この単結晶基板の結晶格子を利用してエッ
チングすることにより基板表面に凹凸を形成することが
できる。このような単結晶基板としては、シリコン基
板、及びＧａＡｓ基板などを用いることができる。
基板を用い、この単結晶基板の結晶格子を利用してエッ
チングすることにより基板表面に凹凸を形成することが
できる。このような単結晶基板としては、シリコン基
板、及びＧａＡｓ基板などを用いることができる。
【００１６】本発明の製造方法は、本発明の第２の局面
に従う磁気抵抗素子を製造することができる方法であ
る。本発明の製造方法は、基板上に所定のパターンを有
するマスク層を形成する工程と、マスク層が設けられて
いない基板の表面領域をエッチングし基板表面に凹凸を
形成する工程と、凹凸が形成された基板上に磁性体層と
非磁性体層とを積層させた磁性膜を形成する工程とを備
えている。
に従う磁気抵抗素子を製造することができる方法であ
る。本発明の製造方法は、基板上に所定のパターンを有
するマスク層を形成する工程と、マスク層が設けられて
いない基板の表面領域をエッチングし基板表面に凹凸を
形成する工程と、凹凸が形成された基板上に磁性体層と
非磁性体層とを積層させた磁性膜を形成する工程とを備
えている。
【００１７】基板として単結晶基板を用いる場合、基板
表面のエッチングにより、基板の結晶格子面に沿った傾
斜面を有する凹凸を形成することができる。好ましい実
施態様の１つにおいては、マスク層を形成する工程が、
基板としてシリコン基板を準備する工程と、シリコン基
板の表面を酸化することにより酸化膜を形成する工程
と、酸化膜の上にレジスト膜を形成する工程と、レジス
ト膜をフォトリソグラフィ法によりパターン化する工程
と、レジスト膜が設けられていない領域の酸化膜をエッ
チングしてパターン化しマスク層とする工程とを備えて
いる。従って、マスク層を規則的なパターンで形成する
ことにより、基板表面の凹凸を規則的なパターンで形成
することができる。
表面のエッチングにより、基板の結晶格子面に沿った傾
斜面を有する凹凸を形成することができる。好ましい実
施態様の１つにおいては、マスク層を形成する工程が、
基板としてシリコン基板を準備する工程と、シリコン基
板の表面を酸化することにより酸化膜を形成する工程
と、酸化膜の上にレジスト膜を形成する工程と、レジス
ト膜をフォトリソグラフィ法によりパターン化する工程
と、レジスト膜が設けられていない領域の酸化膜をエッ
チングしてパターン化しマスク層とする工程とを備えて
いる。従って、マスク層を規則的なパターンで形成する
ことにより、基板表面の凹凸を規則的なパターンで形成
することができる。
【００１８】エッチングの方法は、特に限定されるもの
ではなく、ウェットエッチング、ドライエッチング、あ
るいは反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）などを用いる
ことができる。基板としてシリコン基板などの単結晶基
板を用いる場合には、ウェットエッチングにより結晶格
子面に沿った結晶面を有する凹凸を形成させることがで
きる。
ではなく、ウェットエッチング、ドライエッチング、あ
るいは反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）などを用いる
ことができる。基板としてシリコン基板などの単結晶基
板を用いる場合には、ウェットエッチングにより結晶格
子面に沿った結晶面を有する凹凸を形成させることがで
きる。
【００１９】本発明において形成される磁性膜は、磁性
体層と非磁性体層とを積層させた磁性膜であれば特に限
定されるものではないが、例えば、従来の技術において
述べたような非磁性体層を挟み第１の磁性体層と第２の
磁性体層とを積層した構造を有する巨大磁気抵抗変化を
示す磁性膜を用いることができる。
体層と非磁性体層とを積層させた磁性膜であれば特に限
定されるものではないが、例えば、従来の技術において
述べたような非磁性体層を挟み第１の磁性体層と第２の
磁性体層とを積層した構造を有する巨大磁気抵抗変化を
示す磁性膜を用いることができる。
【００２０】人工格子型と呼ばれる磁性膜においては、
第１の磁性体層と第２の磁性体層とが同じ組成で同じ保
磁力を有する磁性体で形成される。またスピンバルブ型
と呼ばれる磁性膜においては、第１の磁性体層と第２の
磁性体層とが異なる保磁力を有する磁性体で形成され
る。
第１の磁性体層と第２の磁性体層とが同じ組成で同じ保
磁力を有する磁性体で形成される。またスピンバルブ型
と呼ばれる磁性膜においては、第１の磁性体層と第２の
磁性体層とが異なる保磁力を有する磁性体で形成され
る。
【００２１】本発明に従う磁気抵抗素子において、界面
の凹凸が特定の方向に形成される場合には、その磁気特
性は異方性を示す。すなわち、界面の凹凸を横切る方向
に測定電流を流すことにより、もっとも大きなＭＲ比を
得ることができる。
の凹凸が特定の方向に形成される場合には、その磁気特
性は異方性を示す。すなわち、界面の凹凸を横切る方向
に測定電流を流すことにより、もっとも大きなＭＲ比を
得ることができる。
【００２２】
【作用】本発明に従う磁気抵抗素子が、大きなＭＲ比を
示し、高い磁気感度を有する理由について詳細は明らか
ではないが、磁性体層と非磁性体層の界面に凹凸が形成
されることにより、非磁性体層中の伝導原子が磁性体層
からの影響を強く受けるようになり、磁気散乱が大きく
なるものと思われる。
示し、高い磁気感度を有する理由について詳細は明らか
ではないが、磁性体層と非磁性体層の界面に凹凸が形成
されることにより、非磁性体層中の伝導原子が磁性体層
からの影響を強く受けるようになり、磁気散乱が大きく
なるものと思われる。
【００２３】本発明の製造方法によれば、基板上にマス
ク層を形成し、マスク層をマスクとして基板表面をエッ
チングすることにより基板表面に凹凸を形成している。
従って、マスク層のパターンを所定の形状にパターニン
グすることにより、所望の平面形状のパターンで凹凸を
基板表面に形成することができる。
ク層を形成し、マスク層をマスクとして基板表面をエッ
チングすることにより基板表面に凹凸を形成している。
従って、マスク層のパターンを所定の形状にパターニン
グすることにより、所望の平面形状のパターンで凹凸を
基板表面に形成することができる。
【００２４】また基板として単結晶基板を用いる場合に
は、基板の結晶格子面に沿った傾斜面を有する凹凸を形
成することができる。
は、基板の結晶格子面に沿った傾斜面を有する凹凸を形
成することができる。
【００２５】
【実施例】まず本発明の第１の局面に従う実施例につい
て説明する。図１に示すように、基板１の上に、非磁性
体層としてのＣｕ層２を形成し、このＣｕ層２の上に磁
