JPH05259530A - 磁気抵抗効果素子 - Google Patents

磁気抵抗効果素子

Info

Publication number
JPH05259530A
JPH05259530A JP4054934A JP5493492A JPH05259530A JP H05259530 A JPH05259530 A JP H05259530A JP 4054934 A JP4054934 A JP 4054934A JP 5493492 A JP5493492 A JP 5493492A JP H05259530 A JPH05259530 A JP H05259530A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
thin film
magnetoresistive effect
film layer
magnetic
magnetic field
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP4054934A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2812042B2 (ja
Inventor
Hiroshi Sakakima
博 榊間
Mitsuo Satomi
三男 里見
Hiroshi Takeuchi
寛 竹内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP4054934A priority Critical patent/JP2812042B2/ja
Priority to DE69332038T priority patent/DE69332038T2/de
Priority to EP93103919A priority patent/EP0560350B1/en
Priority to US08/031,726 priority patent/US5637392A/en
Publication of JPH05259530A publication Critical patent/JPH05259530A/ja
Priority to US08/652,681 priority patent/US5702834A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2812042B2 publication Critical patent/JP2812042B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/06—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
    • G01R33/09—Magnetoresistive devices
    • G01R33/093—Magnetoresistive devices using multilayer structures, e.g. giant magnetoresistance sensors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y25/00—Nanomagnetism, e.g. magnetoimpedance, anisotropic magnetoresistance, giant magnetoresistance or tunneling magnetoresistance
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10S428/90—Magnetic feature
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/11—Magnetic recording head
    • Y10T428/1107—Magnetoresistive
    • Y10T428/1121—Multilayer
    • Y10T428/1129—Super lattice [e.g., giant magneto resistance [GMR] or colossal magneto resistance [CMR], etc.]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12771—Transition metal-base component
    • Y10T428/12861—Group VIII or IB metal-base component
    • Y10T428/12882—Cu-base component alternative to Ag-, Au-, or Ni-base component
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12771—Transition metal-base component
    • Y10T428/12861—Group VIII or IB metal-base component
    • Y10T428/12889—Au-base component
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12771—Transition metal-base component
    • Y10T428/12861—Group VIII or IB metal-base component
    • Y10T428/12896—Ag-base component
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12771—Transition metal-base component
    • Y10T428/12861—Group VIII or IB metal-base component
    • Y10T428/12903—Cu-base component
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12771—Transition metal-base component
    • Y10T428/12861—Group VIII or IB metal-base component
    • Y10T428/12903—Cu-base component
    • Y10T428/1291—Next to Co-, Cu-, or Ni-base component
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12771—Transition metal-base component
    • Y10T428/12861—Group VIII or IB metal-base component
    • Y10T428/12903—Cu-base component
    • Y10T428/12917—Next to Fe-base component
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12771—Transition metal-base component
    • Y10T428/12861—Group VIII or IB metal-base component
    • Y10T428/12931—Co-, Fe-, or Ni-base components, alternative to each other
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/26—Web or sheet containing structurally defined element or component, the element or component having a specified physical dimension
    • Y10T428/263—Coating layer not in excess of 5 mils thick or equivalent
    • Y10T428/264—Up to 3 mils
    • Y10T428/265—1 mil or less

