JPH0997935A - 磁気抵抗効果素子 - Google Patents
磁気抵抗効果素子Info
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- 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
- H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
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- H01F41/302—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for applying magnetic films to substrates for applying nanostructures, e.g. by molecular beam epitaxy [MBE] for applying spin-exchange-coupled multilayers, e.g. nanostructured superlattices
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 熱処理によっても抵抗変化率が劣化しない、
耐熱性に優れた人工格子磁気抵抗効果素子、磁気抵抗効
果ヘッドを提案すること。 【解決手段】 ２層以上の磁性層３とＣｕ系非磁性層２
が積層された人工格子磁気抵抗効果素子において、熱処
理による抵抗変化率の劣化を防ぐため、前記磁性層３又
はＣｕ系非磁性層２にＲｅ，Ｃｒを0.01〜10原子％添加
する。このＲｅ，Ｃｒは、Ｃｕ及びＮｉと非固溶である
ため、Ｃｕ系非磁性層２とＮｉ系磁性層３の拡散が抑え
られ、耐熱性に優れた人工格子磁気抵抗効果素子、磁気
抵抗効果ヘッドが実現できる。
耐熱性に優れた人工格子磁気抵抗効果素子、磁気抵抗効
果ヘッドを提案すること。 【解決手段】 ２層以上の磁性層３とＣｕ系非磁性層２
が積層された人工格子磁気抵抗効果素子において、熱処
理による抵抗変化率の劣化を防ぐため、前記磁性層３又
はＣｕ系非磁性層２にＲｅ，Ｃｒを0.01〜10原子％添加
する。このＲｅ，Ｃｒは、Ｃｕ及びＮｉと非固溶である
ため、Ｃｕ系非磁性層２とＮｉ系磁性層３の拡散が抑え
られ、耐熱性に優れた人工格子磁気抵抗効果素子、磁気
抵抗効果ヘッドが実現できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気抵抗効果素子
に関し、詳細には、磁気媒体などにおいて、磁界強度を
信号として読み取るための磁気抵抗効果素子に関する。
特に、本発明は、小さい外部磁場で抵抗変化率が大き
く、２層以上の磁性層が非磁性層を介して積層された人
工格子磁気抵抗効果膜を使った磁気抵抗効果ヘッドと、
検出される磁界の変化として上記磁気抵抗効果素子の抵
抗変化率を検出する方法を備えた磁気抵抗検出システム
に関する。
に関し、詳細には、磁気媒体などにおいて、磁界強度を
信号として読み取るための磁気抵抗効果素子に関する。
特に、本発明は、小さい外部磁場で抵抗変化率が大き
く、２層以上の磁性層が非磁性層を介して積層された人
工格子磁気抵抗効果膜を使った磁気抵抗効果ヘッドと、
検出される磁界の変化として上記磁気抵抗効果素子の抵
抗変化率を検出する方法を備えた磁気抵抗検出システム
に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、磁気センサ−の高感度化及び磁気
記録における高密度化が進められており、これに伴い、
磁気抵抗効果型磁気センサ−(以下“ＭＲセンサ−”と
いう)及び磁気抵抗効果型磁気ヘッド(以下“ＭＲヘッ
ド”という)の開発が盛んに進められている。
記録における高密度化が進められており、これに伴い、
磁気抵抗効果型磁気センサ−(以下“ＭＲセンサ−”と
いう)及び磁気抵抗効果型磁気ヘッド(以下“ＭＲヘッ