性体層としてのＣｏ層３を形成した。Ｃｕ層２及びＣｏ
層３は、共に蒸着により形成した。Ｃｕ層２の膜厚は約
２０Åとし、Ｃｏ層３の膜厚は約１５Åとした。このＣ
ｕ層２及びＣｏ層３の積層を１５回繰り返し、Ｃｕ層２
及びＣｏ層３のユニットを１５ユニット形成した。
て説明する。図１に示すように、基板１の上に、非磁性
体層としてのＣｕ層２を形成し、このＣｕ層２の上に磁
性体層としてのＣｏ層３を形成した。Ｃｕ層２及びＣｏ
層３は、共に蒸着により形成した。Ｃｕ層２の膜厚は約
２０Åとし、Ｃｏ層３の膜厚は約１５Åとした。このＣ
ｕ層２及びＣｏ層３の積層を１５回繰り返し、Ｃｕ層２
及びＣｏ層３のユニットを１５ユニット形成した。
【００２６】基板１としては、ＧａＡｓ基板を用い、
（１００）面から２°傾斜した面でカッティングし、研
摩したオフ基板を用いた。従って、最下層のＣｕ層２
は、基板１の（１００）から２°傾斜した面の上に形成
されている。従って、図１に模式的に示すように、基板
１の主面には、格子定数に基づく原子レベルのステップ
状の凹凸が形成されており、このような凹凸が形成され
た面の上にＣｕ層２及びＣｏ層３が積層されている。こ
のため、図１に示すように、Ｃｕ層２及びＣｏ層３はこ
の凹凸形状に沿って形成され、Ｃｕ層２とＣｏ層３の界
面には、基板１の表面の凹凸に基づく凹凸が形成された
状態となっている。
（１００）面から２°傾斜した面でカッティングし、研
摩したオフ基板を用いた。従って、最下層のＣｕ層２
は、基板１の（１００）から２°傾斜した面の上に形成
されている。従って、図１に模式的に示すように、基板
１の主面には、格子定数に基づく原子レベルのステップ
状の凹凸が形成されており、このような凹凸が形成され
た面の上にＣｕ層２及びＣｏ層３が積層されている。こ
のため、図１に示すように、Ｃｕ層２及びＣｏ層３はこ
の凹凸形状に沿って形成され、Ｃｕ層２とＣｏ層３の界
面には、基板１の表面の凹凸に基づく凹凸が形成された
状態となっている。
【００２７】この実施例の積層磁性膜では、Ｃｕ層２を
挟む両側のＣｏ層間に反強磁性結合が存在しており、従
って、いわゆる人工格子型の積層磁性膜となっている。
以上のようにして得られた積層磁性膜について、ＭＲ比
及び動作磁界（Ｈｓ）を測定した。また比較として、Ｇ
ａＡｓ基板の（１００）面の上に上記実施例と同様にし
て、Ｃｕ層２及びＣｏ層３を１ユニットとし、これを１
５ユニット積層した積層磁性膜を作製し、ＭＲ比と動作
磁界を測定した。測定方向は、基板の凹凸を横切る方向
とした。これらの結果を表１に示す。
挟む両側のＣｏ層間に反強磁性結合が存在しており、従
って、いわゆる人工格子型の積層磁性膜となっている。
以上のようにして得られた積層磁性膜について、ＭＲ比
及び動作磁界（Ｈｓ）を測定した。また比較として、Ｇ
ａＡｓ基板の（１００）面の上に上記実施例と同様にし
て、Ｃｕ層２及びＣｏ層３を１ユニットとし、これを１
５ユニット積層した積層磁性膜を作製し、ＭＲ比と動作
磁界を測定した。測定方向は、基板の凹凸を横切る方向
とした。これらの結果を表１に示す。
【００２８】
【表１】
【００２９】表１に示されるように、本発明に従う実施
例の積層磁性膜のＭＲ比は、比較例の積層磁性膜のＭＲ
比に比べ飛躍的に高くなっている。また動作磁界につい
ては不飽和なため定量的に評価できないが、ＭＲ比が増
大した分間接的に磁界感度が向上した。
例の積層磁性膜のＭＲ比は、比較例の積層磁性膜のＭＲ
比に比べ飛躍的に高くなっている。また動作磁界につい
ては不飽和なため定量的に評価できないが、ＭＲ比が増
大した分間接的に磁界感度が向上した。
【００３０】次に、図２に示すように、上記実施例で用
いたのと同じＧａＡｓ基板１の上にＣｏ層４（膜厚４０
Å）、Ｃｕ層５（膜厚４０Å）、Ｆｅ層６（膜厚６０
Å）を順次イオンビームスパッタ法により形成し積層し
た。この積層磁性膜においては、非磁性体層であるＣｕ
層５の両側に異なる保磁力を有する第１の磁性体層であ
るＣｏ層４と、第２の磁性体層であるＦｅ層６が存在し
サンドイッチ構造を形成している。従って、この積層磁
性体膜は、いわゆるスピンバルブ型の磁性膜を構成して
いる。
いたのと同じＧａＡｓ基板１の上にＣｏ層４（膜厚４０
Å）、Ｃｕ層５（膜厚４０Å）、Ｆｅ層６（膜厚６０
Å）を順次イオンビームスパッタ法により形成し積層し
た。この積層磁性膜においては、非磁性体層であるＣｕ
層５の両側に異なる保磁力を有する第１の磁性体層であ
るＣｏ層４と、第２の磁性体層であるＦｅ層６が存在し
サンドイッチ構造を形成している。従って、この積層磁
性体膜は、いわゆるスピンバルブ型の磁性膜を構成して
いる。
【００３１】この実施例においても、図１に示す実施例
と同様に、Ｃｏ層４、Ｃｕ層５、Ｆｅ層６が、基板１の
表面の凹凸に沿うように形成されており、Ｃｕ層５とＣ
ｏ層４の界面、並びにＣｕ層５とＦｅ層６の界面に原子
レベルの凹凸が形成されている。
と同様に、Ｃｏ層４、Ｃｕ層５、Ｆｅ層６が、基板１の
表面の凹凸に沿うように形成されており、Ｃｕ層５とＣ
ｏ層４の界面、並びにＣｕ層５とＦｅ層６の界面に原子
レベルの凹凸が形成されている。
【００３２】この実施例の積層磁性膜の上に、図３に示
すように、電流端子１０及び電圧端子１１を配置し、Ｍ
Ｒ比の磁場依存性を測定した。電流端子１０及び電圧端
子１１は、図３に示されるように、Ｃｕ層５とＣｏ層４
の界面の凹凸及びＣｕ層５とＦｅ層６の界面の凹凸を横
切る方向に配置されている。従って、測定電流は界面の
凹凸を横切る方向に流れる。
すように、電流端子１０及び電圧端子１１を配置し、Ｍ
Ｒ比の磁場依存性を測定した。電流端子１０及び電圧端
子１１は、図３に示されるように、Ｃｕ層５とＣｏ層４
の界面の凹凸及びＣｕ層５とＦｅ層６の界面の凹凸を横
切る方向に配置されている。従って、測定電流は界面の
凹凸を横切る方向に流れる。
【００３３】比較として、図４に示すように、図３と垂
直方向になるように電流端子１０及び電圧端子１１を配
置したものを作製した。従って、Ｃｕ層５とＣｏ層４の
界面並びにＣｕ層５とＦｅ層６の界面に凹凸が形成され
ていない方向に測定電流が流れる。
直方向になるように電流端子１０及び電圧端子１１を配
置したものを作製した。従って、Ｃｕ層５とＣｏ層４の
界面並びにＣｕ層５とＦｅ層６の界面に凹凸が形成され
ていない方向に測定電流が流れる。
【００３４】図５は、図３及び図４に示す端子の配置状
態でＭＲ比の磁場依存性を測定した結果を示す図であ
る。図５に示す「本実施例」は図３に示す端子の配置状
態で測定しており、「比較例」は図４に示す端子の配置
状態で測定している。
態でＭＲ比の磁場依存性を測定した結果を示す図であ
る。図５に示す「本実施例」は図３に示す端子の配置状
態で測定しており、「比較例」は図４に示す端子の配置
