JPH07193298A - 磁気抵抗材料を用いた機器およびその製造方法 - Google Patents
磁気抵抗材料を用いた機器およびその製造方法Info
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- JPH07193298A JPH07193298A JP6308464A JP30846494A JPH07193298A JP H07193298 A JPH07193298 A JP H07193298A JP 6308464 A JP6308464 A JP 6308464A JP 30846494 A JP30846494 A JP 30846494A JP H07193298 A JPH07193298 A JP H07193298A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 室温に近い温度での磁気抵抗率が大きな材料
を得る。 【構成】 公称組成がＸＭｎＯyであって磁気抵抗を呈す
る材料の膜６１を有する機器において、Ｘは、Ｌａと、
Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａのうちの少なくとも一つとする。膜材
料の磁気抵抗率の絶対値は２００％以上となる。ただ
し、磁気抵抗率は、（Ｒ（Ｈ）−Ｒ0）／Ｒ（Ｈ）で定
義される。Ｒ（Ｈ）は、かけられた磁場の大きさＨが６
テスラのときの膜の抵抗、Ｒ0は磁場がないときの膜の
抵抗である。さらに、膜は基板６０の上に配置され、し
かもその基板とエピタキシャルで、２≦ｙ≦３．５であ
り、磁気抵抗率は１０００％以上である。また、この膜
の製造工程の中に、酸素を含む雰囲気中での熱処理工程
を含む。
を得る。 【構成】 公称組成がＸＭｎＯyであって磁気抵抗を呈す
る材料の膜６１を有する機器において、Ｘは、Ｌａと、
Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａのうちの少なくとも一つとする。膜材
料の磁気抵抗率の絶対値は２００％以上となる。ただ
し、磁気抵抗率は、（Ｒ（Ｈ）−Ｒ0）／Ｒ（Ｈ）で定
義される。Ｒ（Ｈ）は、かけられた磁場の大きさＨが６
テスラのときの膜の抵抗、Ｒ0は磁場がないときの膜の
抵抗である。さらに、膜は基板６０の上に配置され、し
かもその基板とエピタキシャルで、２≦ｙ≦３．５であ
り、磁気抵抗率は１０００％以上である。また、この膜
の製造工程の中に、酸素を含む雰囲気中での熱処理工程
を含む。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、磁気抵抗材料、およ
び磁気抵抗材料を含む機器（たとえば、磁場プローブ、
記録ヘッド等）に関する。
び磁気抵抗材料を含む機器（たとえば、磁場プローブ、
記録ヘッド等）に関する。
【０００２】
【従来の技術】ある材料の「磁気抵抗」（ＭＲ）は、そ
の材料に磁場Ｈをかけたときの抵抗Ｒ（Ｈ）から磁場を
かけないときの抵抗Ｒ0を引いたものをいう。この抵抗
の差Δ（＝Ｒ（Ｈ）−Ｒ0）は、（たとえばＲ（Ｈ）で
割って）正規化して磁気抵抗率として、パーセントで表
すことが多い。
の材料に磁場Ｈをかけたときの抵抗Ｒ（Ｈ）から磁場を
かけないときの抵抗Ｒ0を引いたものをいう。この抵抗
の差Δ（＝Ｒ（Ｈ）−Ｒ0）は、（たとえばＲ（Ｈ）で
割って）正規化して磁気抵抗率として、パーセントで表
すことが多い。
【０００３】従来の材料（たとえばパーマロイ）は通
常、プラス数パーセントのＭＲ率をもつものが多い。最
近はＭＲ率の大きなものも現れており、たとえば、Ｆｅ
／ＣｒまたはＣｕ／Ｃｏの金属多重層構造で、室温で、
４０％のものまで観察された。たとえば、Ｅ．Ｆ．フラ
ートン(Fullerton)、Applied Physics Letters, Vol.63
(12), p.1699に記載がある。低温（典型的には５０Ｋ以
下）における高いＭＲ率も、Ｅｕ1-xＧｄｘＳｅで観察
された。ＭＲの値（絶対値）が従来の材料よりも著しく
大きいものは通常「巨大ＭＲ」と呼ばれる。これに関し
ては、たとえば、Ｐ．Ｍ．レビ(Levy)、Science, Vol.2
56, p.972に記載されている。
常、プラス数パーセントのＭＲ率をもつものが多い。最
近はＭＲ率の大きなものも現れており、たとえば、Ｆｅ
／ＣｒまたはＣｕ／Ｃｏの金属多重層構造で、室温で、
４０％のものまで観察された。たとえば、Ｅ．Ｆ．フラ
ートン(Fullerton)、Applied Physics Letters, Vol.63
(12), p.1699に記載がある。低温（典型的には５０Ｋ以
下）における高いＭＲ率も、Ｅｕ1-xＧｄｘＳｅで観察
された。ＭＲの値（絶対値）が従来の材料よりも著しく
大きいものは通常「巨大ＭＲ」と呼ばれる。これに関し
ては、たとえば、Ｐ．Ｍ．レビ(Levy)、Science, Vol.2
56, p.972に記載されている。
【０００４】もっと最近になって、混合金属酸化物にお
いて巨大ＭＲ率が観察された。Ｋ．チャハラ(Chahara)
他、Applied Physics Letters, Vol.63(14), p.1990-19
92には、Ｌａ0.72Ｃａ0.25ＭｎＯzにおいて−５３％の
率の記載がある。この材料は、室温でのＭＲはほとんど
ゼロであった。
いて巨大ＭＲ率が観察された。Ｋ．チャハラ(Chahara)
他、Applied Physics Letters, Vol.63(14), p.1990-19
92には、Ｌａ0.72Ｃａ0.25ＭｎＯzにおいて−５３％の
率の記載がある。この材料は、室温でのＭＲはほとんど
ゼロであった。
【０００５】Ｒ．フォン・ヘルムホルト(von Helmholt)
他、Physical Review Letters, Vol.71(14), pp.2331-2
333は、室温において、ペロブスカイト様のＬａ.67Ｂａ
.33Ｍｎ酸化物の薄膜で、約１５０％のＭＲ率を得たと
報告している。堆積したままの膜は常磁性であったが、
それから熱処理（９００℃、大気中で１２時間）をした
後は、そのサンプルは、強磁性の磁化曲線を示した。そ
の材料のバルク（塊）サンプルは金属強磁性体であっ
て、キュリー温度は３４３Ｋであるが、ＭＲ率は小さい
ということが知られている。
他、Physical Review Letters, Vol.71(14), pp.2331-2
333は、室温において、ペロブスカイト様のＬａ.67Ｂａ
.33Ｍｎ酸化物の薄膜で、約１５０％のＭＲ率を得たと
報告している。堆積したままの膜は常磁性であったが、
それから熱処理（９００℃、大気中で１２時間）をした
後は、そのサンプルは、強磁性の磁化曲線を示した。そ
の材料のバルク（塊）サンプルは金属強磁性体であっ
て、キュリー温度は３４３Ｋであるが、ＭＲ率は小さい
ということが知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】商用目的には、室温
（約２５℃）で、より高いＭＲを示す材料が望まれる。
より高いＭＲ率が得られれば、特に、機器の感度が向上
し、新たな応用の可能性も出てくる。室温で操作可能と
なれば、機器の設計が格段に簡素化され、著しいコスト
低減がはかられ、信頼性向上の可能性もある。この出願
は、室温において２００％以上（絶対値）のＭＲ率を示
す混合金属酸化物を開示する。また、この出願は、その
ような材料の製造方法をも開示する。
（約２５℃）で、より高いＭＲを示す材料が望まれる。
