JPS6412112B2 - - Google Patents
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- JPS6412112B2 JPS6412112B2 JP57135650A JP13565082A JPS6412112B2 JP S6412112 B2 JPS6412112 B2 JP S6412112B2 JP 57135650 A JP57135650 A JP 57135650A JP 13565082 A JP13565082 A JP 13565082A JP S6412112 B2 JPS6412112 B2 JP S6412112B2
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- JP
- Japan
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- thin film
- vacuum
- film
- annealing
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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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Hall/Mr Elements (AREA)
Description
本発明は、磁気抵抗素子用磁性薄膜の製造方法
に関するものであり、特に本発明は、Niおよび
Coより主としてなるスパツタ法により作製した
磁気抵抗素子用磁性薄膜の製造方法に関するもの
である。 磁性薄膜を用いた磁気抵抗素子は磁気ヘツド，
磁性薄膜メモリの検出器，磁場センサー，磁気バ
ブル検出器，マグネスケールの検出器，VTRテ
ープの頭出し検出器，ロータリーエンコーダー用
信号検出器，その他に広く用いられている。これ
ら各種センサーに用いられている磁気抵抗素子用
磁性薄膜としてはNi―Fe薄膜とNi―Co薄膜が用
いられており、これらの薄膜は専ら真空蒸着法に
よつて作製されているが、スパツタ法によつても
作製することができる。ところで真空蒸着法によ
るとスパツタ法によるよりも薄膜中の不純物含有
量が少なく、かつ薄膜の磁気抵抗効果ΔR／Ｒ
（但しＲは素子の抵抗、ΔRは磁界による抵抗変
化）が大きいという長所があるため、磁気抵抗素
子用磁性膜を作製するためには従来専ら真空蒸着
法が用いられている。 しかしながら、真空蒸着法にあつてはスパツタ
法に比し下記(1)，(2)，(3)の如き欠点のあることが
知られている。 (1) 膜厚の牲御が困難である。 (2) 膜付着強度が弱い。 (3) 入射角効果がある。 (4) 母合金からの組成ずれが大きい。 本発明は、真空蒸着法あるいはスパツタ法によ
つて作製された薄膜の有する前記諸欠点を除去，
改善した磁気抵抗素子用磁性薄膜の製造方法を提
供することを目的とするものであり、特許請求の
範囲記載の薄膜とその製造方法を提供することに
よつて前記目的を達成することができる。 すなわち本発明は、Co10〜50重量％，残部実
質的にNiよりなる薄膜をスパツタ法により作製
し、次いで前記薄膜に真空中、水素雰囲気中の何
れかの中で200〜500℃の温度範囲内において焼鈍
を施すことを特徴とする磁気抵抗素子用磁性薄膜
の製造方法に関するものである。 次に本発明を詳細に説明する。 本発明者らは、真空蒸着法あるいはスパツタ法
により作製される薄膜の有する前記諸欠点を除
去・改善すべく種々研究を尽した結果、真空蒸着
法に比し種々の特性において劣つているため従来
顧みられなかつたスパツタ法により作製された薄
膜の有する欠点を除去・改善し、かつ真空蒸着法
により作製された薄膜の有する欠点をも除去・改
善した薄膜の作製方法に想到した。 本発明者らはスパツタ法によつて作製したNi
