JPH09106514A - 強磁性トンネル素子及びその製造方法 - Google Patents
強磁性トンネル素子及びその製造方法Info
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- JPH09106514A JPH09106514A JP7259938A JP25993895A JPH09106514A JP H09106514 A JPH09106514 A JP H09106514A JP 7259938 A JP7259938 A JP 7259938A JP 25993895 A JP25993895 A JP 25993895A JP H09106514 A JPH09106514 A JP H09106514A
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- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y25/00—Nanomagnetism, e.g. magnetoimpedance, anisotropic magnetoresistance, giant magnetoresistance or tunneling magnetoresistance
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
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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
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 強磁性トンネル素子の保磁力差を基板加熱法
以外の方法で形成する，及び絶縁体から強磁性体への酸
素の拡散を防ぐ。 【解決手段】 １）強磁性体層／絶縁体層／強磁性体層
の３層構造からなるトンネル接合を有し，該トンネル接
合の一方の強磁性体層の外側上に反強磁性体層を積層し
てなる，２）前記強磁性体層を成膜中のガス圧を変化さ
せることにより，両方の強磁性体の保磁力差を形成す
る，３）前記強磁性体層を成膜中のガス圧及び成膜温度
を変化させることにより，両方の強磁性体の保磁力差を
形成する，４）前記強磁性体層を成膜を磁場中にて行う
ことにより，両方の強磁性体の保磁力差を形成する，
５）強磁性体層／絶縁体層／強磁性体層の３層構造から
なるトンネル接合を有し, 該トンネル接合の絶縁体の少
なくとも片側に金属層が挿入されてなる。
以外の方法で形成する，及び絶縁体から強磁性体への酸
素の拡散を防ぐ。 【解決手段】 １）強磁性体層／絶縁体層／強磁性体層
の３層構造からなるトンネル接合を有し，該トンネル接
合の一方の強磁性体層の外側上に反強磁性体層を積層し
てなる，２）前記強磁性体層を成膜中のガス圧を変化さ
せることにより，両方の強磁性体の保磁力差を形成す
る，３）前記強磁性体層を成膜中のガス圧及び成膜温度
を変化させることにより，両方の強磁性体の保磁力差を
形成する，４）前記強磁性体層を成膜を磁場中にて行う
ことにより，両方の強磁性体の保磁力差を形成する，
５）強磁性体層／絶縁体層／強磁性体層の３層構造から
なるトンネル接合を有し, 該トンネル接合の絶縁体の少
なくとも片側に金属層が挿入されてなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は高密度磁気記録の読
み取り用の磁気ヘッドに用いられる強磁性トンネル素子
に関する。
み取り用の磁気ヘッドに用いられる強磁性トンネル素子
に関する。
【０００２】高密度磁気記録を達成するために, 現在読
み取り用に, ＭＲ（磁気抵抗効果型）ヘッドが開発され
ているが, さらに記録密度が増加した場合のヘッドの開
発が望まれている。これには, 低磁場（１０ Ｏｅ以
下）において, 大きな抵抗変化（感度）を示す材料が必