より高いＭＲ率が得られれば、特に、機器の感度が向上
し、新たな応用の可能性も出てくる。室温で操作可能と
なれば、機器の設計が格段に簡素化され、著しいコスト
低減がはかられ、信頼性向上の可能性もある。この出願
は、室温において２００％以上（絶対値）のＭＲ率を示
す混合金属酸化物を開示する。また、この出願は、その
ような材料の製造方法をも開示する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前掲のヘルムホルトら著
の論文は、初め常磁性であったＬａ−Ｂａ−Ｍｎ酸化物
の膜が熱処理（９００℃、空気中で１２時間）により、
より高いピーク温度の、そしてそのピークがより鋭くと
がった、強磁性体に変換されたということが開示されて
いる。また、これらの改善がその熱処理の間の均質化に
関係するということが示されている。
の論文は、初め常磁性であったＬａ−Ｂａ−Ｍｎ酸化物
の膜が熱処理（９００℃、空気中で１２時間）により、
より高いピーク温度の、そしてそのピークがより鋭くと
がった、強磁性体に変換されたということが開示されて
いる。また、これらの改善がその熱処理の間の均質化に
関係するということが示されている。
【０００８】従来の技術の示唆にかからわず、本発明の
発明者らは、（均質化との関連でかもしれない）適用可
能な他の機構を見いだした。この機構は、異なる予備技
術を必要とする。この新たな技術を用いることにより、
室温でＭＲ率（磁気抵抗率）が著しく改善された材料が
できた。
発明者らは、（均質化との関連でかもしれない）適用可
能な他の機構を見いだした。この機構は、異なる予備技
術を必要とする。この新たな技術を用いることにより、
室温でＭＲ率（磁気抵抗率）が著しく改善された材料が
できた。
【０００９】より具体的には、２５℃で磁気抵抗を呈
し、公称上の組成がＸＭｎＯyの材料の膜を有する機器
を得た。ここにＸは、Ｌａと、Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａのうち
の少なくとも一つである。重要なことは、酸素含有量
（サブスクリプトｙで表される）は、その材料の膜が、
２５℃で絶対値２００％以上のＭＲ率となるように選ぶ
ことである。ＭＲ率は、（Ｒ（Ｈ）−Ｒ0）／Ｒ（Ｈ）
で定義される。ここに、Ｒ（Ｈ）は、磁場Ｈがかけられ
たその材料膜の抵抗値（または抵抗率）であり、Ｒ0は
磁場がないときの抵抗値（または抵抗率）である。磁場
の強さは６テスラである。
し、公称上の組成がＸＭｎＯyの材料の膜を有する機器
を得た。ここにＸは、Ｌａと、Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａのうち
の少なくとも一つである。重要なことは、酸素含有量
（サブスクリプトｙで表される）は、その材料の膜が、
２５℃で絶対値２００％以上のＭＲ率となるように選ぶ
ことである。ＭＲ率は、（Ｒ（Ｈ）−Ｒ0）／Ｒ（Ｈ）
で定義される。ここに、Ｒ（Ｈ）は、磁場Ｈがかけられ
たその材料膜の抵抗値（または抵抗率）であり、Ｒ0は
磁場がないときの抵抗値（または抵抗率）である。磁場
の強さは６テスラである。
【００１０】この材料膜の改善された特性は、その機器
の新しい製造方法にも関連する。その方法は、公称上の
組成がＸＭｎＯy'（ｙ’は通常、ｙと異なる）の膜を基
板上（たとえばＭｇＯ，ＳｒＴｉＯ3であって、中間膜
をもっていてもよい）に形成する工程と、その膜を熱処
理する工程とを含む。
の新しい製造方法にも関連する。その方法は、公称上の
組成がＸＭｎＯy'（ｙ’は通常、ｙと異なる）の膜を基
板上（たとえばＭｇＯ，ＳｒＴｉＯ3であって、中間膜
をもっていてもよい）に形成する工程と、その膜を熱処
理する工程とを含む。
【００１１】重要なことは、膜の熱処理の間の少なくと
も一部分で、その膜が酸素を含む雰囲気と接触し、その
雰囲気における酸素の分圧を環境の空気の酸素分圧より
も高くしてあることである。望ましい実施例では、雰囲
気は、環境圧力下で流動する酸素である。その熱処理が
完了した後にその材料が、２５℃で、６Ｔの磁場で、少
なくとも２００％（絶対値）のＭＲ率となるように、熱
処理の温度と時間を選択する。
も一部分で、その膜が酸素を含む雰囲気と接触し、その
雰囲気における酸素の分圧を環境の空気の酸素分圧より
も高くしてあることである。望ましい実施例では、雰囲
気は、環境圧力下で流動する酸素である。その熱処理が
完了した後にその材料が、２５℃で、６Ｔの磁場で、少
なくとも２００％（絶対値）のＭＲ率となるように、熱
処理の温度と時間を選択する。
【００１２】典型的には、その膜は、一つの基板（たと
えば、支持体（たとえばＳｉウェーハ）とその上のバッ
ファ膜（たとえばＭｇＯ）からなる。）の上に形成され
る。基板材料の例をあげると、ＭｇＯ，ＳｒＴｉＯ3，
ＬａＡｌＯ3がある。
えば、支持体（たとえばＳｉウェーハ）とその上のバッ
ファ膜（たとえばＭｇＯ）からなる。）の上に形成され
る。基板材料の例をあげると、ＭｇＯ，ＳｒＴｉＯ3，
ＬａＡｌＯ3がある。
【００１３】上述のように、（多結晶の）適当な酸化物
のバルクサンプルは、大きなＭＲを示さない。この、バ
ルクサンプルと薄膜との違いは、図１のＭＲのデータに
例示される。図１で、曲線１及び２は、それぞれ、バル
クサンプルと薄膜のデータである。公称組成は、Ｌａ
0.67Ｃａ0.33ＭｎＯyである。
のバルクサンプルは、大きなＭＲを示さない。この、バ
ルクサンプルと薄膜との違いは、図１のＭＲのデータに
例示される。図１で、曲線１及び２は、それぞれ、バル
クサンプルと薄膜のデータである。公称組成は、Ｌａ
0.67Ｃａ0.33ＭｎＯyである。
【００１４】適当な熱処理の後に、関連する酸化物は室
温で強磁性となっている。図２は、本発明による材料の
磁化ループの例を示す。この材料は９００℃の流れてい
るＯ2の中で３時間加熱された。実験上の理由で、測定
は２８０Ｋで行った。２５℃での結果でもほとんど同じ
であろう。
温で強磁性となっている。図２は、本発明による材料の
磁化ループの例を示す。この材料は９００℃の流れてい
るＯ2の中で３時間加熱された。実験上の理由で、測定
は２８０Ｋで行った。２５℃での結果でもほとんど同じ
であろう。
【００１５】図３は、別の熱処理条件について、ＭＲ率
の結果を温度に対して示す。この材料の公称組成は、Ｌ
ａ0.67Ｃａ0.33ＭｎＯy（ｙは３程度）である。曲線３
０は堆積したままの材料を表し、曲線３１は７００℃の
流れるＯ2の中で３０分間加熱された材料を表し、曲線
３２は８００℃の流れるＯ2の中で３時間加熱された材
料を表す。このデータは、室温でのＭＲが、熱処理条件
（時間及び温度）に強く依存することを示している。
の結果を温度に対して示す。この材料の公称組成は、Ｌ
ａ0.67Ｃａ0.33ＭｎＯy（ｙは３程度）である。曲線３
０は堆積したままの材料を表し、曲線３１は７００℃の
流れるＯ2の中で３０分間加熱された材料を表し、曲線
３２は８００℃の流れるＯ2の中で３時間加熱された材
料を表す。このデータは、室温でのＭＲが、熱処理条件
（時間及び温度）に強く依存することを示している。
【００１６】このデータはまた、従来技術による結果に
比べて、本発明によれば、酸素濃度の高い雰囲気で熱処
理をすることにより、著しい改良があることをも示して
いる。好ましい実施例においては、機器の規定動作温度
（たとえば２５℃）またはそれに近い温度で磁気抵抗率
が最大になるように、熱処理条件（たとえば時間、温度