ド”という)の開発が盛んに進められている。
【０００３】ところで、ＭＲセンサ−もＭＲヘッドも、
磁性材料からなる読み取りセンサ−部の抵抗変化により
外部磁界信号を読みだすものであるが、このＭＲセンサ
−及びＭＲヘッドは、記録媒体との相対速度が再生出力
に依存しないことから、ＭＲセンサ−では高感度が得ら
れ、また、ＭＲヘッドでは、高密度磁気記録においても
高い出力が得られるという特長がある。
磁性材料からなる読み取りセンサ−部の抵抗変化により
外部磁界信号を読みだすものであるが、このＭＲセンサ
−及びＭＲヘッドは、記録媒体との相対速度が再生出力
に依存しないことから、ＭＲセンサ−では高感度が得ら
れ、また、ＭＲヘッドでは、高密度磁気記録においても
高い出力が得られるという特長がある。
【０００４】最近、非磁性層を介して２層以上の複数の
磁性薄膜からなり、外部磁場で大きな磁気抵抗変化を示
す人工格子磁気抵抗効果膜が発表された［“フィジカル
レビュ−レタ−(Phys.Rev.Lett.)”第61巻(1988年)の
第2472頁参照］。なお、この人工格子磁気抵抗効果膜は
、外部磁場により数％〜数10％の大きい抵抗変化率を
示す。そして、この人工格子磁気抵抗効果膜を使用した
“高感度で高出力なＭＲヘッド”が提案されている。
磁性薄膜からなり、外部磁場で大きな磁気抵抗変化を示
す人工格子磁気抵抗効果膜が発表された［“フィジカル
レビュ−レタ−(Phys.Rev.Lett.)”第61巻(1988年)の
第2472頁参照］。なお、この人工格子磁気抵抗効果膜は
、外部磁場により数％〜数10％の大きい抵抗変化率を
示す。そして、この人工格子磁気抵抗効果膜を使用した
“高感度で高出力なＭＲヘッド”が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記の人工格
子磁気抵抗効果素子において、非磁性層としてＣｕ材を
用い、磁性層としてＮｉ系磁性体を使用した人工格子膜
では、ＣｕとＮｉとが互いに固溶する組み合せであると
ころから、熱処理によりＣｕ／ＮｉＦｅ界面で拡散が起
こり、人工格子の磁気特性が劣化し、抵抗変化率が低下
(劣化)してしまうという問題があった。
子磁気抵抗効果素子において、非磁性層としてＣｕ材を
用い、磁性層としてＮｉ系磁性体を使用した人工格子膜
では、ＣｕとＮｉとが互いに固溶する組み合せであると
ころから、熱処理によりＣｕ／ＮｉＦｅ界面で拡散が起
こり、人工格子の磁気特性が劣化し、抵抗変化率が低下
(劣化)してしまうという問題があった。
【０００６】本発明は、上記問題点に鑑み成されたもの
であって、その目的とするところは、熱処理によっても
抵抗変化率が劣化しない人工格子磁気抵抗効果膜及びこ
の人工格子磁気抵抗効果膜を用いた磁気抵抗検出システ
ムを提案することにある。
であって、その目的とするところは、熱処理によっても
抵抗変化率が劣化しない人工格子磁気抵抗効果膜及びこ
の人工格子磁気抵抗効果膜を用いた磁気抵抗検出システ
ムを提案することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、２層以上の磁
性層とＣｕ系非磁性層が積層された人工格子磁気抵抗効
果素子において、特に熱処理による抵抗変化率の劣化を
防ぐため、Ｃｕ系非磁性層又はＮｉ系磁性層にＲｅ，Ｃ
ｒを特定量(0.01〜10原子％)添加することを特徴とす
る。
性層とＣｕ系非磁性層が積層された人工格子磁気抵抗効
果素子において、特に熱処理による抵抗変化率の劣化を
防ぐため、Ｃｕ系非磁性層又はＮｉ系磁性層にＲｅ，Ｃ
ｒを特定量(0.01〜10原子％)添加することを特徴とす
る。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る人工格子磁気
抵抗効果素子について詳細に説明する。まず、本発明で
Ｃｕ系非磁性層又はＮｉ系磁性層に添加する「Ｒｅ，Ｃ
ｒ」の作用について説明すると、Ｒｅ，Ｃｒは、Ｃｕ及
びＮｉと非固溶の材料であるところから、例えばＣｕ
