JPH08111315A - 磁気抵抗効果多層膜 - Google Patents
磁気抵抗効果多層膜Info
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- JPH08111315A JPH08111315A JP6243598A JP24359894A JPH08111315A JP H08111315 A JPH08111315 A JP H08111315A JP 6243598 A JP6243598 A JP 6243598A JP 24359894 A JP24359894 A JP 24359894A JP H08111315 A JPH08111315 A JP H08111315A
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- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F10/00—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
- H01F10/32—Spin-exchange-coupled multilayers, e.g. nanostructured superlattices
- H01F10/324—Exchange coupling of magnetic film pairs via a very thin non-magnetic spacer, e.g. by exchange with conduction electrons of the spacer
- H01F10/3268—Exchange coupling of magnetic film pairs via a very thin non-magnetic spacer, e.g. by exchange with conduction electrons of the spacer the exchange coupling being asymmetric, e.g. by use of additional pinning, by using antiferromagnetic or ferromagnetic coupling interface, i.e. so-called spin-valve [SV] structure, e.g. NiFe/Cu/NiFe/FeMn
- H01F10/3281—Exchange coupling of magnetic film pairs via a very thin non-magnetic spacer, e.g. by exchange with conduction electrons of the spacer the exchange coupling being asymmetric, e.g. by use of additional pinning, by using antiferromagnetic or ferromagnetic coupling interface, i.e. so-called spin-valve [SV] structure, e.g. NiFe/Cu/NiFe/FeMn only by use of asymmetry of the magnetic film pair itself, i.e. so-called pseudospin valve [PSV] structure, e.g. NiFe/Cu/Co
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 耐食性及び耐熱性に劣る材料を使用すること
なしに小さな外部磁界により大きな磁気抵抗効果が得ら
れる磁気抵抗効果多層膜を提供する。 【構成】 ガラス基板２の上に、Ｐｔ含有率３〜４０