及び酸素分圧）を選択する。
比べて、本発明によれば、酸素濃度の高い雰囲気で熱処
理をすることにより、著しい改良があることをも示して
いる。好ましい実施例においては、機器の規定動作温度
（たとえば２５℃）またはそれに近い温度で磁気抵抗率
が最大になるように、熱処理条件（たとえば時間、温度
及び酸素分圧）を選択する。
【００１７】図４と図５は、それぞれ、１９０Ｋおよび
（約）２６℃における膜の抵抗率を表し、６テスラで、
それぞれ、１４００および４１０％のＭＲ率を示す。
（約）２６℃における膜の抵抗率を表し、６テスラで、
それぞれ、１４００および４１０％のＭＲ率を示す。
【００１８】あるサンプルが室温で大きなＭＲをもつた
めには、そのサンプルは通常、室温で強磁性でなければ
ならない。しかし、発明者らは、Ｏ2濃度の高い雰囲気
での適当な熱処理により強磁性が得られることを見いだ
した。たとえば、公称組成Ｌａ0.67Ｃａ0.33ＭｎＯ
yで、キュリー温度が約３５０Ｋの材料が製造された。
めには、そのサンプルは通常、室温で強磁性でなければ
ならない。しかし、発明者らは、Ｏ2濃度の高い雰囲気
での適当な熱処理により強磁性が得られることを見いだ
した。たとえば、公称組成Ｌａ0.67Ｃａ0.33ＭｎＯ
yで、キュリー温度が約３５０Ｋの材料が製造された。
【００１９】本発明による材料作りで重要なことは、酸
素濃度を高めた（Ｏ2分圧を周囲の空気よりも高くす
る。望ましくは１気圧程度高くするが、１気圧を越えて
もよい。）雰囲気で熱処理をすることにより酸素化学量
を最適化することである。
素濃度を高めた（Ｏ2分圧を周囲の空気よりも高くす
る。望ましくは１気圧程度高くするが、１気圧を越えて
もよい。）雰囲気で熱処理をすることにより酸素化学量
を最適化することである。
【００２０】本発明による酸化物膜は、種々の適当な方
法により形成できる。たとえば、レーザアブレーション
（レーザ削摩）、スパッタリング、蒸着、分子ビームエ
ピタキシ、イオンビーム堆積、電気的または非電気的堆
積の方法がある。膜の厚さは、ユーザの要求により、典
型的には、５ｎｍ〜１００μｍの範囲である。膜は、通
常は基板上に形成されるが、独立のものであってもよ
い。膜は多結晶でもよいが、多くの場合、基板にエピタ
キシャル成長させる。後者の場合、基板（たとえばＳｒ
ＴｉＯ3，ＭｇＯ，ＬａＡｌＯ3）の格子定数は、必要な
酸化物の格子定数に近い（典型的には約５％以内）。
法により形成できる。たとえば、レーザアブレーション
（レーザ削摩）、スパッタリング、蒸着、分子ビームエ
ピタキシ、イオンビーム堆積、電気的または非電気的堆
積の方法がある。膜の厚さは、ユーザの要求により、典
型的には、５ｎｍ〜１００μｍの範囲である。膜は、通
常は基板上に形成されるが、独立のものであってもよ
い。膜は多結晶でもよいが、多くの場合、基板にエピタ
キシャル成長させる。後者の場合、基板（たとえばＳｒ
ＴｉＯ3，ＭｇＯ，ＬａＡｌＯ3）の格子定数は、必要な
酸化物の格子定数に近い（典型的には約５％以内）。
【００２１】単数または複数のバッファ層（膜）の使用
もありうる。たとえば、ある種の機器への適用では、支
持体としてＳｉを用い、これに、酸化物の毒作用を防ぐ
ための適当なバッファ材料（たとえばＬａＡｌＯ3もし
くは他の酸化物または金などの不活性金属）を組み合わ
せるのが望ましい。
もありうる。たとえば、ある種の機器への適用では、支
持体としてＳｉを用い、これに、酸化物の毒作用を防ぐ
ための適当なバッファ材料（たとえばＬａＡｌＯ3もし
くは他の酸化物または金などの不活性金属）を組み合わ
せるのが望ましい。
【００２２】レーザアブレーションその他の適当な技術
による膜形成は通常、熱い（５００〜１０００℃、望ま
しくは６００〜９００℃）基板上への堆積を含み、これ
は望ましくは酸素を含有する雰囲気中で実施される。
による膜形成は通常、熱い（５００〜１０００℃、望ま
しくは６００〜９００℃）基板上への堆積を含み、これ
は望ましくは酸素を含有する雰囲気中で実施される。
【００２３】ついで、酸素濃度を高めた雰囲気中で熱処
理がなさる。すなわち、一般に３００〜１０００℃の温
度範囲にその膜をおき、２５℃で必要なＭＲ率（たとえ
ば絶対値で最低２００％）が得られるレベルにまでその
材料の酸素含有量を上昇させるのに必要な有効時間だ
け、膜温度を維持する工程を含む。典型的には、その時
間は１０分から１００時間の範囲である。望ましくない
基板・膜間相互作用を最小限にするために、望ましい温
度は８５０℃以下であり、望ましい時間は１２時間以下
である。
理がなさる。すなわち、一般に３００〜１０００℃の温
度範囲にその膜をおき、２５℃で必要なＭＲ率（たとえ
ば絶対値で最低２００％）が得られるレベルにまでその
材料の酸素含有量を上昇させるのに必要な有効時間だ
け、膜温度を維持する工程を含む。典型的には、その時
間は１０分から１００時間の範囲である。望ましくない
基板・膜間相互作用を最小限にするために、望ましい温
度は８５０℃以下であり、望ましい時間は１２時間以下
である。
【００２４】この新しい方法の効果の詳しい理由はまだ
完全には明らかにされていないが、実験結果によれば、
酸素の化学量が重要な役割を果たしているようである。
たとえば、不活性雰囲気（Ａｒ）内のＬａ−Ｃａ−Ｍｎ
ー酸化物膜の熱処理はＭＲの損失をもたらすことがわか
った。
完全には明らかにされていないが、実験結果によれば、
酸素の化学量が重要な役割を果たしているようである。
たとえば、不活性雰囲気（Ａｒ）内のＬａ−Ｃａ−Ｍｎ
ー酸化物膜の熱処理はＭＲの損失をもたらすことがわか
った。
【００２５】特定の範囲のＭＲ率を得るのに適した酸素
含有量のはっきりした範囲はまだ決定されていない。し
かし、その決定には、ある程度の実験的努力と既知の技
術の適用が必要なだけである。たとえば、Ｐ．Ｋ．ギャ
ラガ(Gallagher)他、Materials Research Bulletin, Vo
l.22, pp.995-1006に、関連する技術が開示されてい
る。発明者らの現在の評価では、ｙの適当な値は、２〜
３．５の範囲である。
含有量のはっきりした範囲はまだ決定されていない。し
かし、その決定には、ある程度の実験的努力と既知の技
術の適用が必要なだけである。たとえば、Ｐ．Ｋ．ギャ
ラガ(Gallagher)他、Materials Research Bulletin, Vo
l.22, pp.995-1006に、関連する技術が開示されてい
る。発明者らの現在の評価では、ｙの適当な値は、２〜
３．５の範囲である。
【００２６】発明者らのほとんどの実験で使った材料
は、Ｌａ：Ｃａ（またはＳｒまたはＢａ）の比が２：１
であるが、有用な組成がこの比に限定されるわけではな
い。特に、キュリー温度が室温以上となりうるような好
ましい組成という観点からは、Ｌａ−Ｃａ−Ｍｎ−酸化
物内のＣａ含有量は、０．２５〜０．４０が望ましく、
Ｌａ−Ｂａ−Ｍｎ−酸化物内のＢａ含有量は、０．２０
〜０．４５が望ましく、Ｌａ−Ｓｒ−Ｍｎ−酸化物内の
Ｓｒ含有量は、０．１８〜０．５０が望ましい。
は、Ｌａ：Ｃａ（またはＳｒまたはＢａ）の比が２：１
であるが、有用な組成がこの比に限定されるわけではな
い。特に、キュリー温度が室温以上となりうるような好
ましい組成という観点からは、Ｌａ−Ｃａ−Ｍｎ−酸化
物内のＣａ含有量は、０．２５〜０．４０が望ましく、
Ｌａ−Ｂａ−Ｍｎ−酸化物内のＢａ含有量は、０．２０
〜０．４５が望ましく、Ｌａ−Ｓｒ−Ｍｎ−酸化物内の
Ｓｒ含有量は、０．１８〜０．５０が望ましい。