(Ｒｅ)タ−ゲットを用いてスパッタリングすると、Ｃｕ
の粒界にＲｅが析出した膜が生成する。この膜生成を利
用して、NiFe／Ｃｕ(Ｒｅ)／NiFe膜を作製し、これを熱
処理すると、Ｃｕ粒界にＲｅが析出しているために、Ni
Feは、Ｃｕ層への粒界拡散がし難くなり、Ｃｕ／NiFe界
面での拡散が生じることがなく、その結果、磁気特性の
劣化が抑制されることになる。
抵抗効果素子について詳細に説明する。まず、本発明で
Ｃｕ系非磁性層又はＮｉ系磁性層に添加する「Ｒｅ，Ｃ
ｒ」の作用について説明すると、Ｒｅ，Ｃｒは、Ｃｕ及
びＮｉと非固溶の材料であるところから、例えばＣｕ
(Ｒｅ)タ−ゲットを用いてスパッタリングすると、Ｃｕ
の粒界にＲｅが析出した膜が生成する。この膜生成を利
用して、NiFe／Ｃｕ(Ｒｅ)／NiFe膜を作製し、これを熱
処理すると、Ｃｕ粒界にＲｅが析出しているために、Ni
Feは、Ｃｕ層への粒界拡散がし難くなり、Ｃｕ／NiFe界
面での拡散が生じることがなく、その結果、磁気特性の
劣化が抑制されることになる。
【０００９】以上、Ｃｕ系非磁性層又はＮｉ系磁性層に
添加する“Ｒｅ”について説明したが、このＲｅのかわ
りにＣｒを用いた場合でも、上記と同一のメカニズムで
磁気特性の劣化を抑制することができる。
添加する“Ｒｅ”について説明したが、このＲｅのかわ
りにＣｒを用いた場合でも、上記と同一のメカニズムで
磁気特性の劣化を抑制することができる。
【００１０】次に、本発明で添加するＲｅ，Ｃｒの濃度
について説明すると、本発明において、添加元素：Ｒ
ｅ，Ｃｒの濃度としては、0.01原子％から10原子％であ
る。この濃度が0.01原子％未満であると、粒界に析出す
るＲｅ，Ｃｒの量が少なすぎ、拡散が起こり易く、耐熱
性もあまり良くないので好ましくない。逆に10原子％を
超えると、耐熱性は良好となるが、人工格子膜の比抵抗
率が高くなり、抵抗変化率が減少してしまうので好まし
くない。
について説明すると、本発明において、添加元素：Ｒ
ｅ，Ｃｒの濃度としては、0.01原子％から10原子％であ
る。この濃度が0.01原子％未満であると、粒界に析出す
るＲｅ，Ｃｒの量が少なすぎ、拡散が起こり易く、耐熱
性もあまり良くないので好ましくない。逆に10原子％を
超えると、耐熱性は良好となるが、人工格子膜の比抵抗
率が高くなり、抵抗変化率が減少してしまうので好まし
くない。
【００１１】以下、本発明の磁性薄膜に用いる非磁性薄
膜及び磁性薄膜について説明すると、本発明において、
非磁性薄膜を構成する非磁性体の種類としては、Ｃｕな
いしはＣｕを主成分とする合金の使用が好ましい。具体
的には、ＣｕＡｕ，ＣｕＮｉ，ＣｕＰｄ，ＣｕＶのＣｕ
系合金が望ましい。
膜及び磁性薄膜について説明すると、本発明において、
非磁性薄膜を構成する非磁性体の種類としては、Ｃｕな
いしはＣｕを主成分とする合金の使用が好ましい。具体
的には、ＣｕＡｕ，ＣｕＮｉ，ＣｕＰｄ，ＣｕＶのＣｕ
系合金が望ましい。
【００１２】本発明において、非磁性薄膜の膜厚として
は、50オングストロ−ム以下が好ましい。その理由は、
一般に膜厚が50オングストロ−ムを超えると、この非磁
性薄膜により抵抗が決ってしまい、スピンに依存する散
乱効果が相対的に小さくなってしまい、その結果、磁気
抵抗変化率が小さくなってしまうからである。一方、非
磁性薄膜の膜厚が４オングストロ−ム以下になると、磁
性薄膜間の磁気相互作用が大きくなりすぎ、また、磁気
的な直接接触状態(ピンホ−ル)の発生が避けられないこ
とから、両磁性薄膜の磁化方向の反平行状態が生じにく
くなるので好ましくない。
は、50オングストロ−ム以下が好ましい。その理由は、
一般に膜厚が50オングストロ−ムを超えると、この非磁
性薄膜により抵抗が決ってしまい、スピンに依存する散
乱効果が相対的に小さくなってしまい、その結果、磁気
抵抗変化率が小さくなってしまうからである。一方、非
磁性薄膜の膜厚が４オングストロ−ム以下になると、磁
性薄膜間の磁気相互作用が大きくなりすぎ、また、磁気
