JPH0521863A - 強磁性磁気抵抗素子 - Google Patents
強磁性磁気抵抗素子Info
- Publication number
- JPH0521863A JPH0521863A JP3173712A JP17371291A JPH0521863A JP H0521863 A JPH0521863 A JP H0521863A JP 3173712 A JP3173712 A JP 3173712A JP 17371291 A JP17371291 A JP 17371291A JP H0521863 A JPH0521863 A JP H0521863A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- protective film
- ferromagnetoresistance
- substrate
- ferromagnetic
- Prior art date
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 強磁性磁気抵抗素子に於いて、２００℃にて
３０００時間以上の連続使用を可能にし、抗折強度が大
きく、保護膜の密着強度が大きい信頼性の高い素子を提
供するものである。 【構成】 単結晶サファイア基板１１表面に形成された
ニッケル合金の強磁性磁気抵抗薄膜２と、この強磁性磁
気抵抗薄膜２を覆う保護膜３とを備えたものである。 【効果】 ２００℃での連続使用に於いて、中点電位の
ドリフトが全く無く、抵抗値の変化も無くなる。その上
保護膜の密着性が大きく、素子の抗折強度も上がり、素
子の信頼性が著しく向上する。
３０００時間以上の連続使用を可能にし、抗折強度が大
きく、保護膜の密着強度が大きい信頼性の高い素子を提
供するものである。 【構成】 単結晶サファイア基板１１表面に形成された
ニッケル合金の強磁性磁気抵抗薄膜２と、この強磁性磁
気抵抗薄膜２を覆う保護膜３とを備えたものである。 【効果】 ２００℃での連続使用に於いて、中点電位の
ドリフトが全く無く、抵抗値の変化も無くなる。その上
保護膜の密着性が大きく、素子の抗折強度も上がり、素
子の信頼性が著しく向上する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ニッケル合金の強磁性
薄膜を用いた強磁性磁気抵抗素子に関するものである。
薄膜を用いた強磁性磁気抵抗素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】現在主に用いられている回転検出装置の
中で、光半導体を用いた光式回転検出装置や、ホールＩ
Ｃを用いた磁気式回転検出装置は、耐熱温度が１２５℃
以下であり、産業機器に対して使用する際には大きな障
害となっているのが現状である。そこで２００℃以上の
耐熱温度のある強磁性磁気抵抗素子の産業機器への利用
がますます高まってきている。特に電装品分野では、１
８０℃以上の耐熱性を要求される電子部品が多く、検出
体の物性から見て、強磁性磁気抵抗素子以外の回転検出
装置は使用できないことは明らかであり、その期待度は
高まる一方である。
中で、光半導体を用いた光式回転検出装置や、ホールＩ
Ｃを用いた磁気式回転検出装置は、耐熱温度が１２５℃
以下であり、産業機器に対して使用する際には大きな障
害となっているのが現状である。そこで２００℃以上の
耐熱温度のある強磁性磁気抵抗素子の産業機器への利用
がますます高まってきている。特に電装品分野では、１
８０℃以上の耐熱性を要求される電子部品が多く、検出
体の物性から見て、強磁性磁気抵抗素子以外の回転検出
装置は使用できないことは明らかであり、その期待度は
高まる一方である。
【０００３】一方、強磁性磁気抵抗素子はガラスまたは
セラミック基板上にニッケル合金からなる膜厚約５００
Åの強磁性薄膜をパターニングし、その上に保護膜Ｓｉ
Ｎなどをコーティングすることによって構成される。強
磁性薄膜は、あらゆる方向に対し強い形状異方性を示す
ため、パターンの長手方向に異方性を生じせしめて使用
する磁気抵抗素子の場合、その基板の表面状態は鏡面に
せねばならない。
セラミック基板上にニッケル合金からなる膜厚約５００
Åの強磁性薄膜をパターニングし、その上に保護膜Ｓｉ
Ｎなどをコーティングすることによって構成される。強
磁性薄膜は、あらゆる方向に対し強い形状異方性を示す
ため、パターンの長手方向に異方性を生じせしめて使用
する磁気抵抗素子の場合、その基板の表面状態は鏡面に
せねばならない。
【０００４】また、強磁性磁気抵抗素子を磁気センサと
して使用する場合、連続使用に於いて、抵抗値変化率で
２％以下、中点電位変化量で１mV以下に抑えなければ使
用することが極めて困難である。従来は、図６に示すご
とくニッケル合金からなる強磁性磁気抵抗薄膜を形成す
る基板に、例えばアルカリガラス，ほう珪酸ガラス，グ
レーズドアルミナを用いていた。
して使用する場合、連続使用に於いて、抵抗値変化率で
２％以下、中点電位変化量で１mV以下に抑えなければ使
