JPH0223679A - 磁気抵抗効果型素子 - Google Patents
磁気抵抗効果型素子Info
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- JPH0223679A JPH0223679A JP63174740A JP17474088A JPH0223679A JP H0223679 A JPH0223679 A JP H0223679A JP 63174740 A JP63174740 A JP 63174740A JP 17474088 A JP17474088 A JP 17474088A JP H0223679 A JPH0223679 A JP H0223679A
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Landscapes
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- Hall/Mr Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は磁気抵抗効果を利用した磁界センサに係わり、
特に磁界検出用センサ、磁気ヘッドに好適な磁気抵抗効
果型素子に関する。
特に磁界検出用センサ、磁気ヘッドに好適な磁気抵抗効
果型素子に関する。
（従来の技術）
周知のように、磁気抵抗効果を利用した磁気抵抗効果型
素子は高感度で比較的大きな出力が得られるため、磁界
センサ、磁気ヘッドとして広く利用されている。このよ
うな磁界センサ、磁気ヘッドにおいては感度を高めるた
め及び線形応答に近づけるためにバイアスとして直流磁
界を印加している。従来、磁気抵抗効果型素子には２％
程度の磁気抵抗変化率を示し、膜の磁化のし易さの目安
となる異方性磁界が５０ｅ程度と小さくバイアスががが
り易いパーマロイ合金薄膜が広く用いられている。
素子は高感度で比較的大きな出力が得られるため、磁界
センサ、磁気ヘッドとして広く利用されている。このよ
うな磁界センサ、磁気ヘッドにおいては感度を高めるた
め及び線形応答に近づけるためにバイアスとして直流磁
界を印加している。従来、磁気抵抗効果型素子には２％
程度の磁気抵抗変化率を示し、膜の磁化のし易さの目安
となる異方性磁界が５０ｅ程度と小さくバイアスががが
り易いパーマロイ合金薄膜が広く用いられている。
（発明が解決しようとする課題）
しかし、パーマロイ合金薄膜の磁気抵抗変化率は微弱な
磁界を測定するためには充分ではなく、磁界センサ、磁
気ヘッドの感度を高めるためにはさらに磁気抵抗変化率
の大きい材料が必要である。このような材料に一つとし
て、ＮｉＣｏ合金薄膜は４％程度の大きな磁気抵抗変化
率を示しくフジツウサイエンスアンドテクニカルジャー
ナル、ＦｕｊｉｔｕＳｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈ
ｎｉｃａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ 、 １９７４年、１２３
ページ）注目されている。しかしながら、ＮｉＣｏ合金
薄膜の異方性磁界は２００ｅ以上とパーマロイに比べて
太きいため、直流バイアス磁界がかかりにくいという問
題点があった。
磁界を測定するためには充分ではなく、磁界センサ、磁
気ヘッドの感度を高めるためにはさらに磁気抵抗変化率
の大きい材料が必要である。このような材料に一つとし
て、ＮｉＣｏ合金薄膜は４％程度の大きな磁気抵抗変化
率を示しくフジツウサイエンスアンドテクニカルジャー
ナル、ＦｕｊｉｔｕＳｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈ
ｎｉｃａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ 、 １９７４年、１２３
ページ）注目されている。しかしながら、ＮｉＣｏ合金
薄膜の異方性磁界は２００ｅ以上とパーマロイに比べて
太きいため、直流バイアス磁界がかかりにくいという問
題点があった。
本発明の目的は上記従来技術の欠点をなくし、磁気抵抗
変化率が大きくしかも異方性磁界の小さい、高感度な磁
気抵抗変化型素子を提供することにある。
変化率が大きくしかも異方性磁界の小さい、高感度な磁
気抵抗変化型素子を提供することにある。
（課題を解決するための手段）
上記問題点を解決するために、本発明では非磁性基板上
にＦｅまたはＦｅを主成分とする第１の強磁性金属薄膜
と、ＮｉまたはＮｉを主成分とする第２の強磁性金属薄
膜とを交互に積層した多層膜を用いる。
にＦｅまたはＦｅを主成分とする第１の強磁性金属薄膜
と、ＮｉまたはＮｉを主成分とする第２の強磁性金属薄
膜とを交互に積層した多層膜を用いる。