【００２７】本発明による酸化膜は、種々の機器に適用
可能である。そのような機器の例として、図６に磁場プ
ローブが模式的に示されている。図６で、６０は基板、
６１は本発明によるＭｎ酸化膜、６２は電流源６３をＭ
ｎ酸化膜に接続するリード線、６４はＭｎ酸化膜を電圧
計７５に接続するリード線である。
可能である。そのような機器の例として、図６に磁場プ
ローブが模式的に示されている。図６で、６０は基板、
６１は本発明によるＭｎ酸化膜、６２は電流源６３をＭ
ｎ酸化膜に接続するリード線、６４はＭｎ酸化膜を電圧
計７５に接続するリード線である。
【００２８】ヘルムホルトらによる開示（前出）によれ
ば、Ｌａ0.67Ｂａ0.33ＭｎＯx膜のＭＲについて「…多
結晶サンプルはエピタキシャルサンプルと違いがなかっ
た。」とされているが、発明者らの知見では、エピタキ
シャル膜はＭＲ特性が著しく改善できた。図７は、Ｌａ
ＡｌＯ3の基板とエピタキシャルである公称組成Ｌａ0.6
7Ｃａ0.33ＭｎＯyの膜の実施例の抵抗率を、横軸を磁場
として表したグラフである。この膜は、７００℃で、Ｏ
2の分圧が１００ｍＴｏｒｒのもとで堆積させ、９００
℃で、３気圧のＯ2の中で３０分間の堆積後処理を行っ
たものである。その結果得られた材料は、７７Ｋで、Ｈ
＝０Ｔでは抵抗率１１．６Ω・ｃｍ、Ｈ＝６Ｔでは抵抗
率９．１ｍΩ・ｃｍであった。またこの場合、抵抗率の
変化のほとんどが２Ｔ以下で起こった。
ば、Ｌａ0.67Ｂａ0.33ＭｎＯx膜のＭＲについて「…多
結晶サンプルはエピタキシャルサンプルと違いがなかっ
た。」とされているが、発明者らの知見では、エピタキ
シャル膜はＭＲ特性が著しく改善できた。図７は、Ｌａ
ＡｌＯ3の基板とエピタキシャルである公称組成Ｌａ0.6
7Ｃａ0.33ＭｎＯyの膜の実施例の抵抗率を、横軸を磁場
として表したグラフである。この膜は、７００℃で、Ｏ
2の分圧が１００ｍＴｏｒｒのもとで堆積させ、９００
℃で、３気圧のＯ2の中で３０分間の堆積後処理を行っ
たものである。その結果得られた材料は、７７Ｋで、Ｈ
＝０Ｔでは抵抗率１１．６Ω・ｃｍ、Ｈ＝６Ｔでは抵抗
率９．１ｍΩ・ｃｍであった。またこの場合、抵抗率の
変化のほとんどが２Ｔ以下で起こった。
【００２９】この材料は、６Ｔおよび７７ＫでＭＲ率が
１．２７×１０5％であった。発明者らの知る限りで
は、これは、マンガナイト膜においてこれまでに報告さ
れたうちで最も高いＭＲ率である。この高いＭＲ率は、
ＬａＡｌＯ3よりも大きな格子不整合をもつ基板すなわ
ち（１００）ＭｇＯ上に形成された類似の膜においてみ
られた約２００％以下の比較的低いＭＲ率と対照的であ
る。
１．２７×１０5％であった。発明者らの知る限りで
は、これは、マンガナイト膜においてこれまでに報告さ
れたうちで最も高いＭＲ率である。この高いＭＲ率は、
ＬａＡｌＯ3よりも大きな格子不整合をもつ基板すなわ
ち（１００）ＭｇＯ上に形成された類似の膜においてみ
られた約２００％以下の比較的低いＭＲ率と対照的であ
る。
【００３０】ここで、少なくとも一つの結晶学的軸が単
結晶基板と膜とで共通の場合、膜は、その基板と「エピ
タキシャル」である。単結晶基板はＳｉウェーハのよう
なバルク（塊）の単結晶でなくともよく、非単結晶材料
の上の単結晶膜のようなものでもよい。したがって、単
結晶Ｓｉウェーハとその上に形成されたアモルファス
（たとえばＳｉＯ2）層（膜）と、その上に形成された
単結晶チタン酸ビスマス膜とからなる基板は、「単結
晶」基板である。ここでいう「エピタキシャル」には、
基板とその上の膜との間の連続な場合を含むが、これに
限定されるものではない。
結晶基板と膜とで共通の場合、膜は、その基板と「エピ
タキシャル」である。単結晶基板はＳｉウェーハのよう
なバルク（塊）の単結晶でなくともよく、非単結晶材料
の上の単結晶膜のようなものでもよい。したがって、単
結晶Ｓｉウェーハとその上に形成されたアモルファス
（たとえばＳｉＯ2）層（膜）と、その上に形成された
単結晶チタン酸ビスマス膜とからなる基板は、「単結
晶」基板である。ここでいう「エピタキシャル」には、
基板とその上の膜との間の連続な場合を含むが、これに
限定されるものではない。
【００３１】材料が、ｃ軸向き傾向にあり、２゜未満の
ｃ軸ｘ線ロッキング曲線内でＦＷＨＭ（半値全幅）を持
つならば、膜は「実質的に」単結晶である。多くの場
合、その材料はＸminが２０％未満（望ましくは１０％
未満）という要求を満たす。ここに、Ｘminは、よく知
られたラザフォードの後方散乱率である。
ｃ軸ｘ線ロッキング曲線内でＦＷＨＭ（半値全幅）を持
つならば、膜は「実質的に」単結晶である。多くの場
合、その材料はＸminが２０％未満（望ましくは１０％
未満）という要求を満たす。ここに、Ｘminは、よく知
られたラザフォードの後方散乱率である。
【００３２】図７の膜は、比較的密度の高いターゲット
からのパルスレーザ堆積により形成された。このような
ターゲットの使用は、少ない欠陥（たとえば特異点およ
び／または空洞）をもつ高品質の膜をもたらし、エピタ
キシを改善するので好ましい。そのような高密度ターゲ
ットは、たとえば、従来の温度（１０００〜１１００
℃）よりも高い温度（１３００℃）で焼結することによ
り作成できた。
からのパルスレーザ堆積により形成された。このような
ターゲットの使用は、少ない欠陥（たとえば特異点およ
び／または空洞）をもつ高品質の膜をもたらし、エピタ
キシを改善するので好ましい。そのような高密度ターゲ
ットは、たとえば、従来の温度（１０００〜１１００
℃）よりも高い温度（１３００℃）で焼結することによ
り作成できた。
【００３３】磁気抵抗材料としては室温または室温に近
い温度で大きなＭＲ率をもつのが望ましいことが多い。
しかし、たとえば液体窒素の温度（７７Ｋ）またはそれ
以上の温度で大きなＭＲ率を呈する材料は技術的応用範
囲が広い。そのような温度は簡単にかつ安価に得られ、
維持できるからである。
い温度で大きなＭＲ率をもつのが望ましいことが多い。
しかし、たとえば液体窒素の温度（７７Ｋ）またはそれ
以上の温度で大きなＭＲ率を呈する材料は技術的応用範
囲が広い。そのような温度は簡単にかつ安価に得られ、
維持できるからである。
【００３４】しかし、最大抵抗値となる温度が、処理条
件の影響を受けるということは重要である。特に、堆積
途中における酸素分圧（ｐO2）が高いほど（たとえば１
００ｍＴｏｒｒよりも高い場合）、膜の最高抵抗温度が
高くなることがわかった。特に室温近くにおける磁化
も、堆積途中のの酸素分圧が高いほど増大する傾向にあ
った。たとえば、酸素分圧約３００ｍＴｏｒｒで堆積し
たＬａ−Ｃａ−Ｍｎ−Ｏ膜は、２０００ガウスより大き
な磁場中で磁化（４πＭ）されたとき、２６０Ｋ，２８
０Ｋでそれぞれ、１３００％、４７０％のＭＲ率を呈し
た。
件の影響を受けるということは重要である。特に、堆積
途中における酸素分圧（ｐO2）が高いほど（たとえば１
００ｍＴｏｒｒよりも高い場合）、膜の最高抵抗温度が
高くなることがわかった。特に室温近くにおける磁化
も、堆積途中のの酸素分圧が高いほど増大する傾向にあ
った。たとえば、酸素分圧約３００ｍＴｏｒｒで堆積し
たＬａ−Ｃａ−Ｍｎ−Ｏ膜は、２０００ガウスより大き
な磁場中で磁化（４πＭ）されたとき、２６０Ｋ，２８
０Ｋでそれぞれ、１３００％、４７０％のＭＲ率を呈し
た。
【００３５】ＭＲ膜の種々の応用において、アモルファ
ス基板上の結晶膜（たとえばＳｉウェーハ上のＳｉＯ2
膜）を形成できると有利である。これによりたとえば、