―Co磁性薄膜の磁気抵抗効果が、真空中焼鈍あ
るいは水素雰囲気中焼鈍の何れかの焼鈍処理を前
記薄膜に施すことにより、著しく改善されて真空
蒸着法によつて作製されたNi―Co薄膜の磁気抵
抗素子膜と同程度の磁気抵抗効果を有し、かつ従
来の真空蒸着法の有する膜厚制御の困難性，膜付
着強度の弱小性，入射角効果の不可避性などの欠
点を有しない薄膜を得ることができることを新規
に知見して本発明を完成した。 次に本発明を実験データについて詳細に説明す
る。 本発明の実験において用いたスパツタ法による
Ni―Co薄膜を次のようにして作製した。 スパツタ装置は、一般的なRF2極スパツタ装置
である。基板は26mm×76mm×0.7mmの通常のスラ
イドガラスを３枚使用した。基板の歪除去とスパ
ツタ室内の脱ガスを目的として約300℃，２時間
加熱した後、冷却して室温に戻した。４×
10-5Pa.まで排気した後通常のArガスを５×
10-3Pa.まで導入し、高圧ガスバルブ（メインバ
ルブ）によりコンダクタンスを調節し、スパツタ
室内の圧力を設定した。ターゲツトと基板間隔距
離は46mmである。ターゲツトは125mmのCo（純
度99.9％）板上に10mm×10mmのNi（純度99.9％）
片を並べた複合形である。ターゲツトの不純物除
去のため投入電力100Wで30分間プレスパツタを
行つたのち成膜した。膜厚依存性を調べる実験を
除いて、スパツタ条件は第１表に示す通りであ
る。
に関するものであり、特に本発明は、Niおよび
Coより主としてなるスパツタ法により作製した
磁気抵抗素子用磁性薄膜の製造方法に関するもの
である。 磁性薄膜を用いた磁気抵抗素子は磁気ヘツド，
磁性薄膜メモリの検出器，磁場センサー，磁気バ
ブル検出器，マグネスケールの検出器，VTRテ
ープの頭出し検出器，ロータリーエンコーダー用
信号検出器，その他に広く用いられている。これ
ら各種センサーに用いられている磁気抵抗素子用
磁性薄膜としてはNi―Fe薄膜とNi―Co薄膜が用
いられており、これらの薄膜は専ら真空蒸着法に
よつて作製されているが、スパツタ法によつても
作製することができる。ところで真空蒸着法によ
るとスパツタ法によるよりも薄膜中の不純物含有
量が少なく、かつ薄膜の磁気抵抗効果ΔR／Ｒ
（但しＲは素子の抵抗、ΔRは磁界による抵抗変
化）が大きいという長所があるため、磁気抵抗素
子用磁性膜を作製するためには従来専ら真空蒸着
法が用いられている。 しかしながら、真空蒸着法にあつてはスパツタ
法に比し下記(1)，(2)，(3)の如き欠点のあることが
知られている。 (1) 膜厚の牲御が困難である。 (2) 膜付着強度が弱い。 (3) 入射角効果がある。 (4) 母合金からの組成ずれが大きい。 本発明は、真空蒸着法あるいはスパツタ法によ
つて作製された薄膜の有する前記諸欠点を除去，
改善した磁気抵抗素子用磁性薄膜の製造方法を提
供することを目的とするものであり、特許請求の
範囲記載の薄膜とその製造方法を提供することに
よつて前記目的を達成することができる。 すなわち本発明は、Co10〜50重量％，残部実
質的にNiよりなる薄膜をスパツタ法により作製
し、次いで前記薄膜に真空中、水素雰囲気中の何
れかの中で200〜500℃の温度範囲内において焼鈍
を施すことを特徴とする磁気抵抗素子用磁性薄膜
の製造方法に関するものである。 次に本発明を詳細に説明する。 本発明者らは、真空蒸着法あるいはスパツタ法
により作製される薄膜の有する前記諸欠点を除
去・改善すべく種々研究を尽した結果、真空蒸着
法に比し種々の特性において劣つているため従来
顧みられなかつたスパツタ法により作製された薄
膜の有する欠点を除去・改善し、かつ真空蒸着法
により作製された薄膜の有する欠点をも除去・改
善した薄膜の作製方法に想到した。 本発明者らはスパツタ法によつて作製したNi
―Co磁性薄膜の磁気抵抗効果が、真空中焼鈍あ
るいは水素雰囲気中焼鈍の何れかの焼鈍処理を前
記薄膜に施すことにより、著しく改善されて真空
