JP2914339B2 - 磁気抵抗効果素子並びにそれを用いた磁気抵抗効果センサ及び磁気抵抗検出システム - Google Patents
磁気抵抗効果素子並びにそれを用いた磁気抵抗効果センサ及び磁気抵抗検出システムInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は磁気抵抗効果素子並
びにそれを用いた磁気抵抗効果センサ及び磁気抵抗検出
システムに係り、特に磁気記録媒体に記録した情報信号
を読み取るための磁気抵抗効果素子並びにそれを用いた
磁気抵抗効果センサ及び磁気抵抗検出システムに関す
る。
びにそれを用いた磁気抵抗効果センサ及び磁気抵抗検出
システムに係り、特に磁気記録媒体に記録した情報信号
を読み取るための磁気抵抗効果素子並びにそれを用いた
磁気抵抗効果センサ及び磁気抵抗検出システムに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来より、大きな線形密度で磁性表面か
らデータを読み取れる、磁気抵抗（ＭＲ）センサ又はＭ
Ｒヘッドと呼ばれる磁気読み取り変換器が知られてい
る。このＭＲセンサは、読み取り素子によって感知され
る磁束の強さと方向の関数としての抵抗変化を介して磁
界信号を検出する。こうした従来のＭＲセンサは、読み
取り素子の抵抗の一成分が磁化方向と素子中を流れる感
知電流の方向の間の角度の余弦の２乗に比例して変化す
る、異方性磁気抵抗（ＡＭＲ）効果に基づいて動作す
る。
らデータを読み取れる、磁気抵抗（ＭＲ）センサ又はＭ
Ｒヘッドと呼ばれる磁気読み取り変換器が知られてい
る。このＭＲセンサは、読み取り素子によって感知され
る磁束の強さと方向の関数としての抵抗変化を介して磁
界信号を検出する。こうした従来のＭＲセンサは、読み
取り素子の抵抗の一成分が磁化方向と素子中を流れる感
知電流の方向の間の角度の余弦の２乗に比例して変化す
る、異方性磁気抵抗（ＡＭＲ）効果に基づいて動作す
る。
【０００３】このＡＭＲ効果は、公知の効果であるので
その説明は省略するが、例えばＤ．Ａ．トムソン（Thom
pson）等の論文（”Memory,Storage,and Related Appli
cations",IEEE Trans.on Mag. MAG-11,p.1039(1975))に
詳しい説明がある。ＡＭＲ効果を用いた磁気ヘッドで
は、バルクハウゼンノイズを抑えるために縦バイアスを
印加することが多いが、この縦バイアス印加材料とし
て、ＦｅＭｎ、ＮｉＭｎ、ニッケル酸化物などの反強磁
性材料を用いる場合がある。
その説明は省略するが、例えばＤ．Ａ．トムソン（Thom
pson）等の論文（”Memory,Storage,and Related Appli
cations",IEEE Trans.on Mag. MAG-11,p.1039(1975))に
詳しい説明がある。ＡＭＲ効果を用いた磁気ヘッドで
は、バルクハウゼンノイズを抑えるために縦バイアスを
印加することが多いが、この縦バイアス印加材料とし
て、ＦｅＭｎ、ＮｉＭｎ、ニッケル酸化物などの反強磁
性材料を用いる場合がある。
【０００４】さらに最近では、積層磁気センサの抵抗変
化が、非磁性層を介する磁性層間での電導電子のスピン
依存性伝送、及びそれに付随する層界面でのスピン依存
性散乱に帰される、より顕著な磁気抵抗効果が知られて
いる。この磁気抵抗効果は、「巨大磁気抵抗効果」や
「スピン・バルブ効果」など様々な名称で呼ばれてい
る。このような磁気抵抗センサは適当な材料でできてお
り、ＡＭＲ効果を利用するセンサで観察されるよりも、
感度が改善され、抵抗変化が大きい。この種のＭＲセン
サでは、非磁性層で分離された一対の強磁性体層の間の
平面内抵抗が、２つの層の磁化方向間の角度の余弦に比
例して変化する。
化が、非磁性層を介する磁性層間での電導電子のスピン
依存性伝送、及びそれに付随する層界面でのスピン依存
性散乱に帰される、より顕著な磁気抵抗効果が知られて
いる。この磁気抵抗効果は、「巨大磁気抵抗効果」や
「スピン・バルブ効果」など様々な名称で呼ばれてい
る。このような磁気抵抗センサは適当な材料でできてお
り、ＡＭＲ効果を利用するセンサで観察されるよりも、
感度が改善され、抵抗変化が大きい。この種のＭＲセン
サでは、非磁性層で分離された一対の強磁性体層の間の
平面内抵抗が、２つの層の磁化方向間の角度の余弦に比
例して変化する。
【０００５】１９８８年６月１６日の出願を基礎として
優先権主張されている特開平２−６１５７２号公報に
は、磁性層内の磁化の反平行整列によって生じる高いＭ
Ｒ変化をもたらす積層磁性構造が記載されている。この
積層磁性構造で使用可能な材料として、上記公報には強
磁性の遷移金属及び合金が挙げられている。また、中間
層により分離している少なくとも２層の強磁性層の一方
に反強磁性層を付加した構造及び反強磁性層としてＦｅ
Ｍｎが適当であることが開示されている。
優先権主張されている特開平２−６１５７２号公報に
は、磁性層内の磁化の反平行整列によって生じる高いＭ
Ｒ変化をもたらす積層磁性構造が記載されている。この
積層磁性構造で使用可能な材料として、上記公報には強
磁性の遷移金属及び合金が挙げられている。また、中間
層により分離している少なくとも２層の強磁性層の一方
に反強磁性層を付加した構造及び反強磁性層としてＦｅ
Ｍｎが適当であることが開示されている。
【０００６】１９９０年１２月１１日の出願を基礎とし
て優先権が主張されている特開平４−３５８３１０号公
報には、非磁性金属体の薄膜層によって仕切られた強磁
性体の２層の薄膜層を有し、印加磁界が零である場合に
２つの強磁性薄膜層の磁化方向が直交し、２つの非結合
強磁性体層間の抵抗が２つの層の磁化方向間の角度の余
弦に比例して変化し、センサ中を通る電流の方向とは独
立な、ＭＲセンサが開示されている。
て優先権が主張されている特開平４−３５８３１０号公
報には、非磁性金属体の薄膜層によって仕切られた強磁
性体の２層の薄膜層を有し、印加磁界が零である場合に
２つの強磁性薄膜層の磁化方向が直交し、２つの非結合
強磁性体層間の抵抗が２つの層の磁化方向間の角度の余
弦に比例して変化し、センサ中を通る電流の方向とは独
立な、ＭＲセンサが開示されている。
【０００７】１９９２年１１月１７日の出願を基礎とし
て優先権が主張されている特開平６−２０３３４０号公
報には、非磁性金属材料の薄膜層で分離された２つの強
磁性体の薄膜層を含み、外部印加磁界がゼロのとき、隣
接する反強磁性体層の磁化が他方の強磁性体層に対して
垂直に保たれる、上記の効果に基づくＭＲセンサが開示
されている。
て優先権が主張されている特開平６−２０３３４０号公
報には、非磁性金属材料の薄膜層で分離された２つの強
磁性体の薄膜層を含み、外部印加磁界がゼロのとき、隣
接する反強磁性体層の磁化が他方の強磁性体層に対して
垂直に保たれる、上記の効果に基づくＭＲセンサが開示
されている。
【０００８】また、特開平７−２６２５２９号公報（１
９９４年３月２４日出願）には、第１磁性層／非磁性層
／第２磁性層／反強磁性層の構成を有するスピンバルブ
であって、特に第１及び第２磁性層にＣｏＺｒＮｂ、Ｃ
ｏＺｒＭｏ、ＦｅＳｉＡｌ、ＦｅＳｉ、ＮｉＦｅあるい
はこれにＣｒ、Ｍｎ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌ、
Ｔｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｚｎを添加した材料を用いた磁気抵
抗効果素子が開示されている。
９９４年３月２４日出願）には、第１磁性層／非磁性層
／第２磁性層／反強磁性層の構成を有するスピンバルブ
であって、特に第１及び第２磁性層にＣｏＺｒＮｂ、Ｃ
ｏＺｒＭｏ、ＦｅＳｉＡｌ、ＦｅＳｉ、ＮｉＦｅあるい
はこれにＣｒ、Ｍｎ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌ、
Ｔｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｚｎを添加した材料を用いた磁気抵
抗効果素子が開示されている。
【０００９】また、特開平７−２０２２９２号公報（１
９９３年１２月２７日出願）には、基板上に非磁性層を
介して積層した複数の磁性薄膜からなり、非磁性薄膜を
介して隣り合う一方の軟磁性薄膜に反強磁性薄膜が隣接
して設けてあり、この反強磁性薄膜のバイアス磁界をＨ
ｒ、他方の強磁性薄膜の保磁力をＨc 2としたときに、Ｈ
c2＜Ｈｒである磁気抵抗効果膜において、前記反強磁性
体がＮｉＯ、ＣｏＯ、ＦｅＯ、Ｆｅ2Ｏ3、ＭｎＯ、Ｃｒ
の少なくとも１種又はこれらの混合物からなることを特
徴とする磁気抵抗効果膜が開示されている。
９９３年１２月２７日出願）には、基板上に非磁性層を
介して積層した複数の磁性薄膜からなり、非磁性薄膜を
介して隣り合う一方の軟磁性薄膜に反強磁性薄膜が隣接
して設けてあり、この反強磁性薄膜のバイアス磁界をＨ
ｒ、他方の強磁性薄膜の保磁力をＨc 2としたときに、Ｈ
c2＜Ｈｒである磁気抵抗効果膜において、前記反強磁性
体がＮｉＯ、ＣｏＯ、ＦｅＯ、Ｆｅ2Ｏ3、ＭｎＯ、Ｃｒ
の少なくとも１種又はこれらの混合物からなることを特
徴とする磁気抵抗効果膜が開示されている。
【００１０】また、前述の磁気抵抗効果膜において、前
記反強磁性体がＮｉＯ、ＮｉXＣｏ1-XＯ、ＣｏＯから選
ばれる少なくとも２種からなる超格子であることを特徴
とする磁気抵抗効果膜が、特願平６−２１４８３７号
（１９９４年９月８日出願）及び特願平６−２６９５２
４号（１９９４年１１月２日出願）により提案されてい
る。また、特願平７−１１３５４号（１９９５年１月２
７日出願）により、前述の磁気抵抗効果膜において、前
記反強磁性体がＮｉＯ、ＮｉXＣｏ1-XＯ（x=0.1〜0.
9）、ＣｏＯから選ばれる少なくとも２種からなる超格
子であり、この超格子中のＮｉのＣｏに対する原子数比
が１．０以上であることを特徴とする磁気抵抗効果膜が
提案されている。更に、特願平７−１３６６７０号（１
９９５年６月２日出願）には、前述の磁気抵抗効果膜に
おいて、前記反強磁性体がＮｉＯ上にＣｏＯを１０から
４０オングストローム積層した２層膜であることを特徴
とする磁気抵抗効果膜が提案されている。
記反強磁性体がＮｉＯ、ＮｉXＣｏ1-XＯ、ＣｏＯから選
ばれる少なくとも２種からなる超格子であることを特徴
とする磁気抵抗効果膜が、特願平６−２１４８３７号
（１９９４年９月８日出願）及び特願平６−２６９５２
４号（１９９４年１１月２日出願）により提案されてい
る。また、特願平７−１１３５４号（１９９５年１月２
７日出願）により、前述の磁気抵抗効果膜において、前
記反強磁性体がＮｉＯ、ＮｉXＣｏ1-XＯ（x=0.1〜0.