ＭＲセンサを、Ｓｉウェーハの内部またはその上に配置
された必要な回路と組み合わせることができるからであ
る。しかし発明者らのこれまでの知見では、ＳｉＯ2の
上に直接堆積されるこのタイプの酸化膜は、通常、多結
晶であってＭＲ率は比較的低い。
ス基板上の結晶膜（たとえばＳｉウェーハ上のＳｉＯ2
膜）を形成できると有利である。これによりたとえば、
ＭＲセンサを、Ｓｉウェーハの内部またはその上に配置
された必要な回路と組み合わせることができるからであ
る。しかし発明者らのこれまでの知見では、ＳｉＯ2の
上に直接堆積されるこのタイプの酸化膜は、通常、多結
晶であってＭＲ率は比較的低い。
【００３６】発明者らはこの問題を、アモルファス層の
上に「テンプレート」膜を形成した化合物基板の上に酸
化膜を堆積することによって解決した。そのテンプレー
ト膜の材料は、適当な結晶対称性の表面を提供するもの
であって、その膜の上に堆積される酸化膜材料の少なく
とも一つのエピタキシ関連の格子寸法に近い（通常、±
８％以内）格子寸法をもつ材料から選択する。
上に「テンプレート」膜を形成した化合物基板の上に酸
化膜を堆積することによって解決した。そのテンプレー
ト膜の材料は、適当な結晶対称性の表面を提供するもの
であって、その膜の上に堆積される酸化膜材料の少なく
とも一つのエピタキシ関連の格子寸法に近い（通常、±
８％以内）格子寸法をもつ材料から選択する。
【００３７】これまでのところ、Ｌａ−Ｃａ−Ｍｎ−酸
化物に好適なテンプレート材料の例としては、Ｂｉ4Ｔ
ｉ3Ｏx（ただし、ｘは約１２である）がある。Ｂｉ4Ｔ
ｉ3Ｏ1 2は正方格子対称性をもち、ａ＝０．５４１ｎ
ｍ，ｂ＝０．５４５ｎｍ，ｃ＝３．２８２ｎｍである。
Ｂｉ4Ｔｉ3Ｏ12の＜１００＞面間隔は、Ｌａ0.67Ｃａ
0.33ＭｎＯy（これは、ａ＝０．３８９の立方体であ
る）の＜１００＞面間隔とほぼ整合する。Ｂｉ4Ｔｉ3Ｏ
12の＜１００＞面間隔は、Ｌａ0.67Ｃａ0.33ＭｎＯyの
＜１００＞面間隔の約２倍だからである。
化物に好適なテンプレート材料の例としては、Ｂｉ4Ｔ
ｉ3Ｏx（ただし、ｘは約１２である）がある。Ｂｉ4Ｔ
ｉ3Ｏ1 2は正方格子対称性をもち、ａ＝０．５４１ｎ
ｍ，ｂ＝０．５４５ｎｍ，ｃ＝３．２８２ｎｍである。
Ｂｉ4Ｔｉ3Ｏ12の＜１００＞面間隔は、Ｌａ0.67Ｃａ
0.33ＭｎＯy（これは、ａ＝０．３８９の立方体であ
る）の＜１００＞面間隔とほぼ整合する。Ｂｉ4Ｔｉ3Ｏ
12の＜１００＞面間隔は、Ｌａ0.67Ｃａ0.33ＭｎＯyの
＜１００＞面間隔の約２倍だからである。
【００３８】ＳｉＯ2上のチタン酸ビスマス・テンプレ
ート膜は、通常、ｃ軸を向く傾向が強い。他の例では、
イットリアで安定化したジルコニア（ＹＳＺ）は、＜１
００＞格子パラメータが０．５１６ｎｍであって、これ
はＳｉの＜１００＞格子パラメータ０．５４５ｎｍとわ
ずか６％しか違わない。
ート膜は、通常、ｃ軸を向く傾向が強い。他の例では、
イットリアで安定化したジルコニア（ＹＳＺ）は、＜１
００＞格子パラメータが０．５１６ｎｍであって、これ
はＳｉの＜１００＞格子パラメータ０．５４５ｎｍとわ
ずか６％しか違わない。
【００３９】上述の対称性および格子寸法についての要
求のほかに、テンプレート材料は、融点が処理温度の最
高値よりも高く、処理温度において機械的にも化学的に
も安定であることが必要である。
求のほかに、テンプレート材料は、融点が処理温度の最
高値よりも高く、処理温度において機械的にも化学的に
も安定であることが必要である。
【００４０】
【作用】上述の手段により、比較的室温に近い温度で磁
気抵抗率の大きな材料を得ることができる。
気抵抗率の大きな材料を得ることができる。
【００４１】
［実施例１］ （１００）ＬａＡｌＯ3基板上に、レー
ザアブレーション（レーザ削摩）によって、公称組成Ｌ
ａ0.67Ｃａ0.33ＭｎＯyの厚さ１００ｎｍの膜を堆積し
た。ターゲットとしては上記組成のもので直径１２ｍｍ
厚さ５ｍｍのものを使用した。アブレーションは酸素雰
囲気（１００ｍＴｏｒｒ）のもとで行った。できた膜は
基板とエピタキシャルであって、ターゲットとほとんど
同じ組成であった。その膜を炉心管内で、１気圧７００
℃の流動酸素内で３０分間維持した。サンプルを炉心管
から取り出して冷却した後に、通常の方法により膜の抵
抗を測定した。その膜は、膜内の電流の方向に平行な６
Ｔの磁場の中で、最大で約１４００％の磁気抵抗率を示
した。
ザアブレーション（レーザ削摩）によって、公称組成Ｌ
ａ0.67Ｃａ0.33ＭｎＯyの厚さ１００ｎｍの膜を堆積し
た。ターゲットとしては上記組成のもので直径１２ｍｍ
厚さ５ｍｍのものを使用した。アブレーションは酸素雰
囲気（１００ｍＴｏｒｒ）のもとで行った。できた膜は
基板とエピタキシャルであって、ターゲットとほとんど
同じ組成であった。その膜を炉心管内で、１気圧７００
℃の流動酸素内で３０分間維持した。サンプルを炉心管
から取り出して冷却した後に、通常の方法により膜の抵
抗を測定した。その膜は、膜内の電流の方向に平行な６
Ｔの磁場の中で、最大で約１４００％の磁気抵抗率を示
した。
【００４２】［実施例２］ 実施例１の堆積したままの
膜の一部を１気圧８００℃の流動酸素内で３０分間熱処
理した。その膜は、６Ｔの磁場の中で、室温近く（２５
℃）で約４１０％の磁気抵抗率を示した。
膜の一部を１気圧８００℃の流動酸素内で３０分間熱処
理した。その膜は、６Ｔの磁場の中で、室温近く（２５
℃）で約４１０％の磁気抵抗率を示した。
【００４３】［実施例３］ 実施例１の堆積したままの
膜の他の一部を実施例２とほぼ同様に熱処理した。ただ
し、酸素の代わりにアルゴンを用いた。その膜は、約７
％の磁気抵抗率を示し、その抵抗率は、実施例２のサン
プルよりも４桁大きかった。
膜の他の一部を実施例２とほぼ同様に熱処理した。ただ
し、酸素の代わりにアルゴンを用いた。その膜は、約７
％の磁気抵抗率を示し、その抵抗率は、実施例２のサン
プルよりも４桁大きかった。
【００４４】［実施例４］ 次の基板を用意した。すな
わち、単結晶（１００）Ｓｉウェーハと、単結晶（１０
０）Ｓｉウェーハの上に約１００ｎｍのＹＳＺおよび５
０ｎｍのチタン酸ビスマス（Ｂｉ4Ｔｉ3Ｏx、ただし、
ｘは１２程度）を形成したものと、単結晶（１００）Ｓ
ｉウェーハの上に約１００ｎｍのアモルファスＳｉＯ2
を形成し、さらにそのＳｉＯ2の上に約５０ｎｍチタン
酸ビスマスを形成したものと、である。
わち、単結晶（１００）Ｓｉウェーハと、単結晶（１０
０）Ｓｉウェーハの上に約１００ｎｍのＹＳＺおよび５
０ｎｍのチタン酸ビスマス（Ｂｉ4Ｔｉ3Ｏx、ただし、
ｘは１２程度）を形成したものと、単結晶（１００）Ｓ
ｉウェーハの上に約１００ｎｍのアモルファスＳｉＯ2
を形成し、さらにそのＳｉＯ2の上に約５０ｎｍチタン
酸ビスマスを形成したものと、である。
【００４５】ＹＳＺおよびチタン酸化膜は、前述のパル
スレーザ堆積技術により堆積した。ＹＳＺ膜は、ｃ軸を
向く傾向が強く、実質的に単結晶であった。チタン酸膜
は、ｃ軸と交差する傾向が強くａーｂ面は基板面に対し
て実質的に平行である。
スレーザ堆積技術により堆積した。ＹＳＺ膜は、ｃ軸を
向く傾向が強く、実質的に単結晶であった。チタン酸膜
は、ｃ軸と交差する傾向が強くａーｂ面は基板面に対し
て実質的に平行である。
【００４６】基板上に、公称組成Ｌａ0.67Ｃａ0.33Ｍｎ
Ｏy（ただし、ｙは３程度）の厚さ約１００ｎｍの膜
を、実施例１とほぼ同様に、同じ公称金属組成のターゲ