蒸着法によつて作製されたNi―Co薄膜の磁気抵
抗素子膜と同程度の磁気抵抗効果を有し、かつ従
来の真空蒸着法の有する膜厚制御の困難性，膜付
着強度の弱小性，入射角効果の不可避性などの欠
点を有しない薄膜を得ることができることを新規
に知見して本発明を完成した。 次に本発明を実験データについて詳細に説明す
る。 本発明の実験において用いたスパツタ法による
Ni―Co薄膜を次のようにして作製した。 スパツタ装置は、一般的なRF2極スパツタ装置
である。基板は26mm×76mm×0.7mmの通常のスラ
イドガラスを３枚使用した。基板の歪除去とスパ
ツタ室内の脱ガスを目的として約300℃，２時間
加熱した後、冷却して室温に戻した。４×
10-5Pa.まで排気した後通常のArガスを５×
10-3Pa.まで導入し、高圧ガスバルブ（メインバ
ルブ）によりコンダクタンスを調節し、スパツタ
室内の圧力を設定した。ターゲツトと基板間隔距
離は46mmである。ターゲツトは125mmのCo（純
度99.9％）板上に10mm×10mmのNi（純度99.9％）
片を並べた複合形である。ターゲツトの不純物除
去のため投入電力100Wで30分間プレスパツタを
行つたのち成膜した。膜厚依存性を調べる実験を
除いて、スパツタ条件は第１表に示す通りであ
る。
【表】
同表中の基板温度は、シヤツターを開けてスパ
ツタを開始後20分経過した時のステンレス製基板
ホルダーの温度である。 試料の組成はEPMAおよび飽和磁化Msの測定
により求めた。試料の磁化曲線はVSM（試料振動
型磁力計）を用いて測定した。膜厚は繰返し反射
干渉顕微鏡にて測定し、試料の比抵抗は４端子法
および次に述べる磁気抵抗効果（以下この効果を
MR効果と称す）測定時に２端子法にて測定し
た。試料のMR効果は第１図に回路図で示す装置
を作製し、測定した。 以下にこの装置の概略を述べる。 ２組のヘルムホルツコイルHC１，HC２は互
いに直交して配置してある。これらのコイルに接
続しているＣ１，Ｒ１，Ｌ２，Ｒ２により、各コ
イルに流れる電流値を調節し、HC１，HC２が
常に同じ強さの磁界を発生し、両磁界の位相は
90゜ずれるようになつている。つまり試料ステー
ジ近傍では、強さ一定の回転磁界が生じている。
これによりMR効果の縦，横の効果を同時に容易
に測定が可能であり、測定磁界に対して試料電流
の方向を変える必要はない。測定は、まず試料を
セツトし交流磁界を加えて消磁し、電流を印加
し、試料両端の電圧ＶをDMM（デイジタルマル
チメータ）で読みとる。次に回転磁界（60Hz）を
加えて、MR効果による試料両端の電圧変化
（120Hz）をオシロスコープで読みとる。この時試
料のリード線等により誘起される電圧（60Hz）も
加わるため、補償コイル（Compe Coil）を設け
て、このコイルからの電圧（60Hz）と試料からの
電圧（60Hz＋120Hz）を差動構成にして誘導によ
る電圧を打ち消すようにしている。この時の電圧
ΔVを測定しΔV／Ｖ＝ΔR／ＲとしてMR効果を
測定した。試料の形状は８mm×10mmであり形状に
よる効果は無視できると考えている。 Ni―Co系薄膜であつて真空蒸着法によつて作
製したものとスパツタ法によつて作製したものと
の特性を比較調査した。第２図はNi―Co薄膜の
Ni含有wt％とMR効果ΔR／Ｒとの関係を示す図
であり、曲線ａは真空蒸着法による薄膜（以下真
空蒸着薄膜と称す）であつて膜厚2000Åのものに
ついて得られた関係を示し、曲線ｂはスパツタ法
による薄膜（以下スパツタ薄膜と称す）について
得られた関係を示す。同図からNiが60〜70wt％
付近において曲線ａはΔR／Ｒが2.5〜3.0％と比
較的大きな値を示し、組成依存性が顕著に現われ
ているが、一方曲線ｂでは前記Ni含有量範囲内
ではΔR／Ｒは0.8〜1.0％と組成依存性は比較的
少なくMR効果は1/3程度の値しか示さない。ま
たこれら両種の薄膜の比抵抗ρは20〜26μΩcmで
