JPH0536033A - 磁気抵抗素子 - Google Patents

磁気抵抗素子

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JPH0536033A
JPH0536033A JP21420191A JP21420191A JPH0536033A JP H0536033 A JPH0536033 A JP H0536033A JP 21420191 A JP21420191 A JP 21420191A JP 21420191 A JP21420191 A JP 21420191A JP H0536033 A JPH0536033 A JP H0536033A
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JP
Japan
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film
magnetic
soft magnetic
amorphous soft
magnetoresistive element
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Application number
JP21420191A
Other languages
English (en)
Inventor
Takeshi Maro
毅 麿
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Maxell Holdings Ltd
Original Assignee
Hitachi Maxell Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【構成】Co系アモルファス軟磁性膜と非磁性金属膜と
を積層した磁気抵抗素子であり、非磁性金属膜がCo系
アモルファス軟磁性膜の間に挟挿されるような積層構造
が好ましい。Co系アモルファス軟磁性膜中のCo含有
量は70at%〜90at%であり、Co系アモルファス軟
磁性膜および非磁性金属膜の膜厚はそれぞれ2〜100
Åの範囲内であることが好ましい。 【効果】本発明の磁気抵抗素子は磁気抵抗変化が大き
く、保磁力および透磁率は従来のパーマロイ程度となる
ので磁気抵抗素子として非常に優れている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は磁気抵抗素子に関する。
更に詳細には、本発明はその磁気抵抗効果の磁場依存性
の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】磁気記録装置の小型化および高密度化に
伴い、記録と再生を分離したシステムの技術開発が進め
られている。このうち、再生に使用するヘッドとして
は、ヘッド−媒体間の相対速度が小さくても、原理的に
高出力が期待できる磁気抵抗素子を用いたヘッドの開発
が進められている。
【0003】この磁気抵抗素子には、パーマロイ薄膜が
用いられているが、高記録密度でも高いS/N比を得る
ために、より出力の大きい、すなわち、より磁気抵抗変
化の大きい磁気抵抗素子が望まれていた。
【0004】最近、磁気抵抗効果の大きな磁性膜とし
て、[Fe/Cr]n ,[Co/Cu]n ,[Co/C
u/NiFe/Cu]n などが開発されている。しか
し、これらの磁性膜は保磁力が大きく、透磁率が低いた
めに、磁気抵抗型磁気ヘッド用磁気抵抗素子としては不
十分であった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、従来の磁
気抵抗素子が有していた高保磁力、低透磁率という欠点
を解決し、以て磁気抵抗変化の大きな磁気抵抗素子を提
供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明ではCo系アモルファス軟磁性膜と非磁性金
属とを積層したことを特徴とする磁気抵抗素子を提供す
る。
【0007】
【作用】本発明者が長年にわたり広範な実験と研究を続
けた結果、Co系アモルファス金属と非磁性金属とを積
層した膜は磁気抵抗変化が大きく、また保磁力および透
磁率はパーマロイ程度となり、磁気抵抗素子として非常
に優れていることが発見された。本発明はこの知見に基
づき完成された。
【0008】Co系アモルファス金属と非磁性金属とを
積層すると磁気抵抗変化が大きくなる正確なメカニズム
は未だ解明されていないので推測の域を出ないが、非磁
性層の存在により、Co系アモルファス金属のスピン配
列が、磁場がかかっている時と、いない時とで、大きく
変化し、その変化により磁気抵抗変化が大きくなるので
あろうと思われる。
【0009】Co系アモルファス膜中のCo含有量は7
0at%以上90at%以下であることが望ましい。Co含
有量が90at%を超えると膜の軟磁気特性が劣化し、7
0at%より小さいと磁気抵抗の変化が小さくなるので好
ましくない。
【0010】Co系アモルファス膜の膜厚は2Å以上1
00Å以下が望ましい。2Åより薄くても、あるいは1
00Åよりも厚くても、磁気抵抗効果は小さくなる。
【0011】また、非磁性膜の膜厚も2Å以上100Å
以下が望ましい。非磁性膜の場合もアモルファス膜と同
様に、2Åより薄くても、あるいは100Åよりも厚く
ても、磁気抵抗効果は小さくなる。
【0012】Co系アモルファス膜と非磁性膜とは交互
に複数層積重させることもできる。積層数は特に限定さ
れない。磁性層全体の厚さと各アモルファス膜および非
磁性膜の選択された膜厚が決まれば積層数は自ずから決
定される。重要なことは、非磁性膜がCo系アモルファ
ス膜に挟挿されるような積層構造を形成することであ
る。従って、例えば、最小の積層数は3層であり、基板
側からアモルファス膜、その上に非磁性膜が積層され、
この非磁性膜上にアモルファス膜が積層されていること
が好ましい。アモルファス膜と非磁性膜との2層だけの
全体構造ではアモルファスのスピン配列が大きく変化し
ないなどの理由により本発明の所期の効果が得られな
い。