［原子％］で厚さ３５〜１００［Å］の高保磁力材料Ｃ
ｏ−Ｐｔからなる第１の強磁性４と厚さ５〜１５０
［Å］の低保磁力材料Ｎｉ−Ｆｅからなる第２の強磁性
層８との間に厚さ８〜４０［Å］のＣｕからなる非磁性
層６が介在せる構成を有する磁気抵抗効果多層膜であっ
て、第１の強磁性層４は保磁力１５０［Ｏｅ］以上であ
る。
なしに小さな外部磁界により大きな磁気抵抗効果が得ら
れる磁気抵抗効果多層膜を提供する。 【構成】 ガラス基板２の上に、Ｐｔ含有率３〜４０
［原子％］で厚さ３５〜１００［Å］の高保磁力材料Ｃ
ｏ−Ｐｔからなる第１の強磁性４と厚さ５〜１５０
［Å］の低保磁力材料Ｎｉ−Ｆｅからなる第２の強磁性
層８との間に厚さ８〜４０［Å］のＣｕからなる非磁性
層６が介在せる構成を有する磁気抵抗効果多層膜であっ
て、第１の強磁性層４は保磁力１５０［Ｏｅ］以上であ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気抵抗効果多層膜に
関し、特に２種類の強磁性層の保磁力差を利用して磁気
抵抗効果を得る磁気抵抗効果多層膜に係るものである。
本発明による磁気抵抗効果多層膜は、例えば、磁気ヘッ
ドの構成部材として利用することができる。
関し、特に２種類の強磁性層の保磁力差を利用して磁気
抵抗効果を得る磁気抵抗効果多層膜に係るものである。
本発明による磁気抵抗効果多層膜は、例えば、磁気ヘッ
ドの構成部材として利用することができる。
【０００２】
【従来の技術】１９８８年に、フランスのＦｅｒｔら
［Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｌｅｔｔ．，６１，２４７２（１
９８８）］により、Ｆｅ／Ｃｒからなる人工格子多層膜
によって巨大磁気抵抗効果（高い磁気抵抗効果）が得ら
れることが報告された。それ以降、様々な人工格子系で
巨大磁気抵抗効果が得られることが報告されている。
［Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｌｅｔｔ．，６１，２４７２（１
９８８）］により、Ｆｅ／Ｃｒからなる人工格子多層膜
によって巨大磁気抵抗効果（高い磁気抵抗効果）が得ら
れることが報告された。それ以降、様々な人工格子系で
巨大磁気抵抗効果が得られることが報告されている。
【０００３】これら巨大磁気抵抗効果は、その機構から
２つに分類することができる。第１の種類は、Ｆｅｒｔ
らに始まる磁性層間の強磁性結合を利用した人工格子多
層膜であり、第２の種類は、Ｄｉｎｎｙ［Ｊ．Ａｐｐ
ｌ．Ｐｈｙｓ．，６９，４７７４（１９９１）］によ
り、あるいは新庄ら［Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｓｏｃ．Ｊｐ
ｎ．，５９，３０６１（１９９０）］により、報告され
た強磁性結合を利用しない人工格子多層膜である。
２つに分類することができる。第１の種類は、Ｆｅｒｔ
らに始まる磁性層間の強磁性結合を利用した人工格子多
層膜であり、第２の種類は、Ｄｉｎｎｙ［Ｊ．Ａｐｐ
ｌ．Ｐｈｙｓ．，６９，４７７４（１９９１）］によ
り、あるいは新庄ら［Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｓｏｃ．Ｊｐ
ｎ．，５９，３０６１（１９９０）］により、報告され
た強磁性結合を利用しない人工格子多層膜である。
【０００４】巨大磁気抵抗効果は、２つの強磁性層の磁
化の向きを平行と反平行との間で状態変化させることに
より、電子スピンとの相互作用を利用し、大きな抵抗差
（抵抗変化）を得るものである。上記第１の種類では、
外部磁界が小さい時に磁化の向きが反平行となり抵抗が
大きく、外部磁界が大きい時に磁化の向きが平行となり
抵抗が小さくなる。また、上記第２の種類のものは、い
わゆるスピンバルブと保磁力差を利用したものとに分け