あり、保磁力Hcは10〜30Oeであつた。 そこで本発明者等は、1.3×10-3Paの真空中、
あるいは水素雰囲気中でスパツタ膜を焼鈍して
MR効果を検討した。その結果真空蒸着薄膜と同
程度の大きなMR効果を焼鈍したスパツタ膜が示
すことを新規に知見した。 第３図は膜厚2000Åのスパツタ膜について真空
法において焼鈍した場合曲線ａは焼鈍温度Taと
MR効果ΔR／Ｒと関係を示し、曲線ｂは焼鈍温
度Taと比抵抗ρとの関係を示す。なおこの場合
の薄膜の成分組成はNi65，Co35である。第２図
について述べた如く、上記組成はΔR／Ｒの値が
最も大きい組成領域に含まれている。この図の焼
鈍温度TaとMR効果ΔR／Ｒとの関係を示す曲線
ａから明らかなようにTaが300℃付近でΔR／Ｒ
は最も大きい値を示し、焼鈍前のΔR／Ｒの値の
３倍以上になつていることが判る。一方200℃未
満あるいは400℃より高い焼鈍温度では焼鈍の効
果が極めて小さいことが判る。また比抵抗ρと焼
鈍温度Taとの関係を示す曲線ｂによれば、Taが
300℃付近でρは最も小さくなつており、このρ
の値は焼鈍前の1/3程度に減少しており、真空蒸
着膜のρの値と同程度である。 第４図は焼鈍温度Taと保磁力Hcとの関係を示
す図であり、焼鈍温度Taが300℃のとき保磁力
Hcが最小であり、その値は焼鈍前の1/5以下に減
少している。MR効果ΔR／Ｒが大きく、比抵抗
ρならびに保磁力Hcが小さいことは、何れも磁
気センサー用磁気抵抗素子として好適な特性であ
り、従来磁気抵抗素子として特性上欠点があるた
め使用されなかつたスパツタ膜にあつても本発明
により焼鈍を施すことにより磁気抵抗素子用の磁
性薄膜となすことのできることを本発明者らは新
規に知見することができた。 ところで、上記実験においては真空度は1.3×
10-3Paであり、焼鈍時間は１時間であるが、真
空度をさらに高度の真空度とすることにより、よ
り良好な磁気特性を得ることができることが判つ
た。 なお、真空蒸着膜（Ni70Co30）の真空中焼鈍に
よるMR効果を調べたところ、第５図に示す如く
顕著な改善は認められなかつた。 次に本発明者らは水素雰囲気中における焼鈍温
度とMR効果および比抵抗ρとの関係を調べた。
第６図は上記関係を示す図であり、薄膜の組成お
よび膜厚は第３および４図のものと同じくそれぞ
れNi70Co30，2000Åであつた。第６図から明らか
なように曲線ａで示されるMR効果は水素中400
℃での焼鈍により５％に達し、焼鈍前の５倍に上
昇しており、真空蒸着膜について従来知られてい
るMR効果の値と殆んど同程度の値を示すことが
判つた。また同図曲線ｂで示される比抵抗ρは水
素中400℃での焼鈍により約10μΩcmとなり、焼
鈍前の値の1/4以下に低下していることが判る。
10μΩcmという比抵抗値は真空蒸着膜において得
られる比抵抗値よりもさらに小さくなつている。 第７図は水素雰囲気中における焼鈍温度Taと
保磁力Hcとの関係を示す図であり、保磁力Hcは
焼鈍温度300℃において最も小さく、焼鈍前の1/4
に減少していることが判る。このように水素雰囲
気中で250〜500℃の温度範囲内で焼鈍されたNi
―Coスパツタ膜は磁気抵抗素子用磁性膜として
真空中焼鈍されたスパツタ膜よりさらに優れてお
り、真空蒸着膜に優るとも劣らない特性を有して
いることが明らかになつた。 Niの含有量を変えたNi―Coスパツタ膜につい
て焼鈍をそれぞれ施した結果、MR効果とNi含有
量との関係は第２図曲線ａとほゞ同様な傾向を示
すことが判つた。 以上説明した如くスパツタ法により作製した
Ni―Co薄膜に真空中あるいは水素雰囲気中で焼
鈍を施すことにより真空蒸着膜の有するMR効果
に近似あるいは同程度のMR効果を有することが
明らかとなり、磁気センサーとして適するMR効
果を保持させるためにはNiは50〜90wt％の範囲
内にする必要があり、真空中で焼鈍する場合の焼
鈍温度は200〜400℃の範囲内にする必要があり、
