JP2001143227A - 磁気センサ - Google Patents
磁気センサ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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F10/00—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
- H01F10/32—Spin-exchange-coupled multilayers, e.g. nanostructured superlattices
- H01F10/3227—Exchange coupling via one or more magnetisable ultrathin or granular films
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ｎｍオーダーサイズのコンタクトホールを有
する磁気センサを提供することを目的とする。 【解決手段】 磁気抵抗効果膜３が被着されたグラニュ
ラー構造膜２を挟んで上部電極層４と下部電極層１とを
有し、該グラニュラー構造膜２は、絶縁体マトリックス
２２と、該絶縁体マトリックス２２中に分散した直径ｄ
の粒状金属２１との少なくとも２相からなる構造膜であ
って、該グラニュラー構造膜２の膜厚ｔは０＜ｔ＜ｄを
満足するものであり、該上部電極層４と該下部電極層１
が、該磁気抵抗効果膜３と該粒状金属２１とを介して導
通されている磁気センサとなるように構成する。
する磁気センサを提供することを目的とする。 【解決手段】 磁気抵抗効果膜３が被着されたグラニュ
ラー構造膜２を挟んで上部電極層４と下部電極層１とを
有し、該グラニュラー構造膜２は、絶縁体マトリックス
２２と、該絶縁体マトリックス２２中に分散した直径ｄ
の粒状金属２１との少なくとも２相からなる構造膜であ
って、該グラニュラー構造膜２の膜厚ｔは０＜ｔ＜ｄを
満足するものであり、該上部電極層４と該下部電極層１
が、該磁気抵抗効果膜３と該粒状金属２１とを介して導
通されている磁気センサとなるように構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高感度磁気センサ
や高密度磁気ディスク装置の記録再生に利用される磁気
抵抗効果素子を搭載した磁気ヘッドに関するものであ
り、さらに具体的には、巨大磁気抵抗効果（Giant Magn
eto-Resistive 効果のことで、以降、ＧＭＲ効果と呼
ぶ）を利用した磁気抵抗効果ヘッドに有効な、絶縁体マ
トリックス中に粒状金属が分散しているグラニュラー構
造膜を有する磁気センサに関する。
や高密度磁気ディスク装置の記録再生に利用される磁気
抵抗効果素子を搭載した磁気ヘッドに関するものであ
り、さらに具体的には、巨大磁気抵抗効果（Giant Magn
eto-Resistive 効果のことで、以降、ＧＭＲ効果と呼
ぶ）を利用した磁気抵抗効果ヘッドに有効な、絶縁体マ
トリックス中に粒状金属が分散しているグラニュラー構
造膜を有する磁気センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】コンピュータに接続されるハードディス
クドライブなどの磁気記録装置に組み込まれる磁気ヘッ
ドには、従来からコイルに発生する誘導電流により磁場
を間接的に感知するものが用いられてきたが、最近で
は、磁性材料において外部磁場の方向と電流の方向が異
なるときに外部磁場の大きさにより電気抵抗が変化する
磁気抵抗効果（Magneto-Resistive 効果のことで、以
降、ＭＲ効果と呼ぶ）を利用して磁場自体を直接感知す
る磁気センサを組み込んだＭＲ効果ヘッド（以降ＭＲヘ
ッドと呼ぶ）が用いられるようになってきた。
クドライブなどの磁気記録装置に組み込まれる磁気ヘッ
ドには、従来からコイルに発生する誘導電流により磁場
を間接的に感知するものが用いられてきたが、最近で
は、磁性材料において外部磁場の方向と電流の方向が異
なるときに外部磁場の大きさにより電気抵抗が変化する
磁気抵抗効果（Magneto-Resistive 効果のことで、以
降、ＭＲ効果と呼ぶ）を利用して磁場自体を直接感知す
る磁気センサを組み込んだＭＲ効果ヘッド（以降ＭＲヘ
ッドと呼ぶ）が用いられるようになってきた。
【０００３】ＭＲ効果を利用した磁気ヘッドによって磁
気記録装置の記録密度は大幅に向上したが、さらなる記
録密度向上への要求は大きく、最新の磁気ヘッドにはＭ
Ｒ効果よりも抵抗変化が大きく、記録密度の向上がさら
に期待できるＧＭＲ効果を利用した磁気ヘッドが用いら
れはじめた。
気記録装置の記録密度は大幅に向上したが、さらなる記
録密度向上への要求は大きく、最新の磁気ヘッドにはＭ
Ｒ効果よりも抵抗変化が大きく、記録密度の向上がさら
に期待できるＧＭＲ効果を利用した磁気ヘッドが用いら
れはじめた。
【０００４】一方、最近の研究では、強磁性金属膜と非
磁性金属膜を交互に積層した多層膜の使用が検討されて
おり、多層膜の断面方向に電流を流した場合（これを一
般的には current perpendicular plane モード、略し
てＣＰＰモードという）の磁気抵抗変化率が、多層膜の
膜厚に平行に電流を流した場合（これを一般的にはcurr
ent in the plane モード、略してＣＩＰモードとい
う）よりも大きくなることが明らかとなり、ＭＲヘッド