ットからのレーザアブレーションにより、堆積した。堆
積途中の温度は基板６００〜７００℃とし、その堆積は
１００ｍＴｏｒｒの酸素分圧のもとに行われた。Ｂｉ4
Ｔｉ3Ｏx／ＹＳＺ／Ｓｉ基板およびＢｉ4Ｔｉ3Ｏx／Ｓ
ｉＯ2／Ｓｉ基板の上の成長はエピタキシャルであっ
た。
Ｏy（ただし、ｙは３程度）の厚さ約１００ｎｍの膜
を、実施例１とほぼ同様に、同じ公称金属組成のターゲ
ットからのレーザアブレーションにより、堆積した。堆
積途中の温度は基板６００〜７００℃とし、その堆積は
１００ｍＴｏｒｒの酸素分圧のもとに行われた。Ｂｉ4
Ｔｉ3Ｏx／ＹＳＺ／Ｓｉ基板およびＢｉ4Ｔｉ3Ｏx／Ｓ
ｉＯ2／Ｓｉ基板の上の成長はエピタキシャルであっ
た。
【００４７】堆積の後に、その膜を１気圧の酸素中で７
５０℃で、２時間、熱処理した。その結果えられた膜の
ＭＲを、従来の４点プローブ技術により、温度の関数と
して測定した。かけた磁場は２Ｔであった。最大ＭＲ率
は、温度範囲１１０〜１４０Ｋで発生し、Ｓｉ基板上の
膜では３０％未満、Ｂｉ4Ｔｉ3Ｏx／ＹＳＺ／Ｓｉ基板
上の膜では８０％、Ｂｉ4Ｔｉ3Ｏx／ＳｉＯ2／Ｓｉ基板
上の膜では１３７０％であった。
５０℃で、２時間、熱処理した。その結果えられた膜の
ＭＲを、従来の４点プローブ技術により、温度の関数と
して測定した。かけた磁場は２Ｔであった。最大ＭＲ率
は、温度範囲１１０〜１４０Ｋで発生し、Ｓｉ基板上の
膜では３０％未満、Ｂｉ4Ｔｉ3Ｏx／ＹＳＺ／Ｓｉ基板
上の膜では８０％、Ｂｉ4Ｔｉ3Ｏx／ＳｉＯ2／Ｓｉ基板
上の膜では１３７０％であった。
【００４８】
【発明の効果】上述のように、本発明によれば、比較的
室温に近い温度で磁気抵抗率の大きな材料を得ることが
できる。
室温に近い温度で磁気抵抗率の大きな材料を得ることが
できる。
【図１】磁気抵抗率のデータの例を、横軸を温度として
示すグラフ。
示すグラフ。
【図２】磁化ループの例を示すグラフ。
【図３】磁気抵抗率のデータの例を、横軸を温度として
示すグラフ。
示すグラフ。
【図４】抵抗率の例を、横軸を磁場の強さとして示すグ
ラフ。
ラフ。
【図５】抵抗率の例を、横軸を磁場の強さとして示すグ
ラフ。
ラフ。
【図６】本発明による材料を含む機器の実施例を示す模
式図。
式図。
【図７】抵抗率の例を、横軸を磁場の強さとして示すグ
ラフ。
ラフ。
６０ 基板 ６１ Ｍｎ酸化膜 ６２、６４ リード線 ６３ 電流源 ７５ 電圧計
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マーク トーマス マクコーマック アメリカ合衆国、07901 ニュージャージ ー、サミット、ニュー イングランド ア ベニュー 96 (72)発明者 ラマモーシー ラメッシュ アメリカ合衆国、07701 ニュージャージ ー、ティントン フォールズ、パロミノ プレイス 29
Claims (10)
- 【請求項１】 Ｘが、Ｌａと、Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａのうち
の少なくとも一つであるときに、公称組成がＸＭｎＯy
であって磁気抵抗を呈する材料の膜（６１）を有する機
器において、 かけられた磁場の大きさＨが６テスラのときの膜の抵抗
をＲ（Ｈ）とし、磁場がないときの膜の抵抗をＲ0とす
るときに、前記膜の材料の（Ｒ（Ｈ）−Ｒ0）／Ｒ
（Ｈ）で定義される磁気抵抗率の絶対値が２００％以上
であって、上記ｙは、その膜に前記磁気抵抗率を与える
ものが選択されることを特徴とする、磁気抵抗材料を用
いた機器。 - 【請求項２】 前記膜は基板（６０）の上に配置され、
しかもその基板とエピタキシャルで、２≦ｙ≦３．５で
あり、また、前記磁気抵抗率は１０００％以上であるこ
とを特徴とする請求項１の機器。 - 【請求項３】 前記基板はＳｉ支持体とバッファ層とを
具備する化合物基板であって、前記膜は前記バッファ層
と実質的にエピタキシャルであるかまたは前記基板は実
質的に単結晶テンプレート膜を具備することを特徴とす
る請求項２の機器。 - 【請求項４】 前記テンプレート膜は、アモルファス層
と前記磁気抵抗を呈する膜との間に配置されることを特
徴とする請求項３の機器。 - 【請求項５】 前記アモルファス層はＳｉＯ2であり、
前記テンプレート膜はチタン酸ビスマスであることを特
徴とする請求項４の機器。 - 【請求項６】 その機器の動作温度が、前記磁気抵抗率
の絶対値が最大となるピーク温度にほぼ等しいことを特
徴とする請求項１の機器。 - 【請求項７】 前記材料の公称組成は、０．２５≦ｘ≦
０．４０としてＬａ1ー xＣａxＭｎＯyか、０．１８≦ｘ
≦０．５０としてＬａ1ーxＳｒxＭｎＯyか、０．２０≦
ｘ≦０．４５としてＬａ1ーxＢａxＭｎＯyか、のいずれ
かであることを特徴とする請求項１の機器。 - 【請求項８】 前記磁気抵抗を呈する膜は、１１００℃
より高い温度で焼結されたターゲットからのレーザアブ
レーションを含む処理により形成されることを特徴とす
る請求項１ないし７のいずれかの機器。 - 【請求項９】 ａ）Ｘが、Ｌａと、Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａの
うちの少なくとも一つであるときに、公称組成がＸＭｎ
Ｏyの材料の膜を形成する工程と、 ｂ）前記膜を、酸素を含む雰囲気中で熱処理する工程
と、 を含み、かつ、 ｃ）前記雰囲気の酸素分圧は環境の空気の酸素分圧より
も高く、 ｄ）かけられた磁場の大きさＨが６テスラのときの膜の
抵抗をＲ（Ｈ）とし、磁場がないときの膜の抵抗をＲ0
とするときに、前記膜の材料の（Ｒ（Ｈ）−Ｒ0）／Ｒ
（Ｈ）で定義される磁気抵抗率の絶対値が２００％以上
であるように、上記熱処理の時間および温度が選択され
ることを特徴とする、磁気抵抗材料を用いた機器の製造
方法。 - 【請求項１０】 前記酸素分圧は１気圧以上であり、熱
処理温度は３００〜８００℃の範囲であり、熱処理時間
は１０分〜１２時間であり、かつ、２≦ｙ≦３．５であ
ることを特徴とする請求項９の方法。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US15476693A | 1993-11-18 | 1993-11-18 | |
| US154766 | 1993-11-18 | ||
| US228168 | 1994-04-15 | ||
| US08/228,168 US5549977A (en) | 1993-11-18 | 1994-04-15 | Article comprising magnetoresistive material |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07193298A true JPH07193298A (ja) | 1995-07-28 |
| JP2963354B2 JP2963354B2 (ja) | 1999-10-18 |
Family
ID=26851760
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6308464A Expired - Fee Related JP2963354B2 (ja) | 1993-11-18 | 1994-11-18 | 磁気抵抗材料を用いた機器およびその製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5549977A (ja) |
