JPH08330134A - 磁気抵抗効果積層膜およびその製造方法 - Google Patents
磁気抵抗効果積層膜およびその製造方法Info
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- JPH08330134A JPH08330134A JP7165967A JP16596795A JPH08330134A JP H08330134 A JPH08330134 A JP H08330134A JP 7165967 A JP7165967 A JP 7165967A JP 16596795 A JP16596795 A JP 16596795A JP H08330134 A JPH08330134 A JP H08330134A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- 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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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 小さな印加磁界で大きな△Ｒ／Ｒを示し、零
磁界付近で高い磁界感度をもち、動作磁界範囲内での磁
気抵抗効果曲線のヒステリシスが小さい磁気抵抗効果素
子用積層膜を提供する。 【構成】 基板上に、非磁性金属膜および強磁性金属膜
よりなる薄膜を、 （非磁性金属膜／強磁性金属膜）／（非磁性金属膜／
強磁性金属膜）ｉ／（非磁性金属膜） （非磁性金属膜／強磁性金属膜）／（非磁性金属膜／
強磁性金属膜）ｉ／非磁性金属膜の２回以上の繰返し、
〔ただし、ｉは１あるいは（非磁性金属膜／強磁性金属
膜）の２以上の繰返し数〕の２種の順序で積層してなる
磁気抵抗効果積層膜であって、、のそれぞれに対し
て２つの（非磁性金属膜／強磁性金属膜）から構成され
る２層膜の界面磁気異方性のうち基板側の方が大きく、
２つの界面磁気異方性の差が０．１ｅｒｇ／ｃｍ2以上
であることを特徴とする磁気抵抗効果積層膜である。
磁界付近で高い磁界感度をもち、動作磁界範囲内での磁
気抵抗効果曲線のヒステリシスが小さい磁気抵抗効果素
子用積層膜を提供する。 【構成】 基板上に、非磁性金属膜および強磁性金属膜
よりなる薄膜を、 （非磁性金属膜／強磁性金属膜）／（非磁性金属膜／
強磁性金属膜）ｉ／（非磁性金属膜） （非磁性金属膜／強磁性金属膜）／（非磁性金属膜／
強磁性金属膜）ｉ／非磁性金属膜の２回以上の繰返し、
〔ただし、ｉは１あるいは（非磁性金属膜／強磁性金属
膜）の２以上の繰返し数〕の２種の順序で積層してなる
磁気抵抗効果積層膜であって、、のそれぞれに対し
て２つの（非磁性金属膜／強磁性金属膜）から構成され
る２層膜の界面磁気異方性のうち基板側の方が大きく、
２つの界面磁気異方性の差が０．１ｅｒｇ／ｃｍ2以上
であることを特徴とする磁気抵抗効果積層膜である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は磁気センサ、磁気ヘッ
ド、磁気抵抗メモリ等に用いられる磁気抵抗効果素子に
関し、特に強磁性薄膜と非磁性薄膜の積層体を用いた磁
気抵抗効果積層膜に関する。
ド、磁気抵抗メモリ等に用いられる磁気抵抗効果素子に
関し、特に強磁性薄膜と非磁性薄膜の積層体を用いた磁
気抵抗効果積層膜に関する。
【０００２】
【従来の技術】物質の電気抵抗が外部磁界の印加で変化
する現象を磁気抵抗効果（ＭＲ効果）という。この磁気
抵抗効果は磁気センサや磁気ヘッド、磁気抵抗メモリ等
の磁気抵抗効果素子に応用されている。一般にこれらの
用途に対しては、室温において小さな印加磁界でも大き
な磁気抵抗変化率（△Ｒ／Ｒ）を示し、高い磁界感度を
もち、動作磁界範囲内での磁気抵抗効果曲線において、
ヒステリシスが小さいことが要求される。
する現象を磁気抵抗効果（ＭＲ効果）という。この磁気
抵抗効果は磁気センサや磁気ヘッド、磁気抵抗メモリ等
の磁気抵抗効果素子に応用されている。一般にこれらの
用途に対しては、室温において小さな印加磁界でも大き
な磁気抵抗変化率（△Ｒ／Ｒ）を示し、高い磁界感度を
もち、動作磁界範囲内での磁気抵抗効果曲線において、
ヒステリシスが小さいことが要求される。
【０００３】強磁性体の磁気抵抗効果としては、磁化方
向と電流方向との成す角度により電気抵抗が変化する異
方性磁気抵抗効果（ＡＭＲ）があり、Ｆｅ−Ｎｉ合金、
Ｎｉ−Ｃｏ合金が従来から用いられている。これらは小
さな磁界で抵抗が変化するが、△Ｒ／Ｒは２〜４％と小
さく、素子にしたときの出力も小さい。
向と電流方向との成す角度により電気抵抗が変化する異
方性磁気抵抗効果（ＡＭＲ）があり、Ｆｅ−Ｎｉ合金、
Ｎｉ−Ｃｏ合金が従来から用いられている。これらは小
さな磁界で抵抗が変化するが、△Ｒ／Ｒは２〜４％と小
さく、素子にしたときの出力も小さい。
【０００４】一方、近年、薄膜技術を用いて、非強磁性
金属層を強磁性金属層で挾み込んだ構造が電流方向とは
無関係に、しかもＡＭＲよりも大きな△Ｒ／Ｒを示すこ
とが発見された。この現象は巨大磁気抵抗効果（ＧＭ
Ｒ）と呼ばれ、非磁性層を介した２つの強磁性層の磁化
が反平行の場合と、磁界を印加して平行になった場合と
で、電気抵抗が異なることにより現われると説明されて
いる。
金属層を強磁性金属層で挾み込んだ構造が電流方向とは
無関係に、しかもＡＭＲよりも大きな△Ｒ／Ｒを示すこ
とが発見された。この現象は巨大磁気抵抗効果（ＧＭ
Ｒ）と呼ばれ、非磁性層を介した２つの強磁性層の磁化
が反平行の場合と、磁界を印加して平行になった場合と
で、電気抵抗が異なることにより現われると説明されて
いる。
【０００５】磁化の反平行状態を作り出すメカニズムと
して、強磁性層間の反強磁性交換結合を利用するもの
