JP3392317B2 - 交換結合膜 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気的交換結合に
基づく磁気抵抗効果を利用して磁気記録媒体の磁気情報
を読み取るための目的に用いられる交換結合膜に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来技術における磁気抵抗効果型読み取
りヘッド（ＭＲヘッド）には、異方性磁気抵抗効果現象
を用いたＡＭＲ（Anisotropic Magnetoresistance）ヘ
ッドと伝導電子のスピン依存散乱現象を用いたＧＭＲ
（Giant Magnetoresistance）ヘッ ドがあり、ＧＭＲヘ
ツドの一例として低外部磁界で高磁気抵抗効果を示すSp
in-Valveヘツド（以下、スピンバルブヘッドと略称す
る。）が米国特許第５１５９ ５１３号明細書に示され
ている。

【０００３】図１及び図２はＡＭＲヘツド素子構造の概
略図である。ＡＭＲヘッドの最適動作のためにはＡＭＲ
効果を示すＡＭＲ強磁性体膜３（ＡＭＲ材料層）に対し
て２つのバイアス磁界が必要とされる。１つのバイアス
磁界は、ＡＭＲ材料の抵抗変化を磁気媒体からの磁束に
対して線形応答させるためであり、このバイアス磁界は
磁気媒体の面に対して垂直（図中Ｚ方向）であり、ＡＭ
Ｒ強磁性体膜３の膜面に対して平行である。通常このバ
イアス磁界は横バイアスと呼ばれ、ＡＭＲ強磁性体膜３
の近傍に電気絶縁層２を介して成膜された軟磁性材料膜
１を配置し、検出電流を伝導層５からＡＭＲヘッド素子
に流すことにより得ることができる。もう１つのバイア
ス磁界は、通常縦バイアス磁界と呼ばれ、磁気媒体とＡ
ＭＲ強磁性体膜３の膜面に対して平行（図中Ｘ方向）に
印加される。縦バイアス磁界の目的はＡＭＲ強磁性体膜
３が多数の磁区を形成することによって生じるバルクハ
ウゼンノイズを抑制すること、すなわち、磁気媒体から
この磁束に対してノイズのないスムーズな抵抗変化にす
るためである。

【０００４】バルクハウゼンノイズを抑制するためには
ＡＭＲ強磁性体膜３を単磁区化することが必要であり、
そのための縦バイアスの印加方法には２通りの方法があ
る。１つはＡＭＲ強磁性体膜３の両脇（図２のトラック
幅に相当する幅に形成された強磁性体膜３の幅方向両側
部分）に図２に示すように磁石層６を配置し磁石層６か
らの漏れ磁束を利用する方法であり、もう１つの方法
は、図１に示すようにトラック幅に相当する間隙をあけ
てＡＭＲ強磁性体膜３の上に配置された反強磁性体膜
４、４と強磁性体膜３との接触界面で生じる交換異方性
磁界を利用する方法である。

【０００５】一方、図３あるいは図４に示すようにスピ
ンバルブヘッドの最適動作のためには、フリー強磁性体
膜７／非磁性中間層８／ピン止め強磁性体膜９のサンド
イッチ構造において、フリー強磁性体膜７にはトラック
方向（図中Ｘ方向）のバイアスを印加し単磁区化した状
態でトラック方向に磁化を向けさせ、ピン止め強磁性体
膜９の磁化方向は図中Ｚ方向、すなわちフリー強磁性体
膜７の磁化方向と直交する方向にバイアスを印加し単磁
区化した状態で図中Ｚ方向に向けさせておく必要があ
る。磁気媒体からの磁束（図中のＺ方向）によりピン止
め強磁性体膜９の磁化方向は変化してはならず、フリー
強磁性体膜７の磁化の方向がピン止め強磁性体膜９の磁
化方向に関して９０±θ度の範囲で変化することにより
磁気抵抗効果の線形応答性が得られる。

【０００６】ピン止め強磁性体膜９の磁化方向を図中Ｚ
方向に固定させるためには、比較的大きなバイアス磁界
が必要であり、バイアス磁界は大きければ大きいほど良
いことになる。図中Ｚ方向の反磁界に打ち勝ち、磁気媒
体からの磁束により磁化方向が揺らがないためには少な
くとも１００ Ｏｅのバイアス磁界が必要である。この
バイアス磁界を得るための方法として、通常、ピン止め
強磁性体膜９に図３あるいは図４に示すように反強磁性
体膜１０を接することにより生じる交換異方性磁界を利
用する方法がある。

【０００７】フリー強磁性体膜７に印加するバイアスは
線形応答性を確保するためと、多数の磁区を形成するこ
とから生じるバルクハウゼンノイズを抑制するためであ
り、ＡＭＲヘツドにおける縦バイアスと同様の方法、す
なわち、図３に示すようにフリー強磁性体膜７の両脇に
磁石層１１を配置し、磁石層１１からの漏れ磁束を利用
する方法と、図４に示すように反強磁性体膜１３との接
触界面で生じる交換異方性磁界を利用する方法が通常用
いられる。以上のように、ＡＭＲヘツドの縦バイアス、
あるいは、スピンバルブヘッドのピン止め強磁性体膜の
バイアスとフリー強磁性体膜のバイアスに反強磁性体膜
との接触界面で生じる交換異方性磁界を利用することに
より線形応答性が良好でバルクハウゼンノイズを抑制し
た磁気抵抗効果型ヘッドを実現できる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前記交換異方性磁界
は、強磁性体膜と反強磁性体膜との接触界面における双
方の磁気モーメント間の交換相互作用に起因する現象で
あり、強磁性体膜、例えばＮｉＦｅ膜の交換異方性磁界
を生じる反強磁性体膜としてＦｅＭｎ膜が良く知られて
いる。しかしながら、ＦｅＭｎ膜は耐食性が著しく悪
く、磁気ヘッド製造工程及び磁気ヘツド作動中に腐食が
発生進行し、交換異方性磁界が大きく劣化してしまう問
題と、磁気媒体を破損してしまう問題がある。また磁気
へッド作動中のＦｅＭｎ膜近傍の温度は検出電流による
発熱で約１２０℃まで上昇することが知られているが、
ＦｅＭｎ膜による交換異方性磁界は、温度変化に対して
敏感であり、約１５０℃の温度で消失（ブロッキング温
度：Ｔｂ）するまで温度に対してほぼ直線的に交換異方
性磁界が減少してしまうため、安定した交換異方性磁界
が得られない問題がある。