| EP (1) | EP0654835B1 (ja) |
| JP (1) | JP2963354B2 (ja) |
| DE (1) | DE69404267T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008270677A (ja) * | 2007-04-25 | 2008-11-06 | National Institute For Materials Science | ドープド・ペロブスカイト・マンガナイト単結晶を用いた巨大異方性磁気抵抗素子 |
Families Citing this family (35)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0732428B1 (en) * | 1995-03-17 | 2000-05-17 | AT&T Corp. | Method for making and artice comprising a spinel-structure material on a substrate |
| JP2723082B2 (ja) * | 1995-06-26 | 1998-03-09 | 日本電気株式会社 | 酸化物磁性体及びそれを用いた磁気検出素子 |
| JPH09231523A (ja) * | 1996-02-27 | 1997-09-05 | Nec Corp | 磁気抵抗効果ヘッド |
| US5792569A (en) * | 1996-03-19 | 1998-08-11 | International Business Machines Corporation | Magnetic devices and sensors based on perovskite manganese oxide materials |
| US5840420A (en) * | 1996-03-21 | 1998-11-24 | The University Of Alabama | Magnetoresistance elements exhibiting thermally stable giant magnetoresistance effect |
| US5764056A (en) * | 1996-05-16 | 1998-06-09 | Seagate Technology, Inc. | Nickel-manganese as a pinning layer in spin valve/GMR magnetic sensors |
| US6337991B1 (en) | 1996-11-05 | 2002-01-08 | Corning Applied Technologies Corp. | Large temperature coefficient of resistance material |
| US6117571A (en) * | 1997-03-28 | 2000-09-12 | Advanced Technology Materials, Inc. | Compositions and method for forming doped A-site deficient thin-film manganate layers on a substrate |
| ES2128263B1 (es) * | 1997-05-28 | 1999-12-16 | Consejo Superior Investigacion | Dispositivos magnetoresistivos para la deteccion de presencia y posicion de piezas metalicas. |
| US5856008A (en) * | 1997-06-05 | 1999-01-05 | Lucent Technologies Inc. | Article comprising magnetoresistive material |
| US5854587A (en) * | 1997-06-26 | 1998-12-29 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | REx M1-x Mny O.sub.δ films for microbolometer-based IR focal plane arrays |
| ES2141666B1 (es) * | 1997-10-24 | 2000-11-16 | Consejo Superior Investigacion | Potenciometro modulado magneticamente basado en las propiedades magnetoresistivas de oxidos de manganeso. |
| US6134090A (en) * | 1998-03-20 | 2000-10-17 | Seagate Technology Llc | Enhanced spin-valve/GMR magnetic sensor with an insulating boundary layer |
| US6356420B1 (en) | 1998-05-07 | 2002-03-12 | Seagate Technology Llc | Storage system having read head utilizing GMR and AMr effects |
| US6693033B2 (en) | 2000-02-10 | 2004-02-17 | Motorola, Inc. | Method of removing an amorphous oxide from a monocrystalline surface |
| DE10031229C1 (de) * | 2000-06-23 | 2001-11-22 | Dresden Ev Inst Festkoerper | Stromabhängiges resistives Bauelement |
| US6501973B1 (en) | 2000-06-30 | 2002-12-31 | Motorola, Inc. | Apparatus and method for measuring selected physical condition of an animate subject |
| US6555946B1 (en) | 2000-07-24 | 2003-04-29 | Motorola, Inc. | Acoustic wave device and process for forming the same |
| US6590236B1 (en) * | 2000-07-24 | 2003-07-08 | Motorola, Inc. | Semiconductor structure for use with high-frequency signals |
| US6493497B1 (en) | 2000-09-26 | 2002-12-10 | Motorola, Inc. | Electro-optic structure and process for fabricating same |
| US6638838B1 (en) | 2000-10-02 | 2003-10-28 | Motorola, Inc. | Semiconductor structure including a partially annealed layer and method of forming the same |