【0013】Coアモルファス膜の材料としては、Co
Zr系アモルファス(例えば、CoZr,CoZrN
b,CoZrTa,CoZrPdおよびCoZrPtな
ど)、CoHf系アモルファス(例えば、CoHfN
b,CoHfTa,CoHfPdおよびCoHfPtな
ど)、CoFeSiB系アモルファスなどが好適に使用
できる。
【0014】非磁性金属としては、貴金属、例えば、C
u,Ag,Au,Ru,Rh,Pd,Os,Irおよび
Ptなどが、磁気抵抗が大きくなるため、望ましい。
【0015】Coアモルファス膜および非磁性金属層は
真空蒸着法、スパッタ法、イオンビームスパッタ法、イ
オンプレーティング法、クラスタイオンビーム法、分子
線エピタキシー法などの公知のベーパデボジション法に
より形成することができる。
【0016】基体と(Co系アモルファス膜/非磁性金
属)積層膜との間に、膜厚10〜100ÅのFe、Co
などのバッファ層を設けることもできる。このようなバ
ッファ層を設けると、積層膜にかかる歪が小さくなり保
磁力を小さくするなどの効果が得られる。
【0017】
【実施例】以下、実施例により本発明を更に詳細に説明
する。実施例1〜3 図1に示されるような高周波マグネトロンスパッタ装置
により、以下の条件で(Cox Zr1-x /Cu)積層膜
を作製した。ただし、実施例1はx=0.9,実施例2
はx=0.8,実施例3はx=0.7とした。 1.Ar圧: 2mTorr 2.高周波出力: 500W(13.54MHz ) 3.スパッタ速度: CoZr 1Å/秒 Cu 1Å/秒 4.基板: Siウエハ((111)面カット) 5.1層の膜厚: CoZr 7Å Cu 10Å 6.積層数: (CoZr/Cu)を20層 CoZrのCo濃度はCoターゲット上のZrチップの
個数を変えて求めた。CoZrとCuの膜厚は各ターゲ
ットについているシャッタで調節した。
【0018】比較例1および2 実施例1〜3と同じ装置を用い、同じ成膜条件で(Co
x Zr1-x /Cu)積層膜を作製した。ただし、比較例
1はx=0.95,比較例2はx=0.6とした。
【0019】実施例4〜7 実施例1〜3と同じ装置および成膜条件により(Co85
Zr15/Cu)積層膜を作製した。Cuの膜厚は10Å
一定とし、Co85Zr15の膜厚を2Å(実施例4),1
0Å(実施例5),50Å(実施例6)および100Å
(実施例7)としたものをそれぞれ作製した。
【0020】比較例5および6 実施例4〜7と同じ装置および成膜条件により(Co85
Zr15/Cu)積層膜を作製した。ただし、Co85Zr
15の膜厚を1.5Å(比較例5)および150Å(比較
例6)とした。
【0021】実施例8〜11 実施例1〜3と同じ装置および成膜条件により(Co85
Zr15/Cu)積層膜を作製した。Co85Zr15の膜厚
は7Å一定とし、Cuの膜厚を2Å(実施例8),10
Å(実施例9),50Å(実施例10)および100Å
(実施例11)としたものをそれぞれ作製した。
【0022】比較例7および8 実施例8〜11と同じ装置および成膜条件により(Co
85Zr15/Cu)積層膜を作製した。ただし、Cuの膜
厚を1.5Å(比較例7)および150Å(比較例8)
とした。
【0023】前記の各実施例および比較例で得られた磁
性膜の保磁力、透磁率および磁気抵抗効果を調べた。保
磁力は試料振動型磁力計で測定した。透磁率はコの字形
のフェライトコアを用いて閉磁路をつくり、ベクトルイ
ンピーダンスメータを用いて周波数1MHz で測定し
た。磁気抵抗効果は試料に磁場をかけながら電気抵抗を
測定し、磁場0のときの電気抵抗をR0 、磁場がかかっ
ているときの電気抵抗をRH とし、ΔR/R0 =|R0
−RH |/R0 の関係式より求めた。
【0024】保磁力、透磁率および磁気抵抗効果のCo
濃度依存性を下記の表1に示す。
【0025】
【表1】 表1 保 磁 力 透 磁 率 磁気抵抗効果 試 料 (Oe) (1MHz ) (%) 実施例1 1 1000 10 実施例2 0.5 2000 9 実施例3 0.3 3000 7 比較例1 10 200 20 比較例2 0.5 2500 2
【0026】保磁力、透磁率および磁気抵抗効果のCo
アモルファス膜厚依存性を下記の表2に示す。
【0027】
【表2】 表2 保 磁 力 透 磁 率 磁気抵抗効果 試 料 (Oe) (1MHz ) (%) 実施例4 0.5 2000 10 実施例5 0.4 1800 15 実施例6 0.4 1900 8 実施例7 0.3 2000 7 比較例3 0.2 5000 0 比較例4 0.2 5000 1
【0028】保磁力、透磁率および磁気抵抗効果のCu
膜厚依存性を下記の表3に示す。
【0029】
【表3】 表3 保 磁 力 透 磁 率 磁気抵抗効果 試 料 (Oe) (1MHz ) (%) 実施例 8 0.5 2000 15 実施例 9 0.4 2500 15 実施例10 0.3 3000 10 実施例11 0.4 2400 7 比較例 5 0.5 2100 0 比較例 6 0.5 2000 1
【0030】前記の表1〜3に示された結果から明らか
なように、本発明の積層膜は比較例の積層膜に比べて磁
気抵抗効果が極めて優れている。また、本発明の積層膜
の磁気抵抗効果は既存の磁気抵抗素子用磁性膜(例え
ば、Ni−FeおよびNi−Co合金など)の磁気抵抗
効果(ΔR/R)MAX =6.5%よりも遥かに大きく、
磁気特性の点でも優れている。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
Coアモルファス膜と非磁性金属膜を積層することによ
り磁気抵抗効果の大きな磁性膜を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例および比較例の積層膜を作製するのに使
用される高周波マグネトロンスパッタ装置の模式的構成
図である。
【符号の説明】
1 Coアモルファスターゲット 2 非磁性金属ターゲット 3 基板 4 シャッタ 5 隔壁 6 真空容器 7 高周波電源 8 Ar導入バルブ 9 Ar導入口 10 真空排気系