【０００９】また、ＦｅＭｎ膜の耐食性とブロッキング
温度を改善した発明として例えば特開平６−７６２４７
号公報に示されている面心正方晶構造を有するＮｉＭｎ
合金またはＮｉＭｎＣｒ合金があるが、ＮｉＭｎ膜の耐
食性はＦｅＭｎ膜の耐食性よりは良いものの実用上不十
分である。ＮｉＭｎＣｒ膜はＮｉＭｎ膜の耐食性を向上
させるためにＣｒを添加した合金であるが、Ｃｒ添加で
耐食性は向上するものの交換異方性磁界の大きさが低下
してしまう問題があった。

【００１０】本発明は前記事情に鑑みてなされたもので
あり、反強磁性体膜と強磁性体膜との間に磁気的交換結
合を生じさせることができる構造であって、ＦｅＭｎあ
るいはＮｉＭｎ以外の全く新規なものを用いた構造であ
り、耐食性にも優れ、比抵抗も高い優れた交換結合膜の
提供を目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本願発明は前記課題を解
決するために、Ｃｒと周期律表３ｂ族元素のＡｌ、Ｇ
ａ、Ｉｎのうちの少なくとも１種の元素Ｍとからなる体
心立方構造の結晶相を主体とする反強磁性体膜と、Ｆ
ｅ、Ｎｉ、Ｃｏのうちの少なくとも１種以上を含む強磁
性体膜を接するように積層してなり、前記反強磁性体膜
と強磁性体膜との界面に磁気的交換結合を生じさせてな
り、前記反強磁性体膜は下記のいずれかの組成式によっ
て表されることを特徴とする交換結合膜である。 Ｃｒ _x Ａｌ _y （但し、組成比を示すx、yは、原子％で、
６０≦x≦９０、１０≦y≦４０の範囲である。） Ｃｒ _x Ｇａ _z （但し、組成比を示すx、zは、原子％で、
８５≦x≦９５、５≦z≦１５の範囲である。） Ｃｒ _x Ｉｎ _w （但し、組成比を示すx、wは、原子％で、
８５≦x≦９５、５≦w≦１５の範囲である。）

【００１２】本願発明は前記課題を解決するために、前
記反強磁性体膜が、｛１００｝、｛１１０｝のいずれか
に優先配向されてなるものである。また、前記反強磁性
体膜の結晶粒径Ｄが前記反強磁性体膜の磁壁幅δ_AFより
も小さいことが好ましい。更に、前記反強磁性体膜の結
晶粒径ＤがＤ≦３００Åとされてなることが好ましい。
本願発明は前記課題を解決するために、前記交換結合膜
が基材上に下地膜を介して成膜されてなり、下地膜が、
ＭｇＯ、ＡｌＮ、Ｔａ、ＺｎＯ、Ｓｉ、Ｆｅ-Ｎｉ合金
のうちの１種以上からなるものである。また、本願発明
は前記課題を解決するために、前記反強磁性体膜の自然
腐食電位が、飽和カロメル電極に対して正の値を示すこ
とを特徴とするものである。本願発明は前記課題を解決
するために、反強磁性体膜の膜厚を、３００Å以上とし
たものである。本願発明において、反強磁性体膜の比抵
抗を、２００μΩｃｍ以上とすることが好ましい。Ａｌ
が添加された反強磁性体膜の場合、比抵抗は５００μΩ
ｃｍ以上とすることが好ましい。

【００１３】本願発明において前記反強磁性体膜は例え
ば下記の組成式によって表される。 Ｃｒ_xＡｌ_y 但し、組成比を示すx、yは、原子％で、６０≦x≦９
０、１０≦y≦４０の範囲である。また、本願発明にお
いて前記xが６５≦x≦８０、yが２０≦y≦３５の範囲と
されてなることが好ましい。Ａｌが１０原子％よりも少
ないと交換異方性磁界（Ｈ_ex）が劣化（ほとんど０）
し、好ましくない。Ａｌが４０原子％よりも多くなると
ｂｃｃ相が析出しなくなり、やはり交換異方性磁界が劣
化するために好ましくない。これらの範囲においてもよ
り好ましくは、Ａｌを２０〜３５原子％含有することで
あり、これにより高い交換異方性磁界を得ることができ
る。本発明において前記反強磁性体膜は、例えば下記の
組成式によって表されるものであってもよい。 Ｃｒ_xＧａ_z 但し、組成比を示すx、zは、原子％で、８５≦x≦９
５、５≦z≦１５の範囲である。Ｇａが５原子％〜１５
原子％の範囲内であると、高い交換異方性磁界と高い比
抵抗を得ることができる。また、本発明において前記反
強磁性体膜は、例えば下記の組成式によって表されるも
のであってもよい。 Ｃｒ_xＩｎ_w 但し、組成比を示すx、wは、原子％で８５≦x≦９５、
５≦w≦１５の範囲である。Ｉｎが５原子％〜１５原子
％の範囲内であると、高い交換異方性磁界と高い比抵抗
を得ることができる。

【００１４】本願発明は前記課題を解決するために、Ｃ
ｒと周期律表３ｂ族元素のＡｌ、Ｇａ、Ｉｎのうちの少
なくとも１種の元素Ｍとからなる体心立方構造の反強磁
性体膜と、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏのうちの少なくとも１種以
上を含む強磁性体膜を接するように積層してなり、前記
反強磁性体膜と強磁性体膜との界面に磁気的交換結合を
生じさせて前記強磁性体膜に縦バイアスを付与する交換
結合膜と、少なくとも非磁性膜を介して積層され、前記
強磁性体膜に対して横バイアスを付与する軟磁性材料膜
からなるものである。本願発明は前記課題を解決するた
めに、Ｃｒと周期律表３ｂ族元素のＡｌ、Ｇａ、Ｉｎの
うちの少なくとも１種の元素Ｍとからなる体心立方構造
の反強磁性体膜と、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏのうちの少なくと
も１種以上を含む強磁性体膜を接するように積層してな
り、前記反強磁性体膜と強磁性体膜との界面に磁気的交
換結合を生じさせて前記強磁性体膜をピン止め磁性膜と
する交換結合膜と、少なくとも非磁性膜を介して単磁区
化された強磁性体膜とが積層されてなるものである。