9）、ＣｏＯから選ばれる少なくとも２種からなる超格
子であり、この超格子中のＮｉのＣｏに対する原子数比
が１．０以上であることを特徴とする磁気抵抗効果膜が
提案されている。更に、特願平７−１３６６７０号（１
９９５年６月２日出願）には、前述の磁気抵抗効果膜に
おいて、前記反強磁性体がＮｉＯ上にＣｏＯを１０から
４０オングストローム積層した２層膜であることを特徴
とする磁気抵抗効果膜が提案されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記の各公
報や各特許出願記載の酸化物を反強磁性層に用いた磁気
抵抗効果膜は、酸化物反強磁性層の応力が大きいため
に、素子にセンス電流を流した場合に、局所的な電流加
熱効果により反強磁性膜が下地層から剥離し、素子の破
壊が生じるという問題がある。
報や各特許出願記載の酸化物を反強磁性層に用いた磁気
抵抗効果膜は、酸化物反強磁性層の応力が大きいため
に、素子にセンス電流を流した場合に、局所的な電流加
熱効果により反強磁性膜が下地層から剥離し、素子の破
壊が生じるという問題がある。
【００１２】本発明は上記の点に鑑みなされたもので、
下地層−反強磁性層間に十分な付着力を有する構成とす
ることにより、センス電流を流しても剥離による素子破
壊の起きない耐通電特性の優れた磁気抵抗効果素子を提
供することを目的とする。
下地層−反強磁性層間に十分な付着力を有する構成とす
ることにより、センス電流を流しても剥離による素子破
壊の起きない耐通電特性の優れた磁気抵抗効果素子を提
供することを目的とする。
【００１３】また、本発明の他の目的は、耐通電特性の
優れた磁気抵抗効果素子を用いて特性の良好な磁気抵抗
効果センサ及び磁気抵抗検出システムを提供することに
ある。
優れた磁気抵抗効果素子を用いて特性の良好な磁気抵抗
効果センサ及び磁気抵抗検出システムを提供することに
ある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の磁気抵抗効果素子は下地層上に、反強磁性
層、固定磁性層、非磁性層及び自由磁性層が順次に積層
された磁気抵抗効果素子において、Ｎｉ酸化物，Ｃｏ酸
化物又はＦｅ酸化物を主要元素とする単層膜、多層膜、
又はこれらの混合物による反強磁性層と下地層との間
に、通電時の剥離防止用の付着層を設けたことを特徴と
する。
め、本発明の磁気抵抗効果素子は下地層上に、反強磁性
層、固定磁性層、非磁性層及び自由磁性層が順次に積層
された磁気抵抗効果素子において、Ｎｉ酸化物，Ｃｏ酸
化物又はＦｅ酸化物を主要元素とする単層膜、多層膜、
又はこれらの混合物による反強磁性層と下地層との間
に、通電時の剥離防止用の付着層を設けたことを特徴と
する。
【００１５】また、本発明の磁気抵抗効果素子は、下地
層上に反強磁性層、固定磁性層、非磁性層及び自由磁性
層が順次に積層され、かつ、固定磁性層と非磁性層の間
と、非磁性層と自由磁性層との間の少なくとも一方にエ
ンハンス層が形成された磁気抵抗効果素子において、Ｎ
ｉ酸化物，Ｃｏ酸化物又はＦｅ酸化物を主要元素とする
単層膜、多層膜、又はこれらの混合物による反強磁性層
と下地層との間に、通電時の剥離防止用の付着層を設け
たことを特徴とする。
層上に反強磁性層、固定磁性層、非磁性層及び自由磁性
層が順次に積層され、かつ、固定磁性層と非磁性層の間
と、非磁性層と自由磁性層との間の少なくとも一方にエ
ンハンス層が形成された磁気抵抗効果素子において、Ｎ
ｉ酸化物，Ｃｏ酸化物又はＦｅ酸化物を主要元素とする
単層膜、多層膜、又はこれらの混合物による反強磁性層
と下地層との間に、通電時の剥離防止用の付着層を設け
たことを特徴とする。
【００１６】ここで、上記下地層にアルミナ又はＳｉＯ
2を用い、上記反強磁性層にＮｉ酸化物、Ｃｏ酸化物、
及びＦｅ酸化物を用いた場合の付着力を次表に示す。
2を用い、上記反強磁性層にＮｉ酸化物、Ｃｏ酸化物、
及びＦｅ酸化物を用いた場合の付着力を次表に示す。
【００１７】
【表１】 これに対し、本発明は、下地層と酸化物反強磁性層の間
に付着層を設けたものである。ここで、下地層として上
記と同様にアルミナ又はＳｉＯ2を用い、この上に以下
の各種材料の薄膜を付着層として形成した場合の、両者
界面での付着力（Ｇｐａ）を次表に示す。
に付着層を設けたものである。ここで、下地層として上
記と同様にアルミナ又はＳｉＯ2を用い、この上に以下
の各種材料の薄膜を付着層として形成した場合の、両者
界面での付着力（Ｇｐａ）を次表に示す。
【００１８】
【表２】 さらに、下記薄膜材料を付着層として用い、この上にＮ
ｉ酸化物、Ｃｏ酸化物、及びＦｅ酸化物を上記の反強磁
性層として用いた場合の、両者界面での付着力（Ｇｐ
ａ）を次表に示す。
ｉ酸化物、Ｃｏ酸化物、及びＦｅ酸化物を上記の反強磁
性層として用いた場合の、両者界面での付着力（Ｇｐ
ａ）を次表に示す。
【００１９】
【表３】 このように、表２中にあげた各薄膜材料とアルミナ及び
ＳｉＯ2膜との付着力、及び表３中にあげた各薄膜材料
とＮｉ酸化物、Ｃｏ酸化物、及びＦｅ酸化物との間の付
着力は、いずれも表１に示したアルミナ及びＳｉＯ
2と、Ｎｉ酸化物、Ｃｏ酸化物、及びＦｅ酸化物の間の
酸化物との間の結合力を上回った。
ＳｉＯ2膜との付着力、及び表３中にあげた各薄膜材料
とＮｉ酸化物、Ｃｏ酸化物、及びＦｅ酸化物との間の付
着力は、いずれも表１に示したアルミナ及びＳｉＯ
2と、Ｎｉ酸化物、Ｃｏ酸化物、及びＦｅ酸化物の間の
酸化物との間の結合力を上回った。
【００２０】従って、表２及び表３中にあげた各薄膜材
料を付着層として下地層のアルミナ又はＳｉＯ2と、反
強磁性層であるＮｉ酸化物、Ｃｏ酸化物又はＦｅ酸化物
との間に挿入することにより、アルミナ及びＳｉＯ2と
Ｎｉ酸化物、Ｃｏ酸化物、及びＦｅ酸化物との間の付着
力が向上することになる。
料を付着層として下地層のアルミナ又はＳｉＯ2と、反
強磁性層であるＮｉ酸化物、Ｃｏ酸化物又はＦｅ酸化物
との間に挿入することにより、アルミナ及びＳｉＯ2と
Ｎｉ酸化物、Ｃｏ酸化物、及びＦｅ酸化物との間の付着
力が向上することになる。
【００２１】また、本発明は、基板上に下シールド層、
下ギャップ層、及びパターン化された磁気抵抗効果素子
が順次に積層され、かつ、磁気抵抗効果素子の端部に接
するように、又は一部が重なるように縦バイアス層及び
下電極層が順次積層され、磁気抵抗効果素子、縦バイア
ス層及び下電極層上に上ギャップ層、上シールド層が順
次に積層された構造のシールド型磁気抵抗効果センサの
上記磁気抵抗効果素子として、付着層を有する磁気抵抗
効果素子を使用する。
下ギャップ層、及びパターン化された磁気抵抗効果素子
が順次に積層され、かつ、磁気抵抗効果素子の端部に接
するように、又は一部が重なるように縦バイアス層及び
下電極層が順次積層され、磁気抵抗効果素子、縦バイア
ス層及び下電極層上に上ギャップ層、上シールド層が順
次に積層された構造のシールド型磁気抵抗効果センサの
上記磁気抵抗効果素子として、付着層を有する磁気抵抗
効果素子を使用する。
【００２２】更に、本発明は、磁気抵抗効果素子と、磁
気抵抗効果素子を通る電流を発生する手段と、検出され
る磁界の関数として磁気抵抗効果素子の抵抗率変化を検
出する手段とを備えた磁気抵抗検出システムの上記磁気
抵抗効果素子として、付着層を有する磁気抵抗効果素子
を使用する。また、この磁気抵抗検出システムを用いて
本発明の磁気記憶装置も構成できる。
気抵抗効果素子を通る電流を発生する手段と、検出され
る磁界の関数として磁気抵抗効果素子の抵抗率変化を検
出する手段とを備えた磁気抵抗検出システムの上記磁気
抵抗効果素子として、付着層を有する磁気抵抗効果素子
を使用する。また、この磁気抵抗検出システムを用いて
本発明の磁気記憶装置も構成できる。
【００２３】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態につい
て、図面と共に説明する。図１は本発明になる磁気抵抗
効果素子の第１の実施の形態の概念図を示す。この第１
の実施の形態の磁気抵抗効果素子は、下地層１００上に
付着層１０１、反強磁性層１０２、固定磁性層１０３、
非磁性層１０５、自由磁性層１０７及び保護層１０８を
順次積層した構造である。
て、図面と共に説明する。図１は本発明になる磁気抵抗
効果素子の第１の実施の形態の概念図を示す。この第１
の実施の形態の磁気抵抗効果素子は、下地層１００上に
付着層１０１、反強磁性層１０２、固定磁性層１０３、
非磁性層１０５、自由磁性層１０７及び保護層１０８を
順次積層した構造である。
【００２４】図２は本発明になる磁気抵抗効果素子の第
２の実施の形態の概念図を示す。この第２の実施の形態
の磁気抵抗効果素子は、下地層１００上に付着層１０
１、反強磁性層１０２、固定磁性層１０３、第１ＭＲエ
ンハンス層１０４、非磁性層１０５、第２ＭＲエンハン
ス層１０６、自由磁性層１０７及び保護層１０８を順次
積層した構造である。
２の実施の形態の概念図を示す。この第２の実施の形態
の磁気抵抗効果素子は、下地層１００上に付着層１０
１、反強磁性層１０２、固定磁性層１０３、第１ＭＲエ
ンハンス層１０４、非磁性層１０５、第２ＭＲエンハン
ス層１０６、自由磁性層１０７及び保護層１０８を順次
積層した構造である。
【００２５】ここで、図１及び図２の付着層１０１とし
て、Ｔａ、Ｔａ酸化物、Ｔｉ、Ｔｉ酸化物、Ｃｒ、Ｃｒ
酸化物、Ｖ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈ
ｆ、Ｗの単層膜、多層膜、混合物、及び混合物の多層膜
を用いることができる。反強磁性層１０２としては、Ｎ
ｉ酸化物、Ｃｏ酸化物及びＦｅ酸化物の単層膜、多層
膜、及び混合物を用いることができる。固定磁性層１０
３としては、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅをベースにするグループ
からなる単体、合金、又は積層膜を用いる。膜厚は１〜
５０ｎｍ程度が望ましい。
て、Ｔａ、Ｔａ酸化物、Ｔｉ、Ｔｉ酸化物、Ｃｒ、Ｃｒ
酸化物、Ｖ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈ
ｆ、Ｗの単層膜、多層膜、混合物、及び混合物の多層膜
を用いることができる。反強磁性層１０２としては、Ｎ
ｉ酸化物、Ｃｏ酸化物及びＦｅ酸化物の単層膜、多層
膜、及び混合物を用いることができる。固定磁性層１０
３としては、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅをベースにするグループ
からなる単体、合金、又は積層膜を用いる。膜厚は１〜
５０ｎｍ程度が望ましい。
【００２６】第１ＭＲエンハンス層１０４としてはＣ
ｏ、ＮｉＦｅＣｏ、ＦｅＣｏ等、又はＣｏＦｅＢ、Ｃｏ
ＺｒＭｏ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺｒ、ＣｏＺｒＴａ、Ｃ
ｏＨｆ、ＣｏＴａ、ＣｏＴａＨｆ、ＣｏＮｂＨｆ、Ｃｏ
ＺｒＮｂ、ＣｏＨｆＰｄ、ＣｏＴａＺｒＮｂ、ＣｏＺｒ
ＭｏＮｉ合金又はアモルファス磁性材料を用いる。膜厚
は０．５〜５ｎｍ程度が望ましい。第１ＭＲエンハンス
層１０４を用いない図１の例では、用いた図２の例に比
べて若干ＭＲ比が低下するが、用いない分だけ作製に要
する工程数は低減する。
ｏ、ＮｉＦｅＣｏ、ＦｅＣｏ等、又はＣｏＦｅＢ、Ｃｏ
ＺｒＭｏ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺｒ、ＣｏＺｒＴａ、Ｃ
ｏＨｆ、ＣｏＴａ、ＣｏＴａＨｆ、ＣｏＮｂＨｆ、Ｃｏ
ＺｒＮｂ、ＣｏＨｆＰｄ、ＣｏＴａＺｒＮｂ、ＣｏＺｒ
ＭｏＮｉ合金又はアモルファス磁性材料を用いる。膜厚
は０．５〜５ｎｍ程度が望ましい。第１ＭＲエンハンス
層１０４を用いない図１の例では、用いた図２の例に比
べて若干ＭＲ比が低下するが、用いない分だけ作製に要
する工程数は低減する。
【００２７】非磁性層１０５としてはＣｕ、Ｃｕに１〜
２０ａｔ％程度のＡｇを添加した材料、Ｃｕに１〜２０
ａｔ％程度のＲｅを添加した材料、Ｃｕ−Ａｕ合金を用