状態で測定している。
【００３５】図５から明らかなように、電流端子及び電
圧端子を界面の凹凸を横切る方向に配置することによ
り、高いＭＲ比が得られている。同じ積層磁性膜であっ
ても、端子の配置方向及び磁場の印加方向の違いにより
ＭＲ比が大きく異なっており、この積層磁性膜が磁気抵
抗効果特性において異方性を有することがわかる。ま
た、このようなことからも、非磁性体層内の伝導電子
が、界面の凹凸の影響を受け、磁性体層による磁気散乱
が生じていることがわかる。
圧端子を界面の凹凸を横切る方向に配置することによ
り、高いＭＲ比が得られている。同じ積層磁性膜であっ
ても、端子の配置方向及び磁場の印加方向の違いにより
ＭＲ比が大きく異なっており、この積層磁性膜が磁気抵
抗効果特性において異方性を有することがわかる。ま
た、このようなことからも、非磁性体層内の伝導電子
が、界面の凹凸の影響を受け、磁性体層による磁気散乱
が生じていることがわかる。
【００３６】なお、ＧａＡｓ基板の（１００）面の上に
図２に示すような積層膜を形成した場合も、図５に示す
比較例と同様のＭＲ比の磁場依存性を示した。図２に示
す実施例では、Ｃｏ層４、Ｃｕ層５、及びＦｅ層６から
なるユニットが１つ形成されているが、このユニットを
複数積み重ねた構造のものにも本発明を適用することが
できる。
図２に示すような積層膜を形成した場合も、図５に示す
比較例と同様のＭＲ比の磁場依存性を示した。図２に示
す実施例では、Ｃｏ層４、Ｃｕ層５、及びＦｅ層６から
なるユニットが１つ形成されているが、このユニットを
複数積み重ねた構造のものにも本発明を適用することが
できる。
【００３７】図６は、図１及び図２に示す実施例と同様
のＧａＡｓ基板１の上に他のタイプの積層磁性膜を形成
した実施例を示している。ＧａＡｓ基板１の上に、Ｃｏ
層７（膜厚４０Å）、Ｃｕ層８（膜厚４０Å）、ＮｉＦ
ｅ層９ａ（膜厚６０Å）、及びＭｎＦｅ層９ｂ（膜厚８
０Å）を順次イオンビームスパッタ法により形成した。
この実施例では、Ｃｏ層７が第１の磁性体層を構成して
おり、ＮｉＦｅ層９ａ及びＭｎＦｅ層９ｂが第２の磁性
体層を構成している。このような積層磁性膜において
は、ＭｎＦｅ層が反強磁性体であるため、ＮｉＦｅ層と
の間で構成される第２の磁性体層が、第１の磁性体層で
あるＣｏ層７と磁化過程に差を生じ、磁場強度により磁
気モーメントが反平行となる領域が存在する。従って、
この積層磁性膜もスピンバルブ型磁性膜として機能す
る。このような積層磁性膜においても、磁性体層と非磁
性体層の界面に凹凸を形成することにより、大きなＭＲ
比が得られた。
のＧａＡｓ基板１の上に他のタイプの積層磁性膜を形成
した実施例を示している。ＧａＡｓ基板１の上に、Ｃｏ
層７（膜厚４０Å）、Ｃｕ層８（膜厚４０Å）、ＮｉＦ
ｅ層９ａ（膜厚６０Å）、及びＭｎＦｅ層９ｂ（膜厚８
０Å）を順次イオンビームスパッタ法により形成した。
この実施例では、Ｃｏ層７が第１の磁性体層を構成して
おり、ＮｉＦｅ層９ａ及びＭｎＦｅ層９ｂが第２の磁性
体層を構成している。このような積層磁性膜において
は、ＭｎＦｅ層が反強磁性体であるため、ＮｉＦｅ層と
の間で構成される第２の磁性体層が、第１の磁性体層で
あるＣｏ層７と磁化過程に差を生じ、磁場強度により磁
気モーメントが反平行となる領域が存在する。従って、
この積層磁性膜もスピンバルブ型磁性膜として機能す
る。このような積層磁性膜においても、磁性体層と非磁
性体層の界面に凹凸を形成することにより、大きなＭＲ
比が得られた。
【００３８】図６に示す実施例では、Ｃｏ層７、Ｃｕ層
８、ＮｉＦｅ層９ａ及びＭｎＦｅ層９ｂからなるユニッ
トが１つ形成されているが、このユニットを複数積み重
ねた構造のものにも本発明を適用することができる。
８、ＮｉＦｅ層９ａ及びＭｎＦｅ層９ｂからなるユニッ
トが１つ形成されているが、このユニットを複数積み重
ねた構造のものにも本発明を適用することができる。
【００３９】図７は、本発明に従う磁気抵抗素子の一例
を示す平面図である。図７を参照して、積層磁性膜２０
には、本発明に従いステップ状の凹凸が形成されてい
る。２０ａはステップの段差部分を示している。このよ
うな凹凸を横切る方向Ａの両端に電極２１及び２２が設
けられている。従って、測定電流は磁性膜２０の界面の
凹凸を横切る方向に流れる。本実施例では、電極２１及
び２２の間の距離を約３μｍとしており、磁性膜２０の
幅は２〜４μｍの範囲内としている。
を示す平面図である。図７を参照して、積層磁性膜２０
には、本発明に従いステップ状の凹凸が形成されてい
る。２０ａはステップの段差部分を示している。このよ
うな凹凸を横切る方向Ａの両端に電極２１及び２２が設
けられている。従って、測定電流は磁性膜２０の界面の
凹凸を横切る方向に流れる。本実施例では、電極２１及
び２２の間の距離を約３μｍとしており、磁性膜２０の
幅は２〜４μｍの範囲内としている。
【００４０】図１〜図３及び図６に示す実施例において
は、凹凸部分を拡大して示しており、基板の一方端部と
基板の他方端部において高さが異なるように図示されて
いるが、凹凸は原子レベルの凹凸であるので、基板の一
方端部と基板の他方端部とでその高さが大きく異なるも
のではない。図８は、図１に示す実施例を模式的に示し
た断面図であるが、図８に示すように、実際には基板１
の一方端部と他方端部の高さはほぼ同じであり、基板１
表面の基準面はほぼ水平である。
は、凹凸部分を拡大して示しており、基板の一方端部と
基板の他方端部において高さが異なるように図示されて
いるが、凹凸は原子レベルの凹凸であるので、基板の一
方端部と基板の他方端部とでその高さが大きく異なるも
のではない。図８は、図１に示す実施例を模式的に示し
た断面図であるが、図８に示すように、実際には基板１
の一方端部と他方端部の高さはほぼ同じであり、基板１
表面の基準面はほぼ水平である。
【００４１】次に、本発明の第２の局面に従う実施例に
ついて説明する。図９及び図１０は、本発明の第２の局
面に従う一実施例を製造する工程を示す模式的断面図で
ある。図９（ａ）に示すように、まず基板洗浄を行った
シリコン基板３１を用意する。次に図９（ｂ）に示すよ
うに、基板３１の表面を熱酸化することにより、表面に
ＳｉＯ2 からなる酸化膜３２を形成する。
ついて説明する。図９及び図１０は、本発明の第２の局
面に従う一実施例を製造する工程を示す模式的断面図で
ある。図９（ａ）に示すように、まず基板洗浄を行った
シリコン基板３１を用意する。次に図９（ｂ）に示すよ
うに、基板３１の表面を熱酸化することにより、表面に
ＳｉＯ2 からなる酸化膜３２を形成する。
【００４２】次に図９（ｃ）に示すように、酸化膜３２
の上にレジスト膜３３を塗布して形成する。図９（ｄ）
