JP3309922B2 - 磁気抵抗素子用磁性薄膜およびその製造方法 - Google Patents
磁気抵抗素子用磁性薄膜およびその製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は磁気抵抗素子用磁性薄膜
に関する。更に詳細には、本発明はその磁気抵抗変化率
及び耐食性の改良に関する。
に関する。更に詳細には、本発明はその磁気抵抗変化率
及び耐食性の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の磁気記録装置では、記録および再
生に通常、コアに巻線を施した誘導型ヘッドが用いられ
る。このヘッドでは、磁気記録媒体上の記録データを磁
気記録媒体からでる磁束の変化に対するヘッド巻線間の
誘導起電力という形で取り出すため、基本的にヘッド・
媒体間の相対速度は大きいほうが望ましい。しかし、情
報量の増大および機器の小型化に伴い、ヘッドと媒体間
の相対速度は低下する傾向にあり、誘導型ヘッドの使用
は困難になりつつある。
生に通常、コアに巻線を施した誘導型ヘッドが用いられ
る。このヘッドでは、磁気記録媒体上の記録データを磁
気記録媒体からでる磁束の変化に対するヘッド巻線間の
誘導起電力という形で取り出すため、基本的にヘッド・
媒体間の相対速度は大きいほうが望ましい。しかし、情
報量の増大および機器の小型化に伴い、ヘッドと媒体間
の相対速度は低下する傾向にあり、誘導型ヘッドの使用
は困難になりつつある。
【０００３】そのため、ヘッド出力電圧がヘッド・媒体
間の相対速度に依存しない、磁気抵抗効果を利用したヘ
ッド、いわゆる、ＭＲヘッドの利用検討が進められてい
る。また、ロボット、工作機械においても、位置・速度
検出器のエンコーダとしてＭＲ素子が使用されている。
このＭＲヘッドやＭＲエンコーダの磁気抵抗素子には、
ＮｉＦｅ（パーマロイ）、Ｎｉ−Ｃｏ、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃ
ｏ膜が使用されている。これらの薄膜の抵抗変化率は最
大５〜６％であるが、ＭＲヘッドやＭＲエンコーダの高
出力化および高分解能化のためには、より抵抗変化率の
大きい磁気抵抗素子が求められている。
間の相対速度に依存しない、磁気抵抗効果を利用したヘ
ッド、いわゆる、ＭＲヘッドの利用検討が進められてい
る。また、ロボット、工作機械においても、位置・速度
検出器のエンコーダとしてＭＲ素子が使用されている。
このＭＲヘッドやＭＲエンコーダの磁気抵抗素子には、
ＮｉＦｅ（パーマロイ）、Ｎｉ−Ｃｏ、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃ
ｏ膜が使用されている。これらの薄膜の抵抗変化率は最
大５〜６％であるが、ＭＲヘッドやＭＲエンコーダの高
出力化および高分解能化のためには、より抵抗変化率の
大きい磁気抵抗素子が求められている。
【０００４】磁気抵抗素子とは磁界の強弱を電気抵抗の
変化として取り出すように構成した固体電子部品のこと
であり、物性の点から半導体素子と強磁性体素子に分類
される。磁気記録装置のヘッドなどに使用される素子は
従って、強磁性体磁気抵抗素子のほうである。この種の
素子では面内に一軸磁気異方性をもつように作られた強
磁性体薄膜が用いられる。この異方性と平行に電流を流
し、薄膜面に平行で電流に直角の磁界を印加すると、素
子の抵抗が変化する。抵抗変化が飽和する磁界では、初
め電流と平行（磁化容易軸方法）に向いていた磁化が全
て直角になったことを示す。逆に、磁化と電流が直角な
ときの抵抗と平行にしたときの抵抗との変化として利用
することもできる。
変化として取り出すように構成した固体電子部品のこと
であり、物性の点から半導体素子と強磁性体素子に分類
される。磁気記録装置のヘッドなどに使用される素子は
従って、強磁性体磁気抵抗素子のほうである。この種の
素子では面内に一軸磁気異方性をもつように作られた強
磁性体薄膜が用いられる。この異方性と平行に電流を流
し、薄膜面に平行で電流に直角の磁界を印加すると、素
子の抵抗が変化する。抵抗変化が飽和する磁界では、初
め電流と平行（磁化容易軸方法）に向いていた磁化が全
て直角になったことを示す。逆に、磁化と電流が直角な