いることができる。膜厚は２〜４ｎｍが望ましい。第２
ＭＲエンハンス層１０６としてはＣｏ、ＮｉＦｅＣｏ、
ＦｅＣｏ等、又はＣｏＦｅＢ、ＣｏＺｒＭｏ、ＣｏＺｒ
Ｎｂ、ＣｏＺｒ、ＣｏＺｒＴａ、ＣｏＨｆ、ＣｏＴａ、
ＣｏＴａＨｆ、ＣｏＮｂＨｆ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＨｆ
Ｐｄ、ＣｏＴａＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＭｏＮｉ合金又はア
モルファス磁性材料を用いることができる。膜厚は０．
５〜３ｎｍ程度が望ましい。第２ＭＲエンハンス層１０
６を用いない図１の例では、用いた図２の例に比べて若
干ＭＲ比が低下するが、用いない分だけ作製に要する工
程数は低減する。
２０ａｔ％程度のＡｇを添加した材料、Ｃｕに１〜２０
ａｔ％程度のＲｅを添加した材料、Ｃｕ−Ａｕ合金を用
いることができる。膜厚は２〜４ｎｍが望ましい。第２
ＭＲエンハンス層１０６としてはＣｏ、ＮｉＦｅＣｏ、
ＦｅＣｏ等、又はＣｏＦｅＢ、ＣｏＺｒＭｏ、ＣｏＺｒ
Ｎｂ、ＣｏＺｒ、ＣｏＺｒＴａ、ＣｏＨｆ、ＣｏＴａ、
ＣｏＴａＨｆ、ＣｏＮｂＨｆ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＨｆ
Ｐｄ、ＣｏＴａＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＭｏＮｉ合金又はア
モルファス磁性材料を用いることができる。膜厚は０．
５〜３ｎｍ程度が望ましい。第２ＭＲエンハンス層１０
６を用いない図１の例では、用いた図２の例に比べて若
干ＭＲ比が低下するが、用いない分だけ作製に要する工
程数は低減する。
【００２８】自由磁性層１０７としてはＣｏ、ＮｉＦｅ
Ｃｏ、ＦｅＣｏ等、又はＣｏＦｅＢ、ＣｏＺｒＭｏ、Ｃ
ｏＺｒＮｂ、ＣｏＺｒ、ＣｏＺｒＴａ、ＣｏＨｆ、Ｃｏ
Ｔａ、ＣｏＴａＨｆ、ＣｏＮｂＨｆ、ＣｏＺｒＮｂ、Ｃ
ｏＨｆＰｄ、ＣｏＴａＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＭｏＮｉ合金
ＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＣｏ、センダスト、窒化鉄系材料、
ＦｅＣｏ等又はアモルファス磁性材料の単層、混合物及
び積層膜を用いることができる。膜厚は１〜６ｎｍ程度
が望ましい。自由磁性層１０７がＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＣ
ｏ、ＦｅＣｏをベースにした材料の場合には、下地層１
００をＴａ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｗ等にすることにより、自由
磁性層１０７及び非磁性層１０５の結晶性を良好にし、
ＭＲ比を向上させることができる。
Ｃｏ、ＦｅＣｏ等、又はＣｏＦｅＢ、ＣｏＺｒＭｏ、Ｃ
ｏＺｒＮｂ、ＣｏＺｒ、ＣｏＺｒＴａ、ＣｏＨｆ、Ｃｏ
Ｔａ、ＣｏＴａＨｆ、ＣｏＮｂＨｆ、ＣｏＺｒＮｂ、Ｃ
ｏＨｆＰｄ、ＣｏＴａＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＭｏＮｉ合金
ＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＣｏ、センダスト、窒化鉄系材料、
ＦｅＣｏ等又はアモルファス磁性材料の単層、混合物及
び積層膜を用いることができる。膜厚は１〜６ｎｍ程度
が望ましい。自由磁性層１０７がＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＣ
ｏ、ＦｅＣｏをベースにした材料の場合には、下地層１
００をＴａ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｗ等にすることにより、自由
磁性層１０７及び非磁性層１０５の結晶性を良好にし、
ＭＲ比を向上させることができる。
【００２９】保護層１０８としてはＡｌ、Ｓｉ、Ｔａ、
Ｔｉからなるグループの酸化物又は窒化物、Ｃｕ、Ａ
ｕ、Ａｇ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｉｒ、Ｓｉ、Ｐｔ、Ｔ
ｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｃからなるグループ、若しくはそれら
の混合物を用いることができる。保護層１０８を用いる
ことにより耐食性は向上するが、用いない場合は逆に製
造工程数が低減し生産性が向上する。
Ｔｉからなるグループの酸化物又は窒化物、Ｃｕ、Ａ
ｕ、Ａｇ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｉｒ、Ｓｉ、Ｐｔ、Ｔ
ｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｃからなるグループ、若しくはそれら
の混合物を用いることができる。保護層１０８を用いる
ことにより耐食性は向上するが、用いない場合は逆に製
造工程数が低減し生産性が向上する。
【００３０】次に、本発明になる磁気抵抗センサについ
て説明する。図３は本発明になる磁気抵抗効果センサの
第１の実施の形態の構成図を示す。図３の実施の形態
は、基板１上に下シールド層２、下ギャップ層３、磁気
抵抗効果素子６が積層されており、また、磁気抵抗効果
素子６の端部に接するように縦バイアス層４及び下電極
層５が順次に積層されており、その上に上ギャップ層８
及び上シールド層９が順次に積層されている。この実施
の形態は、磁気抵抗効果素子６として図１又は図２に示
した構成の磁気抵抗効果素子を用いた点に特徴がある。
て説明する。図３は本発明になる磁気抵抗効果センサの
第１の実施の形態の構成図を示す。図３の実施の形態
は、基板１上に下シールド層２、下ギャップ層３、磁気
抵抗効果素子６が積層されており、また、磁気抵抗効果
素子６の端部に接するように縦バイアス層４及び下電極
層５が順次に積層されており、その上に上ギャップ層８
及び上シールド層９が順次に積層されている。この実施
の形態は、磁気抵抗効果素子６として図１又は図２に示
した構成の磁気抵抗効果素子を用いた点に特徴がある。
【００３１】磁気抵抗効果素子６の上にギャップ規定絶
縁層７を積層させることもある。下シールド層２は適当
な大きさにフォトレジスト（ＰＲ）工程によりパターン
化されることが多い。磁気抵抗効果素子６はＰＲ工程に
より適当な大きさ形状にパターン化されている。この磁
気抵抗効果センサは、感磁部である磁気抵抗効果素子６
の両側に外乱磁界の進入を防ぐ下シールド層２及び上シ
ールド層８が設けられたシールド型素子である。
縁層７を積層させることもある。下シールド層２は適当
な大きさにフォトレジスト（ＰＲ）工程によりパターン
化されることが多い。磁気抵抗効果素子６はＰＲ工程に
より適当な大きさ形状にパターン化されている。この磁
気抵抗効果センサは、感磁部である磁気抵抗効果素子６
の両側に外乱磁界の進入を防ぐ下シールド層２及び上シ
ールド層８が設けられたシールド型素子である。
【００３２】図４は本発明になる磁気抵抗効果センサの
第２の実施の形態の構成図を示す。この実施の形態では
基板１上に下シールド層２，下ギャップ層３、磁気抵抗
効果素子６が積層されている点、及び、下シールド層２
が適当な大きさにＰＲ工程によりパターン化されること
が多く、磁気抵抗効果素子６がＰＲ工程により適当な大
きさ形状にパターン化されている点は第１の実施の形態
と同じであるが、この実施の形態では、磁気抵抗効果素
子６の上部に一部重なるように縦バイアス層１０及び下
電極層１１が順次積層されている点に特徴がある。下電
極層１１上に上ギャップ層８、上シールド層９が順次積
層されている。この磁気抵抗効果センサもシールド型素
子である。この実施の形態も、磁気抵抗効果素子６とし
て図１又は図２に示した構成の本発明の磁気抵抗効果素
子を用いた点に特徴がある。
第２の実施の形態の構成図を示す。この実施の形態では
基板１上に下シールド層２，下ギャップ層３、磁気抵抗
効果素子６が積層されている点、及び、下シールド層２
が適当な大きさにＰＲ工程によりパターン化されること
が多く、磁気抵抗効果素子６がＰＲ工程により適当な大
きさ形状にパターン化されている点は第１の実施の形態
と同じであるが、この実施の形態では、磁気抵抗効果素
子６の上部に一部重なるように縦バイアス層１０及び下
電極層１１が順次積層されている点に特徴がある。下電
極層１１上に上ギャップ層８、上シールド層９が順次積
層されている。この磁気抵抗効果センサもシールド型素
子である。この実施の形態も、磁気抵抗効果素子６とし
て図１又は図２に示した構成の本発明の磁気抵抗効果素
子を用いた点に特徴がある。
【００３３】図３及び図４に示した磁気抵抗効果センサ
の、下シールド層２としては、ＮｉＦｅ、ＣｏＺｒ、又
はＣｏＦｅＢ、ＣｏＺｒＭｏ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺ
ｒ、ＣｏＺｒＴａ、ＣｏＨｆ、ＣｏＴａ、ＣｏＴａＨ
ｆ、ＣｏＮｂＨｆ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＨｆＰｄ、Ｃｏ
ＴａＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＭｏＮｉ合金、ＦｅＡｌＳｉ、
窒化鉄系材料等を用いることができ、膜厚は０．５〜１
０μｍの範囲で適用可能である。下ギャップ層３は、ア
ルミナ以外にも、ＳｉＯ2、窒化アルミニウム、窒化シ
リコン、ダイヤモンドライクカーボン等が適用可能であ
り、０．０１〜０．２０μｍ範囲での使用が望ましい。
の、下シールド層２としては、ＮｉＦｅ、ＣｏＺｒ、又
はＣｏＦｅＢ、ＣｏＺｒＭｏ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺ
ｒ、ＣｏＺｒＴａ、ＣｏＨｆ、ＣｏＴａ、ＣｏＴａＨ
ｆ、ＣｏＮｂＨｆ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＨｆＰｄ、Ｃｏ
ＴａＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＭｏＮｉ合金、ＦｅＡｌＳｉ、
窒化鉄系材料等を用いることができ、膜厚は０．５〜１
０μｍの範囲で適用可能である。下ギャップ層３は、ア
ルミナ以外にも、ＳｉＯ2、窒化アルミニウム、窒化シ
リコン、ダイヤモンドライクカーボン等が適用可能であ
り、０．０１〜０．２０μｍ範囲での使用が望ましい。
【００３４】縦バイアス層４、１０としては、ＣｏＣｒ
Ｐｔ、ＣｏＣｒ、ＣｏＰｔ、ＣｏＣｒＴａ、ＦｅＭｎ、
ＮｉＭｎ、Ｎｉ酸化物、ＮｉＣｏ酸化物、ＩｒＭｎ、Ｐ
ｔＰｄＭｎ、ＲｅＭｎ等を用いることができる。下電極
層５、１１としては、Ｚｒ、Ｔａ、Ｍｏからなる単体若
しくは合金若しくは混合物が望ましい。膜厚範囲は０．
０１〜０．１０μｍがよい。ギャップ規定絶縁層７とし
ては、アルミナ、ＳｉＯ2、窒化アルミニウム、窒化シ
リコン、ダイヤモンドライクカーボン等が適用可能であ
り、０．００５〜０．０５μｍ範囲での使用が望まし
い。
Ｐｔ、ＣｏＣｒ、ＣｏＰｔ、ＣｏＣｒＴａ、ＦｅＭｎ、
ＮｉＭｎ、Ｎｉ酸化物、ＮｉＣｏ酸化物、ＩｒＭｎ、Ｐ
ｔＰｄＭｎ、ＲｅＭｎ等を用いることができる。下電極
層５、１１としては、Ｚｒ、Ｔａ、Ｍｏからなる単体若
しくは合金若しくは混合物が望ましい。膜厚範囲は０．
０１〜０．１０μｍがよい。ギャップ規定絶縁層７とし
ては、アルミナ、ＳｉＯ2、窒化アルミニウム、窒化シ
リコン、ダイヤモンドライクカーボン等が適用可能であ
り、０．００５〜０．０５μｍ範囲での使用が望まし
い。
【００３５】上ギャップ層８は、アルミナ、ＳｉＯ2、
窒化アルミニウム、窒化シリコン、ダイヤモンドライク
カーボン等が適用可能であり、膜厚が０．０１〜０．２
０μｍ範囲での使用が望ましい。上シールド層９として
はＮｉＦｅ、ＣｏＺｒ、ＣｏＦｅＢ、ＣｏＺｒＭｏ、Ｃ