【００１５】本願発明は前記課題を解決するために、Ｃ
ｒと周期律表３ｂ族元素のＡｌ、Ｇａ、Ｉｎのうちの少
なくとも１種の元素Ｍとからなる体心立方構造の反強磁
性体膜と、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏのうちの少なくとも１種以
上を含む強磁性体膜を接するように積層してなり、前記
反強磁性体膜と強磁性体膜との界面に磁気的交換結合を
生じさせて前記強磁性体膜に縦バイアスを付与する交換
結合膜と、少なくとも非磁性膜を介して積層され、前記
強磁性体膜に対して横バイアスを付与する軟磁性材料膜
からなり、磁気記録媒体に記録された磁気記録を読み出
す磁気抵抗効果素子と、少なくとも磁気回路を形成する
軟磁性材料からなる磁気コアと磁気ギャップとコイルと
からなり磁気記録媒体に磁気記録を書き込むインダクテ
ィブヘッドとを具備してなるものである。本願発明は前
記課題を解決するために、Ｃｒと周期律表３ｂ族元素の
Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎのうちの少なくとも１種の元素Ｍとか
らなる体心立方構造の反強磁性体膜と、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃ
ｏのうちの少なくとも１種以上を含む強磁性体膜を接す
るように積層してなり、前記反強磁性体膜と強磁性体膜
との界面に磁気的交換結合を生じさせて前記強磁性体膜
をピン止め磁性膜とする交換結合膜と、少なくとも非磁
性膜を介して単磁区化された強磁性体膜とが積層されて
なる磁気抵抗効果素子と、少なくとも磁気回路を形成す
る軟磁性材料からなる磁気コアと磁気ギャップとコイル
とからなり磁気記録媒体に磁気記録を書き込むインダク
ティブヘッドとを具備してなるものである。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。本発明に係る交換結合膜
は、基本的に、Ｃｒと、周期律表３ｂ族元素のＡｌ、Ｇ
ａ、Ｉｎのうちの少なくとも１種の元素Ｍとからなる体
心立方構造の反強磁性体膜と、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏのうち
の少なくとも１種以上を含む強磁性体膜を接するように
積層してなり、前記反強磁性体膜と強磁性体膜との界面
に磁気的交換結合を生じさせてなるものである。より具
体的には、Ｃｒ-（Ａｌ,Ｇａ,Ｉｎ）の組成式で示され
る。

【００１７】前記の構造において反強磁性体膜は例えば
下記の組成式によって表される。 Ｃｒ_xＡｌ_y 但し、組成比を示すx、yは、原子％で、６０≦x≦９
０、１０≦y≦４０の範囲である。また、前記xが６５≦
x≦８０、yが２０≦y≦３５の範囲とされてなることが
好ましい。Ａｌが１０原子％よりも少ないと交換異方性
磁界（Ｈ_ex）が劣化（ほとんど０）し、好ましくない。
Ａｌが４０原子％よりも多くなるとｂｃｃ相が析出しな
くなり、やはり交換異方性磁界が劣化するために好まし
くない。これらの範囲においてもより好ましくは、Ａｌ
を２０〜３５原子％含有することであり、これにより高
い交換異方性磁界を得ることができる。ＣｒＡｌ系の反
強磁性体膜を有する交換結合膜においては、Ａｌの濃度
が３０原子％付近でネール温度が最大となる。また、前
記の構造において反強磁性体膜は例えば下記の組成式に
よって表されるものであってもよい。 Ｃｒ_xＧａ_z 但し、組成比を示すx、zは、原子％で、８５≦x≦９
５、５≦z≦１５の範囲である。Ｇａが５原子％〜１５
原子％の範囲内であると、高い交換異方性磁界と高い比
抵抗を得ることができる。ＣｒＧａ系の反強磁性体膜を
有する交換結合膜においては、Ｇａの濃度が１５原子％
付近でネール温度が最大となる。また、前記の構造にお
いて反強磁性体膜は例えば下記の組成式によって表され
るものであってもよい。 Ｃｒ_xＩｎ_w 但し、組成比を示すx、wは、原子％で、８５≦x≦９
５、５≦w≦１５の範囲である。Ｉｎが５原子％〜１５
原子％の範囲内であると、高い交換異方性磁界と高い比
抵抗を得ることができる。

【００１８】前述のような構造は、図１に示すＡＭＲヘ
ッドにおける縦バイアスに適用できるので、図１の構造
で言えば、反強磁性体膜４をＣｒと周期律表３ｂ族元素
のＡｌ、Ｇａ、Ｉｎのうちの少なくとも１種の元素Ｍと
からなる体心立方構造の合金膜から構成し、強磁性体膜
３をＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏのうちの少なくとも１種以上を含
む合金膜から構成する。また、前述のような構造は図２
３に示すＡＭＲヘッドにおける縦バイアスに適用でき
る。図２３に示す構造においては、強磁性体膜２１上に
電気絶縁層２２を介してＡＭＲ強磁性体膜２３が積層さ
れ、さらにこれら積層体の両脇にそれぞれＦｅ−Ｎｉ系
などからなる縦バイアス強磁性体膜２４と、本発明の組
成の範囲内にある反強磁性体膜２５と、伝導層２６が順
に積層されてなるものであり、このような構成のＡＭＲ
ヘッドにおいては、反強磁性体膜２５により縦バイアス
強磁性体膜２４を図２３中に示した矢印の方向（Ｘ方
向）に単磁区化し、これにより生じた磁界によってＡＭ
Ｒ強磁性体膜２３を矢印の方向（Ｘ方向）に単磁区化さ
せることができ、図２に示す構造のＡＭＲヘッドにおけ
る磁石層６と同様の作用を奏することができるようにな
っている。図２３に示す構造において、反強磁性体膜２
５は Ｃｒと、周期律表３ｂ族元素のＡｌ、Ｇａ、Ｉｎ
のうちの少なくとも１種の元素Ｍとからなる体心立方構
造の合金膜から構成する。また、図３と図４に示す構造
においては、反強磁性体膜１０あるいは反強磁性体膜１
３をＣｒと、周期律表３ｂ族元素のＡｌ、Ｇａ、Ｉｎの
うちの少なくとも１種の元素Ｍとからなる体心立方構造
の合金膜から構成するとともに、ピン止め強磁性体膜９
あるいはフリー強磁性体膜７をＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏのうち
の少なくとも１種以上を含む合金膜から構成する。以上
のような構造にすることにより、本発明の交換結合膜
を、図１や図２３に示すＡＭＲヘッドにおける縦バイア
ス印加構造、図３のスピンバルブヘッドにおけるピン止
め層９のピン止め用のバイアス構造、図４に示すフリー
強磁性体膜７のバイアス印加構造とピン止め強磁性体膜
９のピン止め用のバイアス構造の全てに適用することが
できる。