に利用できる可能性が示された。
磁性金属膜を交互に積層した多層膜の使用が検討されて
おり、多層膜の断面方向に電流を流した場合（これを一
般的には current perpendicular plane モード、略し
てＣＰＰモードという）の磁気抵抗変化率が、多層膜の
膜厚に平行に電流を流した場合（これを一般的にはcurr
ent in the plane モード、略してＣＩＰモードとい
う）よりも大きくなることが明らかとなり、ＭＲヘッド
に利用できる可能性が示された。
【０００５】そのため、ＧＭＲ効果を利用したＭＲヘッ
ドは、スピンバルブ構造のＧＭＲ効果を有する膜（以
降、ＧＭＲ膜と呼ぶ）を用いたものから検討が開始され
たが、現在ではより高記録密度が対応可能と考えられて
いる多層膜構造のＧＭＲ膜の検討に進んでいる。
ドは、スピンバルブ構造のＧＭＲ効果を有する膜（以
降、ＧＭＲ膜と呼ぶ）を用いたものから検討が開始され
たが、現在ではより高記録密度が対応可能と考えられて
いる多層膜構造のＧＭＲ膜の検討に進んでいる。
【０００６】そして、膜面に垂直に電流を流すＣＰＰ型
の磁気センサは、素子の断面積が小さい方が抵抗が大き
くなり、抵抗変化の測定精度が向上することから、膜面
に平行に電流を流すＣＩＰ型にかわって有望視されてい
る。
の磁気センサは、素子の断面積が小さい方が抵抗が大き
くなり、抵抗変化の測定精度が向上することから、膜面
に平行に電流を流すＣＩＰ型にかわって有望視されてい
る。
【０００７】ＣＰＰ型の磁気センサの断面の模式図の一
例を図３に示す。図３は磁気センサの断面図である。こ
の磁気センサは、下部電極層１、絶縁体マトリックス２
２、磁気抵抗効果膜３および上部電極層４からなってい
る。
例を図３に示す。図３は磁気センサの断面図である。こ
の磁気センサは、下部電極層１、絶縁体マトリックス２
２、磁気抵抗効果膜３および上部電極層４からなってい
る。
【０００８】図３では、上部電極層４から下部電極層１
に向けて磁気抵抗効果膜３のコンタクトホール５を通し
てセンス電流を流す。図３の矢印で示した部分がコンタ
クトホール５の底面である。コンタクトホール５の底面
において下部電極層１の露出面と磁気抵抗効果膜３の下
面が接触する。
に向けて磁気抵抗効果膜３のコンタクトホール５を通し
てセンス電流を流す。図３の矢印で示した部分がコンタ
クトホール５の底面である。コンタクトホール５の底面
において下部電極層１の露出面と磁気抵抗効果膜３の下
面が接触する。
【０００９】このコンタクトホール５の形成には微細加
工に適しているドライエッチングが採用されている。
工に適しているドライエッチングが採用されている。
【００１０】ここで、ＣＰＰ構造の磁気センサの出力
（ΔＲ）とコンタクトホールの直径Ｄの関係は次式で表
されることが分かっている。
（ΔＲ）とコンタクトホールの直径Ｄの関係は次式で表
されることが分かっている。
【００１１】ΔＲ∝１／Ｄ2 情報処理、記憶、通信などの各分野で用いられるほとん
どのデバイスにおいては、２つの導体の電気的接続を得
るために、導体の間に接して積層された絶縁体に円状の
穴（コンタクトホールという）が設けられている。
どのデバイスにおいては、２つの導体の電気的接続を得
るために、導体の間に接して積層された絶縁体に円状の
穴（コンタクトホールという）が設けられている。
【００１２】そして、このコンタクトホールは、デバイ
スの微細加工に適しているドライエッチング法で形成す
るのが一般的である。
スの微細加工に適しているドライエッチング法で形成す
るのが一般的である。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ドライエッ
チングとは、供給したガスをプラズマによって分解して
イオンやラジカルを生成し、この活性種を基板に供給す
ることで被エッチング材料と反応させ、パターニングや
レジストの剥離を行うプロセスのことである。しかし現
状の技術では、ドライエッチングによって設けられるコ
ンタクトホールの直径は、ｉ線ステッパを用いた場合に
は０．２μｍ、ＦＩＢ（focused ion beam) を用いても
０．１μｍが限界であるが、後者の場合には側壁に金属
原子が付着するという問題が内在する。
チングとは、供給したガスをプラズマによって分解して
イオンやラジカルを生成し、この活性種を基板に供給す
ることで被エッチング材料と反応させ、パターニングや
レジストの剥離を行うプロセスのことである。しかし現
状の技術では、ドライエッチングによって設けられるコ
ンタクトホールの直径は、ｉ線ステッパを用いた場合に
は０．２μｍ、ＦＩＢ（focused ion beam) を用いても
０．１μｍが限界であるが、後者の場合には側壁に金属
原子が付着するという問題が内在する。
【００１４】磁気センサの性能および特性の向上のため
には、ｎｍオーダーの微細な構造の制御が求められてい
るため、必然的に微小なコンタクトホールを形成しなけ
ればならず、現状のドライエッチングの技術としてはこ
れが大きな課題である。このほかにも均一性、パターン
寸法の制御性なども求められている。
には、ｎｍオーダーの微細な構造の制御が求められてい
るため、必然的に微小なコンタクトホールを形成しなけ
ればならず、現状のドライエッチングの技術としてはこ
れが大きな課題である。このほかにも均一性、パターン
寸法の制御性なども求められている。
【００１５】本発明は以上の点を鑑み、ｎｍオーダーサ