〔Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｌｅｔｔ．，Ｖｏｌ．６６（１９
９１），ｐ．２１５２〜２１５５〕、２種類の強磁性層
の異なる保磁力を利用するもの〔Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｓｏ
ｃ．Ｊａｐ．，Ｖｏｌ．５９（１９９０），ｐ．３０６
１〜３０６４〕、非磁性層を挾んだ２つの強磁性層の一
方に、交換バイアスをかけて磁化を固定するもの〔Ｊ．
Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，Ｖｏｌ．６９（１９９１），
ｐ．４７７４〜４７７９〕、２つの強磁性層間の静磁的
結合を利用するもの〔Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｖｏｌ．２６１
（１９９３），ｐ．１０２１〜１０２４〕等が報告され
ている。
して、強磁性層間の反強磁性交換結合を利用するもの
〔Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｌｅｔｔ．，Ｖｏｌ．６６（１９
９１），ｐ．２１５２〜２１５５〕、２種類の強磁性層
の異なる保磁力を利用するもの〔Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｓｏ
ｃ．Ｊａｐ．，Ｖｏｌ．５９（１９９０），ｐ．３０６
１〜３０６４〕、非磁性層を挾んだ２つの強磁性層の一
方に、交換バイアスをかけて磁化を固定するもの〔Ｊ．
Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，Ｖｏｌ．６９（１９９１），
ｐ．４７７４〜４７７９〕、２つの強磁性層間の静磁的
結合を利用するもの〔Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｖｏｌ．２６１
（１９９３），ｐ．１０２１〜１０２４〕等が報告され
ている。
【０００６】強磁性層間の反強磁性交換結合を利用する
ものは、△Ｒ／Ｒは大きいが、磁化の結合が強いため、
磁気抵抗効果を利用するためには非常に大きな磁界が必
要である。
ものは、△Ｒ／Ｒは大きいが、磁化の結合が強いため、
磁気抵抗効果を利用するためには非常に大きな磁界が必
要である。
【０００７】２種類の強磁性層の異なる保磁力を利用す
るものは、２種類の強磁性層間に膜厚の厚い非磁性層を
挾むことにより磁化の層間の結合を断ち切る構造になっ
ている。このため小さな磁界で抵抗変化が起こるが、多
層化しても△Ｒ／Ｒが反強磁性交換結合膜に比べて大き
くならない。
るものは、２種類の強磁性層間に膜厚の厚い非磁性層を
挾むことにより磁化の層間の結合を断ち切る構造になっ
ている。このため小さな磁界で抵抗変化が起こるが、多
層化しても△Ｒ／Ｒが反強磁性交換結合膜に比べて大き
くならない。
【０００８】強磁性層の一方に反強磁性体のバイアスを
かけたものは、スピンパルプ膜と呼ばれ、その磁化曲線
が磁界方向にシフトしているのが特徴である。強磁性層
の組合せにより、磁界感度が高く、ヒステリシスの小さ
い特性が得られるが、層間の結合が切れる強磁性層間隔
が大きいため、△Ｒ／Ｒが小さく、しかも電気抵抗の高
い反強磁性体膜を用いているため、多層化しても△Ｒ／
Ｒがあまり大きくならない。
かけたものは、スピンパルプ膜と呼ばれ、その磁化曲線
が磁界方向にシフトしているのが特徴である。強磁性層
の組合せにより、磁界感度が高く、ヒステリシスの小さ
い特性が得られるが、層間の結合が切れる強磁性層間隔
が大きいため、△Ｒ／Ｒが小さく、しかも電気抵抗の高
い反強磁性体膜を用いているため、多層化しても△Ｒ／
Ｒがあまり大きくならない。
【０００９】２つの強磁性層間の静磁的結合を利用する
ものは、磁界感度は非常に高いが、△Ｒ／Ｒが小さい。
ものは、磁界感度は非常に高いが、△Ｒ／Ｒが小さい。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明の主要な目的
は、小さな印加磁界で大きな△Ｒ／Ｒを示し、零磁界付
近で高い磁界感度をもち、動作磁界範囲内での磁気抵抗
効果曲線のヒステリシスが小さい磁気抵抗効果素子用積
層膜を提供することにある。
は、小さな印加磁界で大きな△Ｒ／Ｒを示し、零磁界付
近で高い磁界感度をもち、動作磁界範囲内での磁気抵抗
効果曲線のヒステリシスが小さい磁気抵抗効果素子用積
層膜を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、基板上に、非
磁性金属膜および強磁性金属膜よりなる薄膜を、 （非磁性金属膜／強磁性金属膜）／（非磁性金属膜／
強磁性金属膜）ｉ／（非磁性金属膜） （非磁性金属膜／強磁性金属膜）／（非磁性金属膜／
強磁性金属膜）ｉ／非磁性金属膜、〔ただしｉは１ある
いは２以上の繰返し〕の２回以上の繰り返し、の２種の
順序で積層してなる磁気抵抗効果積層膜であって、、
のそれぞれに対して２つの（非磁性金属膜／強磁性金
属膜）から構成される２層膜の界面磁気異方性のうち基
板側の方が大きく、２つの界面磁気異方性の差が０．１
ｅｒｇ／ｃｍ2以上であることを特徴とする磁気抵抗効
果積層膜である。
磁性金属膜および強磁性金属膜よりなる薄膜を、 （非磁性金属膜／強磁性金属膜）／（非磁性金属膜／
強磁性金属膜）ｉ／（非磁性金属膜） （非磁性金属膜／強磁性金属膜）／（非磁性金属膜／
強磁性金属膜）ｉ／非磁性金属膜、〔ただしｉは１ある
いは２以上の繰返し〕の２回以上の繰り返し、の２種の
順序で積層してなる磁気抵抗効果積層膜であって、、
のそれぞれに対して２つの（非磁性金属膜／強磁性金
属膜）から構成される２層膜の界面磁気異方性のうち基
板側の方が大きく、２つの界面磁気異方性の差が０．１
ｅｒｇ／ｃｍ2以上であることを特徴とする磁気抵抗効
果積層膜である。
【００１２】さらに、前記の各薄膜層の成膜時に、膜面