【００１９】次に、本発明の構造においては、反強磁性
体膜が、｛１００｝、｛１１０｝のいずれかに優先配向
されていることが好ましい。また、これらの面のいずれ
かを膜表面に出すように配向され、そのような配向状態
で＜１００＞軸あるいは＜１１０＞軸と垂直な方位関係
を有する結晶軸は膜面内でランダムに配向させるとより
好ましい。前記交換結合膜は、通常、基板上に成膜され
るが、その際に基板上に下地膜を形成した後で順次成膜
されることが好ましい。この下地膜として、ＭｇＯ、Ａ
ｌＮ、Ｔａ、ＺｎＯ、Ｓｉのうちの１種以上からなるも
のを用いることができる。これらの下地膜を形成するこ
とにより、その上に形成される反強磁性体膜あるいは強
磁性体膜の膜質が安定し、結晶配向性の制御が可能にな
る。また、前記反強磁性体膜は、０.１Ｎ亜硝酸ナトリ
ウム（Ｎａ₂ＳＯ₃・７Ｈ₂Ｏ）中での自然腐食電位が飽
和カロメル電極に対して正の値（０Ｖ以上）であること
が好ましく、０.１Ｖ以上であることがより好ましい。
この点において前記の組成であるならば、このような範
囲の自然腐食電位を容易に得ることができる。更に、反
強磁性体膜の膜厚は、３００Å以上の範囲が好ましい。
膜厚が３００Å未満であると、交換バイアス磁界が減少
するため好ましくない。

【００２０】次に、前記反強磁性体膜は、比抵抗におい
て２００μΩｃｍ以上のものが容易に得られる。特に、
Ａｌが添加された反強磁性体膜の場合、比抵抗において
５００μΩｃｍ以上のものが容易に得られる。このよう
に比抵抗が高い場合においては、スピンバルブ型磁気抵
抗効果素子において素子を流れる検出電流が反強磁性体
膜に分流することを防止できる。即ち、抵抗変化に寄与
しない電流の分流を最小限に抑え、素子の抵抗変化率を
増大させる効果がある。

【００２１】

【実施例】成膜は全てＲＦ（Radio Frequency）コンベ
ンショナルスパッタあるいはＤＣスパッタにより行っ
た。ターゲットは、Ａｌからなるターゲット上にＣｒの
ペレットを配置したものを用い、複数のＳｉ基板上に、
各々厚さ１００Å、５００Å、９００Å、２０００Åの
それぞれのＣｒ₈₁Ａｌ₁₉膜と、各々厚さ５０ÅのＮｉ ₈₁
Ｆｅ₁₉膜を成膜し、それら個々の試料についてＸ線回折
曲線を測定した。なお、ターゲットは、前述したものの
他に、Ｃｒ₇₀Ａｌ₃₀合金にＣｒのペレットを配置した複
合ターゲットを使用しても良い。その結果を図５に示
す。図５に示す結果から明らかなように、５００〜２０
００Åの厚さの各試料において２θ＝４３.８゜付近に
（１１０）のピークが観察された。また、９００Å、２
０００Åの試料においては、６４.０５゜付近に（２０
０）のピークが認められた。従ってこれらの試料におい
て５００〜２０００Åの厚さの試料にあっては体心立方
構造を示していることを確認できた。なお、図５におい
て２θ＝７０゜付近の微弱なピークはＳｉ基板の（１０
０）ピークであり、Ｓｉ基板の表面が（１００）配向し
ていることを示している。

【００２２】次に図６は、従来公知の種々の反強磁性体
膜と本発明に係る反強磁性体膜の腐食電位を比較して示
すものである。これらの値は、これらの材料を０.１Ｎ
亜硝酸ナトリウム（Ｎａ₂ＳＯ₃・７Ｈ₂Ｏ）中に浸漬し
た場合の分極曲線であり、飽和カロメル電極の電位が０
Ｖであるとすると、これよりも電位の高いものが耐食性
に富むことになる。本発明に係るＣｒ-Ａｌの反強磁性
体膜は、腐食電位が常に正 であり、０.１Ｖ以上である
のに対し、ＦｅＭｎ、ＮｉＭｎ、ＮｉＦｅ、ＮｉＭ ｎ
Ｃｒのいずれの反強磁性体膜であっても腐食電位は低
く、本発明に係る組成系のものよりも腐食しやすいこと
が明らかである。なお、図６において右よりの曲線ほど
耐食性が良好であることを意味する。

【００２３】図７は、複数のＳｉ基板上に、厚さ１００
ÅのＳｉの下地膜を形成し、厚さ５０ÅのＮｉ₈₁Ｆｅｌ
₁₉膜と、種々の厚さのＣｒ₈₁Ａｌ₁₉膜を成膜し、交換異
方性磁界（Ｈ_ex）に対するＣｒ₈₁Ａｌ₁₉膜の膜厚依存性
を測定した結果を示す。この図から、ＮｉＦｅ膜の上に
ＣｒＡｌ膜を積層して交換結合膜とした場合、高い交換
異方性磁界（Ｈ_ex）を得るためには、ＣｒＡｌ膜の膜厚
をある程度厚くした方が好ましいことが明らかであり、
具体的には、ＣｒＡｌ膜の膜厚３００Å以上、より具体
的に２０以上の交換異方性磁界（Ｈ_ex）を得るために
は、７００Å〜２０００Åとすることが好ましい。図８
は、複数のＳｉ基板上に、種々の厚さのＣｒ₈₁Ａｌ₁₉膜
と、厚さ５０ÅのＮｉ₈₁Ｆｅ₁₉膜を成膜し、交換異方性
磁界（Ｈ_ex）に対するＣｒ₈₁Ａｌ₁₉膜の膜厚依存性を測
定した結果を示す。この図から、ＣｒＡｌ膜の上にＮｉ
Ｆｅ膜を積層した場合、高い交換異方性磁界（Ｈ_exが２
０以上）を得るためには、ＣｒＡｌ膜の膜厚をある程度
厚くした方が好ましいことが明らかであるので、具体的
にはＣｒＡｌ膜の膜厚を３００Å〜１５００Å、より好
ましくは３００Å〜１０００Åの範囲とする。