ｏＺｒＮｂ、ＣｏＺｒ、ＣｏＺｒＴａ、ＣｏＨｆ、Ｃｏ
Ｔａ、ＣｏＴａＨｆ、ＣｏＮｂＨｆ、ＣｏＺｒＮｂ、Ｃ
ｏＨｆＰｄ、ＣｏＴａＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＭｏＮｉ合
金、ＦｅＡｌＳｉ、又は窒化鉄系材料等を用いることが
でき、膜厚は０．５〜１０μｍの範囲で適用可能であ
る。
窒化アルミニウム、窒化シリコン、ダイヤモンドライク
カーボン等が適用可能であり、膜厚が０．０１〜０．２
０μｍ範囲での使用が望ましい。上シールド層９として
はＮｉＦｅ、ＣｏＺｒ、ＣｏＦｅＢ、ＣｏＺｒＭｏ、Ｃ
ｏＺｒＮｂ、ＣｏＺｒ、ＣｏＺｒＴａ、ＣｏＨｆ、Ｃｏ
Ｔａ、ＣｏＴａＨｆ、ＣｏＮｂＨｆ、ＣｏＺｒＮｂ、Ｃ
ｏＨｆＰｄ、ＣｏＴａＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＭｏＮｉ合
金、ＦｅＡｌＳｉ、又は窒化鉄系材料等を用いることが
でき、膜厚は０．５〜１０μｍの範囲で適用可能であ
る。
【００３６】図３及び図４に示したシールド型素子であ
る磁気抵抗効果センサは、インダクティブコイルによる
書き込みヘッド部を形成することにより、記録再生一体
型ヘッドとして用いることができる。
る磁気抵抗効果センサは、インダクティブコイルによる
書き込みヘッド部を形成することにより、記録再生一体
型ヘッドとして用いることができる。
【００３７】図５は記録再生一体型ヘッドの一例の概念
図を示す。記録再生一体型ヘッドは、本発明の磁気抵抗
効果素子を用いた再生ヘッドと、インダクティブ型の記
録ヘッドからなる。すなわち、この記録再生一体型ヘッ
ドは、基体２０上に順次に形成された下部シールド膜２
１、磁気抵抗効果膜２２、電極膜２３及び上部シールド
膜２４からなる再生ヘッドと、上部シールド膜２４の上
方に設けられた下部磁性膜２５、コイル２６、上部磁性
膜２７からなる記録ヘッドとからなる。上部シールド膜
２４と下部磁性膜２５とを共通にしてもかまわない。
図を示す。記録再生一体型ヘッドは、本発明の磁気抵抗
効果素子を用いた再生ヘッドと、インダクティブ型の記
録ヘッドからなる。すなわち、この記録再生一体型ヘッ
ドは、基体２０上に順次に形成された下部シールド膜２
１、磁気抵抗効果膜２２、電極膜２３及び上部シールド
膜２４からなる再生ヘッドと、上部シールド膜２４の上
方に設けられた下部磁性膜２５、コイル２６、上部磁性
膜２７からなる記録ヘッドとからなる。上部シールド膜
２４と下部磁性膜２５とを共通にしてもかまわない。
【００３８】下部磁性膜２５と上部磁性膜２７の各端部
は僅かな距離離間されて磁気ギャップを形成しており、
また下部磁性膜２５と上部磁性膜２７の各中央部の間に
コイル２６が配置されてインダクティブ型記録ヘッドを
構成している。この構造のヘッドにより、記録媒体上に
信号を書き込み、また、記録媒体から信号を読み取る。
は僅かな距離離間されて磁気ギャップを形成しており、
また下部磁性膜２５と上部磁性膜２７の各中央部の間に
コイル２６が配置されてインダクティブ型記録ヘッドを
構成している。この構造のヘッドにより、記録媒体上に
信号を書き込み、また、記録媒体から信号を読み取る。
【００３９】下部シールド膜２１、磁気抵抗効果膜２
２、電極膜２３及び上部シールド膜２４を有する再生ヘ
ッドが図３、図４に示した磁気抵抗効果センサにより構
成されている。この再生ヘッドの感知部分である磁気抵
抗効果膜２２と、記録ヘッドの磁気ギャップはこのよう
に同一スライダ上に重ねた位置に形成することで、同一
トラックに同時に位置決めができる。このヘッドをスラ
イダに加工し、磁気記録再生装置に搭載した。なお、こ
こでは長手磁気記録用の記録ヘッドとの搭載例を示した
が、本発明の磁気抵抗効果素子を垂直磁気記録用ヘッド
と組み合わせ、垂直記録に用いてもよい。
２、電極膜２３及び上部シールド膜２４を有する再生ヘ
ッドが図３、図４に示した磁気抵抗効果センサにより構
成されている。この再生ヘッドの感知部分である磁気抵
抗効果膜２２と、記録ヘッドの磁気ギャップはこのよう
に同一スライダ上に重ねた位置に形成することで、同一
トラックに同時に位置決めができる。このヘッドをスラ
イダに加工し、磁気記録再生装置に搭載した。なお、こ
こでは長手磁気記録用の記録ヘッドとの搭載例を示した
が、本発明の磁気抵抗効果素子を垂直磁気記録用ヘッド
と組み合わせ、垂直記録に用いてもよい。
【００４０】図６は本発明の磁気抵抗効果センサを用い
た磁気記録再生装置の一例の概念図を示す。ヘッドスラ
イダ３０を兼ねる基板３１上に１つの磁気抵抗効果膜３
２を形成し、更にその上に２つの電極膜３３を長手方向
が平行になるように形成したヘッドを、記録媒体３５上
に位置決めして再生を行う。この際、２つの電極膜３３
の内側が磁気抵抗効果素子幅４０となる。磁気抵抗効果
膜３２の固定磁性層磁化５１の方向と、自由磁性層磁化
５２の方向はほぼ直交するようにしてある。
た磁気記録再生装置の一例の概念図を示す。ヘッドスラ
イダ３０を兼ねる基板３１上に１つの磁気抵抗効果膜３
２を形成し、更にその上に２つの電極膜３３を長手方向
が平行になるように形成したヘッドを、記録媒体３５上
に位置決めして再生を行う。この際、２つの電極膜３３
の内側が磁気抵抗効果素子幅４０となる。磁気抵抗効果
膜３２の固定磁性層磁化５１の方向と、自由磁性層磁化
５２の方向はほぼ直交するようにしてある。
【００４１】磁気抵抗効果素子のＡＢＳ面５３は記録媒
体３５の表面方向を向くように設置されている。記録媒
体３５上には記録トラック幅４２で磁気記録マークが記
録されている。記録媒体３５は回転し、ヘッドスライダ
３０は記録媒体３５の上を０．２μｍ以下の高さ、ある
いは接触状態で対向して相対運動をする。この機構によ
り、磁気抵抗効果膜３２は記録媒体３５に記録された磁
気的信号を、その漏れ磁界５３から読み取ることのでき
る位置に設定されるのである。
体３５の表面方向を向くように設置されている。記録媒
体３５上には記録トラック幅４２で磁気記録マークが記
録されている。記録媒体３５は回転し、ヘッドスライダ
３０は記録媒体３５の上を０．２μｍ以下の高さ、ある
いは接触状態で対向して相対運動をする。この機構によ
り、磁気抵抗効果膜３２は記録媒体３５に記録された磁
気的信号を、その漏れ磁界５３から読み取ることのでき
る位置に設定されるのである。
【００４２】
【実施例】次に、本発明になる磁気抵抗効果素子の各実
施例について説明する。
施例について説明する。
【００４３】（１）Ｎｉ酸化物反強磁性層の場合 ガラス基板上に、図２の反強磁性層１０２として膜厚５
０ｎｍのＮｉ酸化物を、固定磁性層１０３として膜厚３
ｎｍのＣｏ90Ｆｅ10を、非磁性層１０５として膜厚２．
５ｎｍのＣｕを、第２ＭＲエンハンス層１０６として膜
厚１ｎｍのＣｏ90Ｆｅ10を、更に、自由磁性層１０７と
して膜厚５ｎｍのＮｉ80Ｆｅ20を順次に積層した構造
（すなわち、ガラス基板／Ｎｉ酸化物（５０ｎｍ）／Ｃ
ｏ90Ｆｅ10 （３ｎｍ）／Ｃｕ（２．５ｎｍ）／Ｃｏ90Ｆ
ｅ10（１ｎｍ）／Ｎｉ80Ｆｅ20（５ｎｍ））の磁気抵抗
効果素子を作成した。すなわち、この磁気抵抗効果素子
は、図２の構成において第１ＭＲエンハンス層１０４が
省略された構造である。
０ｎｍのＮｉ酸化物を、固定磁性層１０３として膜厚３
ｎｍのＣｏ90Ｆｅ10を、非磁性層１０５として膜厚２．
５ｎｍのＣｕを、第２ＭＲエンハンス層１０６として膜
厚１ｎｍのＣｏ90Ｆｅ10を、更に、自由磁性層１０７と
して膜厚５ｎｍのＮｉ80Ｆｅ20を順次に積層した構造
（すなわち、ガラス基板／Ｎｉ酸化物（５０ｎｍ）／Ｃ
ｏ90Ｆｅ10 （３ｎｍ）／Ｃｕ（２．５ｎｍ）／Ｃｏ90Ｆ
ｅ10（１ｎｍ）／Ｎｉ80Ｆｅ20（５ｎｍ））の磁気抵抗
効果素子を作成した。すなわち、この磁気抵抗効果素子
は、図２の構成において第１ＭＲエンハンス層１０４が
省略された構造である。
【００４４】成膜はマグネトロンスパッタ装置により、
５００Ｏｅの印加磁界中で行った。この磁気抵抗効果素
子を成膜磁界に平行な方向に磁界を印加し、Ｍ−Ｈ曲線
を描かせたところ、７％という抵抗変化率が得られた。
この素子の比抵抗は印加磁場零で２５μΩｃｍであり、
比抵抗変化量は１．７５μΩｃｍになった。
５００Ｏｅの印加磁界中で行った。この磁気抵抗効果素
子を成膜磁界に平行な方向に磁界を印加し、Ｍ−Ｈ曲線
を描かせたところ、７％という抵抗変化率が得られた。
この素子の比抵抗は印加磁場零で２５μΩｃｍであり、
比抵抗変化量は１．７５μΩｃｍになった。
【００４５】次に、本発明と比較するために、付着層無
しで素子を試作し、耐電流特性を調べた。ガラス基板上
に積層する下地層１００として、それぞれ膜厚１μｍの
アルミナ、アルミナ窒化物、Ｓｉ窒化物、及びＳｉ酸化
物が形成されたものと下地層無しのものを用意し、さら
にそれらの上にＮｉ酸化物（５０ｎｍ）／Ｃｏ90Ｆｅ10
（３ｎｍ）／Ｃｕ（２．５ｎｍ）／Ｃｏ90Ｆｅ10（１ｎ
ｍ）／Ｎｉ80Ｆｅ20（５ｎｍ）を別々に積層し、さらに
マスクを用いたフォトレジスト工程及びミリング工程に
より２×５０μｍの素子に加工し、その両端にＡｕの電
極部を形成させた。従って、これらの素子には図１及び
図２の付着層１０１は設けられていない。
しで素子を試作し、耐電流特性を調べた。ガラス基板上
に積層する下地層１００として、それぞれ膜厚１μｍの
アルミナ、アルミナ窒化物、Ｓｉ窒化物、及びＳｉ酸化
物が形成されたものと下地層無しのものを用意し、さら
にそれらの上にＮｉ酸化物（５０ｎｍ）／Ｃｏ90Ｆｅ10
（３ｎｍ）／Ｃｕ（２．５ｎｍ）／Ｃｏ90Ｆｅ10（１ｎ
ｍ）／Ｎｉ80Ｆｅ20（５ｎｍ）を別々に積層し、さらに
マスクを用いたフォトレジスト工程及びミリング工程に
より２×５０μｍの素子に加工し、その両端にＡｕの電
極部を形成させた。従って、これらの素子には図１及び
図２の付着層１０１は設けられていない。
【００４６】これらの素子について環境温度１２０℃、
電流密度３×１０7Ａ／ｃｍ2 で高温通電試験を行った。
すると、ある時間に到達するとＮｉＯ膜と下地層１００
との間で剥離が生じ、素子が断線した。この剥離が生
じ、素子が断線した時間を次表に示す。
電流密度３×１０7Ａ／ｃｍ2 で高温通電試験を行った。
すると、ある時間に到達するとＮｉＯ膜と下地層１００
との間で剥離が生じ、素子が断線した。この剥離が生
じ、素子が断線した時間を次表に示す。
【００４７】
【表４】 次に、ガラス基板上に積層する下地層１００として、そ
れぞれ膜厚１μｍのアルミナ、アルミナ窒化物、Ｓｉ窒
化物、及びＳｉ酸化物を形成したものと下地層無しのも
のを用意し、さらにそれらの上に付着層／Ｎｉ酸化物
（５０ｎｍ）／Ｃｏ90Ｆｅ10（３ｎｍ）／Ｃｕ（２．５
ｎｍ）／Ｃｏ90Ｆｅ10（１ｎｍ）／Ｎｉ80Ｆｅ20（５ｎ
ｍ）を積層し、さらにマスクを用いたフォトレジスト工
程及びミリング工程により２×５０μｍの素子に加工
し、その両端にＡｕの電極部を形成させた。
れぞれ膜厚１μｍのアルミナ、アルミナ窒化物、Ｓｉ窒
化物、及びＳｉ酸化物を形成したものと下地層無しのも
のを用意し、さらにそれらの上に付着層／Ｎｉ酸化物
（５０ｎｍ）／Ｃｏ90Ｆｅ10（３ｎｍ）／Ｃｕ（２．５
ｎｍ）／Ｃｏ90Ｆｅ10（１ｎｍ）／Ｎｉ80Ｆｅ20（５ｎ
ｍ）を積層し、さらにマスクを用いたフォトレジスト工
程及びミリング工程により２×５０μｍの素子に加工
し、その両端にＡｕの電極部を形成させた。
【００４８】付着層１０１として、Ｔａ、Ｔａ酸化物、
Ｔｉ、Ｔｉ酸化物、Ｃｒ、Ｃｒ酸化物、Ｖ、Ｆｅ、Ｃ
ｏ、Ｎｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｗを用いた。これ
らの素子について、環境温度１２０℃、電流密度３×１
０7Ａ／ｃｍ2 で高温通電試験を行った。この場合の、剥
離が生じ、素子が断線した時間を表５に示す。
Ｔｉ、Ｔｉ酸化物、Ｃｒ、Ｃｒ酸化物、Ｖ、Ｆｅ、Ｃ
ｏ、Ｎｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｗを用いた。これ
らの素子について、環境温度１２０℃、電流密度３×１