用することが極めて困難である。従来は、図６に示すご
とくニッケル合金からなる強磁性磁気抵抗薄膜を形成す
る基板に、例えばアルカリガラス，ほう珪酸ガラス，グ
レーズドアルミナを用いていた。
【０００５】ここで、２は強磁性磁気抵抗薄膜、３は保
護膜、４は基板である。
護膜、４は基板である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】これらの従来強磁性磁
気抵抗素子について、２００℃での連続使用による中点
電位変化量を図２に示すが、どの方式も２０mV以上マイ
ナス側にずれていることが判る。図において従来例１，
２，３はそれぞれグレーズドアルミナ基板，アルカリガ
ラス基板，無アルカリガラス基板を用いた場合を示して
いる。
気抵抗素子について、２００℃での連続使用による中点
電位変化量を図２に示すが、どの方式も２０mV以上マイ
ナス側にずれていることが判る。図において従来例１，
２，３はそれぞれグレーズドアルミナ基板，アルカリガ
ラス基板，無アルカリガラス基板を用いた場合を示して
いる。
【０００７】また２００℃での連続使用による抵抗値変
化率を図３に示すが、いずれの方式も１０％以上減少し
ていることがわかる。
化率を図３に示すが、いずれの方式も１０％以上減少し
ていることがわかる。
【０００８】以上のような従来使用していた基板の有す
る問題点の原因としては以下のものが考えられる。
る問題点の原因としては以下のものが考えられる。
【０００９】１．基板中に含まれるアルカリ成分または
ハロゲン分子の、電気泳動によるニッケル合金中への拡
散。
ハロゲン分子の、電気泳動によるニッケル合金中への拡
散。
【００１０】２．基板材料とニッケル合金薄膜の界面の
熱による移動。 ３．基板材料とニッケル合金薄膜の密着強度不足。
熱による移動。 ３．基板材料とニッケル合金薄膜の密着強度不足。
【００１１】４．ＳｉＮ保護膜との密着力不足。 以上の問題を鑑みて、２００℃で３０００時間以上の使
用に於いて中点電位変化量１mV以下、抵抗値変化率０．
５％以下、出力特性の変化率０．５％以下の強磁性磁気
抵抗素子を提供することを目的とする。
用に於いて中点電位変化量１mV以下、抵抗値変化率０．
５％以下、出力特性の変化率０．５％以下の強磁性磁気
抵抗素子を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、単結晶サファイアからなる基板の表面に形
成されたニッケル合金の強磁性薄膜と、この強磁性薄膜
を覆う保護膜とを備えたものである。
に本発明は、単結晶サファイアからなる基板の表面に形
成されたニッケル合金の強磁性薄膜と、この強磁性薄膜
を覆う保護膜とを備えたものである。
【００１３】
【作用】本発明によれば、単結晶サファイアからなる基
板を用いることで熱によるニッケル合金薄膜内へのＮａ
+，Ｋａ+，Ｃｌ-などの拡散をなくすことができる。こ
れは９９．９９％以上の高純度の原料を用い、また熱的
に安定なアルミナを用いて、熱的に非常に安定な単結晶
構造を有した単結晶サファイア基板を形成することによ
るもので、２００℃で３０００時間以上に於いてニッケ
ル合金の強磁性薄膜に全く変化を起こさないものであ
る。
板を用いることで熱によるニッケル合金薄膜内へのＮａ
+，Ｋａ+，Ｃｌ-などの拡散をなくすことができる。こ
れは９９．９９％以上の高純度の原料を用い、また熱的
に安定なアルミナを用いて、熱的に非常に安定な単結晶
構造を有した単結晶サファイア基板を形成することによ
るもので、２００℃で３０００時間以上に於いてニッケ
ル合金の強磁性薄膜に全く変化を起こさないものであ
る。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の一実施例の強磁性磁気抵抗素
子について説明する。図１において１は単結晶サファイ
ア基板、２はニッケル合金の強磁性磁気抵抗薄膜、３は
ＳｉＮからなる保護膜である。ここで使用した単結晶サ
ファイアは、基板表面の結晶方位をＲ面にして、鏡面研
磨を行っている。
子について説明する。図１において１は単結晶サファイ
ア基板、２はニッケル合金の強磁性磁気抵抗薄膜、３は
ＳｉＮからなる保護膜である。ここで使用した単結晶サ
ファイアは、基板表面の結晶方位をＲ面にして、鏡面研
磨を行っている。
【００１５】図２は本実施例の素子を用いて２００℃で
の連続使用を行った後の中点電位ドリフト量の結果であ
り、横軸は時間、縦軸は中点電位のドリフト量を示して
いる。これによると、従来例のアルカリガラス，無アル
カリガラス，グレーズドセラミックと比較して全く中点
がドリフトしていないことが判る。これはサファイアが
熱的に非常に安定であり、しかも原材料にアルミナ以外
の不純物をほとんど含んでいないことによるものであ
る。
の連続使用を行った後の中点電位ドリフト量の結果であ
り、横軸は時間、縦軸は中点電位のドリフト量を示して
いる。これによると、従来例のアルカリガラス，無アル
カリガラス，グレーズドセラミックと比較して全く中点
がドリフトしていないことが判る。これはサファイアが