ときの抵抗と平行にしたときの抵抗との変化として利用
することもできる。
【０００５】上記薄膜より抵抗変化率の大きな薄膜とし
て、非磁性金属と強磁性金属を積層させた薄膜の研究が
進められている。この積層膜は非磁性金属と強磁性金属
の組み合わせを最適化することにより抵抗変化率が１０
〜２０％にも達する。しかし、抵抗変化率の大きな積層
膜を作製するためには、分子線エピタキシー装置、イオ
ンビームスパッタ装置のような高価で、量産性の低い装
置もしくは、分離された複数のターゲット上を高速で基
板が回転する複雑な機構を有する装置が必要であった。
て、非磁性金属と強磁性金属を積層させた薄膜の研究が
進められている。この積層膜は非磁性金属と強磁性金属
の組み合わせを最適化することにより抵抗変化率が１０
〜２０％にも達する。しかし、抵抗変化率の大きな積層
膜を作製するためには、分子線エピタキシー装置、イオ
ンビームスパッタ装置のような高価で、量産性の低い装
置もしくは、分離された複数のターゲット上を高速で基
板が回転する複雑な機構を有する装置が必要であった。
【０００６】また、この積層膜は非磁性金属・強磁性金
属間で標準酸化還元電位が異なるため電池を形成しやす
く、接触界面で腐食が起こると、その腐食が進行しやす
く、外部に曝されるエッジ部分やピンホールがあると、
そこから腐食が進行していくという問題点があった。
属間で標準酸化還元電位が異なるため電池を形成しやす
く、接触界面で腐食が起こると、その腐食が進行しやす
く、外部に曝されるエッジ部分やピンホールがあると、
そこから腐食が進行していくという問題点があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、上記従来技術が持っていた、低生産性や易腐食性に
関する問題点を解決し、以て耐食性、生産性に優れた磁
気抵抗素子用磁性薄膜およびその製造方法を提供するこ
とである。
は、上記従来技術が持っていた、低生産性や易腐食性に
関する問題点を解決し、以て耐食性、生産性に優れた磁
気抵抗素子用磁性薄膜およびその製造方法を提供するこ
とである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者らが長年にわた
り広範な実験と研究を続けた結果、非磁性導電体中に、
酸化物磁性体、窒化物磁性体及び炭化物磁性体からなる
群から選択される磁性体粒子を分散させ、この混合物を
基体上に被着させることにより磁気抵抗変化率と耐食性
に優れた磁気抵抗素子用磁性薄膜が得られることが発見
された。
り広範な実験と研究を続けた結果、非磁性導電体中に、
酸化物磁性体、窒化物磁性体及び炭化物磁性体からなる
群から選択される磁性体粒子を分散させ、この混合物を
基体上に被着させることにより磁気抵抗変化率と耐食性
に優れた磁気抵抗素子用磁性薄膜が得られることが発見
された。
【０００９】このとき、磁性体粒子の粒径（特に短径）
が１０Å以上１０μｍ以下であることが望ましい。磁性
体粒子の粒径が１０Åより小さいと化学的に不安定で、
周囲の非磁性導電体と反応しやすく、磁気抵抗変化率の
経時変化が大きくなる。また、粒径が１０μｍより大き
いと、磁気抵抗変化率が小さくなる。特に、磁性体が単
軸粒子であると磁気抵抗変化率が大きくなる。
が１０Å以上１０μｍ以下であることが望ましい。磁性
体粒子の粒径が１０Åより小さいと化学的に不安定で、
周囲の非磁性導電体と反応しやすく、磁気抵抗変化率の
経時変化が大きくなる。また、粒径が１０μｍより大き
いと、磁気抵抗変化率が小さくなる。特に、磁性体が単
軸粒子であると磁気抵抗変化率が大きくなる。
【００１０】磁性体の充占率は１０vol ％以上９０vol
％以下であることが望ましい。磁性体の量が１０vol ％
より少なくても、また、９０vol ％より多くても磁気抵
抗変化率は小さくなる。
％以下であることが望ましい。磁性体の量が１０vol ％
より少なくても、また、９０vol ％より多くても磁気抵
抗変化率は小さくなる。
【００１１】磁性体の形状は球状、楕円状、針状、枝状
等どのような形状であっても構わない。磁性体として
は、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉの酸化物、窒化物、炭化物強磁性