０7Ａ／ｃｍ2 で高温通電試験を行った。この場合の、剥
離が生じ、素子が断線した時間を表５に示す。
【００４９】
【表５】 表５に示す付着層１０１を用いた場合の特性と表４に示
した付着層１０１を用いない場合と比較すると、いずれ
の場合も付着層１０１が設けられている本発明の方が通
電特性が改善されていることがわかる。
した付着層１０１を用いない場合と比較すると、いずれ
の場合も付着層１０１が設けられている本発明の方が通
電特性が改善されていることがわかる。
【００５０】（２）Ｎｉ酸化物／Ｆｅ酸化物２層反強磁
性層の場合 ガラス基板上に、図２の反強磁性層１０２として膜厚５
０ｎｍのＮｉ酸化物と膜厚２ｎｍのＦｅ酸化物を積層し
たものを、固定磁性層１０３として膜厚３ｎｍのＣｏ90
Ｆｅ10を、非磁性層１０５として膜厚２．５ｎｍのＣｕ
を、第２ＭＲエンハンス層１０６として膜厚１ｎｍのＣ
ｏ90Ｆｅ10を、更に、自由磁性層１０７として膜厚５ｎ
ｍのＮｉ80Ｆｅ20を順次に積層した構造（すなわち、ガ
ラス基板／Ｎｉ酸化物（５０ｎｍ）／Ｆｅ酸化物（２ｎ
ｍ）／Ｃｏ90Ｆｅ10（３ｎｍ）／Ｃｕ（２．５ｎｍ）／
Ｃｏ90Ｆｅ10（１ｎｍ）／Ｎｉ80Ｆｅ20（５ｎｍ））の
磁気抵抗効果素子を作成した。すなわち、この磁気抵抗
効果素子は、図２の構成において第１ＭＲエンハンス層
１０４が省略された構造である。
性層の場合 ガラス基板上に、図２の反強磁性層１０２として膜厚５
０ｎｍのＮｉ酸化物と膜厚２ｎｍのＦｅ酸化物を積層し
たものを、固定磁性層１０３として膜厚３ｎｍのＣｏ90
Ｆｅ10を、非磁性層１０５として膜厚２．５ｎｍのＣｕ
を、第２ＭＲエンハンス層１０６として膜厚１ｎｍのＣ
ｏ90Ｆｅ10を、更に、自由磁性層１０７として膜厚５ｎ
ｍのＮｉ80Ｆｅ20を順次に積層した構造（すなわち、ガ
ラス基板／Ｎｉ酸化物（５０ｎｍ）／Ｆｅ酸化物（２ｎ
ｍ）／Ｃｏ90Ｆｅ10（３ｎｍ）／Ｃｕ（２．５ｎｍ）／
Ｃｏ90Ｆｅ10（１ｎｍ）／Ｎｉ80Ｆｅ20（５ｎｍ））の
磁気抵抗効果素子を作成した。すなわち、この磁気抵抗
効果素子は、図２の構成において第１ＭＲエンハンス層
１０４が省略された構造である。
【００５１】成膜はマグネトロンスパッタ装置により、
５００Ｏｅの印加磁界中で行った。この磁気抵抗効果膜
を成膜磁界に平行な方向に磁界を印加し、Ｍ−Ｈ曲線を
描かせたところ、６．３％という抵抗変化率が得られ
た。この素子の比抵抗は印加磁場零で２４μΩｃｍであ
り、比抵抗変化量は１．５１μΩｃｍになった。
５００Ｏｅの印加磁界中で行った。この磁気抵抗効果膜
を成膜磁界に平行な方向に磁界を印加し、Ｍ−Ｈ曲線を
描かせたところ、６．３％という抵抗変化率が得られ
た。この素子の比抵抗は印加磁場零で２４μΩｃｍであ
り、比抵抗変化量は１．５１μΩｃｍになった。
【００５２】次に、本発明と比較するために、付着層無
しで素子を試作し、耐電流特性を調べた。ガラス基板上
に積層する下地層１００として、それぞれ膜厚１μｍの
アルミナ、アルミナ窒化物、Ｓｉ窒化物、及びＳｉ酸化
物が形成されたものと下地層無しのものを用意し、さら
にそれらの上にＮｉ酸化物（５０ｎｍ）／Ｆｅ酸化物
（２ｎｍ）／Ｃｏ90Ｆｅ10（３ｎｍ）／Ｃｕ（２．５ｎ
ｍ）／Ｃｏ90Ｆｅ10（１ｎｍ）／Ｎｉ80Ｆｅ20（５ｎ
ｍ）を積層し、さらにマスクを用いたフォトレジスト工
程及びミリング工程により２×５０μｍの素子に加工
し、その両端にＡｕの電極部を形成させた。
しで素子を試作し、耐電流特性を調べた。ガラス基板上
に積層する下地層１００として、それぞれ膜厚１μｍの
アルミナ、アルミナ窒化物、Ｓｉ窒化物、及びＳｉ酸化
物が形成されたものと下地層無しのものを用意し、さら
にそれらの上にＮｉ酸化物（５０ｎｍ）／Ｆｅ酸化物
（２ｎｍ）／Ｃｏ90Ｆｅ10（３ｎｍ）／Ｃｕ（２．５ｎ
ｍ）／Ｃｏ90Ｆｅ10（１ｎｍ）／Ｎｉ80Ｆｅ20（５ｎ
ｍ）を積層し、さらにマスクを用いたフォトレジスト工
程及びミリング工程により２×５０μｍの素子に加工
し、その両端にＡｕの電極部を形成させた。
【００５３】これらの付着層１０１の無い素子につい
て、環境温度１２０℃、電流密度３×１０7Ａ／ｃｍ2で
高温通電試験を行った。すると、ある時間に到達すると
ＮｉＯ膜と下地層との間で剥離が生じ、素子が断線し
た。この剥離が生じ、素子が断線した時間を次表に示
す。
て、環境温度１２０℃、電流密度３×１０7Ａ／ｃｍ2で
高温通電試験を行った。すると、ある時間に到達すると
ＮｉＯ膜と下地層との間で剥離が生じ、素子が断線し
た。この剥離が生じ、素子が断線した時間を次表に示
す。
【００５４】
【表６】 次に、ガラス基板上に積層する下地層１００として、そ
れぞれ膜厚１μｍのアルミナ、アルミナ窒化物、Ｓｉ窒
化物、及びＳｉ酸化物が形成されたものと下地層無しの
ものを用意し、さらにそれらの上に付着層／Ｎｉ酸化物
（５０ｎｍ）／Ｆｅ酸化物（２ｎｍ）／Ｃｏ90Ｆｅ
10（３ｎｍ）／Ｃｕ（２．５ｎｍ）／Ｃｏ90Ｆｅ10（１
ｎｍ）／Ｎｉ80Ｆｅ20（５ｎｍ）を積層し、さらにマス
クを用いたフォトレジスト工程及びミリング工程により
２×５０μｍの素子に加工し、その両端にＡｕの電極部
を形成させた。
れぞれ膜厚１μｍのアルミナ、アルミナ窒化物、Ｓｉ窒
化物、及びＳｉ酸化物が形成されたものと下地層無しの
ものを用意し、さらにそれらの上に付着層／Ｎｉ酸化物
（５０ｎｍ）／Ｆｅ酸化物（２ｎｍ）／Ｃｏ90Ｆｅ
10（３ｎｍ）／Ｃｕ（２．５ｎｍ）／Ｃｏ90Ｆｅ10（１
ｎｍ）／Ｎｉ80Ｆｅ20（５ｎｍ）を積層し、さらにマス
クを用いたフォトレジスト工程及びミリング工程により
２×５０μｍの素子に加工し、その両端にＡｕの電極部
を形成させた。
【００５５】付着層１０１として、Ｔａ、Ｔａ酸化物、
Ｔｉ、Ｔｉ酸化物、Ｃｒ、Ｃｒ酸化物、Ｖ、Ｆｅ、Ｃ
ｏ、Ｎｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｗを用いた。これ
らの付着層１０１の有る素子について、環境温度１２０
℃、電流密度３×１０7Ａ／ｃｍ2で高温通電試験を行っ
た。この場合の、剥離が生じ、素子が断線した時間（単
位は時間）を次表に示す。
Ｔｉ、Ｔｉ酸化物、Ｃｒ、Ｃｒ酸化物、Ｖ、Ｆｅ、Ｃ
ｏ、Ｎｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｗを用いた。これ
らの付着層１０１の有る素子について、環境温度１２０
℃、電流密度３×１０7Ａ／ｃｍ2で高温通電試験を行っ
た。この場合の、剥離が生じ、素子が断線した時間（単
位は時間）を次表に示す。
【００５６】
【表７】 表６と表７を比較するとわかるように、いずれの場合も
付着層１０１が設けられている表７の方が通電特性が改
善されていることがわかる。
付着層１０１が設けられている表７の方が通電特性が改
善されていることがわかる。
【００５７】（３）Ｆｅ酸化物反強磁性層の場合 ガラス基板上に、図２の反強磁性層１０２として膜厚４
０ｎｍのＦｅ酸化物を、固定磁性層１０３として膜厚３
ｎｍのＣｏ90Ｆｅ10を、非磁性層１０５として膜厚２．
５ｎｍのＣｕを、第２ＭＲエンハンス層１０６として膜
厚１ｎｍのＣｏ90Ｆｅ10を、更に、自由磁性層１０７と
して膜厚５ｎｍのＮｉ80Ｆｅ20を順次に積層した構造
（すなわち、ガラス基板／Ｆｅ酸化物（４０ｎｍ）／Ｃ
ｏ90Ｆｅ10（３ｎｍ）／Ｃｕ（２．５ｎｍ）／Ｃｏ90Ｆ
ｅ10（１ｎｍ）／Ｎｉ80Ｆｅ20（５ｎｍ））という構成
で磁気抵抗効果素子を作成した。すなわち、この磁気抵
抗効果素子は、図２の構成において第１ＭＲエンハンス
層１０４が省略された構造である。
０ｎｍのＦｅ酸化物を、固定磁性層１０３として膜厚３
ｎｍのＣｏ90Ｆｅ10を、非磁性層１０５として膜厚２．
５ｎｍのＣｕを、第２ＭＲエンハンス層１０６として膜
厚１ｎｍのＣｏ90Ｆｅ10を、更に、自由磁性層１０７と
して膜厚５ｎｍのＮｉ80Ｆｅ20を順次に積層した構造
（すなわち、ガラス基板／Ｆｅ酸化物（４０ｎｍ）／Ｃ
ｏ90Ｆｅ10（３ｎｍ）／Ｃｕ（２．５ｎｍ）／Ｃｏ90Ｆ
ｅ10（１ｎｍ）／Ｎｉ80Ｆｅ20（５ｎｍ））という構成
で磁気抵抗効果素子を作成した。すなわち、この磁気抵
抗効果素子は、図２の構成において第１ＭＲエンハンス
層１０４が省略された構造である。
【００５８】成膜はマグネトロンスパッタ装置により、
５００Ｏｅの印加磁界中で行った。この磁気抵抗効果膜
を成膜磁界に平行な方向に磁界を印加し、Ｍ−Ｈ曲線を
描かせたところ、６．３％という抵抗変化率が得られ
た。この素子の比抵抗は印加磁場零で２４μΩｃｍであ
り、比抵抗変化量は１．５１μΩｃｍになった。
５００Ｏｅの印加磁界中で行った。この磁気抵抗効果膜
を成膜磁界に平行な方向に磁界を印加し、Ｍ−Ｈ曲線を
描かせたところ、６．３％という抵抗変化率が得られ
た。この素子の比抵抗は印加磁場零で２４μΩｃｍであ
り、比抵抗変化量は１．５１μΩｃｍになった。
【００５９】次に、本発明と比較するために、付着層無
しで素子を試作し、耐電流特性を調べた。ガラス基板上
に積層する下地層１００として、それぞれ膜厚１μｍの
アルミナ、アルミナ窒化物、Ｓｉ窒化物、及びＳｉ酸化
物が形成されたものと下地層無しのものを用意し、さら
にそれらの上にＦｅ酸化物（４０ｎｍ）／Ｃｏ90Ｆｅ10
（３ｎｍ）／Ｃｕ（２．５ｎｍ）／Ｃｏ90Ｆｅ10（１ｎ
ｍ）／Ｎｉ80Ｆｅ20（５ｎｍ）を積層し、さらにマスク
を用いたフォトレジスト工程及びミリング工程により２
×５０μｍの素子に加工し、その両端にＡｕの電極部を
形成させた。
しで素子を試作し、耐電流特性を調べた。ガラス基板上
に積層する下地層１００として、それぞれ膜厚１μｍの
アルミナ、アルミナ窒化物、Ｓｉ窒化物、及びＳｉ酸化
物が形成されたものと下地層無しのものを用意し、さら
にそれらの上にＦｅ酸化物（４０ｎｍ）／Ｃｏ90Ｆｅ10
（３ｎｍ）／Ｃｕ（２．５ｎｍ）／Ｃｏ90Ｆｅ10（１ｎ
ｍ）／Ｎｉ80Ｆｅ20（５ｎｍ）を積層し、さらにマスク
を用いたフォトレジスト工程及びミリング工程により２
×５０μｍの素子に加工し、その両端にＡｕの電極部を
形成させた。
【００６０】これらの付着層１０１の無い素子に対し環
境温度１２０℃、電流密度３×１０7Ａ／ｃｍ2で高温通
電試験を行った。すると、ある時間に到達するとＮｉＯ
膜と下地層との間で剥離が生じ、素子が断線した。この
剥離が生じ、素子が断線した時間を次表に示す。
境温度１２０℃、電流密度３×１０7Ａ／ｃｍ2で高温通
電試験を行った。すると、ある時間に到達するとＮｉＯ
膜と下地層との間で剥離が生じ、素子が断線した。この
剥離が生じ、素子が断線した時間を次表に示す。
【００６１】
【表８】 次に，ガラス基板上に積層する下地層１００として、そ
れぞれ膜厚１μｍのアルミナ、アルミナ窒化物、Ｓｉ窒
化物、及びＳｉ酸化物が形成されたものと下地層無しの
ものを用意し、さらにそれらの上に付着層／Ｆｅ酸化物
（４０ｎｍ）／Ｃｏ90Ｆｅ10（３ｎｍ）／Ｃｕ（２．５
ｎｍ）／Ｃｏ90Ｆｅ10（１ｎｍ）／Ｎｉ80Ｆｅ20（５ｎ
ｍ）を積層し、さらにマスクを用いたフォトレジスト工
程及びミリング工程により２×５０μｍの素子に加工
し、その両端にＡｕの電極部を形成させた。付着層１０
１として、Ｔａ、Ｔａ酸化物、Ｔｉ、Ｔｉ酸化物、Ｃ
ｒ、Ｃｒ酸化物、Ｖ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、
Ｍｏ、Ｈｆ、Ｗを用いた。
れぞれ膜厚１μｍのアルミナ、アルミナ窒化物、Ｓｉ窒
化物、及びＳｉ酸化物が形成されたものと下地層無しの
ものを用意し、さらにそれらの上に付着層／Ｆｅ酸化物
（４０ｎｍ）／Ｃｏ90Ｆｅ10（３ｎｍ）／Ｃｕ（２．５
ｎｍ）／Ｃｏ90Ｆｅ10（１ｎｍ）／Ｎｉ80Ｆｅ20（５ｎ
ｍ）を積層し、さらにマスクを用いたフォトレジスト工
程及びミリング工程により２×５０μｍの素子に加工
し、その両端にＡｕの電極部を形成させた。付着層１０
１として、Ｔａ、Ｔａ酸化物、Ｔｉ、Ｔｉ酸化物、Ｃ
ｒ、Ｃｒ酸化物、Ｖ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、