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Co系アモルファス軟磁性膜と非磁性金
    属膜とを積層したことを特徴とする磁気抵抗素子。
  2. 【請求項2】 非磁性金属膜がCo系アモルファス軟磁
    性膜の間に挟挿された積層構造を有する請求項1の磁気
    抵抗素子。
  3. 【請求項3】 Co系アモルファス軟磁性膜中のCo含
    有量が70at%以上90at%以下であることを特徴とす
    る請求項1の磁気抵抗素子。
  4. 【請求項4】 非磁性金属が貴金属であることを特徴と
    する請求項1の磁気抵抗素子。
  5. 【請求項5】 Co系アモルファス軟磁性膜の膜厚は2
    〜100Åの範囲内であり、非磁性金属膜の膜厚は2〜
    100Åの範囲内であることを特徴とする請求項1の磁
    気抵抗素子。
JP21420191A 1991-08-01 1991-08-01 磁気抵抗素子 Pending JPH0536033A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6031692A (en) * 1996-02-22 2000-02-29 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Magnetoresistive device and magnetoresistive head
US6249406B1 (en) 1996-09-23 2001-06-19 International Business Machines Corporation Magnetoresistive sensor with a soft adjacent layer having high magnetization, high resistivity, low intrinsic anisotropy and near zero magnetostriction
US6315839B1 (en) 1998-10-21 2001-11-13 International Business Machines Corporation Method of making a keeper layer for a spin valve sensor with low intrinsic anisotropy field
US6353519B2 (en) 1998-12-04 2002-03-05 International Business Machines Corporation Spin valve sensor having antiparallel (AP) pinned layer structure with high resistance and low coercivity

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6031692A (en) * 1996-02-22 2000-02-29 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Magnetoresistive device and magnetoresistive head
US6198610B1 (en) 1996-02-22 2001-03-06 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Magnetoresistive device and magnetoresistive head
US6249406B1 (en) 1996-09-23 2001-06-19 International Business Machines Corporation Magnetoresistive sensor with a soft adjacent layer having high magnetization, high resistivity, low intrinsic anisotropy and near zero magnetostriction
US7009822B1 (en) 1996-09-23 2006-03-07 Hardayal Singh Gill AMR Sensor with a soft adjacent layer having high magnetization, high resistivity, low intrinsic anisotropy and near zero magnetostriction
US6315839B1 (en) 1998-10-21 2001-11-13 International Business Machines Corporation Method of making a keeper layer for a spin valve sensor with low intrinsic anisotropy field
US6353519B2 (en) 1998-12-04 2002-03-05 International Business Machines Corporation Spin valve sensor having antiparallel (AP) pinned layer structure with high resistance and low coercivity
US6353518B2 (en) 1998-12-04 2002-03-05 International Business Machines Corporation Spin valve sensor having antiparallel (AP) pinned layer structure with low coercivity and high resistance

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Effective date: 20010116