内の一方向に磁界を印加することを特徴とする磁気抵抗
効果積層膜の製造方法である。
内の一方向に磁界を印加することを特徴とする磁気抵抗
効果積層膜の製造方法である。
【００１３】
【作用】非強磁性金属層を介して積層された数層の強磁
性金属層が２つの異なる大きさの磁気異方性をもってい
る積層膜を考えると、各強磁性金属層の磁化が、それぞ
れの磁気異方性の大きさに応じて異なる磁界で反転する
場合、この積層膜の磁化曲線は、２つの異なる大きさの
保磁力を持つ。磁化の反転磁界が２つにずれていること
から、磁界の大きさにより、強磁性金属層間の磁化の向
きに、平行あるいは反平行状態が出現し、電気抵抗の大
きさが変化する。薄膜の磁気異方性としては、その物質
固有の結晶磁気異方性、膜厚による形状磁気異方性のほ
かに、他の物質の上に積層することで変化する磁気異方
性があり、これらのことを利用して磁気異方性の大きさ
を変えることができる。
性金属層が２つの異なる大きさの磁気異方性をもってい
る積層膜を考えると、各強磁性金属層の磁化が、それぞ
れの磁気異方性の大きさに応じて異なる磁界で反転する
場合、この積層膜の磁化曲線は、２つの異なる大きさの
保磁力を持つ。磁化の反転磁界が２つにずれていること
から、磁界の大きさにより、強磁性金属層間の磁化の向
きに、平行あるいは反平行状態が出現し、電気抵抗の大
きさが変化する。薄膜の磁気異方性としては、その物質
固有の結晶磁気異方性、膜厚による形状磁気異方性のほ
かに、他の物質の上に積層することで変化する磁気異方
性があり、これらのことを利用して磁気異方性の大きさ
を変えることができる。
【００１４】一般に、（非磁性金属膜／強磁性金属膜）
から構成される２層膜の磁気異方性を磁化曲線から求め
るには、外部磁界を、膜に垂直に印加した場合と膜面内
に印加した場合の磁化Ｍ⊥、Ｍ‖を求め、両者の差（Ｍ
⊥−Ｍ‖）を全磁界範囲（０〜Ｈsat）で積分して、全
強磁性層の体積Ｖで割ることにより求めることができ
る。つまり、有効磁気異方性定数をＫeffとすると、
から構成される２層膜の磁気異方性を磁化曲線から求め
るには、外部磁界を、膜に垂直に印加した場合と膜面内
に印加した場合の磁化Ｍ⊥、Ｍ‖を求め、両者の差（Ｍ
⊥−Ｍ‖）を全磁界範囲（０〜Ｈsat）で積分して、全
強磁性層の体積Ｖで割ることにより求めることができ
る。つまり、有効磁気異方性定数をＫeffとすると、
【００１５】
【数１】
【００１６】と表される。一方、強磁性層の膜厚をｔF
とすると、Ｋeff×ｔFは、ｔFに対して、近似的に直線
関係にあり、Ｋs、Ｋvを定数とすると、 Ｋeff×ｔF＝Ｋs＋Ｋv×ｔF と表され、切片Ｋsを界面磁気異方性、傾きＫvを体積磁
気異方性という。
とすると、Ｋeff×ｔFは、ｔFに対して、近似的に直線
関係にあり、Ｋs、Ｋvを定数とすると、 Ｋeff×ｔF＝Ｋs＋Ｋv×ｔF と表され、切片Ｋsを界面磁気異方性、傾きＫvを体積磁
気異方性という。
【００１７】界面磁気異方性は（非磁性金属膜／強磁性
金属膜）の界面での異方性を示し、非磁性金属膜と強磁
性金属膜の物質への依存の程度が大きく、実際に上記の
ように実験して求めなくても、文献等で調べることもで
きる。
金属膜）の界面での異方性を示し、非磁性金属膜と強磁
性金属膜の物質への依存の程度が大きく、実際に上記の
ように実験して求めなくても、文献等で調べることもで
きる。
【００１８】本発明の磁気抵抗効果積層膜は、２つの強
磁性金属層をそれぞれ異なる非磁性金属層の上に積層し
た構造にしているため、２つの強磁性金属層の磁気異方
性は、前記の理由で異なっている。
磁性金属層をそれぞれ異なる非磁性金属層の上に積層し
た構造にしているため、２つの強磁性金属層の磁気異方
性は、前記の理由で異なっている。
【００１９】また、本発明の場合、強磁性金属膜の膜厚
が比較的小さいため、（非磁性金属膜／強磁性金属膜）
から構成される２層膜の磁気異方性の大小は、界面磁気
異方性の比較により推定できる。そこで、本発明は、鋭
意検討の結果、（非磁性金属膜／強磁性金属膜）から構
成される２層膜の上に界面磁気異方性が０．１ｅｒｇ／
ｃｍ2以上小さい別の（非磁性金属膜／強磁性金属膜）
から構成される２層膜を積層することにより、２つの強
磁性金属層の磁気異方性に大きな違いが生じ、その結果
として、大きな△Ｒ／Ｒが得られることを見いだした。
さらに、本発明の磁気抵抗効果積層膜は、２つの強磁性
金属層間隔が小さくてもそれぞれの磁化が異なる磁界で
反転するため、小さな印加磁界で大きな抵抗変化が起こ
る。
が比較的小さいため、（非磁性金属膜／強磁性金属膜）
から構成される２層膜の磁気異方性の大小は、界面磁気
異方性の比較により推定できる。そこで、本発明は、鋭
意検討の結果、（非磁性金属膜／強磁性金属膜）から構
成される２層膜の上に界面磁気異方性が０．１ｅｒｇ／
ｃｍ2以上小さい別の（非磁性金属膜／強磁性金属膜）
から構成される２層膜を積層することにより、２つの強
磁性金属層の磁気異方性に大きな違いが生じ、その結果
として、大きな△Ｒ／Ｒが得られることを見いだした。
さらに、本発明の磁気抵抗効果積層膜は、２つの強磁性
金属層間隔が小さくてもそれぞれの磁化が異なる磁界で
反転するため、小さな印加磁界で大きな抵抗変化が起こ
る。
【００２０】また、各層を電気抵抗の小さい物質から選
択することができるので、多層化して△Ｒ／Ｒをさらに
大きくすることができる。
択することができるので、多層化して△Ｒ／Ｒをさらに
大きくすることができる。
【００２１】前記の２種類の強磁性層の異なる保磁力を
利用する磁気抵抗効果膜は、各強磁性層が１種類の非磁
性層上に積層されているため、２種類の強磁性層の磁気
異方性の違いは、強磁性層の結晶磁気異方性の違いのみ
から起きている。すなわち、２つの異なった磁気異方性
を持たせるためには強磁性層が２種類であることが必須
である。しかるに、本発明は強磁性層を他の物質の上に
積層することにより変化する磁気異方性を利用して異な