Ｍｏ、Ｈｆ、Ｗを用いた。
【００６２】これらの付着層１０１を有する素子につい
て、環境温度１２０℃、電流密度３×１０7Ａ／ｃｍ2で
高温通電試験を行った。この場合の、剥離が生じ、素子
が断線した時間（単位は時間）を次表に示す。
て、環境温度１２０℃、電流密度３×１０7Ａ／ｃｍ2で
高温通電試験を行った。この場合の、剥離が生じ、素子
が断線した時間（単位は時間）を次表に示す。
【００６３】
【表９】 表８の付着層１０１を有しない素子の特性と表９の付着
層１０１を有する素子の特性を比較すると、付着層１０
１を用いた素子の方が、いずれの場合も通電特性が改善
されていることがわかる。
層１０１を有する素子の特性を比較すると、付着層１０
１を用いた素子の方が、いずれの場合も通電特性が改善
されていることがわかる。
【００６４】次に、本発明に適用できる磁気抵抗効果素
子１０の実施例として種々の磁性層を用いて磁気抵抗効
果膜を試作して、抵抗変化率、比抵抗及び比抵抗変化量
を測定した。
子１０の実施例として種々の磁性層を用いて磁気抵抗効
果膜を試作して、抵抗変化率、比抵抗及び比抵抗変化量
を測定した。
【００６５】まず、ガラス基板上に、図２の付着層１０
１として膜厚１０ｎｍのＴａを、反強磁性層１０２とし
て膜厚５０ｎｍのＮｉ酸化物を、固定磁性層１０３とし
て膜厚３ｎｍのＣｏ90Ｆｅ10を、非磁性層１０５として
膜厚２．５ｎｍのＣｕを、第２ＭＲエンハンス層１０６
として膜厚１ｎｍのＣｏ90Ｆｅ10を、更に、膜厚６ｎｍ
の固定磁性層を順次に積層した構造（ガラス基板／Ｔａ
（１０ｎｍ）／Ｎｉ酸化物（５０ｎｍ）／Ｃｏ90Ｆｅ10
（３ｎｍ）／Ｃｕ（２．５ｎｍ）／固定磁性層（６ｎ
ｍ））で固定磁性層に種々の合金を用いて磁気抵抗効果
膜を作成した。成膜はマグネトロンスパッタ装置によ
り、５００Ｏｅの印加磁界中で行った。
１として膜厚１０ｎｍのＴａを、反強磁性層１０２とし
て膜厚５０ｎｍのＮｉ酸化物を、固定磁性層１０３とし
て膜厚３ｎｍのＣｏ90Ｆｅ10を、非磁性層１０５として
膜厚２．５ｎｍのＣｕを、第２ＭＲエンハンス層１０６
として膜厚１ｎｍのＣｏ90Ｆｅ10を、更に、膜厚６ｎｍ
の固定磁性層を順次に積層した構造（ガラス基板／Ｔａ
（１０ｎｍ）／Ｎｉ酸化物（５０ｎｍ）／Ｃｏ90Ｆｅ10
（３ｎｍ）／Ｃｕ（２．５ｎｍ）／固定磁性層（６ｎ
ｍ））で固定磁性層に種々の合金を用いて磁気抵抗効果
膜を作成した。成膜はマグネトロンスパッタ装置によ
り、５００Ｏｅの印加磁界中で行った。
【００６６】この磁気抵抗効果素子を成膜磁界に平行な
方向に磁界を印加し、Ｍ−Ｈ曲線を描かせた場合の抵抗
変化率、比抵抗、及び比抵抗変化量を表１０に示す。
方向に磁界を印加し、Ｍ−Ｈ曲線を描かせた場合の抵抗
変化率、比抵抗、及び比抵抗変化量を表１０に示す。
【００６７】
【表１０】 次に、ガラス基板上に、図２の付着層１０１として膜厚
１０ｎｍのＴａ酸化物を、反強磁性層１０２として膜厚
５０ｎｍのＮｉ酸化物を、固定磁性層１０３として膜厚
１．５ｎｍのＣｏ90Ｆｅ10を、第１ＭＲエンハンス層１
０４として膜厚１．５ｎｍのＣｏ74Ｚｒ6Ｍｏ20を、非
磁性層１０５として膜厚２．５ｎｍのＣｕを、第２ＭＲ
エンハンス層１０６として膜厚６ｎｍのＣｏ74Ｚｒ6Ｍ
ｏ20を順次に積層した構造（ガラス基板／Ｔａ酸化物
（１０ｎｍ）／Ｎｉ酸化物（５０ｎｍ）／Ｃｏ90Ｆｅ10
（１．５ｎｍ）／Ｃｏ74Ｚｒ6Ｍｏ20（１．５ｎｍ）／
Ｃｕ（２．５ｎｍ）／Ｃｏ74Ｚｒ6Ｍｏ20（６ｎｍ））
の磁気抵抗効果素子を作成した。
１０ｎｍのＴａ酸化物を、反強磁性層１０２として膜厚
５０ｎｍのＮｉ酸化物を、固定磁性層１０３として膜厚
１．５ｎｍのＣｏ90Ｆｅ10を、第１ＭＲエンハンス層１
０４として膜厚１．５ｎｍのＣｏ74Ｚｒ6Ｍｏ20を、非
磁性層１０５として膜厚２．５ｎｍのＣｕを、第２ＭＲ
エンハンス層１０６として膜厚６ｎｍのＣｏ74Ｚｒ6Ｍ
ｏ20を順次に積層した構造（ガラス基板／Ｔａ酸化物
（１０ｎｍ）／Ｎｉ酸化物（５０ｎｍ）／Ｃｏ90Ｆｅ10
（１．５ｎｍ）／Ｃｏ74Ｚｒ6Ｍｏ20（１．５ｎｍ）／
Ｃｕ（２．５ｎｍ）／Ｃｏ74Ｚｒ6Ｍｏ20（６ｎｍ））
の磁気抵抗効果素子を作成した。
【００６８】成膜はマグネトロンスパッタ装置により、
５００Ｏｅの印加磁界中で行った。この磁気抵抗効果素
子を成膜磁界に平行な方向に磁界を印加し、Ｍ−Ｈ曲線
を描かせたところ、６．０％という抵抗変化率が得られ
た。この素子の比抵抗は印加磁場零で６５μΩｃｍであ
り、比抵抗変化量は３．９μΩｃｍになった。
５００Ｏｅの印加磁界中で行った。この磁気抵抗効果素
子を成膜磁界に平行な方向に磁界を印加し、Ｍ−Ｈ曲線
を描かせたところ、６．０％という抵抗変化率が得られ
た。この素子の比抵抗は印加磁場零で６５μΩｃｍであ
り、比抵抗変化量は３．９μΩｃｍになった。
【００６９】次に、ガラス基板上に、図２の付着層１０
１として膜厚１０ｎｍのＺｒ酸化物を、反強磁性層１０
２として膜厚５０ｎｍのＮｉ酸化物を、固定磁性層１０
３として膜厚１．５ｎｍのＣｏ90Ｆｅ10を、第１ＭＲエ
ンハンス層１０４として膜厚１．５ｎｍのＣｏ74Ｚｒ6
Ｍｏ20を、非磁性層１０５として膜厚２．５ｎｍのＣｕ
を、第２ＭＲエンハンス層１０６として膜厚３ｎｍのＣ
ｏ74Ｚｒ6Ｍｏ20を、更に自由磁性層１０７としてＮｉ
80Ｆｅ20を順次に積層した構造（ガラス基板／Ｚｒ酸化
物（１０ｎｍ）／Ｎｉ酸化物（５０ｎｍ）／Ｃｏ90Ｆｅ
10（１．５ｎｍ）／Ｃｏ74Ｚｒ6Ｍｏ20（１．５ｎｍ）
／Ｃｕ（２．５ｎｍ）／Ｃｏ74Ｚｒ6Ｍｏ20（３ｎｍ）
／Ｎｉ80Ｆｅ20）の磁気抵抗効果素子を作成した。
１として膜厚１０ｎｍのＺｒ酸化物を、反強磁性層１０
２として膜厚５０ｎｍのＮｉ酸化物を、固定磁性層１０
３として膜厚１．５ｎｍのＣｏ90Ｆｅ10を、第１ＭＲエ
ンハンス層１０４として膜厚１．５ｎｍのＣｏ74Ｚｒ6
Ｍｏ20を、非磁性層１０５として膜厚２．５ｎｍのＣｕ
を、第２ＭＲエンハンス層１０６として膜厚３ｎｍのＣ
ｏ74Ｚｒ6Ｍｏ20を、更に自由磁性層１０７としてＮｉ
80Ｆｅ20を順次に積層した構造（ガラス基板／Ｚｒ酸化
物（１０ｎｍ）／Ｎｉ酸化物（５０ｎｍ）／Ｃｏ90Ｆｅ
10（１．５ｎｍ）／Ｃｏ74Ｚｒ6Ｍｏ20（１．５ｎｍ）
／Ｃｕ（２．５ｎｍ）／Ｃｏ74Ｚｒ6Ｍｏ20（３ｎｍ）
／Ｎｉ80Ｆｅ20）の磁気抵抗効果素子を作成した。
【００７０】成膜はマグネトロンスパッタ装置により、
５００Ｏｅの印加磁界中で行った。この磁気抵抗効果素
子を成膜磁界に平行な方向に磁界を印加し、Ｍ−Ｈ曲線
を描かせたところ、５．０％という抵抗変化率が得られ
た。この素子の比抵抗は印加磁場零で４５μΩｃｍであ
り、比抵抗変化量は２．２５μΩｍになった。
５００Ｏｅの印加磁界中で行った。この磁気抵抗効果素
子を成膜磁界に平行な方向に磁界を印加し、Ｍ−Ｈ曲線
を描かせたところ、５．０％という抵抗変化率が得られ
た。この素子の比抵抗は印加磁場零で４５μΩｃｍであ
り、比抵抗変化量は２．２５μΩｍになった。
【００７１】次に、ガラス基板上に、図２の付着層１０
１として膜厚１０ｎｍのＴｉを、反強磁性層１０２とし
て膜厚５０ｎｍのＮｉ酸化物を、固定磁性層１０３とし
て膜厚３ｎｍのＣｏ90Ｆｅ10を、第１ＭＲエンハンス層
１０４として膜厚２．５ｎｍのＣｕを、非磁性層１０５
として膜厚３ｎｍのＣｏ92Ｚｒ3Ｎｂ5を、第２ＭＲエン
ハンス層１０６として膜厚０．４ｎｍのＲｕを、更に自
由磁性層１０７として膜厚３ｎｍのＣｏ92Ｚｒ3Ｎｂ5を
順次に積層した構造（ガラス基板／Ｔｉ（１０ｎｍ）／
Ｎｉ酸化物（５０ｎｍ）／Ｃｏ90Ｆｅ10（３．０ｎｍ）
／Ｃｕ（２．５ｎｍ）／Ｃｏ92Ｚｒ3Ｎｂ5（３ｎｍ）／
Ｒｕ（０．４ｎｍ）／Ｃｏ92Ｚｒ3Ｎｂ5（３ｎｍ））の
磁気抵抗効果素子を作成した。
１として膜厚１０ｎｍのＴｉを、反強磁性層１０２とし
て膜厚５０ｎｍのＮｉ酸化物を、固定磁性層１０３とし
て膜厚３ｎｍのＣｏ90Ｆｅ10を、第１ＭＲエンハンス層
１０４として膜厚２．５ｎｍのＣｕを、非磁性層１０５
として膜厚３ｎｍのＣｏ92Ｚｒ3Ｎｂ5を、第２ＭＲエン
ハンス層１０６として膜厚０．４ｎｍのＲｕを、更に自
由磁性層１０７として膜厚３ｎｍのＣｏ92Ｚｒ3Ｎｂ5を
順次に積層した構造（ガラス基板／Ｔｉ（１０ｎｍ）／
Ｎｉ酸化物（５０ｎｍ）／Ｃｏ90Ｆｅ10（３．０ｎｍ）
／Ｃｕ（２．５ｎｍ）／Ｃｏ92Ｚｒ3Ｎｂ5（３ｎｍ）／
Ｒｕ（０．４ｎｍ）／Ｃｏ92Ｚｒ3Ｎｂ5（３ｎｍ））の
磁気抵抗効果素子を作成した。
【００７２】成膜はマグネトロンスパッタ装置により、
５００Ｏｅの印加磁界中で行った。この磁気抵抗効果素
子を成膜磁界に平行な方向に磁界を印加し、Ｍ−Ｈ曲線
を描かせたところ、４．８％という抵抗変化率が得られ
た。この構成の磁気抵抗効果素子では１μｍ幅にパター
ン化した素子においても磁界感度が良好であった。これ
はＣｏ92Ｚｒ3Ｎｂ5（３ｎｍ）／Ｒｕ（０．４ｎｍ）／
Ｃｏ92Ｚｒ3Ｎｂ5（３ｎｍ）部の２つのＣｏ92Ｚｒ3Ｎ
ｂ5がＲｕを通してアンチフェロ的にカップリングして
いるために自由磁性層の実効的な磁化が非常に小さく、
固定磁性層と自由磁性層との間の静磁結合が小さくなる
ためと考えられる。この素子の比抵抗は印加磁場零で４
３μΩｃｍであり、比抵抗変化量は２．１μΩｃｍにな
った。
５００Ｏｅの印加磁界中で行った。この磁気抵抗効果素
子を成膜磁界に平行な方向に磁界を印加し、Ｍ−Ｈ曲線
を描かせたところ、４．８％という抵抗変化率が得られ
た。この構成の磁気抵抗効果素子では１μｍ幅にパター
ン化した素子においても磁界感度が良好であった。これ
はＣｏ92Ｚｒ3Ｎｂ5（３ｎｍ）／Ｒｕ（０．４ｎｍ）／
Ｃｏ92Ｚｒ3Ｎｂ5（３ｎｍ）部の２つのＣｏ92Ｚｒ3Ｎ
ｂ5がＲｕを通してアンチフェロ的にカップリングして
いるために自由磁性層の実効的な磁化が非常に小さく、
固定磁性層と自由磁性層との間の静磁結合が小さくなる
ためと考えられる。この素子の比抵抗は印加磁場零で４
３μΩｃｍであり、比抵抗変化量は２．１μΩｃｍにな
った。
【００７３】次に、ガラス基板／Ｗ（１０ｎｍ）／Ｎｉ
酸化物（５０ｎｍ）／Ｃｏ90Ｆｅ10（２ｎｍ）／Ｒｕ
（０．４ｎｍ）／Ｃｏ90Ｆｅ10（２ｎｍ）／Ｃｕ（２．
５ｎｍ）／Ｃｏ92Ｚｒ3Ｎｂ5（３ｎｍ）という構成で、
図２の磁気抵抗効果素子を作成した。成膜はマグネトロ
ンスパッタ装置により、５００Ｏｅの印加磁界中で行っ
た。この磁気抵抗効果膜を成膜磁界に平行な方向に磁界
を印加し、Ｍ−Ｈ曲線を描かせたところ、４．９％とい
う抵抗変化率が得られた。
酸化物（５０ｎｍ）／Ｃｏ90Ｆｅ10（２ｎｍ）／Ｒｕ
（０．４ｎｍ）／Ｃｏ90Ｆｅ10（２ｎｍ）／Ｃｕ（２．
５ｎｍ）／Ｃｏ92Ｚｒ3Ｎｂ5（３ｎｍ）という構成で、
図２の磁気抵抗効果素子を作成した。成膜はマグネトロ
ンスパッタ装置により、５００Ｏｅの印加磁界中で行っ
た。この磁気抵抗効果膜を成膜磁界に平行な方向に磁界
を印加し、Ｍ−Ｈ曲線を描かせたところ、４．９％とい
う抵抗変化率が得られた。
【００７４】この構成の磁気抵抗効果素子では１μｍ幅
にパターン化した素子においても磁界感度が良好であっ
た。これは固定磁性層１０３を構成するＣｏ90Ｆｅ
10（２ｎｍ）／Ｒｕ（０．４ｎｍ）／Ｃｏ90Ｆｅ10（２
ｎｍ）部（すなわち、第１の固定磁性層、非磁性層、第
２の固定磁性層とが積層されたサンドイッチ膜）の２つ
のＣｏＦｅ層（固定磁性層）がＲｕを通してアンチフェ
ロ的にカップリングしているために自由磁性層の実効的
な磁化が非常に小さく、固定磁性層と自由磁性層との間
の静磁結合が小さくなるためと考えられる。この素子の
比抵抗は印加磁場零で４１μΩｃｍであり比抵抗変化量
は２．０μΩｃｍになった。
にパターン化した素子においても磁界感度が良好であっ
た。これは固定磁性層１０３を構成するＣｏ90Ｆｅ
10（２ｎｍ）／Ｒｕ（０．４ｎｍ）／Ｃｏ90Ｆｅ10（２
ｎｍ）部（すなわち、第１の固定磁性層、非磁性層、第
２の固定磁性層とが積層されたサンドイッチ膜）の２つ
のＣｏＦｅ層（固定磁性層）がＲｕを通してアンチフェ
ロ的にカップリングしているために自由磁性層の実効的