体、（Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ）を主成分とし、かつ、他の金
属、ボロン、シリコン、ゲルコンを含む酸化物、窒化
物、炭化物強磁性体が使用可能である。
等どのような形状であっても構わない。磁性体として
は、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉの酸化物、窒化物、炭化物強磁性
体、（Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ）を主成分とし、かつ、他の金
属、ボロン、シリコン、ゲルコンを含む酸化物、窒化
物、炭化物強磁性体が使用可能である。
【００１２】非磁性導電体としては、非磁性金属の他
に、ＳｎＯ２ ，Ｉｎ２ Ｏ３ などの無機物、ポリアセ
チレン、ドーピングを行ったポリフェニレン、ポリフェ
ニレンスルフィド、ポリ２，５−チエニレン、ポリピロ
ール類、ポリジアセチレン類などの有機高分子化合物、
有機溶媒中に黒鉛または金属フィラーを分散させた導電
性塗料を用いることができる。
に、ＳｎＯ２ ，Ｉｎ２ Ｏ３ などの無機物、ポリアセ
チレン、ドーピングを行ったポリフェニレン、ポリフェ
ニレンスルフィド、ポリ２，５−チエニレン、ポリピロ
ール類、ポリジアセチレン類などの有機高分子化合物、
有機溶媒中に黒鉛または金属フィラーを分散させた導電
性塗料を用いることができる。
【００１３】基体としては、ガラス、多結晶ＳｉＯ
２ 、ＳｉまたはＧｅの単結晶、ＭｇＯ、の他に、セラ
ミックス、プラスチックフィルムなども使用可能であ
る。
２ 、ＳｉまたはＧｅの単結晶、ＭｇＯ、の他に、セラ
ミックス、プラスチックフィルムなども使用可能であ
る。
【００１４】本発明の磁気抵抗素子用磁性薄膜を製造す
る方法としては、ベーパデボジション法または塗布法な
ど様々な方法を使用することができる。ベーパデボジシ
ョンは非磁性導電体と強磁性体とを基体上に同時ベーパ
デボジションして作製する方法であり、非磁性導電体中
に強磁性体を粒状に分散させるため、非磁性導電体と強
磁性体との固溶限界は互いに１０at％以下であることが
望ましい。また、同時ベーパデボジション後に、５００
℃以上の温度でアニールすると、分離が更に促進され、
良好な結果が得られる。アニール雰囲気としては、真
空、Ｈｅ，Ａｒなどの不活性ガスもしくは水素ガス中が
望ましい。同時ベーパデボジションするときに、強磁性
体と非磁性導電体をそれぞれ基板に対し向かい合う形で
斜め入射を行うと、非磁性導電体と強磁性体は自己陰影
効果により分離される。ここでいう“ベーパデボジショ
ン法”とは、真空蒸着法、スパッタ法、イオンプレーテ
ィング法、高周波イオンプレーティング法、クラスタイ
オンビーム法などの方法の総称である。
る方法としては、ベーパデボジション法または塗布法な
ど様々な方法を使用することができる。ベーパデボジシ
ョンは非磁性導電体と強磁性体とを基体上に同時ベーパ
デボジションして作製する方法であり、非磁性導電体中
に強磁性体を粒状に分散させるため、非磁性導電体と強
磁性体との固溶限界は互いに１０at％以下であることが
望ましい。また、同時ベーパデボジション後に、５００
℃以上の温度でアニールすると、分離が更に促進され、
良好な結果が得られる。アニール雰囲気としては、真
空、Ｈｅ，Ａｒなどの不活性ガスもしくは水素ガス中が
望ましい。同時ベーパデボジションするときに、強磁性
体と非磁性導電体をそれぞれ基板に対し向かい合う形で
斜め入射を行うと、非磁性導電体と強磁性体は自己陰影
効果により分離される。ここでいう“ベーパデボジショ
ン法”とは、真空蒸着法、スパッタ法、イオンプレーテ
ィング法、高周波イオンプレーティング法、クラスタイ
オンビーム法などの方法の総称である。
【００１５】塗布法としては、導電性有機高分子の溶媒
もしくは導電性塗料中に、磁性粉を分散させ、スクリー
ン印刷法などにより基体上に塗布し、乾燥させれば出来
上がる。同時ベーパデボジション法と塗布法では、膜厚
が１μｍ以下の膜を作製するときは同時ベーパデボジシ
ョン法のほうが膜厚制御の点で優れているが、膜厚が１
μｍ以上のときは塗布法でも十分で、大量生産性とコス
トの面では塗布法のほうが優れている。