【００２４】図９は、Ｓｉ基板上にＣｒ70Ａｌ30膜を成
膜し更にその上に厚さ５０ÅのＮｉ ₈₁Ｆｅ₁₉膜を成膜し
た構造（ＭｇＯなし）で得られる交換異方性磁界のＣｒ
Ａｌ膜厚依存性と、Ｓｉ基板上にＭｇＯ膜を介してＣｒ
₇₀Ａｌ₃₀膜とＮｉ₈₁Ｆｅ₁₉膜を成膜した構造（ＭｇＯあ
り）で得られる交換異方性磁界のＣｒＡｌ膜厚依存性を
示す。図９に示す結果から、ＭｇＯ膜を設けていない構
造において、Ｃｒ₇₀Ａｌ₃₀膜厚２００Åでは交換異方性
磁界は得られないものの、Ｃｒ₇₀Ａｌ₃₀膜厚２００Åを
超える厚さから交換異方性磁界が得られ、しかもその値
が急激に上昇し、Ｃｒ ₇₀Ａｌ₃₀膜厚３００Å以上におい
て交換異方性磁界が２０ Ｏｅ以上となることがわか
る。また、交換異方性磁界を３０ Ｏｅ以上にするため
には、Ｃｒ₇₀Ａｌ_{3 0}膜の膜厚を４００〜９００Åの範囲
とすることが好ましいことも明らかである。 次に、Ｓ
ｉ基板上の下地膜上にＭｇＯを介してＣｒ₇₀Ａｌ₃₀膜と
Ｎｉ₈₁Ｆｅ ₁₉膜を成膜する構造を採用する場合、Ｃｒ₇₀
Ａｌ₃₀膜の厚さを７００Å以上にすると交換異方性磁界
が２０ Ｏｅ以上となることがわかる。また、交換異方
性磁界を３０ Ｏｅ以上にするためには、Ｃｒ₇₀Ａｌ₃₀
膜の膜厚を９００〜１３００Åの範囲とすることが好ま
しいことも明らかである。図８と図９に示す結果から、
ＣｒＡｌの組成が多少異なっていても、下地膜としてＭ
ｇＯを用いてもいずれの場合においてもＣｒＡｌ膜の膜
厚を３００〜１５００Åの範囲とすることで良好な交換
異方性磁界を得ることができた。

【００２５】図１０は、Ｓｉ基板上に厚さ１００ÅのＳ
ｉ層（１００）を形成し、その上にＣｒ₇₀Ａｌ₃₀膜を成
膜し更にその上に厚さ５０ÅのＮｉ₈₁Ｆｅ₁₉膜を成膜し
た構造で得られる交換異方性磁界のＣｒ₇₀Ａｌ₃₀膜厚依
存性を示す。図１０に示す結果から、Ｃｒ₇₀Ａｌ₃₀膜厚
２００Åを超える厚さから交換異方性磁界の値が急激に
上昇し、Ｃｒ₇₀Ａｌ₃₀膜厚３００Å以上において交換異
方性磁界が２０ Ｏｅ以上となることがわかる。また、
交換異方性磁界を３０ Ｏｅ以上にするためには、Ｃｒ
₇₀Ａｌ₃₀膜の膜厚を４００〜９００Åの範囲とすること
が好ましいことも明らかである。

【００２６】図１１は、Ｓｉ基板上にＳｉ（１００Å）
を形成し、更にＮｉ₈₁Ｆｅ₁₉膜（ｔÅ）とＣｒ₇₀Ａｌ₃₀
膜（５００Å）とＮｉ₈₁Ｆｅ₁₉膜（５０Å）を積層した
試料について、交換異方性磁界（Ｈ_ex）を測定し、反強
磁性膜であるＣｒ₇₀Ａｌ₃₀膜の膜厚方向の結晶粒径を測
定した結果を示す。

【００２７】図１２は、Ｓｉ基板上に厚さ１００ÅのＳ
ｉ層（１００）を形成したものを複数用意し、それらの
上に厚さ１０Å、２０Å、３０ÅのＮｉ₈₁Ｆｅ₁₉膜を成
膜したものと、Ｎｉ₈₁Ｆｅ₁₉膜を成膜しないものを用意
し、それらの上に更に厚さ５００ÅのＣｒ₇₀Ａｌ₃₀膜を
成膜し、更に厚さ５０ÅのＣｒ₇₀Ａｌ₃₀膜を成膜した各
構造で得られる配向度を計測した結果を示す。図１２に
おいては中間層となるＮｉ₈₁Ｆｅ₁₉膜の膜厚におけるＣ
ｒ₇₀Ａｌ₃₀膜の無配向試料で規格化した｛１１０｝規格
化配向度を示している。ここで取り扱う角度φは、図１
３に示すように積層膜の法線方向をφ＝０degと定義す
る。また、縦軸の（Ｉ／Ｉ_r）sinφは角度φにおける平
均極密度を以下の（Ｉ）式で与えられる無配向試料の極
密度で規格化した量である。

【００２８】

【数１】

【００２９】以上の結果として図１１と図１２に示すよ
うに、中間層となるＮｉ₈₁Ｆｅ₁₉膜の膜厚増加に伴って
（１１０）配向が良好になる。即ち、中間層となるＮｉ
₈₁Ｆｅ₁₉膜の膜厚増加に伴ってＣｒ₇₀Ａｌ₃₀膜の｛１１
０｝配向が良好になるとともに、結晶粒径が大きくな
り、交換異方性磁界が小さくなる傾向があることがわか
る。図１１に示す結果から、Ｎｉ₈₁Ｆｅ₁₉膜の膜厚の増
加とともに結晶粒径の粗大化が進むために、結晶配向性
が良くなり、界面起伏が減少し、この結果として交換異
方性磁界が減少するものと考えられる。

【００３０】次に、前述したように積層界面に界面起伏
が存在すると交換異方性磁界の生成に寄与するのは、Ｃ
ｒ₇₀Ａｌ₃₀の磁気構造は（２００）面内では強磁性的な
配列を示し、（１１０）面内では反強磁性的配列を示す
ので、Ｃｒ₇₀Ａｌ₃₀膜とＮｉ ₈₁Ｆｅ₁₉膜とを積層した構
造の界面では界面起伏が少ないと反強磁性的配列を取
り、交換結合は相殺される。しかしながら、界面に原子
サイズの起伏（ステップや凹凸等）が存在すると、交換
結合が相殺されない部分が存在するようになり交換結合
が発生することになる。従って、Ｃｒ₇₀Ａｌ₃₀膜を下層
に設けた構造にのみ原子サイズの起伏（ステップや凹凸
等）に起因して交換結合が得られたものと考えられる。