要になる。このような要求を満たすための素子として,
強磁性トンネル素子がある。これは, 強磁性体／絶縁体
／強磁性体の積層構造であり, 外部磁場の大きさの変化
によって, ２つの強磁性体のスピンが反平行,平行に変
化し, それにより, トンネルコンダクタンスが変化する
現象を利用した素子である。
み取り用に, ＭＲ（磁気抵抗効果型）ヘッドが開発され
ているが, さらに記録密度が増加した場合のヘッドの開
発が望まれている。これには, 低磁場（１０ Ｏｅ以
下）において, 大きな抵抗変化（感度）を示す材料が必
要になる。このような要求を満たすための素子として,
強磁性トンネル素子がある。これは, 強磁性体／絶縁体
／強磁性体の積層構造であり, 外部磁場の大きさの変化
によって, ２つの強磁性体のスピンが反平行,平行に変
化し, それにより, トンネルコンダクタンスが変化する
現象を利用した素子である。
【０００３】(1): この素子を作製するためには, ２つ
の強磁性体の保磁力差を形成する必要がある。本発明
は, 強磁性体の保磁力差を形成するための手段を提供す
る。 (2): また，この素子の問題点は, 歩留まりが大変悪い
ことである。本発明は, 歩留良くこの強磁性トンネル接
合を作製するための手段を提供する。
の強磁性体の保磁力差を形成する必要がある。本発明
は, 強磁性体の保磁力差を形成するための手段を提供す
る。 (2): また，この素子の問題点は, 歩留まりが大変悪い
ことである。本発明は, 歩留良くこの強磁性トンネル接
合を作製するための手段を提供する。
【０００４】以下の説明においては，上記の(1): 及び
(2): に対応して記述する。
(2): に対応して記述する。
【０００５】
(1):従来の技術として，成膜時の基板温度を変化するこ
とによって, 保磁力差を形成している例がある。電子ビ
ーム（ＥＢ）蒸着によって, Ｆｅを基板温度２００℃で
成膜し, 絶縁層を成膜した後, 最後に室温でＦｅを蒸着
することで, 保磁力差を形成するものである。
とによって, 保磁力差を形成している例がある。電子ビ
ーム（ＥＢ）蒸着によって, Ｆｅを基板温度２００℃で
成膜し, 絶縁層を成膜した後, 最後に室温でＦｅを蒸着
することで, 保磁力差を形成するものである。
【０００６】基板を加熱すると, 結晶性が向上し, さら
に結晶粒の大きさも変化することで, 保磁力差が形成さ
れると考えられる。 (2):従来の技術として, 強磁性体を成膜後, 薄い金属膜
を形成し, 大気中の酸化などによりこの金属層を酸化し
て絶縁層を形成した後, 最後に強磁性体を成膜すること
でトンネル接合を作製している。従来の接合の断面図を
図７に示す。
に結晶粒の大きさも変化することで, 保磁力差が形成さ
れると考えられる。 (2):従来の技術として, 強磁性体を成膜後, 薄い金属膜
を形成し, 大気中の酸化などによりこの金属層を酸化し
て絶縁層を形成した後, 最後に強磁性体を成膜すること
でトンネル接合を作製している。従来の接合の断面図を
図７に示す。
【０００７】図７は従来例の説明図である。図におい
て，基板 1上に強磁性体膜 (Ｆｅ膜）2,絶縁体膜（アル
ミナ膜）3,強磁性体膜 (Ｆｅ膜）4 が順に積層されて強
磁性トンネル接合が構成される。
て，基板 1上に強磁性体膜 (Ｆｅ膜）2,絶縁体膜（アル
ミナ膜）3,強磁性体膜 (Ｆｅ膜）4 が順に積層されて強
磁性トンネル接合が構成される。
【０００８】
(1):強磁性トンネル接合において, ２つの強磁性体の保
磁力差を基板加熱法以外の方法で形成することが課題で
ある。ここで，基板加熱法によると下部の強磁性体膜の
表面が凹凸になり，その上に薄いトンネル絶縁膜を形成
することが困難となるためである。
磁力差を基板加熱法以外の方法で形成することが課題で
ある。ここで，基板加熱法によると下部の強磁性体膜の
表面が凹凸になり，その上に薄いトンネル絶縁膜を形成
することが困難となるためである。
【０００９】本発明は強磁性トンネル素子の２つの強磁
性体の結晶性を制御し且つ両者の間の保磁力差を基板加