もしくは導電性塗料中に、磁性粉を分散させ、スクリー
ン印刷法などにより基体上に塗布し、乾燥させれば出来
上がる。同時ベーパデボジション法と塗布法では、膜厚
が１μｍ以下の膜を作製するときは同時ベーパデボジシ
ョン法のほうが膜厚制御の点で優れているが、膜厚が１
μｍ以上のときは塗布法でも十分で、大量生産性とコス
トの面では塗布法のほうが優れている。
【００１６】この他にも、非磁性金属と強磁性金属の溶
融液を高速回転するロール上に連続して供給して薄帯を
作製する、いわゆる液体超急冷法で作製し、アニールし
て強磁性金属と非磁性金属を分離する方法、Ｉｎ２ Ｏ
３ やＳｎＯ２ 導電膜を作製する溶液中に磁性粉を分散
させ、塗布した後、アニールして作製する方法などがあ
る。
融液を高速回転するロール上に連続して供給して薄帯を
作製する、いわゆる液体超急冷法で作製し、アニールし
て強磁性金属と非磁性金属を分離する方法、Ｉｎ２ Ｏ
３ やＳｎＯ２ 導電膜を作製する溶液中に磁性粉を分散
させ、塗布した後、アニールして作製する方法などがあ
る。
【００１７】基体上に成膜された本発明の磁気抵抗素子
用磁性薄膜は例えば、矩形、ストライプなどの形状に裁
断または切り出され、このチップを常法により更に加工
し、最終的に磁気抵抗素子を利用したＭＲヘッド，ＭＲ
エンコーダなどの固体電子部品が得られる。
用磁性薄膜は例えば、矩形、ストライプなどの形状に裁
断または切り出され、このチップを常法により更に加工
し、最終的に磁気抵抗素子を利用したＭＲヘッド，ＭＲ
エンコーダなどの固体電子部品が得られる。
【００１８】
【実施例】以下、実施例により本発明を更に詳細に説明
する。
する。
【００１９】実施例１ 図３に示した２元同時ＲＦスパッタ装置を用いて、Ａｕ
−Ｆｅ３ Ｏ４ 膜を作製した。図３において、符号１０
は基板ホルダー加熱用ヒータを示し、その他、図１と同
じ部材は同じ符号で示されている。ターゲット１にはＡ
ｕおよびＦｅ３Ｏ４ を使用した。スパッタ雰囲気には
Ａｒ−Ｏ２ 混合ガスを使用した。全ガス圧は５mTorr
、ＡｒとＯ２ の比率は１：１とした。投入電力はＡｕ
５００Ｗ、Ｆｅ３ Ｏ４ １ｋＷとした。基板２には石英
ガラスを用いた。基板２はヒータ１０を用いて５００℃
に加熱した。膜厚は１０００Åとした。スパッタ後の膜
を酸素気流中で６００℃、２時間アニールした。
−Ｆｅ３ Ｏ４ 膜を作製した。図３において、符号１０
は基板ホルダー加熱用ヒータを示し、その他、図１と同
じ部材は同じ符号で示されている。ターゲット１にはＡ
ｕおよびＦｅ３Ｏ４ を使用した。スパッタ雰囲気には
Ａｒ−Ｏ２ 混合ガスを使用した。全ガス圧は５mTorr
、ＡｒとＯ２ の比率は１：１とした。投入電力はＡｕ
５００Ｗ、Ｆｅ３ Ｏ４ １ｋＷとした。基板２には石英
ガラスを用いた。基板２はヒータ１０を用いて５００℃
に加熱した。膜厚は１０００Åとした。スパッタ後の膜
を酸素気流中で６００℃、２時間アニールした。
【００２０】この膜を走査型電子顕微鏡で観察したとこ
ろ、直径１００Å程度の島状部分が一様に分散して存在
していることが確認された。この島状部分を分析したと
ころ、ＦｅとＯのみが３：４の割合で、また、島状部分
の周囲からはＡｕのみが観察された。この膜の磁気抵抗
変化率を４端子法で測定した。磁気抵抗変化率αは次の
式で定義される。 α＝（Ｒ ０ −Ｒ Ｈ ）／Ｒ ０ ×１００（％） 但し、前記式中、Ｒ ０ は磁界を印加していないときの
抵抗値であり、Ｒ Ｈ は磁界を１０００Oe印加したとき
の抵抗値である。磁界は電流の流れる方向と平行に印加
した。この膜の磁気抵抗変化率は ８％であった。
ろ、直径１００Å程度の島状部分が一様に分散して存在
していることが確認された。この島状部分を分析したと
ころ、ＦｅとＯのみが３：４の割合で、また、島状部分
の周囲からはＡｕのみが観察された。この膜の磁気抵抗
変化率を４端子法で測定した。磁気抵抗変化率αは次の
式で定義される。 α＝（Ｒ ０ −Ｒ Ｈ ）／Ｒ ０ ×１００（％） 但し、前記式中、Ｒ ０ は磁界を印加していないときの
抵抗値であり、Ｒ Ｈ は磁界を１０００Oe印加したとき
の抵抗値である。磁界は電流の流れる方向と平行に印加
した。この膜の磁気抵抗変化率は ８％であった。