【００３１】これらの結果から、反強磁性のＣｒ₇₀Ａｌ
₃₀膜の特徴は、交換異方性磁界の発現し始める反強磁性
膜厚の臨界厚（３００Å）がＭｎ-Ｆｅなどの公知の材
料の膜厚７０Åに比べて厚いことが判明した。これは、
反強磁性の磁壁エネルギーが交換結合エネルギーを与え
ていることを示している。従って、交換異方性磁界の発
現するＣｒ₇₀Ａｌ₃₀膜の膜厚分の長さを反強磁性磁壁を
形成するための臨界長と考えることができる。このよう
な考え方は、膜厚方向だけでなく、面方向にも適用でき
る。結晶粒径がこの臨界長よりも小さければ、スピンは
回転することはできず、反強磁性磁壁は膜厚方向にのみ
１次元的に形成されることになる。

【００３２】以上の説明を模式的に説明すると、図１４
に示すようにＡＭＲ強磁性膜３０の内部に結晶粒３１が
分散され、その上に反強磁性膜４０が積層されている構
造を想定すると、ＡＭＲ強磁性膜３０の粒径ＤがＡＭＲ
強磁性膜３０の厚さδ_AFよりも小さい場合、即ちＤ＞δ
_AFの関係の場合に、交換異方性磁界と反強磁性膜の結晶
粒との間に相関関係が生じると思われる。以上のことか
ら、Ｃｒ₇₀Ａｌ₃₀膜の結晶粒径は３００Å以下が好まし
いが、図１１に示す交換異方性磁界が２０ Ｏｅ以上を
得やすいように１４０Å以下とすることがより好まし
い。なお、先の実施例ではＣｒ₇₀Ａｌ₃₀膜の下に設けた
Ｎｉ₈₁Ｆｅ₁₉膜の膜厚により結晶粒径を制御している
が、この他、ＭｇＯ、ＡｌＮ、Ｔａ、ＺｎＯ、Ｓｉなど
の下地膜を用いた場合であってもそれらの下地膜の膜厚
によって反強磁性膜の結晶粒径を制御することができる
のは勿論である。

【００３３】図１５は、Ｓｉ基板上にＣｒ₇₀Ａｌ₃₀膜
（５００Å）とＮｉ₈₁Ｆｅ₁₉膜（５０Å）を積層した試
料の断面の電子顕微鏡写真である。この断面構造から明
らかなように、Ｃｒ₇₀Ａｌ₃₀膜の結晶粒径Ｄは、Ｃｒ₇₀
Ａｌ₃₀膜の厚さδ_AFよりも小さいことが明らかである。

【００３４】図１６は、複数のＳｉ基板上に下地膜とし
て、厚さ１００ÅのＳｉ、Ｔａ、ＡｌＮ、ＺｎＯ、Ｍｇ
Ｏの各層をＲＦスパッタで形成し、その上に厚さ１００
０ÅのＣｒ₈₆Ａｌ₁₄膜と厚さ５０ÅのＮｉ₈₁Ｆｅ₁₉膜を
ＤＣスパッタで形成した交換結合膜と、下地膜を用いて
いない他は前記と同様の交換結合膜のＸ線回折パターン
を示す。

【００３５】この図１６に示す結果から、各種の下地膜
を用いた場合と用いない場合のいずれの構造においても
（１１０）、（２００）に強いピークが得られ｛１１
０｝、｛１００｝配向していることが判明した。図１７
は、図１６に示す積層構造において、Ｃｒ₈₆Ａｌ₁₄膜と
Ｎｉ₈₁Ｆｅｌ₁₉膜の積層順序を逆にした構造（即ち、Ｎ
ｉ₈₁Ｆｅ₁₉膜の上にＣｒ₈₆Ａｌ₁₄膜を形成）の場合のＸ
線回折パターンを示す。この図に示す結果から、各種の
下地膜を用いた場合と用いない場合のいずれの構造にお
いても、（１１０）に強いピークが得られ、（２００）
に若干の盛り上がりが見られるので、｛１１０｝、｛１
００｝配向していることが判明した。

【００３６】図１８は、Ｓｉ基板上に厚さ１００ÅのＺ
ｎＯの下地膜を形成し、この上に図１６に示した例と同
等のＣｒＡｌ膜とＮｉＦｅ膜を積層した交換結合膜の極
点図を示し、図１９は、Ｓｉ基板上に厚さ１００ÅのＺ
ｎＯの下地膜を形成し、この上に図１１に示した例と同
等のＣｒＡｌ膜とＮｉＦｅ膜を積層した交換結合膜の極
点図を示す。これらの図から、ＺｎＯが下地膜の場合
に、ＣｒＡｌが下でＮｉＦｅが上の場合は配向が悪く、
ＣｒＡｌが上でＮｉＦｅが下の場合は配向性が良いこと
がわかる。なお、このような傾向は、ＡｌＮの下地膜、
Ｔａの下地膜を用いた場合の試料でも同様であった。

【００３７】図２０は、Ｓｉ基板上に厚さ１００ÅのＭ
ｇＯの下地膜を形成し、この上に図１０に示した例と同
等のＣｒＡｌ膜とＮｉＦｅ膜を積層した交換結合膜の極
点図を示し、図２１は、Ｓｉ基板上に厚さ１００ÅのＭ
ｇＯの下地膜を形成し、この上に図１１に示した例と同
等のＣｒＡｌ膜とＮｉＦｅ膜を積層した交換結合膜の極
点図を示す。これらの図から、ＭｇＯが下地膜の場合
に、ＣｒＡｌが下でＮｉＦｅが上の場合は配向が良く、
ＣｒＡｌが上でＮｉＦｅが下の場合は配向性が悪いこと
がわかる。以上の図１８〜図２１に示す結果から、Ｚｎ
Ｏ、ＡｌＮ、Ｔａが下地膜の場合に、ＣｒＡｌ膜の形成
位置がＮｉＦｅ膜の上の方である方が配向が良く、Ｍｇ
Ｏが下地膜の場合は、ＣｒＡｌ膜の形成位置がＮｉＦｅ
膜の下の方が配向が良くなり、ＣｒＡｌ膜とＮｉＦｅ膜
の上下関係、また、下地膜の種類により配向性が微妙に
異なることが判明した。