的な直接接触状態(ピンホ−ル)の発生が避けられないこ
とから、両磁性薄膜の磁化方向の反平行状態が生じにく
くなるので好ましくない。
【００１３】本発明の磁性薄膜を構成する磁性体の種類
としては、Ｎｉ，ＮｉＦｅ，ＮｉＣｏ，ＮｉＦｅＣｏ又
はこれらを主成分とする合金の使用が好ましい。各磁性
薄膜の膜厚の上限は、200オングストロ−ムが好まし
い。その理由は、膜厚を200オングストロ−ム以上とし
ても効果は落ちないが、膜厚の増加に伴って効果が増大
することもなく、逆に該膜の作製上無駄が多く、不経済
であるからである。
としては、Ｎｉ，ＮｉＦｅ，ＮｉＣｏ，ＮｉＦｅＣｏ又
はこれらを主成分とする合金の使用が好ましい。各磁性
薄膜の膜厚の上限は、200オングストロ−ムが好まし
い。その理由は、膜厚を200オングストロ−ム以上とし
ても効果は落ちないが、膜厚の増加に伴って効果が増大
することもなく、逆に該膜の作製上無駄が多く、不経済
であるからである。
【００１４】一方、各磁性薄膜の膜厚の下限について
は、本発明で特に限定するものではなく、任意である
が、４オングストロ−ム以下では、キュリ−点が室温よ
り低くなり、実用性に問題が生じる。そして、４オング
ストロ−ム以上とすれば、膜厚を均一に保つことが容易
となり、膜厚も良好となる。また、飽和磁化の大きさが
小さくなりすぎることもない。
は、本発明で特に限定するものではなく、任意である
が、４オングストロ−ム以下では、キュリ−点が室温よ
り低くなり、実用性に問題が生じる。そして、４オング
ストロ−ム以上とすれば、膜厚を均一に保つことが容易
となり、膜厚も良好となる。また、飽和磁化の大きさが
小さくなりすぎることもない。
【００１５】なお、磁気抵抗効果素子中に存在する磁性
薄膜の磁気特性については、直接測定することができな
いので、通常次のようにして測定する。即ち、測定すべ
き磁性薄膜を磁性薄膜の合計厚さが200〜400オングスト
ロ−ム程度になるまで非磁性薄膜と交互に蒸着して測定
用サンプルを作製し、これについて磁気特性を測定する
手段を採用する。なお、この場合、磁性薄膜の厚さ及び
非磁性薄膜の厚さ並びに非磁性薄膜の組成については、
磁気抵抗効果測定素子におけるものと同じにする。
薄膜の磁気特性については、直接測定することができな
いので、通常次のようにして測定する。即ち、測定すべ
き磁性薄膜を磁性薄膜の合計厚さが200〜400オングスト
ロ−ム程度になるまで非磁性薄膜と交互に蒸着して測定
用サンプルを作製し、これについて磁気特性を測定する
手段を採用する。なお、この場合、磁性薄膜の厚さ及び
非磁性薄膜の厚さ並びに非磁性薄膜の組成については、
磁気抵抗効果測定素子におけるものと同じにする。
【００１６】磁性薄膜又は非磁性薄膜の各膜厚は、透過
型電子顕微鏡、走査型電子顕微鏡、オ−ジェ電子分光分
析等により測定することができる。また、薄膜の結晶構
造は、Ｘ線回析や高速電子線回析等により確認すること
ができる。
型電子顕微鏡、走査型電子顕微鏡、オ−ジェ電子分光分
析等により測定することができる。また、薄膜の結晶構
造は、Ｘ線回析や高速電子線回析等により確認すること
ができる。
【００１７】
【作用】本発明に係る人工格子磁気抵抗効果素子では、
前記したとおり、非磁性層又は磁性層中に“Ｒｅ又はＣ
ｒ”が0.01〜10原子％混合している点を必須構成要件と
するものである。このＲｅ，Ｃｒは、Ｃｕ及びＮｉと非
固溶であり、例えばＣｕにＲｅを添加して成膜すると、
Ｃｕの粒界にＲｅが析出してＮｉが拡散しにくくなり、
そのため人工格子磁気抵抗効果膜の耐熱性が向上する作
用が生じる。また、ＮｉにＲｅを添加して成膜した場合
でも、Ｎｉ粒界にＲｅが析出してＣｕが拡散しにくくな
り、同じく耐熱性が向上する作用が生じる。
前記したとおり、非磁性層又は磁性層中に“Ｒｅ又はＣ
ｒ”が0.01〜10原子％混合している点を必須構成要件と
するものである。このＲｅ，Ｃｒは、Ｃｕ及びＮｉと非
固溶であり、例えばＣｕにＲｅを添加して成膜すると、