| US6501121B1 (en) | 2000-11-15 | 2002-12-31 | Motorola, Inc. | Semiconductor structure |
| US6559471B2 (en) | 2000-12-08 | 2003-05-06 | Motorola, Inc. | Quantum well infrared photodetector and method for fabricating same |
| DE10110292C1 (de) * | 2001-02-26 | 2002-10-02 | Dresden Ev Inst Festkoerper | Stromabhängiges resistives Bauelement |
| US6673646B2 (en) | 2001-02-28 | 2004-01-06 | Motorola, Inc. | Growth of compound semiconductor structures on patterned oxide films and process for fabricating same |
| US6709989B2 (en) | 2001-06-21 | 2004-03-23 | Motorola, Inc. | Method for fabricating a semiconductor structure including a metal oxide interface with silicon |
| US6531740B2 (en) | 2001-07-17 | 2003-03-11 | Motorola, Inc. | Integrated impedance matching and stability network |
| US6646293B2 (en) | 2001-07-18 | 2003-11-11 | Motorola, Inc. | Structure for fabricating high electron mobility transistors utilizing the formation of complaint substrates |
| US6693298B2 (en) | 2001-07-20 | 2004-02-17 | Motorola, Inc. | Structure and method for fabricating epitaxial semiconductor on insulator (SOI) structures and devices utilizing the formation of a compliant substrate for materials used to form same |
| US6498358B1 (en) | 2001-07-20 | 2002-12-24 | Motorola, Inc. | Structure and method for fabricating an electro-optic system having an electrochromic diffraction grating |
| US6667196B2 (en) | 2001-07-25 | 2003-12-23 | Motorola, Inc. | Method for real-time monitoring and controlling perovskite oxide film growth and semiconductor structure formed using the method |
| US6639249B2 (en) | 2001-08-06 | 2003-10-28 | Motorola, Inc. | Structure and method for fabrication for a solid-state lighting device |
| US6589856B2 (en) | 2001-08-06 | 2003-07-08 | Motorola, Inc. | Method and apparatus for controlling anti-phase domains in semiconductor structures and devices |
| US6673667B2 (en) | 2001-08-15 | 2004-01-06 | Motorola, Inc. | Method for manufacturing a substantially integral monolithic apparatus including a plurality of semiconductor materials |
| US11398570B2 (en) | 2019-04-08 | 2022-07-26 | Kepler Computing Inc. | Doped polar layers and semiconductor device incorporating same |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4622613A (en) * | 1983-10-07 | 1986-11-11 | Matsushita Electric Industrials Co., Ltd. | Thin film magnetic head |
| MY108176A (en) * | 1991-02-08 | 1996-08-30 | Hitachi Global Storage Tech Netherlands B V | Magnetoresistive sensor based on oscillations in the magnetoresistance |
| US5304975A (en) * | 1991-10-23 | 1994-04-19 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magnetoresistance effect element and magnetoresistance effect sensor |
| US5287238A (en) * | 1992-11-06 | 1994-02-15 | International Business Machines Corporation | Dual spin valve magnetoresistive sensor |
| DE4425356C2 (de) * | 1993-09-29 | 1998-07-02 | Siemens Ag | Magnetoresistiver Sensor unter Verwendung eines Sensormaterials mit perowskitähnlicher Kristallstruktur |
-
1994
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008270677A (ja) * | 2007-04-25 | 2008-11-06 | National Institute For Materials Science | ドープド・ペロブスカイト・マンガナイト単結晶を用いた巨大異方性磁気抵抗素子 |
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