る磁気異方性を得ているものである。
利用する磁気抵抗効果膜は、各強磁性層が１種類の非磁
性層上に積層されているため、２種類の強磁性層の磁気
異方性の違いは、強磁性層の結晶磁気異方性の違いのみ
から起きている。すなわち、２つの異なった磁気異方性
を持たせるためには強磁性層が２種類であることが必須
である。しかるに、本発明は強磁性層を他の物質の上に
積層することにより変化する磁気異方性を利用して異な
る磁気異方性を得ているものである。
【００２２】
【具体的構成】以下、本発明の具体的構成を詳細に説明
する。図１は請求項１の発明の構造を模式的に示す断面
図である。図中、１１は基板、１は非磁性金属膜、２は
強磁性金属膜、３は非磁性金属膜、４は強磁性金属膜、
ａは３の上に４を積層した２層膜を指す繰り返しの単位
で、ａの繰返し数をｉとする。５は非磁性金属膜、２１
は電流を流すためのＣｕリードである。また、図２は請
求項２の発明の構造を模式的に示す断面図で、１１，
１，２，３，４，ａ，ｉの意味するところは前記図１に
おけると同じであり、ｂは１の上に２を積層し、その上
にａをｉ回積層し、さらに非磁性金属膜５’を積層した
積層膜を指す繰り返しの単位で、ｂの繰返し数をｎ（２
以上の整数）とする。
する。図１は請求項１の発明の構造を模式的に示す断面
図である。図中、１１は基板、１は非磁性金属膜、２は
強磁性金属膜、３は非磁性金属膜、４は強磁性金属膜、
ａは３の上に４を積層した２層膜を指す繰り返しの単位
で、ａの繰返し数をｉとする。５は非磁性金属膜、２１
は電流を流すためのＣｕリードである。また、図２は請
求項２の発明の構造を模式的に示す断面図で、１１，
１，２，３，４，ａ，ｉの意味するところは前記図１に
おけると同じであり、ｂは１の上に２を積層し、その上
にａをｉ回積層し、さらに非磁性金属膜５’を積層した
積層膜を指す繰り返しの単位で、ｂの繰返し数をｎ（２
以上の整数）とする。
【００２３】非磁性金属膜１としては、強磁性金属膜２
との固溶度が小さく、強磁性金属膜を積層したときによ
り大きな界面磁気異方性を持ちうる非磁性物質として、
Ｃｒ、Ｃｒ合金、Ｖ、Ｖ合金、Ｐｄ、Ｐｄ合金、Ｐｔ、
Ｐｔ合金等が例示される。この薄膜の膜厚は５〜２００
Åの範囲とすることが好ましい。膜厚が２００Åを越え
ると、電気抵抗はこの層によって決定され、その結果、
△Ｒ／Ｒが小さくなる。一方、５Åよりも薄いと膜の作
製が困難になる。
との固溶度が小さく、強磁性金属膜を積層したときによ
り大きな界面磁気異方性を持ちうる非磁性物質として、
Ｃｒ、Ｃｒ合金、Ｖ、Ｖ合金、Ｐｄ、Ｐｄ合金、Ｐｔ、
Ｐｔ合金等が例示される。この薄膜の膜厚は５〜２００
Åの範囲とすることが好ましい。膜厚が２００Åを越え
ると、電気抵抗はこの層によって決定され、その結果、
△Ｒ／Ｒが小さくなる。一方、５Åよりも薄いと膜の作
製が困難になる。
【００２４】強磁性金属膜２および４の構成材料として
は、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ−Ｆｅ、Ｃｏ−Ｎｉ、Ｎｉ
−Ｆｅ、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｏ等が例示される。特に△Ｒ／
Ｒを大きくするためには、Ｃｏ、Ｃｏ−Ｆｅが、又、磁
界感度を大きくし、ヒステリシスを小さくするために
は、Ｎｉ−Ｆｅ、Ｃｏ−Ｎｉ等が好適である。このよう
な強磁性金属膜２および４の厚さは、５〜２００Åの範
囲であれば特に限定されるものではない。５Å未満でも
２００Åよりも厚くても△Ｒ／Ｒが減少する。強磁性金
属膜２と４は異なっていてもよい。ただし、その場合は
強磁性金属膜４は２よりも軟質であることが必要であ
る。２が４より軟質であると△Ｒ／Ｒ、磁界感度が小さ
くなり、ヒステリシスが大きくなる。
は、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ−Ｆｅ、Ｃｏ−Ｎｉ、Ｎｉ
−Ｆｅ、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｏ等が例示される。特に△Ｒ／
Ｒを大きくするためには、Ｃｏ、Ｃｏ−Ｆｅが、又、磁
界感度を大きくし、ヒステリシスを小さくするために
は、Ｎｉ−Ｆｅ、Ｃｏ−Ｎｉ等が好適である。このよう
な強磁性金属膜２および４の厚さは、５〜２００Åの範
囲であれば特に限定されるものではない。５Å未満でも
２００Åよりも厚くても△Ｒ／Ｒが減少する。強磁性金
属膜２と４は異なっていてもよい。ただし、その場合は
強磁性金属膜４は２よりも軟質であることが必要であ
る。２が４より軟質であると△Ｒ／Ｒ、磁界感度が小さ
くなり、ヒステリシスが大きくなる。
【００２５】非磁性金属膜３の構成材料としては、強磁
性金属膜２および４との固溶度が小さく、強磁性金属膜
４を積層したときの界面磁気異方性が、（非磁性金属膜
１／強磁性金属膜２）の界面磁気異方性より０．１ｅｒ
ｇ／ｃｍ2以上小さくなる非磁性物質として、Ｃｕ、Ａ
ｇ等が好ましい。非磁性金属膜３の膜厚は、５〜５０Å
の範囲が適当で、５Å未満および５０Åを越えると△Ｒ
／Ｒが小さくなる。
性金属膜２および４との固溶度が小さく、強磁性金属膜
４を積層したときの界面磁気異方性が、（非磁性金属膜
１／強磁性金属膜２）の界面磁気異方性より０．１ｅｒ
ｇ／ｃｍ2以上小さくなる非磁性物質として、Ｃｕ、Ａ
ｇ等が好ましい。非磁性金属膜３の膜厚は、５〜５０Å
の範囲が適当で、５Å未満および５０Åを越えると△Ｒ
／Ｒが小さくなる。
【００２６】非磁性金属膜５の構成材料としては、強磁
性金属膜４との固溶度が小さいことが必要であるが、特
に限定されない。非磁性金属膜５の膜厚は、５〜２００
Åの範囲が好ましい。膜厚が２００Åを越えると、電気
抵抗はこの層によって決定され、その結果、△Ｒ／Ｒが
小さくなる。一方、５Åよりも薄いと膜の作製が困難に
なる。
性金属膜４との固溶度が小さいことが必要であるが、特