熱法以外の方法で形成することを目的とする。 (2):強磁性トンネル接合作製の歩留向上のために, 絶縁
体から強磁性体への酸素の拡散を防ぐことが課題であ
る。
性体の結晶性を制御し且つ両者の間の保磁力差を基板加
熱法以外の方法で形成することを目的とする。 (2):強磁性トンネル接合作製の歩留向上のために, 絶縁
体から強磁性体への酸素の拡散を防ぐことが課題であ
る。
【００１０】本発明は強磁性トンネル素子の製造歩留の
向上を目的とする。
向上を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記課題の解決は， (1): １）強磁性体層／絶縁体層／強磁性体層の３層構造から
なるトンネル接合を有し，該トンネル接合の一方の強磁
性体層の外側上に反強磁性体層を積層してなるトンネル
素子，あるいは ２）前記反強磁性体層はＦｅＭｎ，またはＮｉＭｎであ
る前記１記載の強磁性トンネル素子，あるいは ３）前記強磁性体層はＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉ, あるいは, そ
れらの合金である前記１記載の強磁性トンネル素子，あ
るいは ４）前記強磁性トンネル接合に形成の際に，前記強磁性
体層の成膜中のガス圧を変化させることにより，両方の
強磁性体層の保磁力差を形成する強磁性トンネル素子の
製造方法，あるいは ５）前記強磁性トンネル接合に形成の際に，前記強磁性
体層を成膜中のガス圧及び成膜温度を変化させることに
より，両方の強磁性体層の保磁力差を形成する強磁性ト
ンネル素子の製造方法，あるいは ６）前記強磁性トンネル接合に形成の際に，前記強磁性
体層の成膜を磁場中にて行うことにより，両方の強磁性
体層の保磁力差を形成する強磁性トンネル素子の製造方
法，あるいは (2): ７）強磁性体層／絶縁体層／強磁性体層の３層構造から
なるトンネル接合を有し, 該トンネル接合の絶縁体の少
なくとも片側に金属層が挿入されてなる強磁性トンネル
素子，あるいは ８）前記強磁性体層は, Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｏ, あるいはそ
れらの合金である前記７記載の強磁性トンネル素子，あ
るいは ９）前記金属層の厚さは０．２ｎｍから１０ｎｍの範囲
である前記７記載の強磁性トンネル素子，あるいは １０）前記金属層はＡｌであることを特徴とする請求項
７記載の強磁性トンネル素子により達成される。
なるトンネル接合を有し，該トンネル接合の一方の強磁
性体層の外側上に反強磁性体層を積層してなるトンネル
素子，あるいは ２）前記反強磁性体層はＦｅＭｎ，またはＮｉＭｎであ
る前記１記載の強磁性トンネル素子，あるいは ３）前記強磁性体層はＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉ, あるいは, そ
れらの合金である前記１記載の強磁性トンネル素子，あ
るいは ４）前記強磁性トンネル接合に形成の際に，前記強磁性
体層の成膜中のガス圧を変化させることにより，両方の
強磁性体層の保磁力差を形成する強磁性トンネル素子の
製造方法，あるいは ５）前記強磁性トンネル接合に形成の際に，前記強磁性
体層を成膜中のガス圧及び成膜温度を変化させることに
より，両方の強磁性体層の保磁力差を形成する強磁性ト
ンネル素子の製造方法，あるいは ６）前記強磁性トンネル接合に形成の際に，前記強磁性
体層の成膜を磁場中にて行うことにより，両方の強磁性
体層の保磁力差を形成する強磁性トンネル素子の製造方
法，あるいは (2): ７）強磁性体層／絶縁体層／強磁性体層の３層構造から
なるトンネル接合を有し, 該トンネル接合の絶縁体の少
なくとも片側に金属層が挿入されてなる強磁性トンネル
素子，あるいは ８）前記強磁性体層は, Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｏ, あるいはそ
れらの合金である前記７記載の強磁性トンネル素子，あ