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Hall/Mr Elements (AREA)
  • Thin Magnetic Films (AREA)
  • Measuring Magnetic Variables (AREA)
  • Magnetic Heads (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 金属人工格子膜の特性を生かした構成によ
り、室温・低印加磁界で大きな磁気抵抗効果を示す磁気
抵抗効果素子を得る。 【構成】 厚さ5〜50Åの金属磁性薄膜層と厚さ5〜50Å
の金属非磁性薄膜層とを積層した構造からなる金属人工
格子膜をパタ−ニングし、該金属人工格子膜を流れる電
流方向と感知すべき磁界方向が平行となるように構成し
たことを特徴とする磁気抵抗効果素子。 【効果】 室温でかつ実用的な印加磁界で大きな磁気抵
抗効果を示し、特性のばらつきが小さく、又軟磁気特性
とＭＲ特性のバランスのとれた磁気抵抗効果素子が得ら
れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は磁気抵抗センサ−、磁気
抵抗ヘッド等の磁気抵抗素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より磁気抵抗素子を用いた磁気抵抗
センサ−（以下ＭＲセンサ−という）、磁気抵抗ヘッド
（以下ＭＲヘッドという）の開発が進められており、磁
性体には主にNi0.8Fe0.2のパ−マロイやNi0.8Co0.2合金
膜が用いられている。これら磁気抵抗効果材料の場合は
磁気抵抗変化率（以下△Ｒ／Ｒと記す）が2.5％程度で
あり、実際のセンサ−やヘッドとして用いられる場合は
通常（図１ｂ）に示したように磁気抵抗効果材料をパタ
−ニングして、磁気抵抗効果材料に流す電流の方向と感
知すべき磁界の方向がほぼ直角となるように素子を構成
している。この理由は上記の電流方向と磁界方向が平行
な場合は上記の従来の磁気抵抗効果材料では磁気抵抗変
化率（△Ｒ／Ｒ）がほとんど生じないためである。より
高感度な磁気抵抗素子を得るためにより△Ｒ／Ｒの大き
なものが求められており、近年Cr,Ru等の金属非磁性薄
膜を介して反強磁性的結合をしている[Fe/Cr],[Co/Ru]
人工格子膜で巨大磁気抵抗効果が得られることが発見さ
れた（Physical Review LetterVol.61, p2472, 1988;
同 Vol.64, p2304,1990）。又金属非磁性薄膜Cuで分離
され磁気的結合をしていない磁性薄膜Ni-FeとCoを用い
た[Ni-Fe/Cu/Co]人工格子膜でも巨大磁気抵抗効果が発
見され、室温印加磁界3kOeで△Ｒ／Ｒが約10％のものが
得られている（Journal of Physical Society of Japan
Vol.59, p3061, 1990）。更にCuを介して反強磁性的結
合をしている磁性薄膜Ni-Fe-Co,Coを用いた[Ni-Fe-Co/C
u/Co],[Ni-Fe-Co/Cu]人工格子膜でも巨大磁気抵抗効果
が発見され、室温印加磁界0.5kOeで△Ｒ／Ｒが約15％の
ものが得られている（電子情報通信学会技術研究報告 M
R91-9）。しかしながらこのような金属人工格子膜をパ
タ−ニングして、従来磁気抵抗効果材料と同様に磁気抵
抗効果材料に流す電流の方向と感知すべき磁界の方向が
ほぼ直角となるように素子を構成しても優れた特性の磁
気センサ−や磁気ヘッドは得られない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は金属人工格子
膜を用い、従来の磁気抵抗効果材料を用いたものとは異
なる新規な構成により、金属人工格子膜の特性を生かし
た高感度磁気抵抗素子を可能とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の磁気抵抗素子は
（図１ａ）に示したように、パタ−ニングされた磁気抵