な磁化が非常に小さく、固定磁性層と自由磁性層との間
の静磁結合が小さくなるためと考えられる。この素子の
比抵抗は印加磁場零で４１μΩｃｍであり比抵抗変化量
は２．０μΩｃｍになった。
【００７５】次に、ガラス基板上に、図１の付着層１０
１として膜厚１０ｎｍのＣｒを、反強磁性層１０２とし
て膜厚５０ｎｍのＮｉ酸化物を、固定磁性層１０３とし
て膜厚３ｎｍのＣｏ90Ｆｅ10と膜厚０．４ｎｍのＲｕと
膜厚３ｎｍのＣｏ90Ｆｅ10とからなる多層膜を、非磁性
層１０５として膜厚２．５ｎｍのＣｕを、更に、自由磁
性層１０７として膜厚３ｎｍのＣｏ92Ｚｒ3Ｎｂ5と膜厚
０．４ｎｍのＲｕと膜厚３ｎｍのＣｏ92Ｚｒ3Ｎｂ5とか
らなる多層膜を、それぞれ順次に積層した構造（すなわ
ち、ガラス基板／Ｃｒ（１０ｎｍ）／Ｎｉ酸化物（５０
ｎｍ）／Ｃｏ90Ｆｅ10（３ｎｍ）／Ｒｕ（０．４ｎｍ）
／Ｃｏ90Ｆｅ10（３ｎｍ）／Ｃｕ（２．５ｎｍ）／Ｃｏ
92Ｚｒ3Ｎｂ5（３ｎｍ）／Ｒｕ（０．４ｎｍ）／Ｃｏ92
Ｚｒ3Ｎｂ5（３ｎｍ））で、図２の磁気抵抗効果素子を
作成した。成膜はマグネトロンスパッタ装置により、５
００Ｏｅの印加磁界中で行った。
１として膜厚１０ｎｍのＣｒを、反強磁性層１０２とし
て膜厚５０ｎｍのＮｉ酸化物を、固定磁性層１０３とし
て膜厚３ｎｍのＣｏ90Ｆｅ10と膜厚０．４ｎｍのＲｕと
膜厚３ｎｍのＣｏ90Ｆｅ10とからなる多層膜を、非磁性
層１０５として膜厚２．５ｎｍのＣｕを、更に、自由磁
性層１０７として膜厚３ｎｍのＣｏ92Ｚｒ3Ｎｂ5と膜厚
０．４ｎｍのＲｕと膜厚３ｎｍのＣｏ92Ｚｒ3Ｎｂ5とか
らなる多層膜を、それぞれ順次に積層した構造（すなわ
ち、ガラス基板／Ｃｒ（１０ｎｍ）／Ｎｉ酸化物（５０
ｎｍ）／Ｃｏ90Ｆｅ10（３ｎｍ）／Ｒｕ（０．４ｎｍ）
／Ｃｏ90Ｆｅ10（３ｎｍ）／Ｃｕ（２．５ｎｍ）／Ｃｏ
92Ｚｒ3Ｎｂ5（３ｎｍ）／Ｒｕ（０．４ｎｍ）／Ｃｏ92
Ｚｒ3Ｎｂ5（３ｎｍ））で、図２の磁気抵抗効果素子を
作成した。成膜はマグネトロンスパッタ装置により、５
００Ｏｅの印加磁界中で行った。
【００７６】この磁気抵抗効果素子を成膜磁界に平行な
方向に磁界を印加し、Ｍ−Ｈ曲線を描かせたところ、
４．５％という抵抗変化率が得られた。この構成の膜で
は１μｍ幅にパターン化した素子においても磁界感度が
良好であった。これは固定磁性層１０３を構成するＣｏ
90Ｆｅ10（３ｎｍ）／Ｒｕ（０．４ｎｍ）／Ｃｏ90Ｆｅ
10（３ｎｍ）からなる多層膜中の２つのＣｏＦｅ層（す
なわち、第１の固定磁性層、非磁性層、第２の固定磁性
層とが積層されたサンドイッチ膜の２つの固定磁性
層）、及び自由磁性層１０７を構成するＣｏ92Ｚｒ3Ｎ
ｂ5（３ｎｍ）／Ｒｕ（０．４ｎｍ）／Ｃｏ92Ｚｒ3Ｎｂ
5（３ｎｍ）からなる多層膜中の２つのＣｏ92Ｚｒ3Ｎｂ
5層（すなわち、第１の磁性層、非磁性層、第２の磁性
層とが積層されたサンドイッチ膜の２つの磁性層）がＲ
ｕを通してアンチフェロ的にカップリングしているため
に自由磁性層の実効的な磁化が非常に小さく、固定磁性
層と自由磁性層との間の静磁結合が小さくなるためと考
えられる。この素子の比抵抗は印加磁場零で３８μΩｃ
ｍであり比抵抗変化量は１．７μΩｃｍになった。
方向に磁界を印加し、Ｍ−Ｈ曲線を描かせたところ、
４．５％という抵抗変化率が得られた。この構成の膜で
は１μｍ幅にパターン化した素子においても磁界感度が
良好であった。これは固定磁性層１０３を構成するＣｏ
90Ｆｅ10（３ｎｍ）／Ｒｕ（０．４ｎｍ）／Ｃｏ90Ｆｅ
10（３ｎｍ）からなる多層膜中の２つのＣｏＦｅ層（す
なわち、第１の固定磁性層、非磁性層、第２の固定磁性
層とが積層されたサンドイッチ膜の２つの固定磁性
層）、及び自由磁性層１０７を構成するＣｏ92Ｚｒ3Ｎ
ｂ5（３ｎｍ）／Ｒｕ（０．４ｎｍ）／Ｃｏ92Ｚｒ3Ｎｂ
5（３ｎｍ）からなる多層膜中の２つのＣｏ92Ｚｒ3Ｎｂ
5層（すなわち、第１の磁性層、非磁性層、第２の磁性
層とが積層されたサンドイッチ膜の２つの磁性層）がＲ
ｕを通してアンチフェロ的にカップリングしているため
に自由磁性層の実効的な磁化が非常に小さく、固定磁性
層と自由磁性層との間の静磁結合が小さくなるためと考
えられる。この素子の比抵抗は印加磁場零で３８μΩｃ
ｍであり比抵抗変化量は１．７μΩｃｍになった。
【００７７】次に、これらの磁気抵抗効果素子をシール
ド型素子に適用した例を示す。
ド型素子に適用した例を示す。
【００７８】はじめに、図３のタイプのシールド型素子
における磁気抵抗効果センサに用いて素子を作成した。
このとき、下シールド層２としてはＮｉＦｅ、下ギャッ
プ層３としてはアルミナを用いた。磁気抵抗効果素子６
としては付着層１０１としてＴａ（５ｎｍ）、反強磁性
層１０２としてＮｉ酸化物（５０ｎｍ）、固定磁性層１
０３としてＦｅ酸化物（２ｎｍ）、第１ＭＲエンハンス
層１０４としてＣｏ90Ｆｅ10（３ｎｍ）、非磁性層１０
５としてＣｕ（２．５ｎｍ）、自由磁性層１０７として
Ｃｏ92Ｚｒ3Ｎｂ5（６ｎｍ）をＰＲ工程により１×１μ
ｍの大きさに加工して用いた。この磁気抵抗効果素子６
の端部に接するようにＣｏＣｒＰｔとＭｏ下電極層５を
積層した。上ギャップ層８としてはアルミナ、上シール
ド層９としてはＮｉＦｅを用いた。
における磁気抵抗効果センサに用いて素子を作成した。
このとき、下シールド層２としてはＮｉＦｅ、下ギャッ
プ層３としてはアルミナを用いた。磁気抵抗効果素子６
としては付着層１０１としてＴａ（５ｎｍ）、反強磁性
層１０２としてＮｉ酸化物（５０ｎｍ）、固定磁性層１
０３としてＦｅ酸化物（２ｎｍ）、第１ＭＲエンハンス
層１０４としてＣｏ90Ｆｅ10（３ｎｍ）、非磁性層１０
５としてＣｕ（２．５ｎｍ）、自由磁性層１０７として
Ｃｏ92Ｚｒ3Ｎｂ5（６ｎｍ）をＰＲ工程により１×１μ
ｍの大きさに加工して用いた。この磁気抵抗効果素子６
の端部に接するようにＣｏＣｒＰｔとＭｏ下電極層５を
積層した。上ギャップ層８としてはアルミナ、上シール
ド層９としてはＮｉＦｅを用いた。
【００７９】この構成の磁気抵抗効果センサを、図５の
ような記録再生一体型ヘッドに加工及びスライダ加工
し、ＣｏＣｒＴａ系媒体上にデータを記録再生した。こ
の際、書き込みトラック幅は１．５μｍ、書き込みギャ
ップは０．２μｍ、読み込みトラック幅は１．０μｍ、
読み込みギャップは０．２１μｍとした。媒体の保磁力
は２．５ｋＯｅである。記録マーク長を変えて再生出力
を測定したところ、再生出力が半減するマーク長で周波
数が１５５ｋＦＣＩとなった。再生出力はピーク・ツウ
・ピークで２．７ｍＶであり、ノイズの無い対称性の良
好な波形が得られた。Ｓ／Ｎは２６．６ｄＢ、エラーレ
ートは１０-6以下であった。
ような記録再生一体型ヘッドに加工及びスライダ加工
し、ＣｏＣｒＴａ系媒体上にデータを記録再生した。こ
の際、書き込みトラック幅は１．５μｍ、書き込みギャ
ップは０．２μｍ、読み込みトラック幅は１．０μｍ、
読み込みギャップは０．２１μｍとした。媒体の保磁力
は２．５ｋＯｅである。記録マーク長を変えて再生出力
を測定したところ、再生出力が半減するマーク長で周波
数が１５５ｋＦＣＩとなった。再生出力はピーク・ツウ
・ピークで２．７ｍＶであり、ノイズの無い対称性の良
好な波形が得られた。Ｓ／Ｎは２６．６ｄＢ、エラーレ
ートは１０-6以下であった。
【００８０】また、このヘッドを８０℃、５００Ｏｅの
中で環境試験を行ったところ、２５００時間までの間で
エラーレートは全く変化しなかった。また、このヘッド
を電流密度２×１０7Ａ／ｃｍ2、環境温度８０℃という
条件のもとで通電試験を行ったところ、１０００時間ま
で抵抗値、抵抗変化率共に変化が見られなかった。
中で環境試験を行ったところ、２５００時間までの間で
エラーレートは全く変化しなかった。また、このヘッド
を電流密度２×１０7Ａ／ｃｍ2、環境温度８０℃という
条件のもとで通電試験を行ったところ、１０００時間ま
で抵抗値、抵抗変化率共に変化が見られなかった。
【００８１】次に、本発明による反強磁性材料を図４の
タイプのシールド型素子に用いて素子を作成した。この
とき、下シールド層２としてはＦｅＴａＮ、下ギャップ
層３としてはアモルファスカーボン、磁気抵抗効果素子
６としてはＴｉ（５ｎｍ）／Ｎｉ酸化物（５０ｎｍ）／
Ｆｅ酸化物（２ｎｍ）／Ｃｏ90Ｆｅ10（３ｎｍ）／Ｃｕ
（２．５ｎｍ）／Ｃｏ92Ｚｒ3Ｎｂ5（６ｎｍ）をＰＲ工
程により１×１μｍの大きさに加工して用いた。この素
子部に１部重なるようにＣｏＣｒＰｔとＭｏ下電極層１
１を積層した。上ギャップ層８としてはアルミナ、上シ
ールド層９としてはＮｉＦｅを用いた。
タイプのシールド型素子に用いて素子を作成した。この
とき、下シールド層２としてはＦｅＴａＮ、下ギャップ
層３としてはアモルファスカーボン、磁気抵抗効果素子
６としてはＴｉ（５ｎｍ）／Ｎｉ酸化物（５０ｎｍ）／
Ｆｅ酸化物（２ｎｍ）／Ｃｏ90Ｆｅ10（３ｎｍ）／Ｃｕ
（２．５ｎｍ）／Ｃｏ92Ｚｒ3Ｎｂ5（６ｎｍ）をＰＲ工
程により１×１μｍの大きさに加工して用いた。この素
子部に１部重なるようにＣｏＣｒＰｔとＭｏ下電極層１
１を積層した。上ギャップ層８としてはアルミナ、上シ
ールド層９としてはＮｉＦｅを用いた。
【００８２】このヘッドを図５のような記録再生一体型
ヘッドに加工及びスライダ加工し、ＣｏＣｒＴａ系媒体
上にデータを記録再生した。この際、書き込みトラック
幅は１．５μｍ、書き込みギャップは０．２μｍ、読み
込みトラック幅は１．０μｍ、読み込みギャップは０．
２１μｍとした。媒体の保磁力は２．５ｋＯｅである。
記録マーク長を変えて再生出力を測定したところ、再生
出力が半減するマーク長で周波数が１１００ｋＦＣＩと
なった。再生出力はピーク・ツウ・ピークで２．５ｍＶ
であり、ノイズの無い対称性の良好な波形が得られた。
Ｓ／Ｎは２６．８ｄＢ、エラーレートは１０-6以下であ
った。
ヘッドに加工及びスライダ加工し、ＣｏＣｒＴａ系媒体
上にデータを記録再生した。この際、書き込みトラック
幅は１．５μｍ、書き込みギャップは０．２μｍ、読み
込みトラック幅は１．０μｍ、読み込みギャップは０．
２１μｍとした。媒体の保磁力は２．５ｋＯｅである。
記録マーク長を変えて再生出力を測定したところ、再生
出力が半減するマーク長で周波数が１１００ｋＦＣＩと
なった。再生出力はピーク・ツウ・ピークで２．５ｍＶ
であり、ノイズの無い対称性の良好な波形が得られた。
Ｓ／Ｎは２６．８ｄＢ、エラーレートは１０-6以下であ
った。
【００８３】また、このヘッドを８０℃、５００Ｏｅの
中で環境試験を行ったが２５００時間までの間でエラー
レートは全く変化しなかった。また、このヘッドを電流
密度２×１０7Ａ／ｃｍ2、環境温度８０℃という条件の
もとで通電試験を行ったところ、１０００時間まで抵抗
値、抵抗変化率共に変化が見られなかった。
中で環境試験を行ったが２５００時間までの間でエラー
レートは全く変化しなかった。また、このヘッドを電流
密度２×１０7Ａ／ｃｍ2、環境温度８０℃という条件の
もとで通電試験を行ったところ、１０００時間まで抵抗
値、抵抗変化率共に変化が見られなかった。
【００８４】次に、本発明を適用して試作された磁気デ
ィスク装置の説明をする。磁気ディスク装置はベース上
に３枚の磁気ディスクを備え、ベース裏面にヘッド駆動
回路及び信号処理回路と入出力インターフェイスとを収
めている。外部とは３２ビットのバスラインで接続され
る。磁気ディスクの両面に１個ずつ計６個のヘッドが配
置されている。また、このディスク装置には、ヘッドを
駆動するためのロータリーアクチュエータとその駆動及
び制御回路、ディスク回転用スピンドル直結モータが搭
載されている。
ィスク装置の説明をする。磁気ディスク装置はベース上
に３枚の磁気ディスクを備え、ベース裏面にヘッド駆動
回路及び信号処理回路と入出力インターフェイスとを収
めている。外部とは３２ビットのバスラインで接続され
る。磁気ディスクの両面に１個ずつ計６個のヘッドが配
置されている。また、このディスク装置には、ヘッドを
駆動するためのロータリーアクチュエータとその駆動及
び制御回路、ディスク回転用スピンドル直結モータが搭