熱的に非常に安定であり、しかも原材料にアルミナ以外
の不純物をほとんど含んでいないことによるものであ
る。
【００１６】図３は本実施例の素子を用いて２００℃で
の連続使用した後の抵抗値変化率の結果であり、横軸は
時間、縦軸は抵抗値の変化率を示している。これによる
と、抵抗値の変化は全く無いことがわかる。
の連続使用した後の抵抗値変化率の結果であり、横軸は
時間、縦軸は抵抗値の変化率を示している。これによる
と、抵抗値の変化は全く無いことがわかる。
【００１７】このことはサファイアと強磁性薄膜との密
着強度が非常に大きいことを示している。（表１）は同
一の基板厚に於ける各素子の抗折強度及び保護膜として
使用するＳｉＮと基板との密着強度を測定したものであ
るが、これによるとサファイアが最も優れていることが
わかる。
着強度が非常に大きいことを示している。（表１）は同
一の基板厚に於ける各素子の抗折強度及び保護膜として
使用するＳｉＮと基板との密着強度を測定したものであ
るが、これによるとサファイアが最も優れていることが
わかる。
【００１８】
【表１】
【００１９】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、次のよう
な効果が得られる。
な効果が得られる。
【００２０】１．２００℃での連続使用に於いて、中点
電位のドリフトが全く無い。 ２．２００℃での連続使用に於いて、抵抗値変化が全く
無い。
電位のドリフトが全く無い。 ２．２００℃での連続使用に於いて、抵抗値変化が全く
無い。
【００２１】３．素子の機械的強度が大きくなる。 ４．保護膜の密着性が大きいため、信頼性を確保でき
る。
る。
【図１】本発明の一実施例の強磁性磁気抵抗素子の断面
図
図
【図２】同実施例及び従来例の中点電位の変化量を示し
た特性図
た特性図
【図３】同実施例及び従来例の抵抗値変化率を示した特
性図
性図
【図４】従来の強磁性磁気抵抗素子の断面図
１ 単結晶サファイア基板 ２ 強磁性磁気抵抗薄膜 ３ 保護膜 ４ 基板
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】単結晶サファイアからなる基板の表面に形
成されたニッケル合金の強磁性磁気抵抗薄膜と、この強
磁性磁気抵抗薄膜を覆う保護膜とを備えた強磁性磁気抵
抗素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3173712A JPH0521863A (ja) | 1991-07-15 | 1991-07-15 | 強磁性磁気抵抗素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3173712A JPH0521863A (ja) | 1991-07-15 | 1991-07-15 | 強磁性磁気抵抗素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0521863A true JPH0521863A (ja) | 1993-01-29 |
Family
ID=15965736
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3173712A Pending JPH0521863A (ja) | 1991-07-15 | 1991-07-15 | 強磁性磁気抵抗素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0521863A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004025745A1 (ja) * | 2002-09-13 | 2004-03-25 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 磁気抵抗効果素子およびこの製造方法並びに使用方法 |
| WO2022131060A1 (ja) * | 2020-12-18 | 2022-06-23 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 磁気センサ |
-
1991
- 1991-07-15 JP JP3173712A patent/JPH0521863A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004025745A1 (ja) * | 2002-09-13 | 2004-03-25 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 磁気抵抗効果素子およびこの製造方法並びに使用方法 |
| WO2022131060A1 (ja) * | 2020-12-18 | 2022-06-23 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 磁気センサ |
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