に示すように、レジスト膜を電子線露光し、これを現像
することにより、パターニングし、レジスト膜３３ａと
する。次にレジスト膜３３ａをマスクとして、ＨＦ及び
アセトンにより、酸化膜３２をエッチングし、パターン
化する。
の上にレジスト膜３３を塗布して形成する。図９（ｄ）
に示すように、レジスト膜を電子線露光し、これを現像
することにより、パターニングし、レジスト膜３３ａと
する。次にレジスト膜３３ａをマスクとして、ＨＦ及び
アセトンにより、酸化膜３２をエッチングし、パターン
化する。
【００４３】図１０（ａ）は、このようにしてパターン
化した後の酸化膜３２ａを示している。次に、図１０
（ｂ）に示すように、酸化膜３２ａをマスク層として、
ＫＯＨ溶液により基板３１の表面をエッチングし、凹部
３１ａを形成する。次に、ＨＦでエッチングすることに
より、酸化膜３２ａを除去し、図１０（ｃ）に示すよう
に、凹部３１ａの形成により、凹凸が形成された基板３
１とする。本実施例では、基板３１の表面がシリコン基
板の（１００）面となるように配置されている。従っ
て、凹部３１ａの傾斜面は（１１１）面となるように形
成されている。
化した後の酸化膜３２ａを示している。次に、図１０
（ｂ）に示すように、酸化膜３２ａをマスク層として、
ＫＯＨ溶液により基板３１の表面をエッチングし、凹部
３１ａを形成する。次に、ＨＦでエッチングすることに
より、酸化膜３２ａを除去し、図１０（ｃ）に示すよう
に、凹部３１ａの形成により、凹凸が形成された基板３
１とする。本実施例では、基板３１の表面がシリコン基
板の（１００）面となるように配置されている。従っ
て、凹部３１ａの傾斜面は（１１１）面となるように形
成されている。
【００４４】次に、図１１に示すように、表面に凹凸が
形成された基板３１の上に、Ｃｕ層３４とＣｏ層３５を
交互に積層し磁性膜を形成する。この磁性膜は、例えば
図１に示す実施例の磁性膜と同様にして形成することが
できる。
形成された基板３１の上に、Ｃｕ層３４とＣｏ層３５を
交互に積層し磁性膜を形成する。この磁性膜は、例えば
図１に示す実施例の磁性膜と同様にして形成することが
できる。
【００４５】以上のように、本発明の第２の局面に従え
ば、第１の局面における原子レベルの凹凸よりも大きな
凹凸を形成することができる。また本発明の製造方法に
従えば、このようにして形成される凹凸の大きさをマス
ク層のパターニングにより任意の平面形状及び寸法で形
成することができる。
ば、第１の局面における原子レベルの凹凸よりも大きな
凹凸を形成することができる。また本発明の製造方法に
従えば、このようにして形成される凹凸の大きさをマス
ク層のパターニングにより任意の平面形状及び寸法で形
成することができる。
【００４６】第２の局面における基板表面の凹凸の大き
さは、図１０（ｃ）に示す凸部の中心間の距離λで表せ
ば、λは１０μｍ以下が好ましく、さらに好ましくは２
μｍ以下であり、さらに好ましくは１μｍ以下である。
一般にλの値は、小さければ小さいほど大きなＭＲ比が
得られるものと考えられるが、フォトリソグラフィ法な
どの技術上の面から、λを０．１μｍより小さくするこ
とは一般的に困難である。従って、λとしては、０．１
〜１０μｍが好ましく、より好ましくは０．１〜２μ
ｍ、さらに好ましくは０．１〜１μｍである。
さは、図１０（ｃ）に示す凸部の中心間の距離λで表せ
ば、λは１０μｍ以下が好ましく、さらに好ましくは２
μｍ以下であり、さらに好ましくは１μｍ以下である。
一般にλの値は、小さければ小さいほど大きなＭＲ比が
得られるものと考えられるが、フォトリソグラフィ法な
どの技術上の面から、λを０．１μｍより小さくするこ
とは一般的に困難である。従って、λとしては、０．１
〜１０μｍが好ましく、より好ましくは０．１〜２μ
ｍ、さらに好ましくは０．１〜１μｍである。
【００４７】本発明の第２の局面においても、第１の局
面と同様に、磁性体層と非磁性体層の界面に凹凸が形成
されるので、大きなＭＲ比を得ることができる。図１２
は、図１０（ａ）に示すマスク層である酸化膜３２ａの
平面形状を示す平面図である。図１２に示されるよう
に、ここではストライプ状のマスク層として酸化膜３２
ａが形成されている。従って、図１１に示すように、凹
凸はストライプ状に形成されている。
面と同様に、磁性体層と非磁性体層の界面に凹凸が形成
されるので、大きなＭＲ比を得ることができる。図１２
は、図１０（ａ）に示すマスク層である酸化膜３２ａの
平面形状を示す平面図である。図１２に示されるよう
に、ここではストライプ状のマスク層として酸化膜３２
ａが形成されている。従って、図１１に示すように、凹
凸はストライプ状に形成されている。
【００４８】図１１に示す実施例のように、凹凸が矢印
Ａ方向にのみ形成され矢印Ｂ方向に形成されない場合に
は、図３〜図５を参照して説明した第１の局面の実施例
と同様に、ＭＲ特性に異方性が生じる。すなわち、矢印
Ａ方向に電流が流れるように電極を配置した場合には高
いＭＲ比が得られるが、矢印Ｂ方向に電流が流れるよう
に電極を配置した場合には高いＭＲ比が得られない。
Ａ方向にのみ形成され矢印Ｂ方向に形成されない場合に
は、図３〜図５を参照して説明した第１の局面の実施例
と同様に、ＭＲ特性に異方性が生じる。すなわち、矢印
Ａ方向に電流が流れるように電極を配置した場合には高
いＭＲ比が得られるが、矢印Ｂ方向に電流が流れるよう
に電極を配置した場合には高いＭＲ比が得られない。
【００４９】本発明における凹凸は、上記実施例のよう
な形状に限定されるものではなく、ピラミッド状やその
他の形状でもよい。図１３〜図１６は、他の実施例にお
けるマスク層のパターンの平面形状を示す平面図であ
る。
な形状に限定されるものではなく、ピラミッド状やその
他の形状でもよい。図１３〜図１６は、他の実施例にお
けるマスク層のパターンの平面形状を示す平面図であ
る。
【００５０】図１３に示すマスク層４１のパターン形状
で凹凸を形成すると、縦方向及び横方向の両方にほぼ同
じような凹凸形状を形成することができる。この場合ピ
ラミッド形状であり、凸部の先端が平坦であるような台
形のピラミッド形状の凹凸が縦方向及び横方向に並んで
形成される。
で凹凸を形成すると、縦方向及び横方向の両方にほぼ同
じような凹凸形状を形成することができる。この場合ピ
ラミッド形状であり、凸部の先端が平坦であるような台
形のピラミッド形状の凹凸が縦方向及び横方向に並んで
形成される。
【００５１】図１４に示すマスク層４２においても、同
様に縦方向及び横方向に凹凸が形成される。図１３及び
図１４に示すマスク層のパターンで形成した場合には、
縦方向及び横方向にほぼ同じ凹凸が形成されるので、電
極の配置方向を縦方向としても横方向としても、ほぼ同
様のＭＲ特性が得られる。