抗効果材料に流す電流の方向の大部分が上記外部磁界と
ほぼ平行となるように構成され、かつ上記磁気抵抗効果
材料が磁性薄膜層と金属非磁性薄膜層より成る金属人工
格子膜で構成されている。
【０００５】特に人工格子膜としては ・厚さ5〜50Åの磁性薄膜層[1]と厚さ5〜50Åの金属非
磁性薄膜層[2]交互に積層した構造から成るものがよ
い。ただし磁性薄膜層[1]は主成分が
【０００６】
【数１】
【０００７】でX,X'はそれぞれ原子組成比で
【０００８】
【数２】
【０００９】で、金属非磁性薄膜層[2]はCu,Ag,Au,Pt,R
uのいずれかで、より好ましくはCuである。
【００１０】又上記のもの以外では ・厚さ5〜50Åの磁性薄膜層[3]と厚さ5〜50Åの金属非
磁性薄膜層[2]を交互に積層した構造から成るものでも
よい。ただし磁性薄膜層[3]は主成分が
【００１１】
【数３】
【００１２】でY,Zはそれぞれ原子組成比で
【００１３】
【数４】
【００１４】で、金属非磁性薄膜層[2]がCu,Ag,Au,Pt,R
uのいずれかで、より好ましくはCuである。
【００１５】更に ・厚さ5〜50Åの磁性薄膜層[1]と厚さ5〜50Åの磁性薄
膜層[3]とを交互に積層し、各積層磁性薄膜層間に厚さ5
〜50Åの金属非磁性薄膜層[2]を介在させた構造から成
るものでもよい。
【００１６】ここに磁性薄膜層[1]は磁歪が小さくかつ
保磁力が小さい軟磁性材料、磁性薄膜層[3]は磁性薄膜
層[1]とは別の磁歪が小さい磁性材料で、（数２）,（数
４）はこの条件を満足するのに必要な組成範囲である。
磁性薄膜層[1]としては上記の様な３元系でなくとも軟
磁性を示しかつ△Ｒ／Ｒが比較的大きなNi-FeやNi-Co系
等の２元系磁性薄膜層でもよい。
【００１７】
【作用】金属非磁性薄膜層[2]の厚さが十分薄い場合は
金属非磁性薄膜層[2]を介して磁性薄膜層が磁気的に結
合し、この磁気的結合がいわゆるＲＫＫＹ的な結合の場
合は磁性薄膜層間の結合はある金属非磁性薄膜層[2]の
厚さの時反強磁性的に結合する。反強磁性的に結合して
いる場合は伝導電子のスピン散乱が大きくなり、大きな
磁気抵抗(△Ｒ／Ｒ)が得られる。この磁性薄膜層と金属
非磁性層より成る金属人工格子膜をパタ−ニングして
（図１ａ）に示したような磁気抵抗素子を作製した場
合、磁気抵抗効果材料に流す電流の方向の大部分が上記
外部磁界とほぼ平行となるように構成することにより特
性の良好な磁気抵抗効果素子が得られる。
【００１８】
【実施例】（数１）のNi-richのNi-Co-Fe系合金はその
組成比が（数２）を満足するとき磁歪が小さく軟磁性を
示す。その代表的なものはNi0.8Co0.1Fe0.1, Ni0.8Fe
0.2,Ni0.8Co0.2等である。又更に軟磁性を改良したり耐
摩耗性及び耐食性を改良するために（数１）の組成に N
b,Mo,Cr,W,Ru等を添加しても良い。一方（数３）を満足
するCo-richのCo-Ni-Fe系合金は（数４）を満足すると
き比較的磁歪が小さくかつ半硬質磁性を示す。その代表
的なものはCo0.9Fe0.1等である。これら磁性薄膜層は組
成によっては異なるが一般的にはその厚さが5Å未満で
はキュリ−温度の低下により室温での磁化の低下等が問
題となり、又実用上磁気抵抗素子は全膜厚が数百Åで用
いられるため、本発明のように積層効果を利用するには
各磁性薄膜層を100Å以下、望ましくは50Åにする必要
がある。従ってこれら磁性薄膜層の厚さはは5〜50Åと
することが望ましい。
【００１９】磁性薄膜層[1]は軟磁気特性に優れた低磁
歪の膜であることが必要である。これは実用上弱磁界で
動作することが必要なのと、ＭＲヘッド等に用いた場合
磁歪が大きいとノイズの原因になるためである。この条
件を満足するものには上記（数１）,（数２）で示され
るNi-richのNi-Fe-Co系膜がある。又磁性薄膜層[3]も同
様の理由で磁歪が小さいことが望ましいが、磁性薄膜層
[1]とは異なる上記（数３）,（数４）で示されるCo-ric
hのCo-Ni-Fe膜を用い、これと上記の磁性薄膜層[1]とを