Ｃｕの粒界にＲｅが析出してＮｉが拡散しにくくなり、
そのため人工格子磁気抵抗効果膜の耐熱性が向上する作
用が生じる。また、ＮｉにＲｅを添加して成膜した場合
でも、Ｎｉ粒界にＲｅが析出してＣｕが拡散しにくくな
り、同じく耐熱性が向上する作用が生じる。
【００１８】ここで、本発明に係る人工格子磁気抵抗効
果素子について、従来技術と対比して更に詳細に説明す
る。ハ−ドディスクドライブヘッドでは、高密度磁気記
録及び小型化が進み、それと共に媒体上で読み書きされ
る磁気エリアが小さくなってきている。これに対して、
大きな抵抗変化を示す人工格子磁気抵抗効果素子を用い
た出力の大きなＭＲヘッドがこれまでに提案されてい
る。
果素子について、従来技術と対比して更に詳細に説明す
る。ハ−ドディスクドライブヘッドでは、高密度磁気記
録及び小型化が進み、それと共に媒体上で読み書きされ
る磁気エリアが小さくなってきている。これに対して、
大きな抵抗変化を示す人工格子磁気抵抗効果素子を用い
た出力の大きなＭＲヘッドがこれまでに提案されてい
る。
【００１９】このような人工格子磁気抵抗効果素子で
は、非磁性層を介して磁性層の向きが平行，反平行にな
ったときに膜の抵抗が変化する。そして、非磁性材料と
しては、大きな抵抗変化を示すＣｕ系人工格子が使用さ
れており、一方、磁性材料としては、小さい外部磁界で
磁化が反転するような軟磁性を示すＮｉＦｅ，ＮｉＦｅ
Ｃｏ系合金が使用されているが、この２種類の材料を組
み合わせた“NiFe／Cu人工格子、又は、NiFeCo／Cu人工
格子”では、ＮｉとＣｕが固溶するため、熱処理すると
抵抗変化率が劣化してしまうという欠点を有している。
は、非磁性層を介して磁性層の向きが平行，反平行にな
ったときに膜の抵抗が変化する。そして、非磁性材料と
しては、大きな抵抗変化を示すＣｕ系人工格子が使用さ
れており、一方、磁性材料としては、小さい外部磁界で
磁化が反転するような軟磁性を示すＮｉＦｅ，ＮｉＦｅ
Ｃｏ系合金が使用されているが、この２種類の材料を組
み合わせた“NiFe／Cu人工格子、又は、NiFeCo／Cu人工
格子”では、ＮｉとＣｕが固溶するため、熱処理すると
抵抗変化率が劣化してしまうという欠点を有している。
【００２０】この人工格子を用いてＨＤＤ用磁気ヘツド
を製造する場合、ＰＲ工程で300℃前後の熱が人工格子
磁気抵抗効果素子に加わることになり、この熱処理によ
り抵抗変化率が劣化してしまう。例えばＮｉＦｅ／Ｃｕ
膜では、250℃まで熱が加わると抵抗変化率が劣化する
ことになる。
を製造する場合、ＰＲ工程で300℃前後の熱が人工格子
磁気抵抗効果素子に加わることになり、この熱処理によ
り抵抗変化率が劣化してしまう。例えばＮｉＦｅ／Ｃｕ
膜では、250℃まで熱が加わると抵抗変化率が劣化する
ことになる。
【００２１】これに対し、本発明に係る人工格子磁気抵
抗効果素子のように、Ｃｕ層にＲｅを加えたNiFe／Cu(R
e)膜では、Ｃｕ層粒界にＲｅが析出し、これによりＮｉ
Ｆｅの拡散が抑制され、250℃以上の熱が加わっても抵
抗変化率が劣化することはない。Ｃｕ層にＣｒを添加混
合した場合でも、また、磁性層にＲｅ又はＣｒを添加混
合した場合でも、同じく熱処理により抵抗変化率が劣化
することがない。
抗効果素子のように、Ｃｕ層にＲｅを加えたNiFe／Cu(R
e)膜では、Ｃｕ層粒界にＲｅが析出し、これによりＮｉ
Ｆｅの拡散が抑制され、250℃以上の熱が加わっても抵
抗変化率が劣化することはない。Ｃｕ層にＣｒを添加混
合した場合でも、また、磁性層にＲｅ又はＣｒを添加混
合した場合でも、同じく熱処理により抵抗変化率が劣化
することがない。
【００２２】
【実施例】次に、本発明の実施例を比較例と共に挙げ、
本発明で生じる効果を含めて具体的に説明する。
本発明で生じる効果を含めて具体的に説明する。
【００２３】図１は、本発明に係る磁気抵抗効果素子の
１例を示す斜視図である。本発明に係る磁気抵抗効果素
子は、図１に示すように、非磁性層２と磁性層３を互い