られる。スピンバルブは、一方の強磁性層の磁化の向き
を固定し且つ他方の強磁性層の磁化の向きを外部磁界に
追従させることで、２つの強磁性層の磁化の向きの平行
・反平行の状態変化を実現するものである。保磁力差を
利用した多層膜では、それぞれの磁性層の保磁力をＨ
1 ，Ｈ2 （Ｈ1 ＞Ｈ2 ）とした時、Ｈ1 ＞ＨEX＞Ｈ2 の
関係にある外部磁界ＨEXにより、保磁力Ｈ1 の磁性層の
磁化の向きを固定したままで保磁力Ｈ2 の磁化の向きを
外部磁界に追従させる。
化の向きを平行と反平行との間で状態変化させることに
より、電子スピンとの相互作用を利用し、大きな抵抗差
（抵抗変化）を得るものである。上記第１の種類では、
外部磁界が小さい時に磁化の向きが反平行となり抵抗が
大きく、外部磁界が大きい時に磁化の向きが平行となり
抵抗が小さくなる。また、上記第２の種類のものは、い
わゆるスピンバルブと保磁力差を利用したものとに分け
られる。スピンバルブは、一方の強磁性層の磁化の向き
を固定し且つ他方の強磁性層の磁化の向きを外部磁界に
追従させることで、２つの強磁性層の磁化の向きの平行
・反平行の状態変化を実現するものである。保磁力差を
利用した多層膜では、それぞれの磁性層の保磁力をＨ
1 ，Ｈ2 （Ｈ1 ＞Ｈ2 ）とした時、Ｈ1 ＞ＨEX＞Ｈ2 の
関係にある外部磁界ＨEXにより、保磁力Ｈ1 の磁性層の
磁化の向きを固定したままで保磁力Ｈ2 の磁化の向きを
外部磁界に追従させる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記第１の種類のもの
は、２つの磁性層の磁気的結合が強いため、磁化の向き
の平行・反平行の状態変化を実現させるためには、数Ｋ
Ｏｅ（キロエルステッド）の大きな外部磁界の印加が必
要となる。これは即ち、小さな外部磁界では有効な磁気
抵抗効果を得ることができないことを意味し、磁気記録
媒体からの小さな磁界を検出する磁気ヘッドへの利用に
は不向きである。
は、２つの磁性層の磁気的結合が強いため、磁化の向き
の平行・反平行の状態変化を実現させるためには、数Ｋ
Ｏｅ（キロエルステッド）の大きな外部磁界の印加が必
要となる。これは即ち、小さな外部磁界では有効な磁気
抵抗効果を得ることができないことを意味し、磁気記録
媒体からの小さな磁界を検出する磁気ヘッドへの利用に
は不向きである。
【０００６】また、上記第２の種類のもののうちスピン
バルブでは、一方の強磁性層の磁化の向きを固定するた
め、該磁性層にＦｅ−Ｍｎ等の反強磁性層を積層し、こ
れら２つの層の間の交換結合を利用している。ところ
で、この反強磁性層として用いられるＦｅ−Ｍｎ層は耐
食性が低く、更にネール点が低いので耐熱性が低く、実
際の素子への適用性が劣る。
バルブでは、一方の強磁性層の磁化の向きを固定するた
め、該磁性層にＦｅ−Ｍｎ等の反強磁性層を積層し、こ
れら２つの層の間の交換結合を利用している。ところ
で、この反強磁性層として用いられるＦｅ−Ｍｎ層は耐
食性が低く、更にネール点が低いので耐熱性が低く、実
際の素子への適用性が劣る。
【０００７】更に、上記第２の種類のもののうち保磁力
差を利用したものは、新庄らの報告した人工格子多層膜
と、ＭｃＧｕｉｒｅら［ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｍａｇ
ｎ．ｖｏｌ．２９，２７１４（１９９３）］の報告した
Ｃｏ／Ｃｕ／Ｃｏの３層サンドイッチ膜が代表的であ
る。ところで、前者は、構造が複雑であり十分大きな磁
気抵抗変化率を得ることが難しいという難点がある。ま
た、後者は、ＣｏＯが不均一に存在することに基づき保
磁力差が現れている可能性がある。この場合、その磁化
過程は磁壁移動が支配的となるため、高速応答を望むこ
とができない。
差を利用したものは、新庄らの報告した人工格子多層膜