組み合わせて用いることにより、磁性薄膜層[1]と金属
非磁性薄膜層[2]のみより成るものより大きなΔＲ/Ｒを
示す磁気抵抗素子が得られる。又磁性薄膜層[3]と金属
非磁性薄膜層[2]のみより成る磁気抵抗効果素子も感知
すべき磁界が大きく、大きなΔＲ/Ｒを必要とする場合
は有効である。
【００２０】これらの磁性薄膜層[1]（もしくは[1]と
[3]）の間に介在させる金属薄膜層は上記（数１）から
（数４）で示された組成の磁性薄膜層[1]（もしくは[1]
と[3]）との界面での反応が少なく、かつ非磁性である
ことが必要で、Cu,Ag,Au,Pt,Ru等が適しており、現在の
ところ最も望ましいのはCuである。金属非磁性薄膜層
[2]の厚さが50Åより厚くなると金属非磁性薄膜層[2]を
介した磁性薄膜層[1]（もしくは[1]と[3]）の間の磁気
的結合が大幅に減衰してしまい、又金属非磁性薄膜層
[2]が無い場合や厚さが5Å未満となると磁性薄膜層[1]
（もしくは[1]と[3]）は互いに強磁性的に結合してしま
い大きな磁気抵抗効果は得られない。従って金属非磁性
薄膜層[2]の厚さは5〜50Åとすることが望ましい。特に
軟磁気特性と大きなΔＲ/Ｒ を必要とする場合は磁性薄
膜層[1]を用い金属非磁性薄膜層[2]の厚さは5〜15Åと
することが望ましい。
【００２１】以下具体的な実施例により本発明の効果の
説明を行う。 （実施例１）多元スパッタ装置を用いて以下に示した構
成の磁気抵抗素子をガラス基板上に作成した。ただしN
は繰り返し数で総膜厚が約2000Åとなるよう変化させ
た。 Ａ: [Ni-Co-Fe(20)/Cu(20)/Co(20)/Cu(20)]N （( )内は厚さ(Å)を表わす）なおタ−ゲットにはそれ
ぞれ直径80mmの Ni0.8Co0.1Fe0.1(磁性層[1]), Co0.9Fe
0.1(磁性層[3]), Cu(非磁性金属層[2])を用い、各膜厚
はシャッタ−により制御した。
【００２２】同様にタ−ゲットに直径80mmの Ni0.8Co
0.05Fe0.15(磁性層[1]), Ni0.8Co0.2(磁性層[1]), Cu
(非磁性金属層[2])を用いて Ｂ: [Ni-Co-Fe(30)/Cu(9)]N1 Ｃ: [Ni-Co(40)/Cu(9)]N2 （( )内は厚さ(Å)を表わす）を作成した。ただしN1,N2
は繰り返し数で総膜厚が約2000Åとなるよう変化させ
た。これを（図２）のような形状にパタ−ニングし、感
知すべき磁界方向と大部分の上記金属人工格子磁気抵抗
膜の電流方向が平行となる磁気抵抗素子を作製した。又
比較のため、感知すべき磁界方向と大部分の上記金属人
工格子磁気抵抗膜の電流方向が直角となるような磁気抵
抗素子をも作製し、更に従来のNi-Fe膜を用いて感知す
べき磁界方向と大部分のNi-Fe膜の電流方向が平行とな
るものと、直角となる磁気抵抗素子も同様に作製し、そ
の特性比較も行なった。得られた磁気抵抗素子のＭＲ特
性（ΔＲ/Ｒ）の測定を室温・最大印加磁界500Oeで行な
い、その値（％）を（表１）に示した
【００２３】
【表１】
【００２４】（表１）に示したように、本発明の金属人
工格子膜を磁気抵抗効果膜に用い、かつ電流方向と磁界
方向が平行となる従来とは逆の新規な構成の磁気抵抗効
果素子は従来のNi-Fe膜を用いた磁気抵抗効果素子では
不可能であった大きなＭＲ特性を示すことがわかる。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように本発明は金属人工格
子膜の特性を生かした構成により、室温・低印加磁界で
大きな磁気抵抗効果を示す磁気抵抗素子を可能とするも
ので高感度ＭＲセンサ−等への応用に適したものであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）磁界方向Ｈと電流方向Ｉが平行の本願発
明の構成例による磁気抵抗効果素子を示す図 （ｂ）磁界方向Ｈと電流方向Ｉが直角の従来の構成例に
よる磁気抵抗効果素子を示す図
【図２】試作した本発明磁気抵抗素子の１例を示す図