に積層した人工格子膜１と、それに続く電極４によって
構成されている。
１例を示す斜視図である。本発明に係る磁気抵抗効果素
子は、図１に示すように、非磁性層２と磁性層３を互い
に積層した人工格子膜１と、それに続く電極４によって
構成されている。
【００２４】（比較例）最初に、比較のため、非磁性層
として純Ｃｕ母材を用いた人工格子膜を作製し、この耐
熱性を調べた。即ち、NiFe(100Å)／Ｃｕ(25Å)／NiFe
(100Å)／FeMn(100Å)人工格子膜をガラス基板上にスパ
ッタリング法で成膜し、この膜をパタ−ン幅５μｍに微
細加工した後、150〜350℃で１時間、真空中で熱処理
し、その際の熱処理温度に対する抵抗変化率を測定し
た。
として純Ｃｕ母材を用いた人工格子膜を作製し、この耐
熱性を調べた。即ち、NiFe(100Å)／Ｃｕ(25Å)／NiFe
(100Å)／FeMn(100Å)人工格子膜をガラス基板上にスパ
ッタリング法で成膜し、この膜をパタ−ン幅５μｍに微
細加工した後、150〜350℃で１時間、真空中で熱処理
し、その際の熱処理温度に対する抵抗変化率を測定し
た。
【００２５】なお、抵抗測定は、外部磁界を面内に電流
と垂直方向になるように印加しながら、−500〜500Ｏｅ
まで変化させたときの抵抗を４端子法により測定し、そ
の抵抗から磁気抵抗変化率△Ｒ／Ｒを求めた。抵抗変化
率△Ｒ／Ｒは、最大抵抗値をＲmax、最小抵抗値をＲmin
とし、次式により計算した。
と垂直方向になるように印加しながら、−500〜500Ｏｅ
まで変化させたときの抵抗を４端子法により測定し、そ
の抵抗から磁気抵抗変化率△Ｒ／Ｒを求めた。抵抗変化
率△Ｒ／Ｒは、最大抵抗値をＲmax、最小抵抗値をＲmin
とし、次式により計算した。
【００２６】
【数１】
【００２７】この比較例である人工格子膜の熱処理前の
抵抗変化率は3.9％であった。図２は、熱処理後の熱処
理温度と抵抗変化率の関係を示すグラフである。図２か
ら明らかなように、純Ｃｕ層を使用した人工格子膜(○
印：比較例)では、200℃より高温になると抵抗変化が劣
化し始め、300℃では、3.0％とかなり小さくなってしま
うことが認められた。
抵抗変化率は3.9％であった。図２は、熱処理後の熱処
理温度と抵抗変化率の関係を示すグラフである。図２か
ら明らかなように、純Ｃｕ層を使用した人工格子膜(○
印：比較例)では、200℃より高温になると抵抗変化が劣
化し始め、300℃では、3.0％とかなり小さくなってしま
うことが認められた。
【００２８】（実施例）本実施例では、非磁性層として
“ＣｕにＲｅを0.01原子％，１原子％，10原子％”をそ
れぞれ添加したNiFe(100Å)／Ｃｕ(Ｒｅ)(25Å)／NiFe
(100Å)／FeMn(100Å)人工格子膜 ”を作製し、この膜
の熱処理温度に対する抵抗変化率を前記比較例と同一測
定法で測定した。その測定結果を図２に表示する。な
お、図２において、Ｃｕ層にＲｅを0.01原子％，1.0原
子％，10原子％添加した人工格子膜の「熱処理温度と抵
抗変化率の関係」をそれぞれ×印，△印，□印で示し
た。
“ＣｕにＲｅを0.01原子％，１原子％，10原子％”をそ
れぞれ添加したNiFe(100Å)／Ｃｕ(Ｒｅ)(25Å)／NiFe
(100Å)／FeMn(100Å)人工格子膜 ”を作製し、この膜
の熱処理温度に対する抵抗変化率を前記比較例と同一測
定法で測定した。その測定結果を図２に表示する。な
お、図２において、Ｃｕ層にＲｅを0.01原子％，1.0原
子％，10原子％添加した人工格子膜の「熱処理温度と抵
抗変化率の関係」をそれぞれ×印，△印，□印で示し
た。
【００２９】Ｒｅを0.01原子％添加した人工格子膜(×
印)では、熱処理が250℃以上になると、比較例に比して
若干耐熱性の向上が認められる。また、１％原子添加し
た人工格子膜(△印)では、膜の比抵抗値が少し大きくな
るため、熱処理前の抵抗変化率も小さくなるが、耐熱性
は向上し、抵抗変化率の減少の度合は小さい。10原子％