イズのコンタクトホールを有する磁気センサを提供する
ことを目的とする。
イズのコンタクトホールを有する磁気センサを提供する
ことを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明者らが課題を解決
するために鋭意検討を行った結果、上記の課題は、磁気
抵抗効果膜が被着されたグラニュラー構造膜を挟んで上
部電極層と下部電極層とを有し、該グラニュラー構造膜
は、絶縁体マトリックスと、該絶縁体マトリックス中に
分散した直径ｄの粒状金属との少なくとも２相からなる
構造膜であって、該グラニュラー構造膜の膜厚ｔは０＜
ｔ＜ｄを満足するものであり、該上部電極層と該下部電
極層が、該磁気抵抗効果膜と該粒状金属とを介して導通
されている磁気センサとすることによって解決される。
するために鋭意検討を行った結果、上記の課題は、磁気
抵抗効果膜が被着されたグラニュラー構造膜を挟んで上
部電極層と下部電極層とを有し、該グラニュラー構造膜
は、絶縁体マトリックスと、該絶縁体マトリックス中に
分散した直径ｄの粒状金属との少なくとも２相からなる
構造膜であって、該グラニュラー構造膜の膜厚ｔは０＜
ｔ＜ｄを満足するものであり、該上部電極層と該下部電
極層が、該磁気抵抗効果膜と該粒状金属とを介して導通
されている磁気センサとすることによって解決される。
【００１７】すなわち、上記本発明の磁気センサにおい
ては、磁気抵抗効果膜と下部電極層に接しているグラニ
ュラー構造膜を、絶縁体マトリックスと、絶縁体マトリ
ックス中に分散した直径ｄの粒状金属との少なくとも２
相で構成するようにしている。こうすることによって、
磁気抵抗効果膜を介してグラニュラー構造膜に接してい
る上部電極層と下部電極層との間を流れる電流は、比抵
抗の大きい絶縁体マトリックスではなく、比抵抗の小さ
い粒状金属に集中して流れるため、コンタクトホールが
小径化したのと同じ効果が得られる。
ては、磁気抵抗効果膜と下部電極層に接しているグラニ
ュラー構造膜を、絶縁体マトリックスと、絶縁体マトリ
ックス中に分散した直径ｄの粒状金属との少なくとも２
相で構成するようにしている。こうすることによって、
磁気抵抗効果膜を介してグラニュラー構造膜に接してい
る上部電極層と下部電極層との間を流れる電流は、比抵
抗の大きい絶縁体マトリックスではなく、比抵抗の小さ
い粒状金属に集中して流れるため、コンタクトホールが
小径化したのと同じ効果が得られる。
【００１８】また、上記の課題は、グラニュラー構造膜
は、絶縁体マトリックスがセラミックスである磁気セン
サとすることによって解決される。
は、絶縁体マトリックスがセラミックスである磁気セン
サとすることによって解決される。
【００１９】すなわち、絶縁体マトリックスをセラミッ
クスで構成するようにしている。こうすることによっ
て、磁気抵抗効果膜を介してグラニュラー構造膜に接し
ている上部電極層と下部電極層との間を流れる電流は、
比抵抗の大きいセラミックスからなる絶縁体マトリック
スではなく、比抵抗の小さい粒状金属に集中して流れる
ため、コンタクトホールが小径化したのと同じ効果が得
られる。
クスで構成するようにしている。こうすることによっ
て、磁気抵抗効果膜を介してグラニュラー構造膜に接し
ている上部電極層と下部電極層との間を流れる電流は、
比抵抗の大きいセラミックスからなる絶縁体マトリック
スではなく、比抵抗の小さい粒状金属に集中して流れる
ため、コンタクトホールが小径化したのと同じ効果が得
られる。
【００２０】絶縁体マトリックス中にｎｍオーダーの粒
状金属が分散しているグラニュラー構造膜の例として、
Ｃｏ−Ａｌ−Ｏ膜がある。図４は、Ｃｏ−Ａｌ−Ｏ膜の
透過電子顕微鏡写真（文献 Microstructure of Co-Al-O
granular thin films J.Appl.Phys.,82(11),5646(199
7) より引用）の一例を示している。
状金属が分散しているグラニュラー構造膜の例として、
Ｃｏ−Ａｌ−Ｏ膜がある。図４は、Ｃｏ−Ａｌ−Ｏ膜の
透過電子顕微鏡写真（文献 Microstructure of Co-Al-O
granular thin films J.Appl.Phys.,82(11),5646(199
7) より引用）の一例を示している。
【００２１】図４（ａ）において、Ｃｏ−Ａｌ−Ｏ膜は
Ａｌ2 Ｏ3 からなる絶縁体マトリックス（明るい領域）
中にＣｏの粒状金属（暗い領域）が分散した構造、いわ
ゆるグラニュラー構造を有していることが分かる。ま
た、図４（ｂ）から、粒状金属の直径は５ｎｍ程度であ
ることも分かる。
Ａｌ2 Ｏ3 からなる絶縁体マトリックス（明るい領域）
中にＣｏの粒状金属（暗い領域）が分散した構造、いわ
ゆるグラニュラー構造を有していることが分かる。ま
た、図４（ｂ）から、粒状金属の直径は５ｎｍ程度であ
ることも分かる。
【００２２】図４に示したＣｏ−Ａｌ−Ｏ膜において、
それぞれの粒状金属はＡｌ2 Ｏ3 からなる絶縁体マトリ
ックス中に分散しているため、Ｃｏ−Ａｌ−Ｏ膜の比抵
抗は通常のＣｏ金属膜の比抵抗である数μΩ・ｃｍに較
べて大きく、１０5 μΩ・ｃｍ程度に達する。つまり、
Ｃｏ含有量の少ないＣｏ−Ａｌ−Ｏ膜は絶縁体の特性を
示す。
それぞれの粒状金属はＡｌ2 Ｏ3 からなる絶縁体マトリ
ックス中に分散しているため、Ｃｏ−Ａｌ−Ｏ膜の比抵
抗は通常のＣｏ金属膜の比抵抗である数μΩ・ｃｍに較
べて大きく、１０5 μΩ・ｃｍ程度に達する。つまり、