様に縦方向及び横方向に凹凸が形成される。図１３及び
図１４に示すマスク層のパターンで形成した場合には、
縦方向及び横方向にほぼ同じ凹凸が形成されるので、電
極の配置方向を縦方向としても横方向としても、ほぼ同
様のＭＲ特性が得られる。
【００５２】図１５に示すマスク層４３においては、縦
方向及び横方向のいずれにも凹凸が形成されるが、横方
向における凹凸と縦方向における凹凸とで凹凸の度合い
が異なる。従って、電極の配置方向によって異なるＭＲ
特性を示す磁気抵抗素子とすることができる。
方向及び横方向のいずれにも凹凸が形成されるが、横方
向における凹凸と縦方向における凹凸とで凹凸の度合い
が異なる。従って、電極の配置方向によって異なるＭＲ
特性を示す磁気抵抗素子とすることができる。
【００５３】図１６に示すマスク層４４においても、図
１５のマスク層４３と同様に、縦方向及び横方向におい
て異なるＭＲ特性を示す磁気抵抗素子とすることができ
る。図９〜図１１に示す実施例では、凹部の底部が複数
の傾斜面が突き合わされた鋭角な部分として形成されて
いるが、本発明は必ずしもこのような形状に限定される
ものではなく、例えば底部に平坦部分が形成された断面
が略台形状の凹部であってもよい。
１５のマスク層４３と同様に、縦方向及び横方向におい
て異なるＭＲ特性を示す磁気抵抗素子とすることができ
る。図９〜図１１に示す実施例では、凹部の底部が複数
の傾斜面が突き合わされた鋭角な部分として形成されて
いるが、本発明は必ずしもこのような形状に限定される
ものではなく、例えば底部に平坦部分が形成された断面
が略台形状の凹部であってもよい。
【００５４】図１１に示す実施例においては、基板３１
の上に、図１に示す実施例と同様に人工格子型と呼ばれ
る磁性膜を形成しているが、本発明はこれに限定される
ものではなく、例えば図２及び図６に示したようなスピ
ンバルブ型磁性膜を基板３１の上に形成してもよい。さ
らには、その他のタイプの磁性膜を基板３１の上に形成
してもよい。
の上に、図１に示す実施例と同様に人工格子型と呼ばれ
る磁性膜を形成しているが、本発明はこれに限定される
ものではなく、例えば図２及び図６に示したようなスピ
ンバルブ型磁性膜を基板３１の上に形成してもよい。さ
らには、その他のタイプの磁性膜を基板３１の上に形成
してもよい。
【００５５】
【発明の効果】本発明に従えば、従来の磁気抵抗素子に
比べ、すなわち磁性体層と非磁性体層の界面に凹凸が形
成されていない磁性膜を用いた磁気抵抗素子に比べ、大
きなＭＲ比を得ることができ、これによって磁界感度を
向上させることができる。
比べ、すなわち磁性体層と非磁性体層の界面に凹凸が形
成されていない磁性膜を用いた磁気抵抗素子に比べ、大
きなＭＲ比を得ることができ、これによって磁界感度を
向上させることができる。
【００５６】従って、本発明の磁気抵抗素子は、再生磁
気ヘッドや磁気センサなどに有効に用いられるものであ
る。
気ヘッドや磁気センサなどに有効に用いられるものであ
る。
【図１】本発明の第１の局面に従う一実施例を示す模式
的断面図。
的断面図。
【図２】本発明の第１の局面に従う他の実施例を示す模
式的断面図。
式的断面図。
【図３】図２に示す積層磁性膜においてその界面の凹凸
を横切る方向に電流端子及び電圧端子を配置した状態を
示す模式的断面図。
を横切る方向に電流端子及び電圧端子を配置した状態を
示す模式的断面図。
【図４】図２に示す積層磁性膜において界面の凹凸を横
切る方向に対し垂直方向に電流端子及び電圧端子を配置
した状態を示す模式的断面図。
切る方向に対し垂直方向に電流端子及び電圧端子を配置
した状態を示す模式的断面図。
【図５】図３に示す端子の配置状態で測定したＭＲ比の
磁場依存性を示す図。
磁場依存性を示す図。
【図６】本発明の第１の局面に従うさらに他の実施例を
示す模式的断面図。
示す模式的断面図。
【図７】本発明の第１の局面に従う磁気抵抗素子の一例
を示す平面図。
を示す平面図。
【図８】図１に示す実施例のより広い領域を模式的に示
す断面図。
す断面図。
【図９】本発明の第２の局面に従う一実施例の製造工程
を示す模式的断面図。
を示す模式的断面図。
【図１０】本発明の第２の局面に従う一実施例の製造工
程を示す模式的断面図。
程を示す模式的断面図。
【図１１】本発明の第２の局面に従う一実施例の磁気抵
抗効果素子を示す斜視図。
抗効果素子を示す斜視図。
【図１２】本発明の第２の局面に従う一実施例のマスク
層のパターン形状を示す平面図。
層のパターン形状を示す平面図。
【図１３】本発明の第２の局面に従うマスク層のパター
ン形状の他の例を示す平面図。
ン形状の他の例を示す平面図。
【図１４】本発明の第２の局面に従うマスク層のパター
ン形状のさらに他の例を示す平面図。
ン形状のさらに他の例を示す平面図。
【図１５】本発明の第２の局面に従うマスク層のパター
ン形状のさらに他の例を示す平面図。
ン形状のさらに他の例を示す平面図。
【図１６】本発明の第２の局面に従うマスク層のパター
ン形状のさらに他の例を示す平面図。
ン形状のさらに他の例を示す平面図。
１…基板 ２…Ｃｕ層 ３…Ｃｏ層 ４…Ｃｏ層 ５…Ｃｕ層 ６…Ｆｅ層 ７…Ｃｏ層 ８…Ｃｕ層 ９ａ…ＮｉＦｅ層 ９ｂ…ＭｎＦｅ層 １０…電流端子 １１…電圧端子 ２０…積層磁性膜 ２０ａ…積層磁性膜の界面の段差部 ２１，２２…電極 ３１…基板 ３１ａ…凹部 ３２…酸化膜 ３２ａ…パターン化した酸化膜 ３３…レジスト膜 ３３ａ…パターン化したレジスト膜 ３４…Ｃｕ層 ３５…Ｃｏ層 ４１，４２，４３，４４…マスク層
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｆ 10/08 (72)発明者 黒木 和彦 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内
Claims (21)
- 【請求項１】 磁性体層と非磁性体層とを積層させた磁
性膜を備える磁気抵抗素子において、 前記磁性体層と非磁性体層の界面に原子レベルの凹凸が
形成されていることを特徴とする磁気抵抗素子。 - 【請求項２】 前記界面の凹凸がステップ状に形成され
ている請求項１に記載の磁気抵抗素子。 - 【請求項３】 前記界面の凹凸が結晶格子を利用してほ
ぼ規則正しいステップ状に形成されている請求項１に記
載の磁気抵抗素子。 - 【請求項４】 基板上に磁性体層と非磁性体層とを積層
させて形成した磁性膜を備える磁気抵抗素子において、 前記基板として、その表面に原子レベルの凹凸が形成さ
れた基板を用い、該基板上に前記磁性膜を形成すること
を特徴とする磁気抵抗素子。 - 【請求項５】 前記基板が低指数格子面から所定角度傾
斜した面を有する基板である請求項４に記載の磁気抵抗