【００２１】実施例２ 図３に示した２元同時ＲＦスパッタ装置を使用し、Ｉｎ
２ Ｏ３ −Ｆｅ３ Ｏ４ 膜を作製した。ターゲットには
Ｉｎ２ Ｏ３ およびＦｅ３ Ｏ４ を使用した。スパッタ
雰囲気にはＡｒ−Ｏ２ 混合ガスを使用した。全ガス圧
は５mTorr 、ＡｒとＯ２ の比率は１：２とした。投入
電力はＩｎ２ Ｏ３ １ｋＷ、Ｆｅ３ Ｏ４ ５００Ｗとし
た。基板２には石英ガラスを用いた。基板２はヒータ１
０を用いて５００℃に加熱した。膜厚は１０００Åとし
た。スパッタ後の膜を酸素気流中で６００℃、２時間ア
ニールした。
２ Ｏ３ −Ｆｅ３ Ｏ４ 膜を作製した。ターゲットには
Ｉｎ２ Ｏ３ およびＦｅ３ Ｏ４ を使用した。スパッタ
雰囲気にはＡｒ−Ｏ２ 混合ガスを使用した。全ガス圧
は５mTorr 、ＡｒとＯ２ の比率は１：２とした。投入
電力はＩｎ２ Ｏ３ １ｋＷ、Ｆｅ３ Ｏ４ ５００Ｗとし
た。基板２には石英ガラスを用いた。基板２はヒータ１
０を用いて５００℃に加熱した。膜厚は１０００Åとし
た。スパッタ後の膜を酸素気流中で６００℃、２時間ア
ニールした。
【００２２】この膜を走査型電子顕微鏡で観察したとこ
ろ、直径１００Å程度の島状部分が一様に分散して存在
していることが確認された。この島状部分を分析したと
ころ、ＦｅとＯのみが３：４の割合で、また、島状部分
の周囲からはＩｎとＯが２：３の割合で検出された。こ
の膜の磁気抵抗変化率を実施例１と同様の４端子法で測
定したところ、７％であった。
ろ、直径１００Å程度の島状部分が一様に分散して存在
していることが確認された。この島状部分を分析したと
ころ、ＦｅとＯのみが３：４の割合で、また、島状部分
の周囲からはＩｎとＯが２：３の割合で検出された。こ
の膜の磁気抵抗変化率を実施例１と同様の４端子法で測
定したところ、７％であった。
【００２３】実施例３ 図１に示したＲＦスパッタ装置を用いてＡｕ−部分窒化
鉄膜を作製した。ターゲットにはＡｕターゲット上に鉄
チップを面積比がＡｕ１に対してＦｅ０．２としたもの
を使用した。スパッタ雰囲気にはＡｒ−Ｎ２ 混合ガス
を使用した。全ガス圧は５mTorr 、ＡｒとＮ２ の比率
は１：２とした。投入電力は１ｋＷとした。基体２には
石英ガラスを用いた。膜厚は１０００Åとした。スパッ
タ後の膜を窒素気流中で５００℃、２時間アニール処理
した。
鉄膜を作製した。ターゲットにはＡｕターゲット上に鉄
チップを面積比がＡｕ１に対してＦｅ０．２としたもの
を使用した。スパッタ雰囲気にはＡｒ−Ｎ２ 混合ガス
を使用した。全ガス圧は５mTorr 、ＡｒとＮ２ の比率
は１：２とした。投入電力は１ｋＷとした。基体２には
石英ガラスを用いた。膜厚は１０００Åとした。スパッ
タ後の膜を窒素気流中で５００℃、２時間アニール処理
した。
【００２４】この膜を走査型電子顕微鏡で観察したとこ
ろ、直径１００Å程度の島状部分が一様に分散して存在
していることが確認された。この島状部分を分析したと
ころＦｅとＮが検出された。Ｎの含有量は１０at％であ
った。また、島状部分の周囲からはＡｕのみが検出され
た、この膜の磁気抵抗変化率を実施例１と同様に４端子
法で測定したところ８％であった。
ろ、直径１００Å程度の島状部分が一様に分散して存在
していることが確認された。この島状部分を分析したと
ころＦｅとＮが検出された。Ｎの含有量は１０at％であ
った。また、島状部分の周囲からはＡｕのみが検出され
た、この膜の磁気抵抗変化率を実施例１と同様に４端子
法で測定したところ８％であった。
【００２５】実施例４ 図３に示した２元同時ＲＦスパッタ装置を用いてＡｕ−
部分炭化鉄膜を作製した。ターゲットにはＡｕおよびＦ
ｅ−Ｃ５０at％の焼結合金ターゲットを使用した。スパ
ッタ雰囲気にはＡｒガスを使用した。ガス圧は５mTorr
とした。投入電力はＡｕ，Ｆｅ−Ｃターゲット共に１ｋ
Ｗとした。基板２には石英ガラスを用いた。基板２はヒ
ータ１０を用いて４００℃に加熱した。膜厚は１０００
Åとした。スパッタ後の膜を１×１０−５Torrの真空中
で、６００℃，３０分間アニールした。
部分炭化鉄膜を作製した。ターゲットにはＡｕおよびＦ
ｅ−Ｃ５０at％の焼結合金ターゲットを使用した。スパ
ッタ雰囲気にはＡｒガスを使用した。ガス圧は５mTorr
とした。投入電力はＡｕ，Ｆｅ−Ｃターゲット共に１ｋ