るいは ９）前記金属層の厚さは０．２ｎｍから１０ｎｍの範囲
である前記７記載の強磁性トンネル素子，あるいは １０）前記金属層はＡｌであることを特徴とする請求項
７記載の強磁性トンネル素子により達成される。
【００１２】本発明は以下の作用を利用している。 (1): (A) 反強磁性体との接合によって, 強磁性体のスピンが
交換磁場によって固定される現象を利用すると, スピン
の反平行, 平行の明瞭なスイッチングが可能となる。
交換磁場によって固定される現象を利用すると, スピン
の反平行, 平行の明瞭なスイッチングが可能となる。
【００１３】(B) 成膜中のガス圧を変化させると, 結晶
粒の大きさが変化し, それにより磁性体の保磁力差を形
成することができる。さらに, 基板温度を変化させるこ
とにより, 結晶性も制御され, より大きな保磁力差が形
成される。
粒の大きさが変化し, それにより磁性体の保磁力差を形
成することができる。さらに, 基板温度を変化させるこ
とにより, 結晶性も制御され, より大きな保磁力差が形
成される。
【００１４】この結果, 低い磁場において, シャープな
特性を示すトンネル接合素子が作製できる。 (2):本発明は絶縁体から強磁性体への酸素の拡散を防止
するために, その界面に金属層を形成する。この結果，
強磁性トンネル接合の劣化の原因となる上記拡散を防止
して歩留良くトンネル接合素子を作製できる。
特性を示すトンネル接合素子が作製できる。 (2):本発明は絶縁体から強磁性体への酸素の拡散を防止
するために, その界面に金属層を形成する。この結果，
強磁性トンネル接合の劣化の原因となる上記拡散を防止
して歩留良くトンネル接合素子を作製できる。
【００１５】
(1):図１〜図５は本発明の実施の形態の説明図である。
【００１６】実施の形態１ 強磁性体に反強磁性体を積層することにより, 強磁性体
のスピンが固定されるかどうかを実験した。ＤＣスパッ
タにより, Ｓｉ基板 1上に各々 Ｔａ（５０Å）／ＮｉＦｅ（４０Å）／ＦｅＭｎ（８０
Å），Ｔａ（５０Å）／ＮｉＦｅ（４０Å）／ＮｉＭｎ
（８０Å） の多層膜を作製した。ＦｅＭｎはＮｉＦｅ上でγＦｅＭ
ｎとして成長するために, Ａｓ−ｄｅｐｏの状態で反強
磁性を示す。それに対し, ＮｉＭｎはＡｓ−ｄｅｐｏで
は反強磁性体ではなく, 熱処理によって規則格子を組
み, 反強磁性体に変化する。従って, ＮｉＭｎの試料は
真空中（１０-6Ｔｏｒｒ以下）で２６０℃の熱処理を行
った。それぞれの試料の磁気特性をＶＳＭ（VibratingS
ample Magnetometer ）にて測定した。
のスピンが固定されるかどうかを実験した。ＤＣスパッ
タにより, Ｓｉ基板 1上に各々 Ｔａ（５０Å）／ＮｉＦｅ（４０Å）／ＦｅＭｎ（８０
Å），Ｔａ（５０Å）／ＮｉＦｅ（４０Å）／ＮｉＭｎ
（８０Å） の多層膜を作製した。ＦｅＭｎはＮｉＦｅ上でγＦｅＭ
ｎとして成長するために, Ａｓ−ｄｅｐｏの状態で反強
磁性を示す。それに対し, ＮｉＭｎはＡｓ−ｄｅｐｏで
は反強磁性体ではなく, 熱処理によって規則格子を組
み, 反強磁性体に変化する。従って, ＮｉＭｎの試料は
真空中（１０-6Ｔｏｒｒ以下）で２６０℃の熱処理を行
った。それぞれの試料の磁気特性をＶＳＭ（VibratingS
ample Magnetometer ）にて測定した。
【００１７】その結果を図２，３に示す。Ｍ（磁気モー
メント）−Ｈ（磁場）カーブは磁場ゼロからシフトした
ループを示し, ＮｉＦｅのスピンが外部磁場に対し, 固
定されていることがわかる。そのシフト量（Ｈｕａ）は
ＦｅＭｎで３００ Ｏｅ，ＮｉＭｎで２００ Ｏｅであ
った。
メント）−Ｈ（磁場）カーブは磁場ゼロからシフトした
ループを示し, ＮｉＦｅのスピンが外部磁場に対し, 固
定されていることがわかる。そのシフト量（Ｈｕａ）は
ＦｅＭｎで３００ Ｏｅ，ＮｉＭｎで２００ Ｏｅであ
った。
【００１８】従って, トンネル接合を作製する上で, 一
方の強磁性体のスピンを固定し, もう一方の強磁性体の