添加した人工格子膜(□印)では、さらに耐熱性は向上す
るが、膜の比抵抗値が大きく、熱処理前の抵抗変化率も
少々小さくなっている。
印)では、熱処理が250℃以上になると、比較例に比して
若干耐熱性の向上が認められる。また、１％原子添加し
た人工格子膜(△印)では、膜の比抵抗値が少し大きくな
るため、熱処理前の抵抗変化率も小さくなるが、耐熱性
は向上し、抵抗変化率の減少の度合は小さい。10原子％
添加した人工格子膜(□印)では、さらに耐熱性は向上す
るが、膜の比抵抗値が大きく、熱処理前の抵抗変化率も
少々小さくなっている。
【００３０】なお、磁性層であるＮｉＦｅ層にＲｅ，Ｃ
ｒを加えた人工格子膜を作製し、熱処理温度に対する抵
抗変化率を測定したところ、耐熱性は向上していた。ま
た、Ｃｒ添加Ｃｕ層を用いて人工格子膜を作製し、同じ
く熱処理温度に対する抵抗変化率を測定したところ、Ｃ
ｒ添加により若干抵抗変化率が減少するが、耐熱性はや
はり向上することが確かめられた。
ｒを加えた人工格子膜を作製し、熱処理温度に対する抵
抗変化率を測定したところ、耐熱性は向上していた。ま
た、Ｃｒ添加Ｃｕ層を用いて人工格子膜を作製し、同じ
く熱処理温度に対する抵抗変化率を測定したところ、Ｃ
ｒ添加により若干抵抗変化率が減少するが、耐熱性はや
はり向上することが確かめられた。
【００３１】
【発明の効果】本発明は、以上詳記したとおり、２層以
上の磁性層とCu系非磁性層が積層された人工格子磁気抵
抗効果素子において、Ｃｕ系非磁性層又は磁性層にＲ
ｅ，Ｃｒを特定量(0.01〜10原子％)添加することを特徴
とし、これにより、特に熱処理による抵抗変化率の劣化
を防止することができる効果が生じる。そして、本発明
によれば、耐熱性の高い磁気抵抗効果素子、磁気抵抗効
果ヘッドを提供することができるものである。
上の磁性層とCu系非磁性層が積層された人工格子磁気抵
抗効果素子において、Ｃｕ系非磁性層又は磁性層にＲ
ｅ，Ｃｒを特定量(0.01〜10原子％)添加することを特徴
とし、これにより、特に熱処理による抵抗変化率の劣化
を防止することができる効果が生じる。そして、本発明
によれば、耐熱性の高い磁気抵抗効果素子、磁気抵抗効
果ヘッドを提供することができるものである。
【図１】本発明に係る磁気抵抗効果素子の１例を示す斜
視図。
視図。
【図２】純Ｃｕ層及びＲｅ添加Ｃｕ層を使用した人工格
子膜の熱処理温度と抵抗変化率の関係を示すグラフ。
子膜の熱処理温度と抵抗変化率の関係を示すグラフ。
１ 人工格子膜 ２ 非磁性層 ３ 磁性層 ４ 電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石原 邦彦 東京都港区芝五丁目７番１号日本電気株式 会社内
Claims (8)
- 【請求項１】 基板上にＣｕ，Ｃｕを主成分とするＣｕ
合金からなる非磁性層を介して磁性層が積層された構造
の人工格子磁気抵抗効果素子において、前記Ｃｕ層，Ｃ
ｕ合金層にＲｅを0.01〜10原子％添加したことを特徴と
する磁気抵抗効果素子。 - 【請求項２】 基板上にＣｕ，Ｃｕを主成分とするＣｕ
合金からなる非磁性層を介して磁性層が積層された構造
の人工格子磁気抵抗効果素子において、前記Ｃｕ層，Ｃ
ｕ合金層にＣｒを0.01〜10原子％添加したことを特徴と
する磁気抵抗効果素子。 - 【請求項３】 請求項１又は２に記載の磁気抵抗効果素
子において、磁性層がＮｉ，ＮｉＦｅ，ＮｉＣｏ，Ｎｉ
ＦｅＣｏ又はこれらを主成分とする合金からなることを
特徴とする磁気抵抗効果素子。 - 【請求項４】 基板上にＮｉ，ＮｉＦｅ，ＮｉＣｏ，Ｎ
ｉＦｅＣｏ又はこれらを主成分とする磁性層と、Ｃｕ，
Ｃｕを主成分とするＣｕ合金からなる非磁性層が積層さ
れた構造の人工格子磁気抵抗効果素子において、前記磁
性層にＲｅを0.01〜10原子％添加したことを特徴とする
磁気抵抗効果素子。 - 【請求項５】 基板上にＮｉ，ＮｉＦｅ，ＮｉＣｏ，Ｎ
ｉＦｅＣｏ又はこれらを主成分とする磁性層と、Ｃｕ，
Ｃｕを主成分とするＣｕ合金からなる非磁性層が積層さ