と、ＭｃＧｕｉｒｅら［ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｍａｇ
ｎ．ｖｏｌ．２９，２７１４（１９９３）］の報告した
Ｃｏ／Ｃｕ／Ｃｏの３層サンドイッチ膜が代表的であ
る。ところで、前者は、構造が複雑であり十分大きな磁
気抵抗変化率を得ることが難しいという難点がある。ま
た、後者は、ＣｏＯが不均一に存在することに基づき保
磁力差が現れている可能性がある。この場合、その磁化
過程は磁壁移動が支配的となるため、高速応答を望むこ
とができない。
【０００８】そこで、本発明の１つの目的は、小さな外
部磁界により大きな磁気抵抗効果が得られる磁気抵抗効
果多層膜を提供することにある。
部磁界により大きな磁気抵抗効果が得られる磁気抵抗効
果多層膜を提供することにある。
【０００９】本発明の他の目的は、耐食性及び耐熱性に
劣る材料を使用することなしに有効な磁気抵抗効果が得
られる磁気抵抗効果多層膜を提供することにある。
劣る材料を使用することなしに有効な磁気抵抗効果が得
られる磁気抵抗効果多層膜を提供することにある。
【００１０】本発明の更に別の目的は、薄型化しても良
好な磁気抵抗効果が得られ、従って高速応答性の実現に
有利な磁気抵抗効果多層膜を提供することにある。
好な磁気抵抗効果が得られ、従って高速応答性の実現に
有利な磁気抵抗効果多層膜を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記目
的を達成するものとして、高保磁力材料からなる第１の
強磁性層と低保磁力材料からなる第２の強磁性層との間
に非磁性層が介在せる構成を有する磁気抵抗効果多層膜
において、前記第１の強磁性層は保磁力１５０［Ｏｅ］
以上であることを特徴とする、磁気抵抗効果多層膜、が
提供される。
的を達成するものとして、高保磁力材料からなる第１の
強磁性層と低保磁力材料からなる第２の強磁性層との間
に非磁性層が介在せる構成を有する磁気抵抗効果多層膜
において、前記第１の強磁性層は保磁力１５０［Ｏｅ］
以上であることを特徴とする、磁気抵抗効果多層膜、が
提供される。
【００１２】本発明の一態様においては、前記第１の強
磁性層はＣｏ−Ｐｔ、Ｃｏ−Ｃｒ−ＴａまたはＣｏ−Ｃ
ｒ−Ｐｔからなる。
磁性層はＣｏ−Ｐｔ、Ｃｏ−Ｃｒ−ＴａまたはＣｏ−Ｃ
ｒ−Ｐｔからなる。
【００１３】本発明の一態様においては、前記Ｃｏ−Ｐ
ｔのＰｔ含有率は３〜４０［原子％］である。
ｔのＰｔ含有率は３〜４０［原子％］である。
【００１４】本発明の一態様においては、前記第２の強
磁性層はＮｉ−Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｏ−ＦｅまたはＣｏ−Ｎ
ｂ−Ｚｒからなる。
磁性層はＮｉ−Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｏ−ＦｅまたはＣｏ−Ｎ
ｂ−Ｚｒからなる。
【００１５】本発明の一態様においては、前記非磁性層
はＣｕ、ＡｇまたはＡｕからなる。
はＣｕ、ＡｇまたはＡｕからなる。
【００１６】本発明の一態様においては、前記第１の強
磁性層の厚さは３５〜１００［Å］である。
磁性層の厚さは３５〜１００［Å］である。
【００１７】本発明の一態様においては、前記第２の強
磁性層の厚さは５〜１５０［Å］である。
磁性層の厚さは５〜１５０［Å］である。
【００１８】本発明の一態様においては、前記非磁性層
の厚さは８〜４０［Å］である。
の厚さは８〜４０［Å］である。
【００１９】本発明の一態様においては、基板表面上に
積層成膜されている。
積層成膜されている。
【００２０】図１は本発明による磁気抵抗効果多層膜の
構成を示す模式的断面図である。
構成を示す模式的断面図である。
【００２１】２は基板であり、該基板２の上面上には第
１の強磁性層４が形成されており、該第１の強磁性層４