なかでも250〜350℃のときMR効果が大きく、比
抵抗ρおよび保磁力Hcの低い素子が得られる。
また水素雰囲気中で焼鈍を施す場合には250〜500
℃の温度範囲内で磁気抵抗素子として優れた磁性
膜が得られ、特に300〜500℃の範囲内で焼鈍を施
すとき最も優れた磁性膜が得られる。 次に本発明において、薄膜の成分組成ならびに
薄膜の焼鈍温度を限定する理由を説明する。 Coが10重量％より少ないか、あるいは50重量
％より多いと、MR効果ΔR／Ｒが小さく磁気抵
抗素子用に適する薄膜を製造することができない
ので、Coは10〜50重量％の範囲内にする必要が
ある。また焼鈍温度が200℃より低いか、あるい
は500℃より高いと、薄膜のMR効果，比抵抗，
保磁力の点で磁気抵抗素子用に適しなくなるの
で、焼鈍温度は200〜500℃の範囲内にする必要が
ある。 次に本発明を実施例ならびに比較例について説
明する。 実施例 成分組成Ni65Co35，膜厚2000Åのスパツタ膜を
真空中300℃，水素中400℃でそれぞれ60分間焼鈍
した。かくして得られた薄膜の諸特性を下記第２
表に示す。
ツタを開始後20分経過した時のステンレス製基板
ホルダーの温度である。 試料の組成はEPMAおよび飽和磁化Msの測定
により求めた。試料の磁化曲線はVSM（試料振動
型磁力計）を用いて測定した。膜厚は繰返し反射
干渉顕微鏡にて測定し、試料の比抵抗は４端子法
および次に述べる磁気抵抗効果（以下この効果を
MR効果と称す）測定時に２端子法にて測定し
た。試料のMR効果は第１図に回路図で示す装置
を作製し、測定した。 以下にこの装置の概略を述べる。 ２組のヘルムホルツコイルHC１，HC２は互
いに直交して配置してある。これらのコイルに接
続しているＣ１，Ｒ１，Ｌ２，Ｒ２により、各コ
イルに流れる電流値を調節し、HC１，HC２が
常に同じ強さの磁界を発生し、両磁界の位相は
90゜ずれるようになつている。つまり試料ステー
ジ近傍では、強さ一定の回転磁界が生じている。
これによりMR効果の縦，横の効果を同時に容易
に測定が可能であり、測定磁界に対して試料電流
の方向を変える必要はない。測定は、まず試料を
セツトし交流磁界を加えて消磁し、電流を印加
し、試料両端の電圧ＶをDMM（デイジタルマル
チメータ）で読みとる。次に回転磁界（60Hz）を
加えて、MR効果による試料両端の電圧変化
（120Hz）をオシロスコープで読みとる。この時試
料のリード線等により誘起される電圧（60Hz）も
加わるため、補償コイル（Compe Coil）を設け
て、このコイルからの電圧（60Hz）と試料からの
電圧（60Hz＋120Hz）を差動構成にして誘導によ
る電圧を打ち消すようにしている。この時の電圧
ΔVを測定しΔV／Ｖ＝ΔR／ＲとしてMR効果を
測定した。試料の形状は８mm×10mmであり形状に
よる効果は無視できると考えている。 Ni―Co系薄膜であつて真空蒸着法によつて作
製したものとスパツタ法によつて作製したものと
の特性を比較調査した。第２図はNi―Co薄膜の
Ni含有wt％とMR効果ΔR／Ｒとの関係を示す図
であり、曲線ａは真空蒸着法による薄膜（以下真
空蒸着薄膜と称す）であつて膜厚2000Åのものに
ついて得られた関係を示し、曲線ｂはスパツタ法
による薄膜（以下スパツタ薄膜と称す）について
得られた関係を示す。同図からNiが60〜70wt％
付近において曲線ａはΔR／Ｒが2.5〜3.0％と比
較的大きな値を示し、組成依存性が顕著に現われ
ているが、一方曲線ｂでは前記Ni含有量範囲内
ではΔR／Ｒは0.8〜1.0％と組成依存性は比較的
少なくMR効果は1/3程度の値しか示さない。ま
たこれら両種の薄膜の比抵抗ρは20〜26μΩcmで
あり、保磁力Hcは10〜30Oeであつた。 そこで本発明者等は、1.3×10-3Paの真空中、
あるいは水素雰囲気中でスパツタ膜を焼鈍して
MR効果を検討した。その結果真空蒸着薄膜と同
程度の大きなMR効果を焼鈍したスパツタ膜が示