この時、第１の強磁性金属薄膜と第２の強張磁性金属薄
膜との積層周期が５０Å以上２００Å以下とすると特に
良好な特性が得られる。
膜との積層周期が５０Å以上２００Å以下とすると特に
良好な特性が得られる。
以下、図面を参照して本発明をさらに詳細に説明する。
第１図は本発明の磁気抵抗効果素子の一例を示す部分断
面構造図である。非磁性基板１と、その上に交互に積層
されたＦｅまたはＦｅを主成分とする強磁性層２とＮｉ
またはＮｉを主成分とする強磁性層３との多層構造体を
含む。第１図では基板上にまずＦｅ層を形成し、次にＮ
ｉ層を形成し最後の層もＮｉ層で終わるように記しであ
るが、本発明の磁気抵抗変化型素子の特性はこれらの層
の積層順序には依らない。
面構造図である。非磁性基板１と、その上に交互に積層
されたＦｅまたはＦｅを主成分とする強磁性層２とＮｉ
またはＮｉを主成分とする強磁性層３との多層構造体を
含む。第１図では基板上にまずＦｅ層を形成し、次にＮ
ｉ層を形成し最後の層もＮｉ層で終わるように記しであ
るが、本発明の磁気抵抗変化型素子の特性はこれらの層
の積層順序には依らない。
本発明に係わる非磁性基板１の材料にはガラス、５ｉ１
Ａ１□０３、ＴｉＣ，ＳｉＣ，Ａｌ□０３とＴｉＣとの
焼結体、フェライト等を用いることが出来、また第１の
強磁性層２にはＦｅまたはＦｅ−Ｃｏ、 Ｆｅ−Ｎｉ、
Ｆｅ−Ｔｉ、 Ｆｅ−８ｉ、Ｆｅ−Ｃ等の強磁性合金
、あるいはこれらに添加物を加えたものを用いることが
出来る。また、本発明に係わる第２の強磁性層３の材料
としてはＮｉまたはＮｉ−Ｆｅ、 Ｎｉ−Ｃｏ等の強磁
性合金、あるいはこれらに添加物を加えたものを用いる
ことが出来る。
Ａ１□０３、ＴｉＣ，ＳｉＣ，Ａｌ□０３とＴｉＣとの
焼結体、フェライト等を用いることが出来、また第１の
強磁性層２にはＦｅまたはＦｅ−Ｃｏ、 Ｆｅ−Ｎｉ、
Ｆｅ−Ｔｉ、 Ｆｅ−８ｉ、Ｆｅ−Ｃ等の強磁性合金
、あるいはこれらに添加物を加えたものを用いることが
出来る。また、本発明に係わる第２の強磁性層３の材料
としてはＮｉまたはＮｉ−Ｆｅ、 Ｎｉ−Ｃｏ等の強磁
性合金、あるいはこれらに添加物を加えたものを用いる
ことが出来る。
上記の第１の強磁性材料と第２の強磁性材料とを２基の
蒸発源を持つ真空蒸着装置、もしくは２基のターゲット
を持つスパッタリング装置で蒸発させ、２基の蒸発源の
シャッターを交互に開閉したり、あるいは基板を２基の
蒸発源上を交互に通過させることによって、基板上に２
種類の材料を交互に積層させることが出来る。
蒸発源を持つ真空蒸着装置、もしくは２基のターゲット
を持つスパッタリング装置で蒸発させ、２基の蒸発源の
シャッターを交互に開閉したり、あるいは基板を２基の
蒸発源上を交互に通過させることによって、基板上に２
種類の材料を交互に積層させることが出来る。
（実施例）
以下に本発明の詳細を実施例により説明する。
２基のターゲットを用いたＡｒガス中でのｒｆマグネト
ロンスパッタリングにより、２００°Ｃに保持したサフ
ァイア基板上にＦｅ層とＮｉ層とを交互に連続的に積層
した多層膜を作成した。この時Ｆｅ層とＮｉ層との厚さ
は等しく、成膜速度はＦｅ、 Ｎｉ共に１人１秒であっ
た。また、スパッタ電力は１．３Ｗ／ｃｍ２）スパッタ
圧力は５ Ｘ １Ｏ−３Ｔｏｒｒであった。同一条件下
でシャッターの開閉時間だけを変えて、第１表に示すよ
うに積層周期を１０人から１０００人まで変化させた試
料１〜７を成膜した。ここで、膜全体の厚さは全て第１
表 次に試料１〜７と同一成膜条件で、Ｆｅ２Ｏ重量％、Ｎ
ｉ８０重量％の合金をターゲットとして厚さ１０００人
のパーマロイ合金薄膜試料８を成膜した。
ロンスパッタリングにより、２００°Ｃに保持したサフ
ァイア基板上にＦｅ層とＮｉ層とを交互に連続的に積層
した多層膜を作成した。この時Ｆｅ層とＮｉ層との厚さ
は等しく、成膜速度はＦｅ、 Ｎｉ共に１人１秒であっ
た。また、スパッタ電力は１．３Ｗ／ｃｍ２）スパッタ
圧力は５ Ｘ １Ｏ−３Ｔｏｒｒであった。同一条件下
でシャッターの開閉時間だけを変えて、第１表に示すよ
うに積層周期を１０人から１０００人まで変化させた試
料１〜７を成膜した。ここで、膜全体の厚さは全て第１
表 次に試料１〜７と同一成膜条件で、Ｆｅ２Ｏ重量％、Ｎ
ｉ８０重量％の合金をターゲットとして厚さ１０００人
のパーマロイ合金薄膜試料８を成膜した。
これらの試料の磁気抵抗変化率を１ｋＯｅの回転磁場中
での４端子法によって測定した。また、異方性磁界は試
料振動型磁力計で測定した膜面内でのＢ−Ｈヒステリシ
スループから求めた。第２図に結果をまとめた。
での４端子法によって測定した。また、異方性磁界は試
料振動型磁力計で測定した膜面内でのＢ−Ｈヒステリシ
スループから求めた。第２図に結果をまとめた。
第２図から明らかなように、Ｆｅ層とＮｉ層とを交互に
積層した多層膜においては、特に積層周期５０Å以上２