に限定されない。非磁性金属膜５の膜厚は、５〜２００
Åの範囲が好ましい。膜厚が２００Åを越えると、電気
抵抗はこの層によって決定され、その結果、△Ｒ／Ｒが
小さくなる。一方、５Åよりも薄いと膜の作製が困難に
なる。
【００２７】非磁性金属膜５’の構成材料としては、強
磁性金属膜４との固溶度が小さく、非磁性金属膜１とは
異なるものがよい。非磁性金属膜５’の膜厚は、５〜２
００Åの範囲が好ましい。膜厚が２００Åを越えると、
電気抵抗はこの層によって決定され、その結果、△Ｒ／
Ｒが小さくなる。一方、５Åよりも薄いと膜の作製が困
難になる。
磁性金属膜４との固溶度が小さく、非磁性金属膜１とは
異なるものがよい。非磁性金属膜５’の膜厚は、５〜２
００Åの範囲が好ましい。膜厚が２００Åを越えると、
電気抵抗はこの層によって決定され、その結果、△Ｒ／
Ｒが小さくなる。一方、５Åよりも薄いと膜の作製が困
難になる。
【００２８】本発明の請求項１および請求項２の発明に
おける繰返し数ｉには、特に制限はない。繰返し数を増
加すると、△Ｒ／Ｒは増大するが、強磁性層間の結合の
影響が強くなる。また、繰返し数が大きくなりすぎる
と、積層膜全体の電気抵抗が小さくなり、実用上問題が
生じる。
おける繰返し数ｉには、特に制限はない。繰返し数を増
加すると、△Ｒ／Ｒは増大するが、強磁性層間の結合の
影響が強くなる。また、繰返し数が大きくなりすぎる
と、積層膜全体の電気抵抗が小さくなり、実用上問題が
生じる。
【００２９】本発明の請求項２の発明における繰返し数
は２以上の整数で上下には特に制限はなく、目的に応じ
て適宜選択すればよい。繰返し数を増加するに従い、△
Ｒ／Ｒは増加するが、繰返し数が大きくなりすぎると、
積層膜全体の電気抵抗が小さくなり、実用上問題が生じ
る。
は２以上の整数で上下には特に制限はなく、目的に応じ
て適宜選択すればよい。繰返し数を増加するに従い、△
Ｒ／Ｒは増加するが、繰返し数が大きくなりすぎると、
積層膜全体の電気抵抗が小さくなり、実用上問題が生じ
る。
【００３０】本発明の実施例の磁気抵抗効果曲線を図３
に示す。また、その磁気抵抗効果積層膜の磁化曲線を図
４に示す。磁気抵抗効果曲線は、磁界を負から０、さら
に正へと変化させたとき、低い磁界で急激に△Ｒ／Ｒが
上昇する。ここでの最大の傾きを磁界感度（％／Ｏｅ）
と定義する。△Ｒ／Ｒは最大になった後、穏やかに減少
し、ある磁界から急激に下降する。磁化曲線は図４に示
したように２つの保磁力ＨC1、ＨC2を持つ。
に示す。また、その磁気抵抗効果積層膜の磁化曲線を図
４に示す。磁気抵抗効果曲線は、磁界を負から０、さら
に正へと変化させたとき、低い磁界で急激に△Ｒ／Ｒが
上昇する。ここでの最大の傾きを磁界感度（％／Ｏｅ）
と定義する。△Ｒ／Ｒは最大になった後、穏やかに減少
し、ある磁界から急激に下降する。磁化曲線は図４に示
したように２つの保磁力ＨC1、ＨC2を持つ。
【００３１】磁界を△Ｒ／Ｒが最大になる直前まで印加
して戻したときの磁気抵抗効果曲線を図５に示す。この
ときの磁気抵抗効果曲線の最大の開き幅ｗをヒステリシ
ス幅と定義する。本発明の磁気抵抗効果積層膜を磁気ヘ
ッドや磁気センサーとして用いた場合、ヒステリシス幅
が小さい方が出力電圧の変動を小さく抑えることができ
る。
して戻したときの磁気抵抗効果曲線を図５に示す。この
ときの磁気抵抗効果曲線の最大の開き幅ｗをヒステリシ
ス幅と定義する。本発明の磁気抵抗効果積層膜を磁気ヘ
ッドや磁気センサーとして用いた場合、ヒステリシス幅
が小さい方が出力電圧の変動を小さく抑えることができ
る。
【００３２】本発明における基板材料としては、ガラ
ス、Ｓｉ、サファイヤ、ＭｇＯ、ＧａＡｓ、ＧａＩｎ
Ｐ、ＧａＡｌＡｓ等を用いることができる。また、積層
膜に平坦な界面を持たせるために基板に下地層をつけて
もよい。さらに積層膜の最表面に酸化を防止するための
保護膜を形成してもよい。
ス、Ｓｉ、サファイヤ、ＭｇＯ、ＧａＡｓ、ＧａＩｎ
Ｐ、ＧａＡｌＡｓ等を用いることができる。また、積層
膜に平坦な界面を持たせるために基板に下地層をつけて
もよい。さらに積層膜の最表面に酸化を防止するための
保護膜を形成してもよい。
【００３３】本発明の磁気抵抗効果積層膜の成膜におい
て、膜面内の一方向に５００Ｏｅ以下の磁界を印加する
ことにより、△Ｒ／Ｒ、磁界感度が向上し、動作磁界範
囲内での磁気抵抗効果曲線におけるヒステリシスが小さ
くなる。５００Ｏｅを超える磁界を印加すると△Ｒ／Ｒ
が小さくなる。
て、膜面内の一方向に５００Ｏｅ以下の磁界を印加する
ことにより、△Ｒ／Ｒ、磁界感度が向上し、動作磁界範
囲内での磁気抵抗効果曲線におけるヒステリシスが小さ
くなる。５００Ｏｅを超える磁界を印加すると△Ｒ／Ｒ
が小さくなる。
【００３４】
【実施例】以下、本発明の実施例を具体的に説明する。
【００３５】実施例１ ガラス基板を真空チェンバー内においてチェンバー内を
１×１０~7Ｔｏｒｒまで排気し、その後、Ａｒガスを５
×１０~3Ｔｏｒｒまで導入した。Ｐｔ、Ｃｏ、Ｃｕをタ
ーゲットとしてマグネトロンスパッタリングにより、非
磁性金属膜１としてＰｔ膜３０Å、強磁性金属膜２とし
てＣｏ膜９０Å、非磁性金属膜３としてＣｕ膜１１Å、
強磁性金属膜４としてＣｏ膜９０Å、非磁性金属膜５と
してＣｕ膜１１Åを順次積層した５層膜を作製した。さ
らにこの５層膜上にＣｕリードを形成した。この５層膜
から３ｍｍ×１０ｍｍの形状の試料を作製し、外部磁界
を膜面内で電流と垂直方向になるように±５００Ｏｅま
で印加したときの電気抵抗を、室温で４端子法により測
定した。磁気抵抗効果曲線における△Ｒ／Ｒは、最小電
気抵抗をＲminとして、 △Ｒ／Ｒ（％）＝１００×（Ｒ−Ｒmin）／Ｒmin により求めた。又、振動型磁力計により磁気特性を測定
した。界面磁気異方性は、（非磁性金属膜／強磁性金属
膜）から構成される２層膜における強磁性金属膜厚を変
えた実験により求めた。磁気抵抗効果曲線を図３に、磁