すことを新規に知見した。 第３図は膜厚2000Åのスパツタ膜について真空
法において焼鈍した場合曲線ａは焼鈍温度Taと
MR効果ΔR／Ｒと関係を示し、曲線ｂは焼鈍温
度Taと比抵抗ρとの関係を示す。なおこの場合
の薄膜の成分組成はNi65，Co35である。第２図
について述べた如く、上記組成はΔR／Ｒの値が
最も大きい組成領域に含まれている。この図の焼
鈍温度TaとMR効果ΔR／Ｒとの関係を示す曲線
ａから明らかなようにTaが300℃付近でΔR／Ｒ
は最も大きい値を示し、焼鈍前のΔR／Ｒの値の
３倍以上になつていることが判る。一方200℃未
満あるいは400℃より高い焼鈍温度では焼鈍の効
果が極めて小さいことが判る。また比抵抗ρと焼
鈍温度Taとの関係を示す曲線ｂによれば、Taが
300℃付近でρは最も小さくなつており、このρ
の値は焼鈍前の1/3程度に減少しており、真空蒸
着膜のρの値と同程度である。 第４図は焼鈍温度Taと保磁力Hcとの関係を示
す図であり、焼鈍温度Taが300℃のとき保磁力
Hcが最小であり、その値は焼鈍前の1/5以下に減
少している。MR効果ΔR／Ｒが大きく、比抵抗
ρならびに保磁力Hcが小さいことは、何れも磁
気センサー用磁気抵抗素子として好適な特性であ
り、従来磁気抵抗素子として特性上欠点があるた
め使用されなかつたスパツタ膜にあつても本発明
により焼鈍を施すことにより磁気抵抗素子用の磁
性薄膜となすことのできることを本発明者らは新
規に知見することができた。 ところで、上記実験においては真空度は1.3×
10-3Paであり、焼鈍時間は１時間であるが、真
空度をさらに高度の真空度とすることにより、よ
り良好な磁気特性を得ることができることが判つ
た。 なお、真空蒸着膜（Ni70Co30）の真空中焼鈍に
よるMR効果を調べたところ、第５図に示す如く
顕著な改善は認められなかつた。 次に本発明者らは水素雰囲気中における焼鈍温
度とMR効果および比抵抗ρとの関係を調べた。
第６図は上記関係を示す図であり、薄膜の組成お
よび膜厚は第３および４図のものと同じくそれぞ
れNi70Co30，2000Åであつた。第６図から明らか
なように曲線ａで示されるMR効果は水素中400
℃での焼鈍により５％に達し、焼鈍前の５倍に上
昇しており、真空蒸着膜について従来知られてい
るMR効果の値と殆んど同程度の値を示すことが
判つた。また同図曲線ｂで示される比抵抗ρは水
素中400℃での焼鈍により約10μΩcmとなり、焼
鈍前の値の1/4以下に低下していることが判る。
10μΩcmという比抵抗値は真空蒸着膜において得
られる比抵抗値よりもさらに小さくなつている。 第７図は水素雰囲気中における焼鈍温度Taと
保磁力Hcとの関係を示す図であり、保磁力Hcは
焼鈍温度300℃において最も小さく、焼鈍前の1/4
に減少していることが判る。このように水素雰囲
気中で250〜500℃の温度範囲内で焼鈍されたNi
―Coスパツタ膜は磁気抵抗素子用磁性膜として
真空中焼鈍されたスパツタ膜よりさらに優れてお
り、真空蒸着膜に優るとも劣らない特性を有して
いることが明らかになつた。 Niの含有量を変えたNi―Coスパツタ膜につい
て焼鈍をそれぞれ施した結果、MR効果とNi含有
量との関係は第２図曲線ａとほゞ同様な傾向を示
すことが判つた。 以上説明した如くスパツタ法により作製した
Ni―Co薄膜に真空中あるいは水素雰囲気中で焼
鈍を施すことにより真空蒸着膜の有するMR効果
に近似あるいは同程度のMR効果を有することが
明らかとなり、磁気センサーとして適するMR効
果を保持させるためにはNiは50〜90wt％の範囲
内にする必要があり、真空中で焼鈍する場合の焼
鈍温度は200〜400℃の範囲内にする必要があり、
なかでも250〜350℃のときMR効果が大きく、比
抵抗ρおよび保磁力Hcの低い素子が得られる。
また水素雰囲気中で焼鈍を施す場合には250〜500
℃の温度範囲内で磁気抵抗素子として優れた磁性
膜が得られ、特に300〜500℃の範囲内で焼鈍を施