Ｃｏ含有量の少ないＣｏ−Ａｌ−Ｏ膜は絶縁体の特性を
示す。
【００２３】図１に、本発明による一実施例のＣＰＰ構
造の磁気センサの断面の模式図を示す。なお、２１は粒
状金属を、２２は絶縁体マトリックスを示しており、図
３と共通するものには同じ符号をつけてある。
造の磁気センサの断面の模式図を示す。なお、２１は粒
状金属を、２２は絶縁体マトリックスを示しており、図
３と共通するものには同じ符号をつけてある。
【００２４】通常、Ｃｏ−Ａｌ−Ｏ膜が絶縁体の特性を
示すのは、全ての粒状金属が絶縁体マトリックスに囲ま
れ、上下の電極に連続して接する粒状金属が存在しない
ためである。ところが、Ｃｏ−Ａｌ−Ｏ膜の膜厚を粒状
金属の直径より薄くすることで、図２に示すように、磁
気抵抗効果膜と下部電極層に接する粒状金属を形成する
ことができる。この場合、電極間を流れる電流は比抵抗
の高い絶縁体部分を避け、磁気抵抗効果膜と下部電極層
に接する粒状金属の部分を通る。
示すのは、全ての粒状金属が絶縁体マトリックスに囲ま
れ、上下の電極に連続して接する粒状金属が存在しない
ためである。ところが、Ｃｏ−Ａｌ−Ｏ膜の膜厚を粒状
金属の直径より薄くすることで、図２に示すように、磁
気抵抗効果膜と下部電極層に接する粒状金属を形成する
ことができる。この場合、電極間を流れる電流は比抵抗
の高い絶縁体部分を避け、磁気抵抗効果膜と下部電極層
に接する粒状金属の部分を通る。
【００２５】すなわち、従来の構成では、コンタクトホ
ールを形成している磁気抵抗効果膜の直径に反比例した
出力が得られるのに対し、本発明の構成では、磁気抵抗
効果膜と下部電極層とに接する粒状金属の直径およびそ
の数に応じた出力となるので、コンタクトホールの断面
積に占める粒状金属の断面積に反比例した出力が得られ
ることになる。
ールを形成している磁気抵抗効果膜の直径に反比例した
出力が得られるのに対し、本発明の構成では、磁気抵抗
効果膜と下部電極層とに接する粒状金属の直径およびそ
の数に応じた出力となるので、コンタクトホールの断面
積に占める粒状金属の断面積に反比例した出力が得られ
ることになる。
【００２６】ここで、グラニュラー構造膜とその両面に
接する磁気抵抗効果膜と下部電極層とを設けた構成にお
いて、磁気抵抗効果膜と下部電極層とに接する粒状金属
が１つだけ存在するとして、粒状金属と電極の接触部分
の直径、つまりコンタクトホールの見掛け上の直径Ｄを
計算する。なお、計算にあたっては次の４つの仮定を用
いた。
接する磁気抵抗効果膜と下部電極層とを設けた構成にお
いて、磁気抵抗効果膜と下部電極層とに接する粒状金属
が１つだけ存在するとして、粒状金属と電極の接触部分
の直径、つまりコンタクトホールの見掛け上の直径Ｄを
計算する。なお、計算にあたっては次の４つの仮定を用
いた。
【００２７】（１） グラニュラー構造膜とその上下に
接する磁気抵抗効果膜と下部電極層とを設けた構成にお
いて、磁気抵抗効果膜と下部電極層とに接する粒状金属
が１つだけ存在する。
接する磁気抵抗効果膜と下部電極層とを設けた構成にお
いて、磁気抵抗効果膜と下部電極層とに接する粒状金属
が１つだけ存在する。
【００２８】（２） グラニュラー構造膜の膜厚はｔで
ある。
ある。
【００２９】（３） 粒状金属は直径ｄの球形である。
【００３０】（４） 粒状金属と磁気抵抗効果膜と下部
電極層との接触部分の直径（コンタクトホールの直径）
は、上下とも等しい。
電極層との接触部分の直径（コンタクトホールの直径）
は、上下とも等しい。
【００３１】上記の仮定のもとで、コンタクトホールの
直径Ｄは次式で表される。 Ｄ＝（ｄ2 −ｔ2 ）1/2 （ｔ＜ｄ）
直径Ｄは次式で表される。 Ｄ＝（ｄ2 −ｔ2 ）1/2 （ｔ＜ｄ）
【００３２】
【発明の実施の形態】以下、実施例により本発明をさら
に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるもの
ではない。
に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるもの
ではない。
【００３３】図１は本発明による一実施例のＣＰＰ構造
の磁気センサの断面を示す模式図である。なお、図３は
従来のＣＰＰ構造の磁気センサの断面を示す模式図であ
る。
の磁気センサの断面を示す模式図である。なお、図３は
従来のＣＰＰ構造の磁気センサの断面を示す模式図であ
る。
【００３４】図１の磁気センサは、下部電極層１、グラ
ニュラー構造膜２、磁気抵抗効果膜３、および上部電極
層４、コンタクトホール５からなる。なお、図３の磁気
センサの磁気抵抗効果膜３と下部電極層１は、コンタク
トホール５で直接接しており、その両側には絶縁体マト
リックス２２が形成されている。
ニュラー構造膜２、磁気抵抗効果膜３、および上部電極
層４、コンタクトホール５からなる。なお、図３の磁気
センサの磁気抵抗効果膜３と下部電極層１は、コンタク
トホール５で直接接しており、その両側には絶縁体マト
リックス２２が形成されている。
【００３５】図１および３において、破線矢印で示した
電流は上部電極層４から下部電極層１へとコンタクトホ
ール５を通って流れる。
電流は上部電極層４から下部電極層１へとコンタクトホ
ール５を通って流れる。
【００３６】この実施例では、下部電極層１および上部
電極層４をＣｕ膜とした。まず、図示していない基板上
に、下部電極層１となるＣｕ膜を５００ｎｍの厚さで成
膜し、その上にレジストパターンを形成した後、このレ