化曲線を図４に示す。
１×１０~7Ｔｏｒｒまで排気し、その後、Ａｒガスを５
×１０~3Ｔｏｒｒまで導入した。Ｐｔ、Ｃｏ、Ｃｕをタ
ーゲットとしてマグネトロンスパッタリングにより、非
磁性金属膜１としてＰｔ膜３０Å、強磁性金属膜２とし
てＣｏ膜９０Å、非磁性金属膜３としてＣｕ膜１１Å、
強磁性金属膜４としてＣｏ膜９０Å、非磁性金属膜５と
してＣｕ膜１１Åを順次積層した５層膜を作製した。さ
らにこの５層膜上にＣｕリードを形成した。この５層膜
から３ｍｍ×１０ｍｍの形状の試料を作製し、外部磁界
を膜面内で電流と垂直方向になるように±５００Ｏｅま
で印加したときの電気抵抗を、室温で４端子法により測
定した。磁気抵抗効果曲線における△Ｒ／Ｒは、最小電
気抵抗をＲminとして、 △Ｒ／Ｒ（％）＝１００×（Ｒ−Ｒmin）／Ｒmin により求めた。又、振動型磁力計により磁気特性を測定
した。界面磁気異方性は、（非磁性金属膜／強磁性金属
膜）から構成される２層膜における強磁性金属膜厚を変
えた実験により求めた。磁気抵抗効果曲線を図３に、磁
化曲線を図４に示す。
【００３６】界面磁気異方性は、Ｐｔ／Ｃｏが１．３ｅ
ｒｇ／ｃｍ2、Ｃｕ／Ｃｏが０．１８ｅｒｇ／ｃｍ2であ
り、△Ｒ／Ｒは２１．５％、非磁性金属膜３（Ｃｕ）の
膜厚が１１Åと薄いにもかかわらず、磁界感度は０．５
５％／Ｏｅという特性が得られた。
ｒｇ／ｃｍ2、Ｃｕ／Ｃｏが０．１８ｅｒｇ／ｃｍ2であ
り、△Ｒ／Ｒは２１．５％、非磁性金属膜３（Ｃｕ）の
膜厚が１１Åと薄いにもかかわらず、磁界感度は０．５
５％／Ｏｅという特性が得られた。
【００３７】比較例１ 実施例１と同様にして、非磁性金属膜１をＣｕ膜３０
Å、強磁性金属膜２および４をＣｏ膜９０Å、非磁性金
属膜３および５をＰｔ膜１１Åとした５層膜を作製し、
この５層膜上にＣｕリードを形成し、実施例１と同様に
して磁気抵抗効果を測定した。界面磁気異方性は実施例
１と同じだが、△Ｒ／Ｒは３．５％、磁界感度は０．０
６％／Ｏｅであった。
Å、強磁性金属膜２および４をＣｏ膜９０Å、非磁性金
属膜３および５をＰｔ膜１１Åとした５層膜を作製し、
この５層膜上にＣｕリードを形成し、実施例１と同様に
して磁気抵抗効果を測定した。界面磁気異方性は実施例
１と同じだが、△Ｒ／Ｒは３．５％、磁界感度は０．０
６％／Ｏｅであった。
【００３８】実施例２ 実施例１と同様にして非磁性金属膜１としてＰｔ膜３０
Å、強磁性金属膜２および４として５ｗｔ％Ｆｅ−９５
ｗｔ％Ｃｏ合金膜９０Å、非磁性金属膜３および５をＣ
ｕ膜１２Åとした５層膜を作製し、この５層膜上にＣｕ
リードを形成し、実施例１と同様にして磁気抵抗効果を
測定した。△Ｒ／Ｒは２３．２％、磁界感度は０．５０
％／Ｏｅという特性が得られた。界面磁気異方性は、Ｐ
ｔ／Ｆｅ−Ｃｏが１．４ｅｒｇ／ｃｍ2、Ｃｕ／Ｆｅ−
Ｃｏが０．２１ｅｒｇ／ｃｍ2である。
Å、強磁性金属膜２および４として５ｗｔ％Ｆｅ−９５
ｗｔ％Ｃｏ合金膜９０Å、非磁性金属膜３および５をＣ
ｕ膜１２Åとした５層膜を作製し、この５層膜上にＣｕ
リードを形成し、実施例１と同様にして磁気抵抗効果を
測定した。△Ｒ／Ｒは２３．２％、磁界感度は０．５０
％／Ｏｅという特性が得られた。界面磁気異方性は、Ｐ
ｔ／Ｆｅ−Ｃｏが１．４ｅｒｇ／ｃｍ2、Ｃｕ／Ｆｅ−
Ｃｏが０．２１ｅｒｇ／ｃｍ2である。
【００３９】比較例２ 実施例１と同様にして、非磁性金属膜１をＣｕ膜３０
Å、強磁性金属膜２および４をＣｏ膜９０Å、非磁性金
属膜３および５をＡｇ膜１１Åとした５層膜を作製し、
この５層膜上にＣｕリードを形成し、実施例１と同様に
して磁気抵抗効果を測定した。△Ｒ／Ｒは５．２％、磁
界感度は０．０２％／Ｏｅであった。界面磁気異方性
は、Ｃｕ／Ｃｏが０．１８ｅｒｇ／ｃｍ2、Ａｇ／Ｃｏ
が０．１３ｅｒｇ／ｃｍ2である。
Å、強磁性金属膜２および４をＣｏ膜９０Å、非磁性金
属膜３および５をＡｇ膜１１Åとした５層膜を作製し、
この５層膜上にＣｕリードを形成し、実施例１と同様に
して磁気抵抗効果を測定した。△Ｒ／Ｒは５．２％、磁
界感度は０．０２％／Ｏｅであった。界面磁気異方性
は、Ｃｕ／Ｃｏが０．１８ｅｒｇ／ｃｍ2、Ａｇ／Ｃｏ
が０．１３ｅｒｇ／ｃｍ2である。
【００４０】実施例３ 実施例１と同様にして、非磁性金属膜１としてＶ膜５０
Å、強磁性金属膜２および４をＣｏ膜７０Å、非磁性金
属膜３および５をＣｕ膜１１Åとした５層膜を作製し、
この５層膜上にＣｕリードを形成し、実施例１と同様に
して磁気抵抗効果を測定した。△Ｒ／Ｒは１９．１％、
磁界感度は０．５７％／Ｏｅという特性が得られた。界
面磁気異方性は、Ｖ／Ｃｏが１．１ｅｒｇ／ｃｍ2、Ｃ
ｕ／Ｃｏが０．１８ｅｒｇ／ｃｍ2である。
Å、強磁性金属膜２および４をＣｏ膜７０Å、非磁性金
属膜３および５をＣｕ膜１１Åとした５層膜を作製し、
この５層膜上にＣｕリードを形成し、実施例１と同様に
して磁気抵抗効果を測定した。△Ｒ／Ｒは１９．１％、
磁界感度は０．５７％／Ｏｅという特性が得られた。界
面磁気異方性は、Ｖ／Ｃｏが１．１ｅｒｇ／ｃｍ2、Ｃ
ｕ／Ｃｏが０．１８ｅｒｇ／ｃｍ2である。
【００４１】実施例４ 実施例１と同様にして非磁性金属膜１としてＣｒ膜３０
Å、強磁性金属膜２および４をＣｏ膜９５Å、非磁性金
属膜３および５をＣｕ膜１１Åとした５層膜を作製し、
この５層膜上にＣｕリードを形成し、実施例１と同様に
して磁気抵抗効果を測定した。△Ｒ／Ｒは１１．７％、
磁界感度は０．５９％／Ｏｅという特性が得られた。界
面磁気異方性は、Ｃｒ／Ｃｏが０．７１ｅｒｇ／ｃ
ｍ2、Ｃｕ／Ｃｏが０．１８ｅｒｇ／ｃｍ2である。
Å、強磁性金属膜２および４をＣｏ膜９５Å、非磁性金
属膜３および５をＣｕ膜１１Åとした５層膜を作製し、
この５層膜上にＣｕリードを形成し、実施例１と同様に
して磁気抵抗効果を測定した。△Ｒ／Ｒは１１．７％、
磁界感度は０．５９％／Ｏｅという特性が得られた。界
面磁気異方性は、Ｃｒ／Ｃｏが０．７１ｅｒｇ／ｃ