スピンを自由に動くようにすることができ, スピンの平
行,反平行を明瞭に行うことができることがわかった。
実際のトンネル接合の構造を図１に示す。
方の強磁性体のスピンを固定し, もう一方の強磁性体の
スピンを自由に動くようにすることができ, スピンの平
行,反平行を明瞭に行うことができることがわかった。
実際のトンネル接合の構造を図１に示す。
【００１９】図において， 1はＳｉ基板， 2は強磁性体
膜でＦｅ膜， 3はトンネル絶縁膜でアルミナ膜, 4は強
磁性体膜でＦｅ膜， 5は反強磁性体膜でＦｅＭｎ膜，ま
たはＮｉＭｎ膜である。
膜でＦｅ膜， 3はトンネル絶縁膜でアルミナ膜, 4は強
磁性体膜でＦｅ膜， 5は反強磁性体膜でＦｅＭｎ膜，ま
たはＮｉＭｎ膜である。
【００２０】実施の形態２ 保磁力と強磁性体微粒子径との関係は, 過去に調べられ
ており, 微粒子径に対し, 保磁力はピークを有すること
が知られている（磁性体ハンドブック等）。強磁性体層
がＦｅの場合, ピーク位置での微粒子径は約１００Åで
ある。従って, 強磁性体薄膜の結晶粒の大きさをガス圧
で制御できるかどうかを実験した。ＲＦスパッタによっ
て, ＮｉＦｅ薄膜を作製した, その際, Ａｒガス圧を５
ｍＴｏｒｒ，２０ｍＴｏｒｒと変化させた膜を作製し,
それらの表面をＡＦＭ（Atomic Force Microscope)にて
観察し, 結晶粒の大きさを評価した。その結果, ５ｍＴ
ｏｒｒで成膜した膜の結晶粒は約１００Åであるのに対
し,２０ｍＴｏｒｒで成膜した膜の結晶粒は約５００Å
であることがわかり, ガス圧の変化で結晶粒を制御でき
ることを確認した。これにより, トンネル接合作製の
際, 成膜中のガス圧を変化させることで, 保磁力差を形
成できることが判明した。
ており, 微粒子径に対し, 保磁力はピークを有すること
が知られている（磁性体ハンドブック等）。強磁性体層
がＦｅの場合, ピーク位置での微粒子径は約１００Åで
ある。従って, 強磁性体薄膜の結晶粒の大きさをガス圧
で制御できるかどうかを実験した。ＲＦスパッタによっ
て, ＮｉＦｅ薄膜を作製した, その際, Ａｒガス圧を５
ｍＴｏｒｒ，２０ｍＴｏｒｒと変化させた膜を作製し,
それらの表面をＡＦＭ（Atomic Force Microscope)にて
観察し, 結晶粒の大きさを評価した。その結果, ５ｍＴ
ｏｒｒで成膜した膜の結晶粒は約１００Åであるのに対
し,２０ｍＴｏｒｒで成膜した膜の結晶粒は約５００Å
であることがわかり, ガス圧の変化で結晶粒を制御でき
ることを確認した。これにより, トンネル接合作製の
際, 成膜中のガス圧を変化させることで, 保磁力差を形
成できることが判明した。
【００２１】実施の形態３ 磁場中の蒸着によって, 保磁力差を形成できるかどうか
を実験した。成膜方法はＥＢ蒸着を用いて, Ｆｅを１．
５Å／sec の成膜速度で磁場中（ｌｋＯｅ）で蒸着し
た。膜厚１５００Åである。
を実験した。成膜方法はＥＢ蒸着を用いて, Ｆｅを１．
５Å／sec の成膜速度で磁場中（ｌｋＯｅ）で蒸着し
た。膜厚１５００Åである。
【００２２】膜をパターンニングした後, ２端子による
磁気抵抗を測定した。磁場は最大１４０ Ｏｅである。
磁気抵抗は, Ｆｅの異方性磁気抵抗によりピークが観測
された。そのピーク位置は, 保磁力に対応していると考
えられる。
磁気抵抗を測定した。磁場は最大１４０ Ｏｅである。
磁気抵抗は, Ｆｅの異方性磁気抵抗によりピークが観測
された。そのピーク位置は, 保磁力に対応していると考
えられる。
【００２３】図４，５に磁場中で蒸着したＦｅ薄膜の容
易軸, 困難軸方向の磁気抵抗曲線を示す。図で，縦軸は
ρ（抵抗率, 任意単位），横軸はＨ（磁場）で２８ Ｏ
ｅ／div である。
易軸, 困難軸方向の磁気抵抗曲線を示す。図で，縦軸は
ρ（抵抗率, 任意単位），横軸はＨ（磁場）で２８ Ｏ
ｅ／div である。
【００２４】容易軸方向に磁場を印加した場合には, 保
磁性力(Coersive Force)Ｈｃが, Ｈｃ＝１４ Ｏｅであ