ジストパターンをマスクとしたエッチングにより、下部
電極層１の形状とした。
電極層４をＣｕ膜とした。まず、図示していない基板上
に、下部電極層１となるＣｕ膜を５００ｎｍの厚さで成
膜し、その上にレジストパターンを形成した後、このレ
ジストパターンをマスクとしたエッチングにより、下部
電極層１の形状とした。
【００３７】その上にＣｏ−Ａｌ−Ｏからなるグラニュ
ラー構造膜２を１０ｎｍの厚さでスパッタ法により成膜
した。なお、Ｃｏ−Ａｌ−Ｏの組成によって比抵抗は大
きく変化することは知られているが、一例としてＣｏ60
Ａｌ15Ｏ25を狙った組成で実施した。
ラー構造膜２を１０ｎｍの厚さでスパッタ法により成膜
した。なお、Ｃｏ−Ａｌ−Ｏの組成によって比抵抗は大
きく変化することは知られているが、一例としてＣｏ60
Ａｌ15Ｏ25を狙った組成で実施した。
【００３８】次に、レジストパターンを形成し、このレ
ジストパターンをマスクとしたエッチングにより不要部
を除去した。次いでレジストパターンを形成し、このレ
ジストパターンをマスクとし、グラニュラー構造膜２の
中央領域のコンタクトホール５となる部分を２ｎｍの厚
さになるようにエッチングした。
ジストパターンをマスクとしたエッチングにより不要部
を除去した。次いでレジストパターンを形成し、このレ
ジストパターンをマスクとし、グラニュラー構造膜２の
中央領域のコンタクトホール５となる部分を２ｎｍの厚
さになるようにエッチングした。
【００３９】次に、コンタクトホール５全体と、少なく
ともその周囲のグラニュラー構造膜２とを含む領域に磁
気抵抗効果膜３を厚さ４０ｎｍだけ成膜した。その上に
上部電極層４を厚さ３００ｎｍだけ成膜し、さらにレジ
ストパターンを形成し、このレジストパターンをマスク
としたエッチングにより上部電極層４の形状とした。
ともその周囲のグラニュラー構造膜２とを含む領域に磁
気抵抗効果膜３を厚さ４０ｎｍだけ成膜した。その上に
上部電極層４を厚さ３００ｎｍだけ成膜し、さらにレジ
ストパターンを形成し、このレジストパターンをマスク
としたエッチングにより上部電極層４の形状とした。
【００４０】また、比較のために、グラニュラー構造膜
２の中央領域のコンタクトホール５となる部分を１０ｎ
ｍの厚さになるようにエッチングしたものも作製した。
得られた試料について、直流四端子法により抵抗値を測
定した。これらの試料を用いて得られた出力および抵抗
値を、従来のＣＰＰ構造の磁気センサを用いた場合とと
もに図５に示す。なお、出力の測定は通常の四端子法を
用い、電流６ｍＡ、印加磁場１０5 Ａ／ｍで行った。
２の中央領域のコンタクトホール５となる部分を１０ｎ
ｍの厚さになるようにエッチングしたものも作製した。
得られた試料について、直流四端子法により抵抗値を測
定した。これらの試料を用いて得られた出力および抵抗
値を、従来のＣＰＰ構造の磁気センサを用いた場合とと
もに図５に示す。なお、出力の測定は通常の四端子法を
用い、電流６ｍＡ、印加磁場１０5 Ａ／ｍで行った。
【００４１】図５にみられるように、本発明の構成をも
つ磁気センサを用いた場合には、従来型の磁気センサと
比較して１０倍の出力が得られた。
つ磁気センサを用いた場合には、従来型の磁気センサと
比較して１０倍の出力が得られた。
【００４２】したがって、絶縁体マトリックス２２と粒
状金属２１との２相からなるグラニュラー構造膜２に接
している磁気抵抗効果膜３と下部電極層１とからなる磁
気センサの構成とすることで、コンタクトホール５の見
掛けの直径を１／１０1/2 とすることができ、磁気セン
サの出力を１０倍にすることができた。
状金属２１との２相からなるグラニュラー構造膜２に接
している磁気抵抗効果膜３と下部電極層１とからなる磁
気センサの構成とすることで、コンタクトホール５の見
掛けの直径を１／１０1/2 とすることができ、磁気セン
サの出力を１０倍にすることができた。
【００４３】
【発明の効果】以上説明したように本発明の磁気センサ
は、ｎｍオーダーサイズのコンタクトホールを１つまた
はそれ以上有するものである。
は、ｎｍオーダーサイズのコンタクトホールを１つまた
はそれ以上有するものである。
【００４４】ドライエッチングによって形成できるコン
タクトホールの直径は、現状では１００ｎｍ程度までの
低減が限界であったのに対し、本発明の構成をもつ磁気
センサを用いることにより、見掛け上のコンタクトホー
ルの直径を小さくできるという効果が得られ、さらにグ
ラニュラー構造膜の組成・形成条件・熱処理条件を工夫
することにより、有効なコンタクトホールのサイズをコ
ントロールすることが可能であり、その工業的価値は大
なるものがある。
タクトホールの直径は、現状では１００ｎｍ程度までの
低減が限界であったのに対し、本発明の構成をもつ磁気
センサを用いることにより、見掛け上のコンタクトホー
ルの直径を小さくできるという効果が得られ、さらにグ
ラニュラー構造膜の組成・形成条件・熱処理条件を工夫
することにより、有効なコンタクトホールのサイズをコ
ントロールすることが可能であり、その工業的価値は大
なるものがある。
【図１】 本発明による一実施例のＣＰＰ構造の磁気セ
ンサの断面を示す模式図
ンサの断面を示す模式図
【図２】 本発明による磁気抵抗効果膜と下部電極層に
接した粒状金属を示す図
接した粒状金属を示す図
【図３】 従来のＣＰＰ構造の磁気センサの断面を示す
模式図
模式図
【図４】 グラニュラー構造膜の一例を示すＣｏ−Ａｌ
−Ｏ膜の透過電子顕微鏡写真