素子。 - 【請求項６】 磁性体層と非磁性体層とを積層させた磁
性膜を備える磁気抵抗素子において、 前記磁性体層と非磁性体層の界面に凹凸が形成されてい
ることを特徴とする磁気抵抗素子。 - 【請求項７】 基板上に磁性体層と非磁性体層とを積層
させて形成した磁性膜を備える磁気抵抗素子において、 前記基板として、その表面に凹凸が形成された基板を用
い、該基板上に前記磁性膜を形成することを特徴とする
磁気抵抗素子。 - 【請求項８】 前記基板表面の凹凸が傾斜面を有する請
求項７に記載の磁気抵抗素子。 - 【請求項９】 傾斜面を有する凹凸が表面に形成された
基板と、 前記基板の凹凸が形成された表面上に設けられる磁性体
層と非磁性体層とを積層させた磁性膜とを備え、 前記磁性体層と非磁性体層の界面に前記基板の表面形状
による凹凸が形成されている磁気抵抗素子。 - 【請求項１０】 前記基板が単結晶基板である請求項
４、５、及び７〜９のいずれか１項に記載の磁気抵抗素
子。 - 【請求項１１】 前記基板がＧａＡｓ基板またはシリコ
ン基板である請求項４、５及び７〜９のいずれか１項に
記載の磁気抵抗素子。 - 【請求項１２】 前記基板表面の凹凸が基板の結晶格子
を利用してエッチングにより形成された凹凸である請求
項７〜１１のいずれか１項に記載の磁気抵抗素子。 - 【請求項１３】 前記基板表面または界面の凹凸が規則
的なパターンで形成されている請求項１〜１２のいずれ
か１項に記載の磁気抵抗素子。 - 【請求項１４】 前記磁性膜が、非磁性体層を挟み第１
の磁性体層と第２の磁性体層を積層した構造を有する請
求項１〜１３のいずれか１項に記載の磁気抵抗素子。 - 【請求項１５】 前記第１の磁性体層と第２の磁性体層
とが同じ組成で同じ保磁力を有する磁性体で形成されて
いる請求項１４に記載の磁気抵抗素子。 - 【請求項１６】 前記第１の磁性体層と第２の磁性体層
とが、異なる保磁力を有する磁性体で形成されている請
求項１４に記載の磁気抵抗素子。 - 【請求項１７】 測定電流が前記界面の凹凸または前記
基板の凹凸を横切る方向に流されることを特徴とする請
求項１〜１６のいずれか１項に記載の磁気抵抗素子。 - 【請求項１８】 基板上に形成した磁気抵抗素子を製造
する方法であって、 前記基板上に所定のパターンを有するマスク層を形成す
る工程と、 前記マスク層が設けられていない前記基板の表面領域を
エッチングし、前記基板表面に凹凸を形成する工程と、 前記凹凸が形成された基板上に磁性体層と非磁性体層と
を積層させた磁性膜を形成する工程とを備える磁気抵抗
素子の製造方法。 - 【請求項１９】 前記基板表面のエッチングにより、基
板の結晶格子面に沿った傾斜面を有する凹凸が形成され
る請求項１８に記載の磁気抵抗素子の製造方法。 - 【請求項２０】 前記マスク層を形成する工程が、 前記基板としてシリコン基板を準備する工程と、 前記シリコン基板の表面を酸化することにより酸化膜を
形成する工程と、 前記酸化膜の上にレジスト膜を形成する工程と、 前記レジスト膜をフォトリソグラフィ法によりパターン
化する工程と、 前記レジスト膜が設けられていない領域の前記酸化膜を
エッチングしてパターン化し、前記マスク層とする工程
とを備える請求項１８または１９に記載の磁気抵抗素子
の製造方法。 - 【請求項２１】 前記マスク層が規則的なパターンで形
成される請求項１８〜２０のいずれか１項に記載の磁気
抵抗素子の製造方法。
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|---|---|---|---|---|
| US5867025A (en) * | 1994-11-21 | 1999-02-02 | International Business Machines Corporation | Magnetoresistive spin valve sensor with stepped layers |
| US6104189A (en) * | 1997-06-13 | 2000-08-15 | International Business Machines Corporation | Magnetoresistive sensor having at least one layer with a pinned magnetization direction |
| DE19949713C2 (de) * | 1999-10-15 | 2001-08-16 | Bosch Gmbh Robert | Magnetoresistives Schichtsystem |
| US6707648B2 (en) * | 2000-05-19 | 2004-03-16 | Nih N University | Magnetic device, magnetic head and magnetic adjustment method |
| US7189583B2 (en) * | 2003-07-02 | 2007-03-13 | Micron Technology, Inc. | Method for production of MRAM elements |
| US7118814B1 (en) * | 2004-03-02 | 2006-10-10 | Storage Technology Corporation | Apparatus and method for step-stabilization of GMR-based read sensors |
| ATE446581T1 (de) * | 2004-03-12 | 2009-11-15 | Trinity College Dublin | Magnetoresistives medium |
| US7492554B2 (en) * | 2005-01-21 | 2009-02-17 | International Business Machines Corporation | Magnetic sensor with tilted magnetoresistive structures |
| JP2006209816A (ja) | 2005-01-25 | 2006-08-10 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands Bv | 磁気抵抗効果型ヘッドの製造方法 |
| US20070121254A1 (en) * | 2005-11-29 | 2007-05-31 | Honeywell International Inc. | Protective and conductive layer for giant magnetoresistance |