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 パタ−ニングされた磁気抵抗効果材料に
    電流を流し、外部磁界により上記磁気抵抗効果材料の抵
    抗が変化することにより外部磁界強度を感知する磁気抵
    抗効果素子において、上記パタ−ニングされた磁気抵抗
    効果材料に流す電流の方向の大部分が上記外部磁界とほ
    ぼ平行となるように構成され、かつ上記磁気抵抗効果材
    料が厚さ5〜50Åの磁性薄膜層と厚さ5〜50Åの金属非磁
    性薄膜層を交互に積層した構造から成る金属人工格子膜
    で構成されていることを特徴とする磁気抵抗効果素子。
  2. 【請求項２】 金属非磁性薄膜層[2]がCu,Ag,Au,Pt,Ru,
    Crのいずれかである請求項１記載の磁気抵抗効果素子。
  3. 【請求項３】 パタ−ニングされた磁気抵抗効果材料に
    電流を流し、外部磁界により上記磁気抵抗効果材料の抵
    抗が変化することにより外部磁界強度を感知する磁気抵
    抗効果素子において、上記パタ−ニングされた磁気抵抗
    効果材料に流す電流の方向の大部分が上記外部磁界とほ
    ぼ平行となるように構成され、かつ上記磁気抵抗効果材
    料が厚さ5〜50Åの磁性薄膜層[1]と厚さ5〜50Åの金属
    非磁性薄膜層[2]を交互に積層した構造から成ることを
    特徴とする磁気抵抗効果素子（ただし、磁性薄膜層[1]
    は(NiXCo1-X)X'Fe1-X'を主成分とし、Xは0.6〜1.0、X'
    は0.7〜1.0である。）
  4. 【請求項４】 金属非磁性薄膜層[2]がCu,Ag,Au,Pt,Ru
    のいずれかである請求項３記載の磁気抵抗効果素子。
  5. 【請求項５】 金属非磁性薄膜層[2]が特にCuである請
    求項３記載の磁気抵抗効果素子。
  6. 【請求項６】 金属非磁性薄膜層[2]の厚さが5〜15Åで
    ある請求項４記載の磁気抵抗効果素子。
  7. 【請求項７】 パタ−ニングされた磁気抵抗効果材料に
    電流を流し、外部磁界により上記磁気抵抗効果材料の抵
    抗が変化することにより外部磁界強度を感知する磁気抵
    抗効果素子において、上記パタ−ニングされた磁気抵抗
    効果材料に流す電流の方向の大部分が上記外部磁界とほ
    ぼ平行となるように構成され、かつ上記磁気抵抗効果材
    料が厚さ5〜50Åの磁性薄膜層[3]と厚さ5〜50Åの金属
    非磁性薄膜層[2]を交互に積層した構造から成ることを
    特徴とする磁気抵抗効果素子（ただし、磁性薄膜層[3]
    は(CoYNi1-Y)ZFe1-Zを主成分とし、Yは0.4〜1.0、Zは0.
    8〜1.0である。）
  8. 【請求項８】 金属非磁性薄膜層[2]がCu,Ag,Au,Pt,Ru
    のいずれかである請求項７記載の磁気抵抗効果素子。
  9. 【請求項９】 金属非磁性薄膜層[2]が特にCuである請
    求項７記載の磁気抵抗効果素子。
  10. 【請求項１０】 パタ−ニングされた磁気抵抗効果材料
    に電流を流し、外部磁界により上記磁気抵抗効果材料の
    抵抗が変化することにより外部磁界強度を感知する磁気
    抵抗効果素子において、上記パタ−ニングされた磁気抵
    抗効果材料に流す電流の方向の大部分が上記外部磁界と
    ほぼ平行となるように構成され、かつ上記磁気抵抗効果
    材料が厚さ5〜50Åの磁性薄膜層[1]と厚さ5〜50Åの磁
    性薄膜層[3]とを交互に積層し、各積層磁性薄膜層間に
    厚さ5〜50Åの金属非磁性薄膜層[2]を介在させた構造か
    ら成ることを特徴とする磁気抵抗効果素子（ただし、磁
    性薄膜層[1]は(NiXCo1-X)X'Fe1-X'を主成分とし、磁性
    薄膜層[3]は(CoYNi1-Y)ZFe1-Zを主成分とし、Xは0.6〜
    1.0、X'は0.7〜1.0、Yは0.4〜1.0、Zは0.8〜1.0であ
    る。）
  11. 【請求項１１】 金属非磁性薄膜層[2]がCu,Ag,Au,Pt,R
    uのいずれかである請求項10記載の磁気抵抗効果素子。
  12. 【請求項１２】 金属非磁性薄膜層[2]が特にCuである
    請求項10記載の磁気抵抗効果素子。
JP4054934A 1992-03-13 1992-03-13 磁気抵抗センサー Expired - Lifetime JP2812042B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4054934A JP2812042B2 (ja) 1992-03-13 1992-03-13 磁気抵抗センサー
DE69332038T DE69332038T2 (de) 1992-03-13 1993-03-11 Magnetowiderstandeffekt-Element
EP93103919A EP0560350B1 (en) 1992-03-13 1993-03-11 Magneto-resistance effect element
US08/031,726 US5637392A (en) 1992-03-13 1993-03-15 Magneto-resistance effect element
US08/652,681 US5702834A (en) 1992-03-13 1996-05-30 Magneto-resistance effect element