の上面上には非磁性層６が形成されており、該非磁性層
６の上面上には第２の強磁性層８が形成されている。
１の強磁性層４が形成されており、該第１の強磁性層４
の上面上には非磁性層６が形成されており、該非磁性層
６の上面上には第２の強磁性層８が形成されている。
【００２２】上記基板２としては、ガラス、Ｓｉ、Ｇａ
Ａｓ等が用いられる。
Ａｓ等が用いられる。
【００２３】上記第１の強磁性層４は、保磁力１５０
［Ｏｅ］以上であり、好ましくは保磁力２００［Ｏｅ］
以上、より一層好ましく３００［Ｏｅ］以上である。そ
の材料としては、Ｃｏ−Ｐｔを用いることができる。Ｃ
ｏ−Ｐｔは、コバルト（Ｃｏ）に白金（Ｐｔ）を添加し
た合金であり、そのＰｔ含有率は例えば３〜４０［原子
％］である。Ｐｔ含有率が少なすぎると十分高い保磁力
を得ることが困難となり、Ｐｔ含有率が多すぎると金属
間化合物が形成され、これにより飽和磁化が低下し、且
つ平滑な膜を得にくくなる。該第１の強磁性層４の厚さ
は、例えば３５〜１００［Å］である。上記第１の強磁
性層４の材料としては、更に、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｔａまたは
Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔを用いることもできる。
［Ｏｅ］以上であり、好ましくは保磁力２００［Ｏｅ］
以上、より一層好ましく３００［Ｏｅ］以上である。そ
の材料としては、Ｃｏ−Ｐｔを用いることができる。Ｃ
ｏ−Ｐｔは、コバルト（Ｃｏ）に白金（Ｐｔ）を添加し
た合金であり、そのＰｔ含有率は例えば３〜４０［原子
％］である。Ｐｔ含有率が少なすぎると十分高い保磁力
を得ることが困難となり、Ｐｔ含有率が多すぎると金属
間化合物が形成され、これにより飽和磁化が低下し、且
つ平滑な膜を得にくくなる。該第１の強磁性層４の厚さ
は、例えば３５〜１００［Å］である。上記第１の強磁
性層４の材料としては、更に、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｔａまたは
Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔを用いることもできる。
【００２４】上記非磁性層６としては、例えばＣｕ、Ａ
ｇまたはＡｕを用いることができる。該非磁性層６の厚
さは、例えば８〜４０［Å］である。
ｇまたはＡｕを用いることができる。該非磁性層６の厚
さは、例えば８〜４０［Å］である。
【００２５】上記第２の強磁性層８は、保磁力が上記第
１の強磁性層より小さいものが用いられる。第２の強磁
性層８の材料としては、Ｎｉ−Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｏ−Ｆｅ
またはＣｏ−Ｎｂ−Ｚｒが用いられる。該第２の強磁性
層８の厚さは、例えば５〜１５０［Å］である。
１の強磁性層より小さいものが用いられる。第２の強磁
性層８の材料としては、Ｎｉ−Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｏ−Ｆｅ
またはＣｏ−Ｎｂ−Ｚｒが用いられる。該第２の強磁性
層８の厚さは、例えば５〜１５０［Å］である。
【００２６】以上の様な第１の強磁性層４、非磁性層６
及び第２の強磁性層８の形成は、例えばマグネトロンス
パッタリング法により行うことができる。
及び第２の強磁性層８の形成は、例えばマグネトロンス
パッタリング法により行うことができる。
【００２７】以上の様な本発明の磁気抵抗効果多層膜で
は、従来のスピンバルブの様にネール点が低く耐熱性に
劣り更に耐食性にも劣るＦｅ−Ｍｎ反強磁性層を用いな
いので、耐熱性及び耐食性は良好である。また、高速応
答の観点からはできるだけ薄い方が有利であるところ、
本発明の磁気抵抗効果多層膜は薄型化しても良好な磁気