| JP2009137776A (ja) * | 2007-12-04 | 2009-06-25 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ＧａＡｓ半導体基板およびその製造方法、ならびにＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体デバイスおよびその製造方法 |
| KR101649060B1 (ko) * | 2012-03-12 | 2016-08-17 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 태양전지 셀의 제조 방법 |
| JP7186115B2 (ja) * | 2019-03-18 | 2022-12-08 | キオクシア株式会社 | 磁気メモリ |
Family Cites Families (47)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2979668A (en) * | 1957-09-16 | 1961-04-11 | Bendix Corp | Amplifier |
| NL130450C (ja) * | 1958-11-18 | |||
| US3567525A (en) * | 1968-06-25 | 1971-03-02 | Du Pont | Heat treated ferromagnetic particles |
| US3975772A (en) * | 1975-06-02 | 1976-08-17 | International Business Machines Corporation | Double shielded magnetorestive sensing element |
| US4187553A (en) * | 1977-12-23 | 1980-02-05 | International Business Machines Corporation | Pedestal bubble domain chip and processes for making same |
| JPS57189320A (en) * | 1981-05-15 | 1982-11-20 | Comput Basic Mach Technol Res Assoc | Thin film magnetic head |
| US4477794A (en) * | 1981-08-10 | 1984-10-16 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Magnetoresistive element |
| JPS5836406A (ja) * | 1981-08-26 | 1983-03-03 | Denka Polymer Kk | 熱板圧空式成形装置 |
| JPS5911522A (ja) * | 1982-07-08 | 1984-01-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 磁気抵抗効果ヘツド |
| JPS5963019A (ja) * | 1982-10-04 | 1984-04-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 磁気抵抗効果ヘツド |
| JPS5987617A (ja) * | 1982-11-11 | 1984-05-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 薄膜磁気ヘツド |
| JPS6089809A (ja) * | 1983-10-24 | 1985-05-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 磁気抵抗効果型ヘツドおよびその製造方法 |
| US4623867A (en) * | 1984-08-13 | 1986-11-18 | Ampex Corporation | Permanent magnet biased narrow track magnetoresistive transducer |
| JPS6297118A (ja) * | 1985-10-23 | 1987-05-06 | Hitachi Ltd | 薄膜磁気ヘツド |
| US4935311A (en) * | 1987-04-13 | 1990-06-19 | Hitachi, Ltd. | Magnetic multilayered film and magnetic head using the same |
| DE3820475C1 (ja) * | 1988-06-16 | 1989-12-21 | Kernforschungsanlage Juelich Gmbh, 5170 Juelich, De | |
| US5164025A (en) * | 1988-11-02 | 1992-11-17 | Alps Electric Co., Ltd. | Soft magnetic alloy film and a magnetic head using such soft a magnetic alloy film |
| DE69015652T2 (de) * | 1989-01-26 | 1995-05-11 | Fuji Photo Film Co Ltd | Weichmagnetischer dünner Film, Verfahren zu seiner Herstellung und Magnetkopf. |
| US4987094A (en) * | 1989-06-02 | 1991-01-22 | Bell Communications Research, Inc. | Method of making a macroscopic stepped structure on a vicinally cut crystal |
| FR2648942B1 (fr) * | 1989-06-27 | 1995-08-11 | Thomson Csf | Capteur a effet magnetoresistif |
| JP3088478B2 (ja) * | 1990-05-21 | 2000-09-18 | 財団法人生産開発科学研究所 | 磁気抵抗効果素子 |
| US5187628A (en) * | 1990-10-12 | 1993-02-16 | Fujitsu Limited | Thin film magnetic head having magnetic anisotropy with in-plane and perpendicular components |