るのに対し, 困難軸方向に磁場を印加した場合には,Ｈ
ｃ＝９８ Ｏｅが得られ, 大きな保磁力差が生じている
ことが判明した。これは, 磁場を印加しないときと比較
して, 保磁力差が約４倍に増加したことになる。
磁性力(Coersive Force)Ｈｃが, Ｈｃ＝１４ Ｏｅであ
るのに対し, 困難軸方向に磁場を印加した場合には,Ｈ
ｃ＝９８ Ｏｅが得られ, 大きな保磁力差が生じている
ことが判明した。これは, 磁場を印加しないときと比較
して, 保磁力差が約４倍に増加したことになる。
【００２５】(2):図６は本発明の他の実施の形態の説明
図である。図６(A) は絶縁膜の上側に金属膜としてＡｌ
膜を挿入する例，図６(B) は絶縁膜の下側に金属膜とし
てＡｌ膜を挿入する例，図６(C) は絶縁膜の両側に金属
膜としてＡｌ膜を挿入する例である。ここでは代表例と
して図６(A) のプロセスについて説明する。
図である。図６(A) は絶縁膜の上側に金属膜としてＡｌ
膜を挿入する例，図６(B) は絶縁膜の下側に金属膜とし
てＡｌ膜を挿入する例，図６(C) は絶縁膜の両側に金属
膜としてＡｌ膜を挿入する例である。ここでは代表例と
して図６(A) のプロセスについて説明する。
【００２６】第１層の強磁性体 2は, 電子ビーム（Ｅ
Ｂ）蒸着を用いて, 基板温度２００℃でＦｅを５Å／se
c の成膜速度で磁場中（ｌｋ０ｅ）で基板 1上に蒸着す
る。この際の膜厚は１０００Åである。パターニングは
メタルマスクを用いて行う。
Ｂ）蒸着を用いて, 基板温度２００℃でＦｅを５Å／se
c の成膜速度で磁場中（ｌｋ０ｅ）で基板 1上に蒸着す
る。この際の膜厚は１０００Åである。パターニングは
メタルマスクを用いて行う。
【００２７】その後, チャンバーから取り出し, 直ち
に, Ａｌのスパッタ, 及び酸化のために, 高周波（Ｒ
Ｆ）スパッタ装置に入れる。ＲＦパワーは１００Ｗ（４
インチのターゲット）で, ４．４Å／ｓｅｃのスパッタ
レートでＡｒガス中にてＡｌを厚さ 100Åスパッ夕す
る。
に, Ａｌのスパッタ, 及び酸化のために, 高周波（Ｒ
Ｆ）スパッタ装置に入れる。ＲＦパワーは１００Ｗ（４
インチのターゲット）で, ４．４Å／ｓｅｃのスパッタ
レートでＡｒガス中にてＡｌを厚さ 100Åスパッ夕す
る。
【００２８】次いで，Ａｒガスを引き切った後, チャン
バー内に酸素を導入する。酸素圧は１００ｍＴｏｒｒで
あり, 酸化時間は６０分である。この酸化によりＡｌ膜
はトンネル絶縁膜となるアルミナ(AlOx) 膜 3に変換さ
れる。トンネル絶縁膜k 厚さは１０〜２０Åである。
バー内に酸素を導入する。酸素圧は１００ｍＴｏｒｒで
あり, 酸化時間は６０分である。この酸化によりＡｌ膜
はトンネル絶縁膜となるアルミナ(AlOx) 膜 3に変換さ
れる。トンネル絶縁膜k 厚さは１０〜２０Åである。
【００２９】酸化が終了した後, チャンバー内の酸素を
引き, Ａｒガス中にて再びＡｌ膜(本発明の金属膜) 6
を４．４Åスパッ夕する。最後に, ＥＢ蒸着にて, Ｆｅ
膜4を１０００Å蒸着してトンネル接合を作製する。
引き, Ａｒガス中にて再びＡｌ膜(本発明の金属膜) 6
を４．４Åスパッ夕する。最後に, ＥＢ蒸着にて, Ｆｅ
膜4を１０００Å蒸着してトンネル接合を作製する。
【００３０】これにより, 酸化し易い２層の強磁性体
（Ｆｅ）／絶縁体（酸化物）の界面が存在しない構造が
実現する。この素子構造にて, トンネル接合の歩留まり
が２倍に向上した。
（Ｆｅ）／絶縁体（酸化物）の界面が存在しない構造が
実現する。この素子構造にて, トンネル接合の歩留まり
が２倍に向上した。
【００３１】
【発明の効果】本発明によれば, 低い磁場において, 大
きな抵抗変化を示す優れた特性を持つ磁気センサーを歩
留良く, 作製することが可能である。これを利用して,
高磁気記録媒体からの情報を読み取る磁気ヘッドを作製
することができる。
きな抵抗変化を示す優れた特性を持つ磁気センサーを歩
留良く, 作製することが可能である。これを利用して,