すとき最も優れた磁性膜が得られる。 次に本発明において、薄膜の成分組成ならびに
薄膜の焼鈍温度を限定する理由を説明する。 Coが10重量％より少ないか、あるいは50重量
％より多いと、MR効果ΔR／Ｒが小さく磁気抵
抗素子用に適する薄膜を製造することができない
ので、Coは10〜50重量％の範囲内にする必要が
ある。また焼鈍温度が200℃より低いか、あるい
は500℃より高いと、薄膜のMR効果，比抵抗，
保磁力の点で磁気抵抗素子用に適しなくなるの
で、焼鈍温度は200〜500℃の範囲内にする必要が
ある。 次に本発明を実施例ならびに比較例について説
明する。 実施例 成分組成Ni65Co35，膜厚2000Åのスパツタ膜を
真空中300℃，水素中400℃でそれぞれ60分間焼鈍
した。かくして得られた薄膜の諸特性を下記第２
表に示す。
【表】
比較例 １
成分組成Ni70Co30，膜厚2000Åの真空蒸着薄膜
を真空中400℃で60分間焼鈍した。かくして得ら
れた薄膜と焼鈍前の薄膜との諸特性を第３表に示
す。
を真空中400℃で60分間焼鈍した。かくして得ら
れた薄膜と焼鈍前の薄膜との諸特性を第３表に示
す。
【表】
同表より判るように蒸着膜の焼鈍処理はMR効
果を若干増加させるが、軟磁気特性の大きな改善
は期待されなかつた。 比較例 ２ 成分組成Ni65Co35，膜厚2000Åのスパツタ膜を
作製した。その特性を下記第４表に示す。
果を若干増加させるが、軟磁気特性の大きな改善
は期待されなかつた。 比較例 ２ 成分組成Ni65Co35，膜厚2000Åのスパツタ膜を
作製した。その特性を下記第４表に示す。
【表】
同表によれば、パーマロイ薄膜と比較して軟磁
気特性ならびにMR効果の点で優れた点は認めら
れないことが判る。 上記本発明の実験データならびに実施例，比較
例から次のことが明らかである。 (1) スパツタ膜のρは蒸着膜のそれと比べて約
1.2〜2.5倍程度大きい。 (2) 蒸着膜のMR効果は2.5〜3.0％であり、スパ
ツタ膜のそれは0.8〜1.0％である。 (3) 蒸着膜を真空焼鈍するとMR効果は3.3％ま
で増加し、スパツタ膜にあつては3.5％まで増
加する。 (4) スパツタ膜について水素中焼鈍を施すと、
MR効果は5.1％に増加する。 以上本発明によれば従来の真空蒸着膜に匹敵す
るMR効果を有し、かつ真空蒸着膜の有する諸欠
点を除去，改善した各種の磁気センサー用磁性抵
抗素子として好適な磁性膜を提供することができ
る。
気特性ならびにMR効果の点で優れた点は認めら
れないことが判る。 上記本発明の実験データならびに実施例，比較
例から次のことが明らかである。 (1) スパツタ膜のρは蒸着膜のそれと比べて約
1.2〜2.5倍程度大きい。 (2) 蒸着膜のMR効果は2.5〜3.0％であり、スパ
ツタ膜のそれは0.8〜1.0％である。 (3) 蒸着膜を真空焼鈍するとMR効果は3.3％ま
で増加し、スパツタ膜にあつては3.5％まで増
加する。 (4) スパツタ膜について水素中焼鈍を施すと、
MR効果は5.1％に増加する。 以上本発明によれば従来の真空蒸着膜に匹敵す
るMR効果を有し、かつ真空蒸着膜の有する諸欠
点を除去，改善した各種の磁気センサー用磁性抵
抗素子として好適な磁性膜を提供することができ
る。
第１図はMR効果測定装置の回路図、第２図は
Ni―Co薄膜のNi含有量とMR効果との関係を示
す図、第３図は薄膜の焼鈍温度TaとMR効果，
比抵抗との関係をそれぞれ示す図、第４図は薄膜
の焼鈍温度Taと保磁力Hcとの関係を示す図、第
５図は真空蒸着膜の真空中焼鈍温度TaとMR効
果，比抵抗との関係を示す図、第６図はスパツタ
膜の水素雰囲気中焼鈍温度TaとMR効果，比抵
抗との関係をそれぞれ示す図、第７図はスパツタ
膜の水素雰囲気中焼鈍温度Taと保磁力との関係
を示す図である。
Ni―Co薄膜のNi含有量とMR効果との関係を示
す図、第３図は薄膜の焼鈍温度TaとMR効果，
比抵抗との関係をそれぞれ示す図、第４図は薄膜