０ＯＡ以下の範囲において、従来材料であるパーマロイ
合金薄膜の１．５倍以上の磁気抵抗変化率が得られ、し
かも異方性磁界はパーマロイ合金薄膜と同等の小さな値
となっている。なお強磁性層としてＦｅ、 Ｎｉ以外の
前記他の材料を用いた場合もほぼ第２図に示したような
結果が得られた。
積層した多層膜においては、特に積層周期５０Å以上２
０ＯＡ以下の範囲において、従来材料であるパーマロイ
合金薄膜の１．５倍以上の磁気抵抗変化率が得られ、し
かも異方性磁界はパーマロイ合金薄膜と同等の小さな値
となっている。なお強磁性層としてＦｅ、 Ｎｉ以外の
前記他の材料を用いた場合もほぼ第２図に示したような
結果が得られた。
（発明の効果）
本発明は磁気抵抗効果型素子において、非磁性基板上に
ＦｅまたはＦｅを主成分とする第１の強磁性金属薄膜と
ＮｉまたはＮｉを主成分とする第２の強磁性金属薄膜と
を交互に積層した多層膜構造を利用することによって、
磁気抵抗変化率が大きくしかも異方性磁界の小さい、高
感度な磁気抵抗変化型素子が得られることを初めて見出
したものであり、実用上非常に有意義なものである。
ＦｅまたはＦｅを主成分とする第１の強磁性金属薄膜と
ＮｉまたはＮｉを主成分とする第２の強磁性金属薄膜と
を交互に積層した多層膜構造を利用することによって、
磁気抵抗変化率が大きくしかも異方性磁界の小さい、高
感度な磁気抵抗変化型素子が得られることを初めて見出
したものであり、実用上非常に有意義なものである。
第１図は本発明の磁気抵抗効果型素子の構造を示す部分
断面図である。 第２図は試料１〜７の磁気抵抗変化率と異方性磁界の積
層周期依存性を示す図である。 １・・・非磁性基板、２・・・第１の強磁性層、３・・
・第２の強磁性層。
断面図である。 第２図は試料１〜７の磁気抵抗変化率と異方性磁界の積
層周期依存性を示す図である。 １・・・非磁性基板、２・・・第１の強磁性層、３・・
・第２の強磁性層。
Claims (2)
- （１）非磁性基板上にＦｅまたはＦｅを主成分とする第
１の強磁性金属薄膜と、ＮｉまたはＮｉを主成分とする
第２の強磁性金属薄膜とを交互に積層した多層膜からな
ることを特徴とする磁気抵抗効果型素子。 - （２）特許請求の範囲第１項記載の磁気抵抗効果型素子
において、第１の強磁性金属薄膜と第２の強磁性金属薄
膜との積層周期が５０Å以上２００Å以下であることを
特徴とする磁気抵抗効果型素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63174740A JPH0223679A (ja) | 1988-07-12 | 1988-07-12 | 磁気抵抗効果型素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63174740A JPH0223679A (ja) | 1988-07-12 | 1988-07-12 | 磁気抵抗効果型素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0223679A true JPH0223679A (ja) | 1990-01-25 |
Family
ID=15983846
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63174740A Pending JPH0223679A (ja) | 1988-07-12 | 1988-07-12 | 磁気抵抗効果型素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0223679A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5598308A (en) * | 1991-08-26 | 1997-01-28 | International Business Machines Corporation | Magnetoresistive sensor having multilayer thin film structure |
-
1988
- 1988-07-12 JP JP63174740A patent/JPH0223679A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5598308A (en) * | 1991-08-26 | 1997-01-28 | International Business Machines Corporation | Magnetoresistive sensor having multilayer thin film structure |
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