Ｗとした。基板２には石英ガラスを用いた。基板２はヒ
ータ１０を用いて４００℃に加熱した。膜厚は１０００
Åとした。スパッタ後の膜を１×１０−５Torrの真空中
で、６００℃，３０分間アニールした。
【００２６】この膜を走査型電子顕微鏡で観察したとこ
ろ、直径１００Å程度の島状部分が一様に分散して存在
していることが確認された。この島状部分を分析したと
ころ、ＦｅとＣのみが観察された。Ｃは２５at％検出さ
れた。また、島状部分の周囲からはＡｕのみが観察され
た。この膜の磁気抵抗変化率を実施例１と同様の４端子
法で測定したところ、８％であった。
ろ、直径１００Å程度の島状部分が一様に分散して存在
していることが確認された。この島状部分を分析したと
ころ、ＦｅとＣのみが観察された。Ｃは２５at％検出さ
れた。また、島状部分の周囲からはＡｕのみが観察され
た。この膜の磁気抵抗変化率を実施例１と同様の４端子
法で測定したところ、８％であった。
【００２７】比較例１ 図２に示した２元同時スパッタ装置を使用し、ＣｏとＡ
ｇターゲット上を基板を回転させ、ＣｏＡｇ積層膜を作
製した。図２において、符号８は回転基板ホルダーを示
し、９は隔壁を示し、その他、図１と同じ部材は同じ符
号で示されている。基板２にはＳｉを用いた。Ｃｏおよ
びＡｇの各一層の厚さはそれぞれ１０Å，１０Åとし、
全体で５００Åとした。スパッタ時のＡｒ圧は５mTorr
とし、投入電力はＣｏおよびＡｇのターゲットに対し、
それぞれ１ｋＷおよび５００Ｗとした。
ｇターゲット上を基板を回転させ、ＣｏＡｇ積層膜を作
製した。図２において、符号８は回転基板ホルダーを示
し、９は隔壁を示し、その他、図１と同じ部材は同じ符
号で示されている。基板２にはＳｉを用いた。Ｃｏおよ
びＡｇの各一層の厚さはそれぞれ１０Å，１０Åとし、
全体で５００Åとした。スパッタ時のＡｒ圧は５mTorr
とし、投入電力はＣｏおよびＡｇのターゲットに対し、
それぞれ１ｋＷおよび５００Ｗとした。
【００２８】実施例１〜４および比較例１で得られた各
膜を８０℃、相対湿度９０％の雰囲気中に放置し、１
日、２日、５日、１０日、２０日、５０日目に各試料の
磁気抵抗変化率を実施例１で用いたのと同じ４端子法で
測定した。結果を下記の表１に要約して示す。
膜を８０℃、相対湿度９０％の雰囲気中に放置し、１
日、２日、５日、１０日、２０日、５０日目に各試料の
磁気抵抗変化率を実施例１で用いたのと同じ４端子法で
測定した。結果を下記の表１に要約して示す。
【００２９】
【表１】
【００３０】表１に示された結果から明らかなように、
磁性体として酸化物または窒化物あるいは炭化物磁性体
を用いた実施例１〜４の膜のほうが比較例１の膜よりも
耐食性に優れていることがわかる。
磁性体として酸化物または窒化物あるいは炭化物磁性体
を用いた実施例１〜４の膜のほうが比較例１の膜よりも
耐食性に優れていることがわかる。
【００３１】５０日間放置した実施例１〜４の試料と比
較例１の試料を顕微鏡で観察したところ、比較例１の試
料では膜の周辺部の腐食および膜の表面に点状の腐食が
観察 された。これに対し、実施例１〜４の試料では膜表
面の腐食、周辺部の腐食ともに殆ど観察されなかった。
較例１の試料を顕微鏡で観察したところ、比較例１の試
料では膜の周辺部の腐食および膜の表面に点状の腐食が
観察 された。これに対し、実施例１〜４の試料では膜表
面の腐食、周辺部の腐食ともに殆ど観察されなかった。
【００３２】実施例５ 直径１０μｍ〜２０μｍの銀粉と、直径１〜５μｍのγ
−Ｆｅ ２ Ｏ ３ をエポキシ樹脂中に分散させ、これを膜
厚２μｍでポリイミドフィルム表面に塗布し、乾燥させ
た。塗布、乾燥直後のこの膜の導電率は１×１０ −３ Ω
ｃｍであった。これをＡｒ気流中（３００℃）で２時間
アニールした。アニール後のこの膜の導電率は４×１０
−４ Ωｃｍであった。
−Ｆｅ ２ Ｏ ３ をエポキシ樹脂中に分散させ、これを膜
厚２μｍでポリイミドフィルム表面に塗布し、乾燥させ
た。塗布、乾燥直後のこの膜の導電率は１×１０ −３ Ω
ｃｍであった。これをＡｒ気流中（３００℃）で２時間
アニールした。アニール後のこの膜の導電率は４×１０
−４ Ωｃｍであった。
【００３３】実施例５の膜の断面を透過型電子顕微鏡で