−Ｏ膜の透過電子顕微鏡写真
【図５】 本発明の効果を示す図
１ 下部電極層 ２ グラニュラー構造膜 ３ 磁気抵抗効果膜 ４ 上部電極層 ５ コンタクトホール ２１ 粒状金属 ２２ 絶縁体マトリックス
Claims (2)
- 【請求項１】 磁気抵抗効果膜が被着されたグラニュラ
ー構造膜を挟んで上部電極層と下部電極層とを有し、 該グラニュラー構造膜は、絶縁体マトリックスと、該絶
縁体マトリックス中に分散した直径ｄの粒状金属との少
なくとも２相からなる構造膜であって、該グラニュラー
構造膜の膜厚ｔは０＜ｔ＜ｄを満足するものであり、 該上部電極層と該下部電極層が、該磁気抵抗効果膜と該
粒状金属とを介して導通されていることを特徴とする磁
気センサ。 - 【請求項２】 前記グラニュラー構造膜は、絶縁体マト
リックスがセラミックスであることを特徴とする磁気セ
ンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32884599A JP2001143227A (ja) | 1999-11-18 | 1999-11-18 | 磁気センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32884599A JP2001143227A (ja) | 1999-11-18 | 1999-11-18 | 磁気センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001143227A true JP2001143227A (ja) | 2001-05-25 |
Family
ID=18214740
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32884599A Withdrawn JP2001143227A (ja) | 1999-11-18 | 1999-11-18 | 磁気センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001143227A (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1308741A1 (en) * | 2001-11-05 | 2003-05-07 | Fujitsu Limited | Magnestoresistive sensor and manufacturing method therefor |
| WO2003083838A1 (fr) * | 2002-03-28 | 2003-10-09 | Fujitsu Limited | Capteur de resistance magnetique et son procede de fabrication |
| US6937447B2 (en) * | 2001-09-19 | 2005-08-30 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magnetoresistance effect element, its manufacturing method, magnetic reproducing element and magnetic memory |
| CN1300771C (zh) * | 2003-08-29 | 2007-02-14 | 日立环球储存科技荷兰有限公司 | 电流垂直平面巨磁阻传感器及其制造方法以及磁存储系统 |
| US7180713B2 (en) | 2001-12-27 | 2007-02-20 | Fujitsu Limited | Magnetoresistive element |
| US7719800B2 (en) | 2006-01-11 | 2010-05-18 | Kabuhsiki Kaisha Toshiba | Magnetoresistive effect element and manufacturing method thereof, and magnetic head, magnetic reproducing apparatus, and magnetic memory using the same |
| US7776387B2 (en) | 2006-07-07 | 2010-08-17 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method for manufacturing a magneto-resistance effect element |
| US7897201B2 (en) | 2006-02-09 | 2011-03-01 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method for manufacturing magnetoresistance effect element |
| US8031443B2 (en) | 2007-03-27 | 2011-10-04 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magneto-resistance effect element, magnetic head, magnetic recording/reproducing device and method for manufacturing a magneto-resistance effect element |