載されている。
【００８５】上記の磁気ディスクの直径は４６ｍｍであ
り、そのうち直径１０ｍｍから４０ｍｍまでの領域をデ
ータの記録再生領域として使用する。埋め込みサーボ方
式を用い、サーボ面を有しないため高密度化が可能であ
る。本装置は、小型コンピュータの外部記憶装置として
直接接続が可能になっている。入出力インターフェイス
には、キャッシュメモリを搭載し、転送速度が毎秒５か
ら２０メガバイトの範囲であるバスラインに対応する。
また、外部コントローラを置き、本装置を複数台接続す
ることにより、大容量の磁気ディスク装置を構成するこ
とも可能である。
り、そのうち直径１０ｍｍから４０ｍｍまでの領域をデ
ータの記録再生領域として使用する。埋め込みサーボ方
式を用い、サーボ面を有しないため高密度化が可能であ
る。本装置は、小型コンピュータの外部記憶装置として
直接接続が可能になっている。入出力インターフェイス
には、キャッシュメモリを搭載し、転送速度が毎秒５か
ら２０メガバイトの範囲であるバスラインに対応する。
また、外部コントローラを置き、本装置を複数台接続す
ることにより、大容量の磁気ディスク装置を構成するこ
とも可能である。
【００８６】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、酸
化物反強磁性薄膜と下地層との間の付着力が向上し、高
温通電試験を行っても酸化物反強磁性薄膜の下地層から
の剥離が生じない、信頼性に優れた磁気抵抗効果素子、
及びそれを適用した磁気抵抗効果センサ、シールド型磁
気抵抗効果素子、記録再生ヘッド、及び記録再生システ
ムを得ることができる。
化物反強磁性薄膜と下地層との間の付着力が向上し、高
温通電試験を行っても酸化物反強磁性薄膜の下地層から
の剥離が生じない、信頼性に優れた磁気抵抗効果素子、
及びそれを適用した磁気抵抗効果センサ、シールド型磁
気抵抗効果素子、記録再生ヘッド、及び記録再生システ
ムを得ることができる。
【図１】本発明の磁気抵抗効果素子の第１の実施の形態
の構成図である。
の構成図である。
【図２】本発明の磁気抵抗効果素子の第２の実施の形態
の構成図である。
の構成図である。
【図３】本発明になる磁気抵抗効果センサの第１の実施
の形態の構成図である。
の形態の構成図である。
【図４】本発明になる磁気抵抗効果センサの第２の実施
の形態の構成図である。
の形態の構成図である。
【図５】本発明を用いた記録再生一体型ヘッドの一例の
概念図である。
概念図である。
【図６】本発明の磁気抵抗効果センサを用いた磁気記録
再生装置の一例の概念図である。
再生装置の一例の概念図である。
１ 基板 ２ 下シールド層 ３ 下ギャップ層 ４、１０ 縦バイアス層 ５、１１ 下電極層 ６ 磁気抵抗効果素子 ７ ギャップ規定絶縁層 ８ 上ギャップ層 ９ 上シールド層 ２１ 下部シールド膜 ２２、３２ 磁気抵抗効果膜 ２３、３３ 電極膜 ２４ 上部シールド膜 ２５ 下部磁性膜 ２６ コイル ２７ 上部磁性膜 ３０ ヘッドスライダ ３５ 記録媒体 １００ 下地層 １０１ 付着層 １０２ 反強磁性層 １０３ 固定磁性層 １０４ 第１ＭＲエンハンス層 １０５ 非磁性層 １０６ 第２ＭＲエンハンス層 １０７ 自由磁性層 １０８ 保護層
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 43/08 G01R 33/09 G11B 5/39 H01F 10/16
Claims (11)
- 【請求項１】 下地層上に、反強磁性層、固定磁性層、
非磁性層及び自由磁性層が順次に積層された磁気抵抗効
果素子において、 Ｎｉ酸化物，Ｃｏ酸化物又はＦｅ酸化物を主要元素とす
る単層膜、多層膜、又はこれらの混合物による前記反強
磁性層と前記下地層との間に、通電時の剥離防止用の付
着層を設けたことを特徴とする磁気抵抗効果素子。 - 【請求項２】 前記固定磁性層と前記非磁性層の間と、
前記非磁性層と前記自由磁性層との間の少なくとも一方
にエンハンス層が形成されたことを特徴とする請求項１
記載の磁気抵抗効果素子。 - 【請求項３】 前記付着層は、Ｔａ、Ｔａ酸化物、Ｔ
ｉ、Ｔｉ酸化物、Ｃｒ、Ｃｒ酸化物、Ｖ、Ｖ酸化物、Ｆ
ｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｚｒ、Ｚｒ酸化物、Ｎｂ、Ｎｂ酸化
物、Ｍｏ、Ｍｏ酸化物、Ｈｆ、Ｈｆ酸化物、Ｗ、Ｗ酸化
物の単層膜、多層膜又はそれら二以上の混合物の多層膜
であることを特徴とする請求項１又は２記載の磁気抵抗
効果素子。 - 【請求項４】 前記固定磁性層は、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅを
ベースにするグループからなる単体、合金、又は積層膜
であり、前記自由磁性層は、Ｃｏ、ＮｉＦｅＣｏ、Ｆｅ
Ｃｏ、ＣｏＦｅＢ、ＣｏＺｒＭｏ、ＣｏＺｒＮｂ、Ｃｏ
Ｚｒ、ＣｏＺｒＴａ、ＣｏＨｆ、ＣｏＴａ、ＣｏＴａＨ
ｆ、ＣｏＮｂＨｆ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＨｆＰｄ、Ｃｏ
ＴａＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＭｏＮｉ合金、ＮｉＦｅ、Ｎｉ
ＦｅＣｏ、センダスト、窒化鉄系材料、ＦｅＣｏ又はア
モルファス磁性材料の単層、混合物又は積層膜であるこ
とを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項記載
の磁気抵抗効果素子。 - 【請求項５】 前記エンハンス層は、Ｃｏ、ＮｉＦｅＣ
ｏ、ＦｅＣｏ、ＣｏＦｅＢ、ＣｏＺｒＭｏ、ＣｏＺｒＮ
ｂ、ＣｏＺｒ、ＣｏＺｒＴａ、ＣｏＨｆ、ＣｏＴａ、Ｃ
ｏＴａＨｆ、ＣｏＮｂＨｆ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＨｆＰ
ｄ、ＣｏＴａＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＭｏＮｉ合金又はアモ
ルファス磁性材料であることを特徴とする請求項２記載
の磁気抵抗効果素子。 - 【請求項６】 前記自由磁性層は、第１の磁性層と非磁
性層と第２の磁性層とが積層されたサンドイッチ膜であ
ることを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか一項
記載の磁気抵抗効果素子。 - 【請求項７】 前記固定磁性層は、第１の固定磁性層、
非磁性層、第２の固定磁性層とが積層されたサンドイッ
チ膜であることを特徴とする請求項１乃至５のうちいず
れか一項記載の磁気抵抗効果素子。 - 【請求項８】 基板上に下シールド層、下ギャップ層、
及びパターン化された磁気抵抗効果素子が順次に積層さ
れ、かつ、該磁気抵抗効果素子の端部に接するように縦
バイアス層及び下電極層が順次積層され、前記磁気抵抗
効果素子、縦バイアス層及び下電極層上に上ギャップ
層、上シールド層が順次に積層された構造のシールド型
磁気抵抗効果センサにおいて、前記磁気抵抗効果素子と
して請求項１〜７のうちいずれか一項記載の磁気抵抗効
果素子を用いることを特微とする磁気抵抗効果センサ。 - 【請求項９】 基板上に下シールド層、下ギャップ層、
及びパターン化された磁気抵抗効果素子が順次に積層さ
れ、かつ、該磁気抵抗効果素子の上部に一部重なるよう
に縦バイアス層及び下電極層が順次積層され、前記磁気
抵抗効果素子、縦バイアス層及び下電極層上に上ギャッ
プ層、上シールド層が順次に積層された構造のシールド
型磁気抵抗効果センサにおいて、前記磁気抵抗効果素子
として請求項１〜７のうちいずれか一項記載の磁気抵抗
効果素子を用いることを特微とする磁気抵抗効果セン
サ。 - 【請求項１０】 磁気抵抗効果素子と、該磁気抵抗効果
素子を通る電流を発生する手段と、検出される磁界の関
数として該磁気抵抗効果素子の抵抗率変化を検出する手
段とを備えた磁気抵抗検出システムにおいて、前記磁気
抵抗効果素子として請求項１〜７のうちいずれか一項記
載の磁気抵抗効果素子を用いることを特微とする磁気抵
抗検出システム。 - 【請求項１１】 データ記録のための複数個のトラック
を有する磁気記録媒体と、該磁気記憶媒体上にデータを
記録させるための磁気記録手段と、磁気抵抗検出システ
ムと、磁気記録手段及び磁気抵抗検出システムを前記磁
気記憶媒体の選択されたトラックへ移動させるために、
前記磁気記録手段及び磁気抵抗検出システムとに結合さ
れたアクチュエータ手段とからなり、前記磁気抵抗検出
システとして請求項１０記載の磁気抵抗検出システムを
用いることを特徴とする磁気記憶装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9064265A JP2914339B2 (ja) | 1997-03-18 | 1997-03-18 | 磁気抵抗効果素子並びにそれを用いた磁気抵抗効果センサ及び磁気抵抗検出システム |
| KR10-1998-0008950A KR100397094B1 (ko) | 1997-03-18 | 1998-03-17 | 자기저항효과소자와이를이용한자기저항효과센서및자기정보기록및재생시스템 |
| US09/042,556 US6114850A (en) | 1997-03-18 | 1998-03-17 | Magnetoresistance effect element, and magnetoresistance effect sensor and magnetic information recording and playback system using same |
| US09/593,510 US6452386B1 (en) | 1997-03-18 | 2000-06-14 | Magnetoresistance effect element, and magnetoresistance effect sensor and magnetic information recording and playback system using same |
| US09/593,509 US6456468B1 (en) | 1997-03-18 | 2000-06-14 | Magnetoresistance effect element, and magnetoresistance effect sensor and magnetic information recording and playback system using same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9064265A JP2914339B2 (ja) | 1997-03-18 | 1997-03-18 | 磁気抵抗効果素子並びにそれを用いた磁気抵抗効果センサ及び磁気抵抗検出システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10261824A JPH10261824A (ja) | 1998-09-29 |
| JP2914339B2 true JP2914339B2 (ja) | 1999-06-28 |
Family
ID=13253211
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9064265A Expired - Fee Related JP2914339B2 (ja) | 1997-03-18 | 1997-03-18 | 磁気抵抗効果素子並びにそれを用いた磁気抵抗効果センサ及び磁気抵抗検出システム |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (3) | US6114850A (ja) |
| JP (1) | JP2914339B2 (ja) |
| KR (1) | KR100397094B1 (ja) |
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