ｍ2、Ｃｕ／Ｃｏが０．１８ｅｒｇ／ｃｍ2である。
【００４２】実施例５ 実施例１と同様にして非磁性金属膜１を１３ｗｔ％Ｍｎ
−８７ｗｔ％Ｃｒ合金膜５０Å、強磁性金属膜２および
４をＣｏ膜６０Å、非磁性金属膜３および５をＣｕ膜１
３Åとして、非磁性金属膜１、強磁性金属膜２、非磁性
金属膜３と強磁性金属膜４を交互に１５回ずつ積層した
多層膜、非磁性金属膜５を順次積層した構造をもつ積層
膜（ｉ＝１５、ｎ＝１）を作製し、この上にＣｕリード
を形成し、実施例１と同様にして磁気抵抗効果を測定し
た。△Ｒ／Ｒは２６．７％、磁界感度は０．１１％／Ｏ
ｅという特性が得られた。界面磁気異方性は、１３ｗｔ
％Ｍｎ−８７ｗｔ％Ｃｒ／Ｃｏが０．７０ｅｒｇ／ｃｍ
2、Ｃｕ／Ｃｏが０．１８ｅｒｇ／ｃｍ2である。
−８７ｗｔ％Ｃｒ合金膜５０Å、強磁性金属膜２および
４をＣｏ膜６０Å、非磁性金属膜３および５をＣｕ膜１
３Åとして、非磁性金属膜１、強磁性金属膜２、非磁性
金属膜３と強磁性金属膜４を交互に１５回ずつ積層した
多層膜、非磁性金属膜５を順次積層した構造をもつ積層
膜（ｉ＝１５、ｎ＝１）を作製し、この上にＣｕリード
を形成し、実施例１と同様にして磁気抵抗効果を測定し
た。△Ｒ／Ｒは２６．７％、磁界感度は０．１１％／Ｏ
ｅという特性が得られた。界面磁気異方性は、１３ｗｔ
％Ｍｎ−８７ｗｔ％Ｃｒ／Ｃｏが０．７０ｅｒｇ／ｃｍ
2、Ｃｕ／Ｃｏが０．１８ｅｒｇ／ｃｍ2である。
【００４３】実施例６ ガラス基板上にＰｄ膜４０Å、Ｃｏ膜７７Å、Ｃｕ膜１
１Å、Ｃｏ膜７７Å、Ｃｕ膜１１Å、Ｃｏ膜７７Å、Ｐ
ｄ膜４０Åを順次積層し（ｉ＝２、ｎ＝１）、この上に
Ｃｕリードを形成し、実施例１と同様にして磁気抵抗効
果を測定した。△Ｒ／Ｒは２１．７％、磁界感度は０．
４４％／Ｏｅという特性が得られた。界面磁気異方性
は、Ｐｄ／Ｃｏが１．２ｅｒｇ／ｃｍ2、Ｃｕ／Ｃｏが
０．１８ｅｒｇ／ｃｍ2である。
１Å、Ｃｏ膜７７Å、Ｃｕ膜１１Å、Ｃｏ膜７７Å、Ｐ
ｄ膜４０Åを順次積層し（ｉ＝２、ｎ＝１）、この上に
Ｃｕリードを形成し、実施例１と同様にして磁気抵抗効
果を測定した。△Ｒ／Ｒは２１．７％、磁界感度は０．
４４％／Ｏｅという特性が得られた。界面磁気異方性
は、Ｐｄ／Ｃｏが１．２ｅｒｇ／ｃｍ2、Ｃｕ／Ｃｏが
０．１８ｅｒｇ／ｃｍ2である。
【００４４】実施例７ ガラス基板上に実施例１の５層膜Ｐｔ３０Å／Ｃｏ９０
Å／Ｃｕ１１Å／Ｃｏ９０Å／Ｃｕ１１Åを３回繰返し
て積層した構造をもつ積層膜（ｉ＝１、ｎ＝３）を作製
し、この上にＣｕリードを形成し、実施例１と同様にし
て磁気抵抗効果を測定した。△Ｒ／Ｒは３０．３％、磁
界感度は０．４０％／Ｏｅという特性が得られた。
Å／Ｃｕ１１Å／Ｃｏ９０Å／Ｃｕ１１Åを３回繰返し
て積層した構造をもつ積層膜（ｉ＝１、ｎ＝３）を作製
し、この上にＣｕリードを形成し、実施例１と同様にし
て磁気抵抗効果を測定した。△Ｒ／Ｒは３０．３％、磁
界感度は０．４０％／Ｏｅという特性が得られた。
【００４５】実施例８ 実施例１と同様にして非磁性金属膜１をＰｔ３０Å、強
磁性金属膜２をＣｏ膜９０Å、非磁性金属膜３および５
をＣｕ膜１２Å、強磁性金属膜４を２１ｗｔ％Ｆｅ−７
９ｗｔ％Ｎｉ合金膜９０Åとした５層膜を作製し、この
５層膜上にＣｕリードを形成し、実施例１と同様にして
外部磁界を±５０Ｏｅまで印加したときの磁気抵抗効果
を測定した。△Ｒ／Ｒは１８．３％、磁界感度は０．８
９％／Ｏｅという特性が得られた。また、ヒステリシス
幅は１０Ｏｅであった。界面磁気異方性は、Ｐｔ／Ｃｏ
が１．３ｅｒｇ／ｃｍ2、Ｃｕ／Ｆｅ−Ｎｉは−０．２
３ｅｒｇ／ｃｍ2である。
磁性金属膜２をＣｏ膜９０Å、非磁性金属膜３および５
をＣｕ膜１２Å、強磁性金属膜４を２１ｗｔ％Ｆｅ−７
９ｗｔ％Ｎｉ合金膜９０Åとした５層膜を作製し、この
５層膜上にＣｕリードを形成し、実施例１と同様にして
外部磁界を±５０Ｏｅまで印加したときの磁気抵抗効果
を測定した。△Ｒ／Ｒは１８．３％、磁界感度は０．８
９％／Ｏｅという特性が得られた。また、ヒステリシス
幅は１０Ｏｅであった。界面磁気異方性は、Ｐｔ／Ｃｏ
が１．３ｅｒｇ／ｃｍ2、Ｃｕ／Ｆｅ−Ｎｉは−０．２
３ｅｒｇ／ｃｍ2である。
【００４６】実施例９ ガラス基板上に非磁性金属膜１としてＰｔ膜３０Å、強
磁性金属膜２および４としてＣｏ膜７７Å、非磁性金属
膜３および５としてＣｕ膜１１Åを、２４０Ｏｅの磁界
を膜面内に印加しながら積層して５層膜を作製した。さ
らに、この５層膜上にＣｕリードを形成し、実施例１と
同様にして磁気抵抗効果を測定した。△Ｒ／Ｒは２４．
５％、磁界感度は０．６３％／Ｏｅという特性が得られ
た。
磁性金属膜２および４としてＣｏ膜７７Å、非磁性金属
膜３および５としてＣｕ膜１１Åを、２４０Ｏｅの磁界
を膜面内に印加しながら積層して５層膜を作製した。さ
らに、この５層膜上にＣｕリードを形成し、実施例１と
同様にして磁気抵抗効果を測定した。△Ｒ／Ｒは２４．
５％、磁界感度は０．６３％／Ｏｅという特性が得られ
た。
【００４７】実施例１０ ガラス基板上に非磁性金属膜１としてＰｔ膜３０Å、強
磁性金属膜２としてＣｏ膜７０Å、非磁性金属膜３とし
てＣｕ膜１１Å、強磁性金属膜４として２１ｗｔ％Ｎｉ
−７９ｗｔ％Ｆｅ合金属膜７０Å、非磁性金属膜５とし
てＣｕ膜１１Åを、２４０Ｏｅの磁界を膜面内に印加し
ながら積層して５層膜を作製した。さらにこの５層膜上
にＣｕリードを形成し、実施例１と同様にして外部磁界
を±５０Ｏｅまで印加したときの磁気抵抗効果を測定し
た。△Ｒ／Ｒは１９．７％、磁界感度は１．１％／Ｏｅ
という特性が得られた。また、ヒステリシス幅は５Ｏｅ
であった。
磁性金属膜２としてＣｏ膜７０Å、非磁性金属膜３とし
てＣｕ膜１１Å、強磁性金属膜４として２１ｗｔ％Ｎｉ
−７９ｗｔ％Ｆｅ合金属膜７０Å、非磁性金属膜５とし
てＣｕ膜１１Åを、２４０Ｏｅの磁界を膜面内に印加し
ながら積層して５層膜を作製した。さらにこの５層膜上
にＣｕリードを形成し、実施例１と同様にして外部磁界