| US8048492B2 (en) | 2005-12-21 | 2011-11-01 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magnetoresistive effect element and manufacturing method thereof |
| US8228643B2 (en) | 2008-09-26 | 2012-07-24 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method for manufacturing a magneto-resistance effect element and magnetic recording and reproducing apparatus |
| US8274766B2 (en) | 2006-04-28 | 2012-09-25 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magnetic recording element including a thin film layer with changeable magnetization direction |
| US8274765B2 (en) | 2008-09-29 | 2012-09-25 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method of manufacturing magnetoresistive element, magnetoresistive element, magnetic head assembly and magnetic recording apparatus |
| US8331062B2 (en) | 2006-09-28 | 2012-12-11 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magneto-resistance effect element, magnetic head, magnetic recording/reproducing device and magnetic memory |
-
1999
- 1999-11-18 JP JP32884599A patent/JP2001143227A/ja not_active Withdrawn
Cited By (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7265950B2 (en) | 2001-09-19 | 2007-09-04 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magnetoresistance effect element, its manufacturing method, magnetic reproducing element and magnetic memory |
| US6937447B2 (en) * | 2001-09-19 | 2005-08-30 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magnetoresistance effect element, its manufacturing method, magnetic reproducing element and magnetic memory |
| US7355883B2 (en) | 2001-09-19 | 2008-04-08 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magnetoresistance effect element, its manufacturing method, magnetic reproducing element and magnetic memory |
| EP1308741A1 (en) * | 2001-11-05 | 2003-05-07 | Fujitsu Limited | Magnestoresistive sensor and manufacturing method therefor |
| US6828039B2 (en) | 2001-11-05 | 2004-12-07 | Fujitsu Limited | Magnetoresistive sensor and manufacturing method therefor |
| KR100797590B1 (ko) * | 2001-11-05 | 2008-01-24 | 후지쯔 가부시끼가이샤 | 자기저항 센서 및 그 제조 방법 |
| KR100833923B1 (ko) * | 2001-12-27 | 2008-05-30 | 후지쯔 가부시끼가이샤 | 자기저항 효과 소자 |
| US7180713B2 (en) | 2001-12-27 | 2007-02-20 | Fujitsu Limited | Magnetoresistive element |
| CN100394628C (zh) * | 2001-12-27 | 2008-06-11 | 富士通株式会社 | 磁电阻元件 |