【００３８】次に、本発明に係るＣｒＡｌ系試料の比抵
抗を測定した結果を以下の表１に示す。比抵抗の測定は
４端子測定により、Ｉ＝２０ｍＡで行った。

【００３９】

【表１】

【００４０】表１に示す測定結果から、ＣｒＡｌ系の反
強磁性体膜は、いずれの組成においても高い比抵抗１２
７４〜１３３４μΩｃｍを示した。従って、本発明にお
ける反強磁性体膜を図１、図２３、図３、図４に示され
るようなＡＭＲヘッド、スピンバルブヘッドに使用する
と、反強磁性体膜に流れる電流を低減することが可能で
あり、ヘッドの出力を向上し、バルクハウゼンノイズを
抑えることができる。次に、本発明に係わるＣｒＧａ系
試料について４００Ｋ（１２７℃）での電気抵抗率
（ρ）のＧａ濃度依存性を調べた。その結果を図２２に
示す。図２２に示した結果から、Ｇａが７原子％以上で
はρ＝１００μΩｃｍを越え、９原子％を越えるとρ＝
２００μΩｃｍ以上となり、さらにＧａが１０原子％で
はρ＝３１０μΩｃｍを示していることから、Ｇａの濃
度を高くすると、高抵抗になることが認められる。な
お、温度を室温付近にした場合、ρはさらに上昇するた
め、Ｇａが５原子％でもρ＝１００μΩｃｍ以上を示す
ことが考えられる。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように本発明の交換結合膜
は、Ｃｒと、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎのうちの少なくとも１種
の元素Ｍとからなる体心立方構造の反強磁性体膜と、Ｆ
ｅ、Ｎｉ、Ｃｏのうちの少なくとも１種以上を含む強磁
性体膜を接するように積層してなり、前記反強磁性体膜
と強磁性体膜との界面に磁気的交換結合を生じさせてな
り、前記反強磁性体膜は下記のいずれかの組成式によっ
て表されるものであるので、従来知られている反強磁性
体膜を構成するＦｅＭｎよりも耐食性に優れ、比抵抗が
高い特性を有した上で磁気的交換結合を付与する構成を
得ることができる。Ｃｒ _x Ａｌ _y （但し、組成比を示すx、yは、原子％で、
６０≦x≦９０、１０≦y≦４０の範囲である。） Ｃｒ _x Ｇａ _z （但し、組成比を示すx、zは、原子％で、
８５≦x≦９５、５≦z≦１５の範囲である。） Ｃｒ _x Ｉｎ _w （但し、組成比を示すx、wは、原子％で、
８５≦x≦９５、５≦w≦１５の範囲である。） 従って、本発明の交換結合膜を磁気抵抗効果素子とし
て、あるいは、それを備えたＭＲヘッドとして用いるこ
とができる。また、本発明の交換結合膜は、ＡＭＲヘッ
ドにおける縦バイアス印加構造、スピンバルブヘッドに
おけるピン止め層のピン止め用のバイアス構造、フリー
強磁性体膜のバイアス印加構造とピン止め強磁性体膜の
ピン止め用のバイアス構造の全てに適用することができ
る。このため、これらに適用することで耐食性に富み、
比抵抗が高く、磁気的交換結合を発揮でき、磁気抵抗変
化の線形応答性に優れる磁気ヘッドを得ることができ
る。

【００４２】次に、交換結合膜を形成する場合、下地膜
としては、ＭｇＯ、ＡｌＮ、Ｔａ、ＺｎＯのいずれかを
用いることができ、これらを用いることにより配向性に
優れた反強磁性体膜あるいは強磁性体膜を有する交換結
合膜を得ることができる。更に、反強磁性体膜の膜厚が
３００Å以上の範囲内であれば優れた交換異方性磁界と
して高い値を得ることができ、優れた交換結合性を有す
るものを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明が適用されるＡＭＲヘッドの一例の構
造とバイアス磁界を示す説明図である。

【図２】 ＡＭＲヘッドの他の例の構造とバイアス磁界
を示す説明図である。

【図３】 本発明が適用されるスピンバルブヘッドの一
例の構造とバイアス磁界を示す説明図である。

【図４】 本発明が適用されるスピンバルブヘッドの他
の例の構造とバイアス磁界を示す説明図である。

【図５】 各Ｓｉ基板上に１００〜２０００Åの厚さの
Ｃｒ₈₁Ａｌ₁₉膜とＮｉ₈₁Ｆｅ₁₉膜が積層された各交換結
合膜のＸ線回折図形を示す図である。

【図６】 本発明に係る交換結合膜に適用されるＣｒＡ
ｌの腐食電位を示す図である。

【図７】 各Ｓｉ基板上に、Ｓｉの下地膜とＮｉ₈₁Ｆｅ
₁₉膜と種々の厚さのＣｒ₈₁Ａｌ₁₉膜とが積層された各交
換結合膜の交換異方性磁界の膜厚依存性を示す図であ
る。

【図８】 各Ｓｉ基板上に、種々の厚さのＣｒ₈₁Ａｌ₁₉
膜とＮｉ₈₁Ｆｅ₁₉膜が積層された各交換結合膜の交換異
方性磁界の膜厚依存性を示す図である。

【図９】 各Ｓｉ基板上に種々の厚さのＣｒ₇₀Ａｌ₃₀膜
とＮｉ₈₁Ｆｅ₁₉膜が積層された交換結合膜の交換異方性
磁界のＣｒＡｌ膜厚依存性と、各Ｓｉ基板上にＭｇＯ膜
とＣｒ₇₀Ａｌ₃₀膜とＮｉ₈₁Ｆｅ₁₉膜が積層された交換結
合膜の交換異方性磁界のＣｒＡｌ膜厚依存性とを比較し
て示す図である。

【図１０】 各Ｓｉ基板上にＳｉ膜と種々の厚さのＣｒ
₇₀Ａｌ₃₀膜とＮｉ₈₁Ｆｅ₁₉膜が積層された交換結合膜の
交換異方性磁界のＣｒＡｌ膜厚依存性を示す図である。

【図１１】 Ｓｉ基板上にＣｒ₇₀Ａｌ₃₀膜とＮｉ₈₁Ｆｅ
₁₉膜が積層された交換結合膜のＣｒＡｌ膜における結晶
粒径と、交換異方性磁界のＮｉＦｅ膜厚依存性を示す図
である。

【図１２】 Ｓｉ基板上にＳｉ層と種々の厚さのＮｉ₈₁
Ｆｅ₁₉膜とＣｒ₇₀Ａｌ₃₀膜とＣｒ₇₀Ａｌ₃₀膜を成膜した
各構造で得られる（１１０）規格化配向度を計測した結
果を示す図である。