の焼鈍温度Taと保磁力Hcとの関係を示す図、第
５図は真空蒸着膜の真空中焼鈍温度TaとMR効
果，比抵抗との関係を示す図、第６図はスパツタ
膜の水素雰囲気中焼鈍温度TaとMR効果，比抵
抗との関係をそれぞれ示す図、第７図はスパツタ
膜の水素雰囲気中焼鈍温度Taと保磁力との関係
を示す図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ スパツタ法により作製したCo10〜50重量％、
残部実質的にNiよりなる薄膜を、真空中、水素
雰囲気中の何れかの中で200〜500℃の温度範囲内
で焼鈍を施すことを特徴とする磁気抵抗素子用磁
性薄膜の製造方法。 ２ 前記スパツタ薄膜を、真空中においては、
200〜400℃の温度範囲内で焼鈍することを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 前記スパツタ薄膜を、水素雰囲気中において
は、250〜500℃の温度範囲内で焼鈍することを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57135650A JPS5927587A (ja) | 1982-08-05 | 1982-08-05 | 磁気抵抗素子用磁性薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57135650A JPS5927587A (ja) | 1982-08-05 | 1982-08-05 | 磁気抵抗素子用磁性薄膜の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5927587A JPS5927587A (ja) | 1984-02-14 |
| JPS6412112B2 true JPS6412112B2 (ja) | 1989-02-28 |
Family
ID=15156748
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57135650A Granted JPS5927587A (ja) | 1982-08-05 | 1982-08-05 | 磁気抵抗素子用磁性薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5927587A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61144893A (ja) * | 1984-12-18 | 1986-07-02 | Aichi Tokei Denki Co Ltd | 磁気抵抗素子 |
| JP2545935B2 (ja) * | 1988-07-12 | 1996-10-23 | 日本電気株式会社 | 磁気抵抗効果薄膜およびその製造方法 |
| DE19941046C1 (de) * | 1999-08-28 | 2001-01-11 | Bosch Gmbh Robert | Magnetisch sensitive Schichtanordnung mit GMR-Effekt und Verfahren zu deren Herstellung |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58135688A (ja) * | 1982-02-08 | 1983-08-12 | Nippon Denso Co Ltd | 磁気抵抗素子の製造方法 |
-
1982
- 1982-08-05 JP JP57135650A patent/JPS5927587A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5927587A (ja) | 1984-02-14 |
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