抵抗効果が得られるので高速応答性の実現に有利であ
る。
は、従来のスピンバルブの様にネール点が低く耐熱性に
劣り更に耐食性にも劣るＦｅ−Ｍｎ反強磁性層を用いな
いので、耐熱性及び耐食性は良好である。また、高速応
答の観点からはできるだけ薄い方が有利であるところ、
本発明の磁気抵抗効果多層膜は薄型化しても良好な磁気
抵抗効果が得られるので高速応答性の実現に有利であ
る。
【００２８】
【実施例】以下、本発明の磁気抵抗効果多層膜に関する
具体的実施例を示す。尚、以下において、磁気的特性の
データについてはＶＳＭ（振動式磁束計）により、磁気
抵抗変化率（ＭＲレシオ）ΔＲ／ＲS の特性のデータに
ついては四端子法により、それぞれ測定したものであ
る。
具体的実施例を示す。尚、以下において、磁気的特性の
データについてはＶＳＭ（振動式磁束計）により、磁気
抵抗変化率（ＭＲレシオ）ΔＲ／ＲS の特性のデータに
ついては四端子法により、それぞれ測定したものであ
る。
【００２９】基板２としてスライドガラス（松波製７０
５９）を用い、該基板２上に、マグネトロンスパッタリ
ング法を用いて、次の様にして第１の強磁性層４、非磁
性層６及び第２の強磁性層８を積層成膜した： 成膜装置；３元ＤＣマグネトロンスパッタリング装置 ターゲット；第１の強磁性層用には９９．９９％Ｃｏに
Ｐｔチップを載せたもの 非磁性層用には９９．９９％Ｃｕ 第２の強磁性層用にはＮｉ８１［原子％］でＦｅ１９
［原子％］の合金。
５９）を用い、該基板２上に、マグネトロンスパッタリ
ング法を用いて、次の様にして第１の強磁性層４、非磁
性層６及び第２の強磁性層８を積層成膜した： 成膜装置；３元ＤＣマグネトロンスパッタリング装置 ターゲット；第１の強磁性層用には９９．９９％Ｃｏに
Ｐｔチップを載せたもの 非磁性層用には９９．９９％Ｃｕ 第２の強磁性層用にはＮｉ８１［原子％］でＦｅ１９
［原子％］の合金。
【００３０】成膜条件； 到達圧力＜５×１０-7［Ｔｏｒｒ］ アルゴン圧力＝２［ｍＴｏｒｒ］ 成膜速度 第１の強磁性層 １．２［Å／ｓｅｃ］ 非磁性層 ２．３［Å／ｓｅｃ］ 第２の強磁性層 ２．７［Å／ｓｅｃ］ （１）非磁性層（Ｃｕ層）６の厚さを１５［Å］とし、
第２の強磁性層（Ｎｉ−Ｆｅ層）８の厚さを３５［Å］
として、第１の強磁性層（Ｃｏ−Ｐｔ層）４の厚さを種
々変化させて、磁気抵抗効果多層膜を作製した。第１の
強磁性層（Ｃｏ−Ｐｔ層）４のＣｏ−Ｐｔ中におけるＰ
ｔの含有率は５．０原子％であった。得られた多層膜に
つき、ＭＲレシオを測定した結果を図２に示す。尚、測
定は室温下でなされた［以下同様］。第１の磁性層４の
厚さが３５〜１００［Å］の範囲で十分に良好なＭＲレ
シオが得られている。この様に高いＭＲレシオが得られ
るのは、第１の磁性層の保磁力が大きくなり第２の磁性
層の保磁力との差が大きくなることが主因であると考え
られる。尚、第１の磁性層４の厚さが３５［Å］より小
さいところでＭＲレシオが低下するのは、連続した膜の
形成が十分良好になされていないためと考えられる。図
３に、磁化曲線から読み出した第１の強磁性層４の保磁
力を示す。
第２の強磁性層（Ｎｉ−Ｆｅ層）８の厚さを３５［Å］
として、第１の強磁性層（Ｃｏ−Ｐｔ層）４の厚さを種
々変化させて、磁気抵抗効果多層膜を作製した。第１の
強磁性層（Ｃｏ−Ｐｔ層）４のＣｏ−Ｐｔ中におけるＰ
ｔの含有率は５．０原子％であった。得られた多層膜に
つき、ＭＲレシオを測定した結果を図２に示す。尚、測
定は室温下でなされた［以下同様］。第１の磁性層４の
厚さが３５〜１００［Å］の範囲で十分に良好なＭＲレ
シオが得られている。この様に高いＭＲレシオが得られ
るのは、第１の磁性層の保磁力が大きくなり第２の磁性
層の保磁力との差が大きくなることが主因であると考え
られる。尚、第１の磁性層４の厚さが３５［Å］より小
さいところでＭＲレシオが低下するのは、連続した膜の