| US5206590A (en) * | 1990-12-11 | 1993-04-27 | International Business Machines Corporation | Magnetoresistive sensor based on the spin valve effect |
| JP2690623B2 (ja) * | 1991-02-04 | 1997-12-10 | 松下電器産業株式会社 | 磁気抵抗効果素子 |
| US5159513A (en) * | 1991-02-08 | 1992-10-27 | International Business Machines Corporation | Magnetoresistive sensor based on the spin valve effect |
| MY108176A (en) * | 1991-02-08 | 1996-08-30 | Hitachi Global Storage Tech Netherlands B V | Magnetoresistive sensor based on oscillations in the magnetoresistance |
| US5277991A (en) * | 1991-03-08 | 1994-01-11 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Magnetoresistive materials |
| JP3320079B2 (ja) * | 1991-03-22 | 2002-09-03 | ティーディーケイ株式会社 | 磁性積層体および磁気抵抗効果素子 |
| US5268043A (en) * | 1991-08-02 | 1993-12-07 | Olin Corporation | Magnetic sensor wire |
| US5324593A (en) * | 1992-02-18 | 1994-06-28 | Hmt Technology Corporation | Thin film medium with layered film gradient |
| US5304975A (en) * | 1991-10-23 | 1994-04-19 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magnetoresistance effect element and magnetoresistance effect sensor |
| FR2685489B1 (fr) * | 1991-12-23 | 1994-08-05 | Thomson Csf | Capteur de champ magnetique faible a effet magnetoresistif. |
| US5196821A (en) * | 1992-03-09 | 1993-03-23 | General Motors Corporation | Integrated magnetic field sensor |
| JP2910409B2 (ja) * | 1992-05-27 | 1999-06-23 | 日本電気株式会社 | 磁気抵抗効果素子 |
| US5296987A (en) * | 1992-06-05 | 1994-03-22 | Hewlett-Packard Company | Tapered conductors for magnetoresistive transducers |
| JPH07508133A (ja) * | 1992-06-16 | 1995-09-07 | ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア | 巨大な磁気抵抗性の単一膜合金 |
| JP3285937B2 (ja) * | 1992-06-23 | 2002-05-27 | ティーディーケイ株式会社 | 磁性多層膜および磁気抵抗変化素子ならびにそれらの製造方法 |
| JP3374984B2 (ja) * | 1992-09-24 | 2003-02-10 | 日立金属株式会社 | Ｍｒ素子用材料およびその製造方法 |
| JPH06169117A (ja) * | 1992-09-30 | 1994-06-14 | Sanyo Electric Co Ltd | 磁気抵抗効果材料 |
| TW243530B (en) * | 1992-12-30 | 1995-03-21 | Ibm | Magnetoresistive sensor with improved microtrack profile for improved servo-positioning precision |
| FR2702919B1 (fr) * | 1993-03-19 | 1995-05-12 | Thomson Csf | Transducteur magnétorésistif et procédé de réalisation. |
| JPH06318515A (ja) * | 1993-05-07 | 1994-11-15 | Hitachi Ltd | 磁気抵抗素子およびその製造方法並びに磁気ヘッドおよび磁気記録装置 |
| JPH0766033A (ja) * | 1993-08-30 | 1995-03-10 | Mitsubishi Electric Corp | 磁気抵抗素子ならびにその磁気抵抗素子を用いた磁性薄膜メモリおよび磁気抵抗センサ |
| JPH07254510A (ja) * | 1993-08-31 | 1995-10-03 | Yamaha Corp | 磁気抵抗材料 |
| TW279977B (ja) * | 1993-09-24 | 1996-07-01 | Philips Electronics Nv | |
| US5422621A (en) * | 1993-10-29 | 1995-06-06 | International Business Machines Corporation | Oriented granular giant magnetoresistance sensor |
| US5442508A (en) * | 1994-05-25 | 1995-08-15 | Eastman Kodak Company | Giant magnetoresistive reproduce head having dual magnetoresistive sensor |
-
1995
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