を±５０Ｏｅまで印加したときの磁気抵抗効果を測定し
た。△Ｒ／Ｒは１９．７％、磁界感度は１．１％／Ｏｅ
という特性が得られた。また、ヒステリシス幅は５Ｏｅ
であった。
【００４８】
【発明の効果】本発明は小さな磁界で大きな磁気抵抗変
化率を示し、零磁界付近で高い磁界感度をもち、動作磁
界範囲内での磁気抵抗効果曲線のヒステリシス幅が小さ
い磁気抵抗効果素子用積層膜を提供する。これにより従
来の磁気センサーや磁気ヘッドを高感度化できるだけで
なく、磁気抵抗効果メモリーの処理速度の高速化も期待
できる。
化率を示し、零磁界付近で高い磁界感度をもち、動作磁
界範囲内での磁気抵抗効果曲線のヒステリシス幅が小さ
い磁気抵抗効果素子用積層膜を提供する。これにより従
来の磁気センサーや磁気ヘッドを高感度化できるだけで
なく、磁気抵抗効果メモリーの処理速度の高速化も期待
できる。
【図１】本発明の請求項１の発明の磁気抵抗効果積層膜
の構造を模式的に示す断面図である。
の構造を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の請求項２の発明の磁気抵抗効果積層膜
の構造を模式的に示す断面図である。
の構造を模式的に示す断面図である。
【図３】実施例１における磁気抵抗効果積層膜の磁気抵
抗効果曲線である。
抗効果曲線である。
【図４】実施例１における磁気抵抗効果積層膜の磁化曲
線である。
線である。
【図５】磁気抵抗効果曲線において、ヒステリシス幅を
説明する図である。
説明する図である。
１ 非磁性金属膜 ２ 強磁性金属膜 ３ 非磁性金属膜 ４ 強磁性金属膜 ５ 非磁性金属膜 ５’ 非磁性金属膜 １１ 基板 ２１ 電流を流すためのＣｕリードである。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成７年７月１３日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００８】強磁性層の一方に反強磁性体のバイアスを
かけたものは、スピンバルブ膜と呼ばれ、その磁化曲線
が磁界方向にシフトしているのが特徴である。強磁性層
の組合せにより、磁界感度が高く、ヒステリシスの小さ
い特性が得られるが、層間の結合が切れる強磁性層間隔
が大きいため、△Ｒ／Ｒが小さく、しかも電気抵抗の高
い反強磁性体膜を用いているため、多層化しても△Ｒ／
Ｒがあまり大きくならない。
かけたものは、スピンバルブ膜と呼ばれ、その磁化曲線
が磁界方向にシフトしているのが特徴である。強磁性層
の組合せにより、磁界感度が高く、ヒステリシスの小さ
い特性が得られるが、層間の結合が切れる強磁性層間隔
が大きいため、△Ｒ／Ｒが小さく、しかも電気抵抗の高
い反強磁性体膜を用いているため、多層化しても△Ｒ／
Ｒがあまり大きくならない。
Claims (3)
- 【請求項１】 基板上に非磁性金属膜および強磁性金属
膜よりなる薄膜を（非磁性金属膜／強磁性金属膜）／
（非磁性金属膜／強磁性金属膜）ｉ〔ただしｉは１ある
いは（非磁性金属膜／強磁性金属膜）の２以上の繰返し
数を示す〕の順序で積層してなることを特徴とする磁気
抵抗効果積層膜であって、前記２つの（非磁性金属膜／
強磁性金属膜）から構成される２層膜の界面磁気異方性
のうち基板側の方が大きく、２つの界面磁気異方性の差
が０．１ｅｒｇ／ｃｍ2以上であることを特徴とする磁
気抵抗効果積層膜。 - 【請求項２】 基板上に、非磁性金属膜および強磁性金
属膜よりなる薄膜を（非磁性金属膜／強磁性金属膜）／
（非磁性金属膜／強磁性金属膜）ｉ／非磁性金属膜〔た
だしｉは１あるいは（非磁性金属膜／強磁性金属膜）の
２以上の繰返し数を示す〕の順序で２回以上繰り返し積
層してなることを特徴とする磁気抵抗効果積層膜であっ
て、前記２つの（非磁性金属膜／強磁性金属膜）から構
成される２層間の界面磁気異方性のうち基板側の方が大
きく、２つの界面磁気異方性の差が０．１ｅｒｇ／ｃｍ
2以上であることを特徴とする磁気抵抗効果積層膜。 - 【請求項３】 請求項１又は請求項２の磁気抵抗効果積
層膜の成膜において、膜面内の一方向に磁界を印加する
ことを特徴とする磁気抵抗効果積層膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7165967A JPH08330134A (ja) | 1995-03-30 | 1995-06-30 | 磁気抵抗効果積層膜およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7-73544 | 1995-03-30 | ||
| JP7354495 | 1995-03-30 | ||
| JP7165967A JPH08330134A (ja) | 1995-03-30 | 1995-06-30 | 磁気抵抗効果積層膜およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08330134A true JPH08330134A (ja) | 1996-12-13 |
Family
ID=26414689
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7165967A Withdrawn JPH08330134A (ja) | 1995-03-30 | 1995-06-30 | 磁気抵抗効果積層膜およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08330134A (ja) |
-
1995
- 1995-06-30 JP JP7165967A patent/JPH08330134A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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