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4054934A JP2812042B2 (ja) 1992-03-13 1992-03-13 磁気抵抗センサー

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05259530A true JPH05259530A (ja) 1993-10-08
JP2812042B2 JP2812042B2 (ja) 1998-10-15

Family

ID=12984466

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4054934A Expired - Lifetime JP2812042B2 (ja) 1992-03-13 1992-03-13 磁気抵抗センサー

Country Status (4)

Country Link
US (2) US5637392A (ja)
EP (1) EP0560350B1 (ja)
JP (1) JP2812042B2 (ja)
DE (1) DE69332038T2 (ja)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3456204B2 (ja) 2001-01-09 2003-10-14 日立金属株式会社 磁気式エンコーダー
FR2709549B1 (fr) * 1993-09-02 1995-10-13 Commissariat Energie Atomique Guide de flux magnétique à languettes et capteur magnétorésistif comportant ce guide .
FR2709600B1 (fr) * 1993-09-02 1995-09-29 Commissariat Energie Atomique Composant et capteur magnétorésistifs à motif géométrique répété.
FR2712420B1 (fr) * 1993-11-08 1995-12-15 Commissariat Energie Atomique Tête magnétique de lecture à élément magnétorésistant multicouche et à concentrateur et son procédé de réalisation.
FR2724482B1 (fr) * 1994-09-13 1996-12-06 Commissariat Energie Atomique Tete magnetique a magnetoresistance multicouche longitudinale sous-jacente
FR2724481B1 (fr) * 1994-09-13 1996-10-18 Commissariat Energie Atomique Tete magnetique planaire a magnetoresistance multicouche longitudinale
JP4288676B2 (ja) 2005-09-30 2009-07-01 日立金属株式会社 磁気エンコーダー
JP4240402B2 (ja) 2005-12-02 2009-03-18 日立金属株式会社 磁気エンコーダー
JP4254868B2 (ja) 2007-01-31 2009-04-15 日立金属株式会社 磁気センサ及びこれを用いた磁気エンコーダ
JP5734657B2 (ja) 2008-09-12 2015-06-17 日立金属株式会社 セルフピン型スピンバルブ磁気抵抗効果膜とそれを用いた磁気センサおよび回転角度検出装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0449607A (ja) * 1990-06-18 1992-02-19 Tdk Corp 磁性多層膜