高磁気記録媒体からの情報を読み取る磁気ヘッドを作製
することができる。
【図１】 本発明の実施の形態の説明図(1)
【図２】 本発明の実施の形態の説明図(2)
【図３】 本発明の実施の形態の説明図(3）
【図４】 本発明の実施の形態の説明図(4）
【図５】 本発明の実施の形態の説明図(5)
【図６】 本発明の他の実施の形態の説明図
【図７】 従来例の説明図
1 Ｓｉ基板 2 強磁性体膜でＦｅ膜 3 トンネル絶縁膜でアルミナ膜 4 強磁性体膜でＦｅ膜 5 反強磁性体でＦｅＭｎ膜またはＮｉＭｎ膜 6 金属膜でＡｌ膜
Claims (10)
- 【請求項１】 強磁性体層／絶縁体層／強磁性体層の３
層構造からなるトンネル接合を有し，該トンネル接合の
一方の強磁性体層の外側上に反強磁性体層を積層してな
ることを特徴とする強磁性トンネル素子。 - 【請求項２】 前記反強磁性体層はＦｅＭｎ，またはＮ
ｉＭｎであることを特徴とする請求項１記載の強磁性ト
ンネル素子。 - 【請求項３】 前記強磁性体層はＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉ, あ
るいは, それらの合金であることを特徴とする請求項１
記載の強磁性トンネル素子。 - 【請求項４】 前記強磁性トンネル接合に形成の際に，
前記強磁性体層の成膜中のガス圧を変化させることによ
り，両方の強磁性体層の保磁力差を形成することを特徴
とする強磁性トンネル素子の製造方法。 - 【請求項５】 前記強磁性トンネル接合に形成の際に，
前記強磁性体層を成膜中のガス圧及び成膜温度を変化さ
せることにより，両方の強磁性体層の保磁力差を形成す
ることを特徴とする強磁性トンネル素子の製造方法。 - 【請求項６】 前記強磁性トンネル接合に形成の際に，
前記強磁性体層の成膜を磁場中にて行うことにより，両
方の強磁性体層の保磁力差を形成することを特徴とする
強磁性トンネル素子の製造方法。 - 【請求項７】 強磁性体層／絶縁体層／強磁性体層の３
層構造からなるトンネル接合を有し, 該トンネル接合の
絶縁体層の少なくとも片側に金属層が挿入されてなるこ
とを特徴とする強磁性トンネル素子。 - 【請求項８】 前記強磁性体層は, Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｏ,
あるいはそれらの合金であることを特徴とする請求項７
記載の強磁性トンネル素子。 - 【請求項９】 前記金属層の厚さは０．２ｎｍから１０
ｎｍの範囲であることを特徴とする請求項７記載の強磁
性トンネル素子。 - 【請求項１０】 前記金属層はＡｌであることを特徴と
する請求項７記載の強磁性トンネル素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7259938A JPH09106514A (ja) | 1995-10-06 | 1995-10-06 | 強磁性トンネル素子及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7259938A JPH09106514A (ja) | 1995-10-06 | 1995-10-06 | 強磁性トンネル素子及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09106514A true JPH09106514A (ja) | 1997-04-22 |
Family
ID=17341017
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7259938A Pending JPH09106514A (ja) | 1995-10-06 | 1995-10-06 | 強磁性トンネル素子及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09106514A (ja) |
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