【図１３】 図１２に示される（１１０）規格化配向度
で用いられる角度φを説明するための図である。

【図１４】 強磁性体膜に接する反強磁性膜における結
晶粒と磁化の向きおよび磁壁幅をモデル的に示す図であ
る。

【図１５】 Ｓｉ基板上にＣｒ₇₀Ａｌ₃₀膜とＮｉ₈₁Ｆｅ
₁₉膜を成膜した交換結合膜の断面を示すＴＥＭ写真であ
る。

【図１６】 各Ｓｉ基板上に各種の下地膜を形成し、そ
の上にＣｒ₈₁Ａｌ₁₉膜とＮｉ₈₁Ｆｅ₁₉膜を形成した各試
料のＸ線回折図形を示す図である。

【図１７】 各Ｓｉ基板上に各種の下地膜を形成し、そ
の上にＮｉ₈₁Ｆｅ₁₉膜とＣｒ₈₁Ａｌ₁₉膜とを形成した各
試料のＸ線回折図形を示す図である。

【図１８】 Ｓｉ基板上にＺｎＯ下地膜とＣｒ₈₁Ａｌ₁₉
膜とＮｉ₈₁Ｆｅ₁₉膜を形成した試料の極点図である。

【図１９】 Ｓｉ基板上にＺｎＯ下地膜とＮｉ₈₁Ｆｅ₁₉
膜とＣｒ₈₁Ａｌ₁₉膜を形成した試料の極点図である。

【図２０】 Ｓｉ基板上にＭｇＯ下地膜とＣｒ₈₁Ａｌ₁₉
膜とＮｉ₈₁Ｆｅ₁₉膜を形成した試料の極点図である。

【図２１】 Ｓｉ基板上にＭｇＯ下地膜とＮｉ₈₁Ｆｅ₁₉
膜とＣｒ₈₁Ａｌ₁₉膜を形成した試料の極点図である。

【図２２】 本発明に係わるＣｒ−Ｇａ系試料について
電気抵抗率（ρ）の組成依存性を示す図である。

【図２３】 本発明が適用されるＡＭＲヘッドの他の例
の構造とバイアス磁界を示す説明図である。

【符号の説明】

１・・・軟磁性材料膜、２・・・電気絶縁層、３・・・ＡＭＲ強
磁性体膜、４・・・反強磁性体膜、７・・・フリー強磁性体
膜、８・・・非磁性中間層、９・・・ピン止め強磁性体膜、１
０・・・反強磁性体膜、１３・・・反強磁性体膜、２１・・・強
磁性体膜、２２・・・電気絶縁層、２３・・・ＡＭＲ強磁性体
膜、２４・・・縦バイアス強磁性体膜、２５・・・反強磁性体
膜、２６・・・伝導層。

フロントページの続き (72)発明者 金 益準 宮城県仙台市太白区茂庭台４−25−19− 501 (72)発明者 宇山 浩子 東京都大田区雪谷大塚町１番７号 アル プス電気株式会社内 (72)発明者 牧野 彰宏 東京都大田区雪谷大塚町１番７号 アル プス電気株式会社内 (72)発明者 長谷川 直也 東京都大田区雪谷大塚町１番７号 アル プス電気株式会社内 (56)参考文献 特開 平６−61050（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−78758（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−13235（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01F 10/00 - 10/32 G11B 5/39 H01L 43/08 - 43/10

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｃｒと周期律表３ｂ族元素のＡｌ、Ｇ
   ａ、Ｉｎのうちの少なくとも１種の元素Ｍとからなる体
   心立方構造の結晶相を主体とする反強磁性体膜と、Ｆ
   ｅ、Ｎｉ、Ｃｏのうちの少なくとも１種以上を含む強磁
   性体膜を接するように積層されてなり、前記反強磁性体
   膜と強磁性体膜との界面に磁気的交換結合が生じされて
   なり、前記反強磁性体膜は下記のいずれかの組成式によ
   って表されることを特徴とする交換結合膜。Ｃｒ _x Ａｌ _y （但し、組成比を示すx、yは、原子％で、
   ６０≦x≦９０、１０≦y≦４０の範囲である。） Ｃｒ _x Ｇａ _z （但し、組成比を示すx、zは、原子％で、
   ８５≦x≦９５、５≦z≦１５の範囲である。） Ｃｒ _x Ｉｎ _w （但し、組成比を示すx、wは、原子％で、
   ８５≦x≦９５、５≦w≦１５の範囲である。）
2. 【請求項２】 前記反強磁性体膜が｛１００｝、｛１１
   ０｝のいずれかに優先配向されてなることを特徴とする
   請求項１記載の交換結合膜。
3. 【請求項３】 前記反強磁性体膜の結晶粒径Ｄが前記反
   強磁性体膜の磁壁幅δ_AFよりも小さくされてなることを
   特徴とする請求項１または２に記載の交換結合膜。
4. 【請求項４】 前記反強磁性体膜の結晶粒径ＤがＤ≦３
   ００Åの関係とされてなることを特徴とする請求項３に
   記載の交換結合膜。
5. 【請求項５】 前記反強磁性体膜と強磁性体膜が基材上
   に下地膜を介して成膜されてなり、下地膜がＭｇＯ、Ａ
   ｌＮ、Ｔａ、ＺｎＯ、Ｓｉ、Ｆｅ-Ｎｉ合金のうちの１
   種以上からなることを特徴とする請求項１〜４のいずれ
   かに記載の交換結合膜。
6. 【請求項６】 反強磁性体膜の自然腐食電位が、飽和カ
   ロメル電極に対して正の値を示すことを特徴とする請求
   項１〜５のいずれかに記載の交換結合膜。
7. 【請求項７】 反強磁性体膜の膜厚が、３００Å以上と
   されてなることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに
   記載の交換結合膜。
8. 【請求項８】 反強磁性体膜の比抵抗が２００μΩ・ｃ
   ｍ以上とされてなることを特徴とする請求項１〜７のい
   ずれかに記載の交換結合膜。
9. 【請求項９】 前記反強磁性体膜がＣｒ _x Ａｌ _y なる組成
   式によって表されるものであり、組成比を示すx、yは、
   原子％で、６５≦x≦８０、２０≦y≦３５の範囲とされ
   てなることを特徴とする請求項１記載の交換結合膜。