れた構造の人工格子磁気抵抗効果素子において、前記磁
性層にＣｒを0.01〜10原子％添加したことを特徴とする
磁気抵抗効果素子。 - 【請求項６】 請求項１，２，３，４又は５に記載の磁
気抵抗効果素子において、非磁性層を介して隣り合った
磁性薄膜層が互いに反強磁性的結合した人工磁気抵抗効
果膜を使用したことを特徴とする磁気抵抗効果素子。 - 【請求項７】 請求項１，２，３，４又は５に記載の磁
気抵抗効果素子において、一方の磁性薄膜層が反強磁性
層と隣接して積層された人工格子磁気抵抗効果膜を使用
したことを特徴とする磁気抵抗効果素子。 - 【請求項８】 請求項１，２，３，４又は５に記載の磁
気抵抗効果素子において、２種類以上の保磁力の異なっ
た磁性体を含む人工格子磁気抵抗効果膜を使用したこと
を特徴とする磁気抵抗効果素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7276519A JP2737721B2 (ja) | 1995-09-30 | 1995-09-30 | 磁気抵抗効果素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7276519A JP2737721B2 (ja) | 1995-09-30 | 1995-09-30 | 磁気抵抗効果素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0997935A true JPH0997935A (ja) | 1997-04-08 |
| JP2737721B2 JP2737721B2 (ja) | 1998-04-08 |
Family
ID=17570609
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7276519A Expired - Fee Related JP2737721B2 (ja) | 1995-09-30 | 1995-09-30 | 磁気抵抗効果素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2737721B2 (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06325934A (ja) * | 1992-10-30 | 1994-11-25 | Toshiba Corp | 磁気抵抗効果素子 |
| JPH0849063A (ja) * | 1994-05-30 | 1996-02-20 | Sony Corp | 磁気抵抗効果膜 |
-
1995
- 1995-09-30 JP JP7276519A patent/JP2737721B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06325934A (ja) * | 1992-10-30 | 1994-11-25 | Toshiba Corp | 磁気抵抗効果素子 |
| JPH0849063A (ja) * | 1994-05-30 | 1996-02-20 | Sony Corp | 磁気抵抗効果膜 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2737721B2 (ja) | 1998-04-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090116 Year of fee payment: 11 |
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| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100116 Year of fee payment: 12 |
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