| US7215515B2 (en) | 2002-03-28 | 2007-05-08 | Fujitsu Limited | Magnetoresistive sensor having a conducting path layer formed from a plurality of metal islands within an insulating matrix |
| WO2003083838A1 (fr) * | 2002-03-28 | 2003-10-09 | Fujitsu Limited | Capteur de resistance magnetique et son procede de fabrication |
| CN1300771C (zh) * | 2003-08-29 | 2007-02-14 | 日立环球储存科技荷兰有限公司 | 电流垂直平面巨磁阻传感器及其制造方法以及磁存储系统 |
| US8048492B2 (en) | 2005-12-21 | 2011-11-01 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magnetoresistive effect element and manufacturing method thereof |
| US7719800B2 (en) | 2006-01-11 | 2010-05-18 | Kabuhsiki Kaisha Toshiba | Magnetoresistive effect element and manufacturing method thereof, and magnetic head, magnetic reproducing apparatus, and magnetic memory using the same |
| US7897201B2 (en) | 2006-02-09 | 2011-03-01 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method for manufacturing magnetoresistance effect element |
| US8274766B2 (en) | 2006-04-28 | 2012-09-25 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magnetic recording element including a thin film layer with changeable magnetization direction |
| US7776387B2 (en) | 2006-07-07 | 2010-08-17 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method for manufacturing a magneto-resistance effect element |
| US8111489B2 (en) | 2006-07-07 | 2012-02-07 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magneto-resistance effect element |
| US8331062B2 (en) | 2006-09-28 | 2012-12-11 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magneto-resistance effect element, magnetic head, magnetic recording/reproducing device and magnetic memory |
| US8031443B2 (en) | 2007-03-27 | 2011-10-04 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magneto-resistance effect element, magnetic head, magnetic recording/reproducing device and method for manufacturing a magneto-resistance effect element |
| US8228643B2 (en) | 2008-09-26 | 2012-07-24 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method for manufacturing a magneto-resistance effect element and magnetic recording and reproducing apparatus |
| US8274765B2 (en) | 2008-09-29 | 2012-09-25 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method of manufacturing magnetoresistive element, magnetoresistive element, magnetic head assembly and magnetic recording apparatus |
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