形成が十分良好になされていないためと考えられる。図
３に、磁化曲線から読み出した第１の強磁性層４の保磁
力を示す。
【００３１】尚、図４に、ガラス基板上に上記と同様に
してＣｏ−Ｐｔ層を単独で形成した時の該Ｃｏ−Ｐｔ層
の厚さ変化に対する保磁力の変化を示す。比較のため
に、ガラス基板上にＣｏ層を厚さ５０［Å］に単独で形
成した時の保磁力をも示す。Ｐｔを５．０［原子％］添
加することで、厚さ１００［Å］以下の場合でも保磁力
が飛躍的に増大することが分かる。
してＣｏ−Ｐｔ層を単独で形成した時の該Ｃｏ−Ｐｔ層
の厚さ変化に対する保磁力の変化を示す。比較のため
に、ガラス基板上にＣｏ層を厚さ５０［Å］に単独で形
成した時の保磁力をも示す。Ｐｔを５．０［原子％］添
加することで、厚さ１００［Å］以下の場合でも保磁力
が飛躍的に増大することが分かる。
【００３２】（２）第１の強磁性層（Ｃｏ−Ｐｔ層）４
の厚さを５０［Å］とし、第２の強磁性層（Ｎｉ−Ｆｅ
層）８の厚さを２０［Å］として、非磁性層（Ｃｕ層）
６の厚さを種々変化させて、磁気抵抗効果多層膜を作製
した。第１の強磁性層４のＣｏＰｔ中におけるＰｔの含
有率は５．０［原子％］であった。得られた多層膜につ
き、ＭＲレシオを測定した結果を図５に示す。非磁性層
６の厚さが８〜４０［Å］の範囲で十分に良好なＭＲレ
シオが得られている。
の厚さを５０［Å］とし、第２の強磁性層（Ｎｉ−Ｆｅ
層）８の厚さを２０［Å］として、非磁性層（Ｃｕ層）
６の厚さを種々変化させて、磁気抵抗効果多層膜を作製
した。第１の強磁性層４のＣｏＰｔ中におけるＰｔの含
有率は５．０［原子％］であった。得られた多層膜につ
き、ＭＲレシオを測定した結果を図５に示す。非磁性層
６の厚さが８〜４０［Å］の範囲で十分に良好なＭＲレ
シオが得られている。
【００３３】従来のＣｏ膜／Ｃｕ膜／Ｃｏ膜からなる磁
気抵抗効果多層膜やスピンバルブでは、非磁性層の厚さ
が約２０Åの場合に最も大きなＭＲレシオが得られると
報告されているのに対し、本発明実施例ではより薄い非
磁性層厚さ（１５［Å］）の場合にＭＲレシオ最大値が
得られている。これは、第１の強磁性層においてＣｏに
対しＰｔを添加することによる結晶性の改善によるとこ
ろが大きいと考えられる。
気抵抗効果多層膜やスピンバルブでは、非磁性層の厚さ
が約２０Åの場合に最も大きなＭＲレシオが得られると
報告されているのに対し、本発明実施例ではより薄い非
磁性層厚さ（１５［Å］）の場合にＭＲレシオ最大値が
得られている。これは、第１の強磁性層においてＣｏに
対しＰｔを添加することによる結晶性の改善によるとこ
ろが大きいと考えられる。
【００３４】（３）第１の強磁性層（Ｃｏ−Ｐｔ層）４
の厚さを５０［Å］とし、非磁性層（Ｃｕ層）６の厚さ
を１５［Å］として、第２の強磁性層（Ｎｉ−Ｆｅ層）
８の厚さを種々変化させて、磁気抵抗効果多層膜を作製
した。第１の強磁性層４のＣｏ−Ｐｔ中におけるＰｔの
含有率は５．０［原子％］であった。得られた多層膜に
つき、ＭＲレシオを測定した結果を図６に示す。第２の
強磁性層６の厚さが５〜１５０［Å］の範囲で十分に良
好なＭＲレシオが得られている。
の厚さを５０［Å］とし、非磁性層（Ｃｕ層）６の厚さ
を１５［Å］として、第２の強磁性層（Ｎｉ−Ｆｅ層）
８の厚さを種々変化させて、磁気抵抗効果多層膜を作製
した。第１の強磁性層４のＣｏ−Ｐｔ中におけるＰｔの
含有率は５．０［原子％］であった。得られた多層膜に
つき、ＭＲレシオを測定した結果を図６に示す。第２の
強磁性層６の厚さが５〜１５０［Å］の範囲で十分に良
好なＭＲレシオが得られている。
【００３５】図７に、ガラス基板上に上記と同様にして
Ｎｉ−Ｆｅ層を単独で形成した時の該Ｎｉ−Ｆｅ層の厚
さ変化に対する保磁力の変化を示す。厚さ１００［Å］
以下の場合でも低保磁力が維持されることが分かる。
Ｎｉ−Ｆｅ層を単独で形成した時の該Ｎｉ−Ｆｅ層の厚