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1126818A (en) * 1978-03-27 1982-06-29 Hiroyuki Ohkubo Apparatus for sensing an external magnetic field
DE3609006A1 (de) * 1986-03-18 1987-09-24 Standard Elektrik Lorenz Ag Magnetfeldsensor
DE3820475C1 (ja) * 1988-06-16 1989-12-21 Kernforschungsanlage Juelich Gmbh, 5170 Juelich, De
FR2648942B1 (fr) * 1989-06-27 1995-08-11 Thomson Csf Capteur a effet magnetoresistif
JP2690623B2 (ja) * 1991-02-04 1997-12-10 松下電器産業株式会社 磁気抵抗効果素子
US5277991A (en) * 1991-03-08 1994-01-11 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Magnetoresistive materials

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0449607A (ja) * 1990-06-18 1992-02-19 Tdk Corp 磁性多層膜

Also Published As

Publication number Publication date
US5637392A (en) 1997-06-10
JP2812042B2 (ja) 1998-10-15
EP0560350B1 (en) 2002-06-19
EP0560350A3 (en) 1993-11-03
EP0560350A2 (en) 1993-09-15
US5702834A (en) 1997-12-30
DE69332038T2 (de) 2003-02-13
DE69332038D1 (de) 2002-07-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2690623B2 (ja) 磁気抵抗効果素子
JP3293437B2 (ja) 磁気抵抗効果素子、磁気抵抗効果型ヘッド及びメモリー素子
JP3184352B2 (ja) メモリー素子
JP3295152B2 (ja) 磁気抵抗効果型弱磁界センサ
JPH0766033A (ja) 磁気抵抗素子ならびにその磁気抵抗素子を用いた磁性薄膜メモリおよび磁気抵抗センサ
EP0503499B1 (en) Magnetoresistive materials
JPH0883937A (ja) 磁気抵抗効果素子
JP2812042B2 (ja) 磁気抵抗センサー
JP2961914B2 (ja) 磁気抵抗効果材料およびその製造方法
JP3527786B2 (ja) 多層磁気抵抗効果膜および磁気ヘッド
EP0620572B1 (en) Element having magnetoresistive effect
JP2830513B2 (ja) 磁気抵抗効果材料およびその製造方法
JP2848083B2 (ja) 磁気抵抗効果素子
JPH0745884A (ja) 磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド
JPH06310329A (ja) 多層磁気抵抗効果膜および磁気ヘッド
JP3021785B2 (ja) 磁気抵抗効果材料およびその製造方法
JPH07153034A (ja) 磁気抵抗効果素子及びその製造方法
JPH08321016A (ja) 磁気抵抗効果膜
JPH0661050A (ja) 積層磁性膜およびそれを用いた磁気ヘツドならびに磁気記録・再生装置
JP2964690B2 (ja) 磁気抵抗効果材料およびその製造方法
JPH07288347A (ja) 磁気抵抗効果素子及び磁気抵抗効果型ヘッド
JPH06302877A (ja) 磁気抵抗効果素子及びそれを用いた磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド
JP3216448B2 (ja) 増幅素子
JPH08273124A (ja) スピンバルブ膜
JPH08111315A (ja) 磁気抵抗効果多層膜

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070807

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080807

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080807

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090807

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090807

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100807

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110807

Year of fee payment: 13

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110807

Year of fee payment: 13

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120807

Year of fee payment: 14

EXPY Cancellation because of completion of term
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120807

Year of fee payment: 14