観察いたところ、密に詰まった銀粉中にγ−Ｆｅ ２ Ｏ
３ 粉が一様に分散していた。実施例５の膜の磁気抵抗
変化率を実施例１と同様の４端子法で測定したところ、
実施例５の膜は４％であり、従来のパーマロイ膜程度の
値が得られた。
観察いたところ、密に詰まった銀粉中にγ−Ｆｅ ２ Ｏ
３ 粉が一様に分散していた。実施例５の膜の磁気抵抗
変化率を実施例１と同様の４端子法で測定したところ、
実施例５の膜は４％であり、従来のパーマロイ膜程度の
値が得られた。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では非磁性
導電体中に、酸化物磁性体、窒化物磁性体及び炭化物磁
性体からなる群から選択される磁性体を分散させた混合
物を基体に被着させて成膜することにより、磁気抵抗変
化率の大きく、耐食性に優れた磁気抵抗素子用磁性薄膜
が得られる。
導電体中に、酸化物磁性体、窒化物磁性体及び炭化物磁
性体からなる群から選択される磁性体を分散させた混合
物を基体に被着させて成膜することにより、磁気抵抗変
化率の大きく、耐食性に優れた磁気抵抗素子用磁性薄膜
が得られる。
【図１】実施例３において本発明の磁気抵抗素子用磁性
薄膜の作製に使用されるＲＦスパッタ装置の模式的構成
図である。
薄膜の作製に使用されるＲＦスパッタ装置の模式的構成
図である。
【図２】比較例１で使用される２元同時スパッタ装置の
模式的構成図である。
模式的構成図である。
【図３】実施例１で使用される２元同時スパッタ装置の
模式的構成図である。
模式的構成図である。
１ ターゲット ２ 基板 ３ 基板ホルダー ４ 真空槽 ５ 高周波電源 ６ 真空排気系 ７ ガス導入口 ８ 回転基板ホルダー ９ 隔壁 １０ 基板ホルダー加熱用ヒータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 43/08 Ｈ０１Ｌ 43/10 43/10 Ｇ０１Ｒ 33/06 Ｒ (56)参考文献 特開 平６−97534（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−16203（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−175781（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−164081（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−137203（ＪＰ，Ａ) Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｒｅｖｉｅｗ Ｌ ｅｔｔｅｒｓ，1992年 ６月22日，Ｖｏ ｌ．68，Ｎｏ．25，ｐｐ．3745−3748 Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｒｅｖｉｅｗ Ｌ ｅｔｔｅｒｓ，1992年 ６月22日，Ｖｏ ｌ．68，Ｎｏ．25，ｐｐ．3749−3752 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 43/12 G01R 33/09 G11B 5/39 H01F 10/08 H01F 41/18 H01L 43/08 H01L 43/10 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (5)
- 【請求項１】 非磁性導電体中に磁性体を分散させてな
る薄膜を基体上に有することからなる磁気抵抗素子用磁
性薄膜であって、前記磁性体が酸化物磁性体、窒化物磁
性体及び炭化物磁性体からなる群から選択されることを
特徴とする磁気抵抗素子用磁性薄膜。 - 【請求項２】 非磁性導電体が非磁性金属である請求項
１の磁気抵抗素子用磁性薄膜。 - 【請求項３】 非磁性導電体が有機物含有物である請求
項１の磁気抵抗素子用磁性薄膜。 - 【請求項４】 非磁性導電体中に磁性体を分散させるこ
とからなる磁気抵抗素子用磁性薄膜の製造方法であっ
て、磁性体に酸化物磁性体、窒化物磁性体及び炭化物磁
性体からなる群から選択される磁性体を使用し、非磁性
導電体に、前記磁性体とは互いに１０at％までしか固溶
しない非磁性金属を用い、この非磁性金属と磁性体とを
基体上に同時ベーパデボジションし、その後、５００℃
以上の温度でアニールすることを特徴とする磁気抵抗素
子用磁性薄膜の製造方法。 - 【請求項５】 非磁性導電体中に磁性体を分散させるこ
とから磁気抵抗素子用磁性薄膜の製造方法であって、酸
化物磁性体、窒化物磁性体及び炭化物磁性体からなる群
から選択される磁性体粉を導電性塗料中に分散し、この
混合物を非磁性基体上に塗布することを特徴とする磁気
抵抗素子用磁性薄膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31101692A JP3309922B2 (ja) | 1992-10-26 | 1992-10-26 | 磁気抵抗素子用磁性薄膜およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31101692A JP3309922B2 (ja) | 1992-10-26 | 1992-10-26 | 磁気抵抗素子用磁性薄膜およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06140687A JPH06140687A (ja) | 1994-05-20 |
| JP3309922B2 true JP3309922B2 (ja) | 2002-07-29 |
Family
ID=18012110
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31101692A Expired - Fee Related JP3309922B2 (ja) | 1992-10-26 | 1992-10-26 | 磁気抵抗素子用磁性薄膜およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3309922B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US5422621A (en) * | 1993-10-29 | 1995-06-06 | International Business Machines Corporation | Oriented granular giant magnetoresistance sensor |
| JP2701743B2 (ja) * | 1994-07-01 | 1998-01-21 | 日本電気株式会社 | グラニュラー物質およびこれを用いたグラニュラー膜 |
| JPH0867966A (ja) * | 1994-08-26 | 1996-03-12 | Nec Corp | 磁気抵抗効果膜 |
| JPWO2004061876A1 (ja) * | 2002-12-27 | 2006-05-18 | Tdk株式会社 | グラニュラー物質、磁性薄膜、磁気素子 |
| KR100716679B1 (ko) * | 2005-10-27 | 2007-05-09 | 한국과학기술연구원 | 노이즈 감쇄층, 노이즈 감쇄 회로기판 및 이들의 제조방법 |
| KR100712836B1 (ko) * | 2005-11-02 | 2007-05-04 | 한국과학기술연구원 | 전자기파 간섭 차폐용 다층 필름 및 이를 포함하는회로기판 |
-
1992
- 1992-10-26 JP JP31101692A patent/JP3309922B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｒｅｖｉｅｗ Ｌｅｔｔｅｒｓ，１９９２年 ６月２２日，Ｖｏｌ．６８，Ｎｏ．２５，ｐｐ．３７４５−３７４８ |
| Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｒｅｖｉｅｗ Ｌｅｔｔｅｒｓ，１９９２年 ６月２２日，Ｖｏｌ．６８，Ｎｏ．２５，ｐｐ．３７４９−３７５２ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06140687A (ja) | 1994-05-20 |
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