さ変化に対する保磁力の変化を示す。厚さ１００［Å］
以下の場合でも低保磁力が維持されることが分かる。
【００３６】（４）第１の強磁性層（Ｃｏ−Ｐｔ層）４
の厚さを５０［Å］とし、第２の強磁性層（Ｎｉ−Ｆｅ
層）８の厚さを３０［Å］として、非磁性層（Ｃｕ層）
６の厚さ７［Å］及び１５［Å］の２つの場合につい
て、それぞれ磁気抵抗効果多層膜を作製した。第１の強
磁性層４のＣｏ−Ｐｔ中におけるＰｔの含有率は５．０
［原子％］であった。得られた多層膜につき、磁化曲線
及び磁界−ＭＲレシオ曲線を測定した結果を、それぞれ
図８及び図９に示す。図８（ｂ）に示されている様に、
Ｃｕ層の厚さ１５［Å］の場合には、Ｃｏ−Ｐｔ層４と
Ｎｉ−Ｆｅ層８との保磁力差に基づく明確なくびれまた
は段差（矢印で指示されている）が存在している。これ
は、第１及び第２の強磁性層４，８であるＣｏ−Ｐｔ層
及びＮｉ−Ｆｅ層が非磁性層６であるＣｕ層により隔て
られて、それぞれの磁化の向きが独立にふるまっている
ことを示し、２つの強磁性層４，８の保磁力差によりこ
れら２つの強磁性層の磁化の向きの平行・反平行の状態
変化が実現され巨大磁気抵抗効果が得られていることが
分かる。これに対し、図８（ａ）に示されている様に、
Ｃｕ層の厚さ７［Å］の場合には、くびれまたは段差は
見当たらない。これは、２つの強磁性層４，８間に強い
相互作用が働いていることを示す。そして、図９（ｂ）
に示されている様に、Ｃｕ層の厚さ１５［Å］の場合に
は、保磁力差に基づき２つの強磁性層４，８の磁化の向
きが平行・反平行の状態変化をなすことで、室温下３０
０［Ｏｅ］の比較的低い外部磁界の印加で大きな磁気抵
抗効果が得られることが分かる。これに対し、図９
（ａ）に示されている様に、Ｃｕ層の厚さ７［Å］の場
合には、２つの強磁性層４，８間に強い相互作用が存在
するために、大きな磁気抵抗効果が得られないことが分
かる。
の厚さを５０［Å］とし、第２の強磁性層（Ｎｉ−Ｆｅ
層）８の厚さを３０［Å］として、非磁性層（Ｃｕ層）
６の厚さ７［Å］及び１５［Å］の２つの場合につい
て、それぞれ磁気抵抗効果多層膜を作製した。第１の強
磁性層４のＣｏ−Ｐｔ中におけるＰｔの含有率は５．０
［原子％］であった。得られた多層膜につき、磁化曲線
及び磁界−ＭＲレシオ曲線を測定した結果を、それぞれ
図８及び図９に示す。図８（ｂ）に示されている様に、
Ｃｕ層の厚さ１５［Å］の場合には、Ｃｏ−Ｐｔ層４と
Ｎｉ−Ｆｅ層８との保磁力差に基づく明確なくびれまた
は段差（矢印で指示されている）が存在している。これ
は、第１及び第２の強磁性層４，８であるＣｏ−Ｐｔ層
及びＮｉ−Ｆｅ層が非磁性層６であるＣｕ層により隔て
られて、それぞれの磁化の向きが独立にふるまっている
ことを示し、２つの強磁性層４，８の保磁力差によりこ
れら２つの強磁性層の磁化の向きの平行・反平行の状態
変化が実現され巨大磁気抵抗効果が得られていることが
分かる。これに対し、図８（ａ）に示されている様に、
Ｃｕ層の厚さ７［Å］の場合には、くびれまたは段差は
見当たらない。これは、２つの強磁性層４，８間に強い
相互作用が働いていることを示す。そして、図９（ｂ）
に示されている様に、Ｃｕ層の厚さ１５［Å］の場合に
は、保磁力差に基づき２つの強磁性層４，８の磁化の向
きが平行・反平行の状態変化をなすことで、室温下３０
０［Ｏｅ］の比較的低い外部磁界の印加で大きな磁気抵
抗効果が得られることが分かる。これに対し、図９
（ａ）に示されている様に、Ｃｕ層の厚さ７［Å］の場
合には、２つの強磁性層４，８間に強い相互作用が存在
するために、大きな磁気抵抗効果が得られないことが分
かる。
【００３７】以上の実施例では、基板上に第１の強磁性
層、非磁性層及び第２の強磁性層をこの順に積層成膜し
ているが、本発明においては、基板上に第２の強磁性
層、非磁性層及び第１の強磁性層をこの順で積層成膜し
てもよい。更には、第１の強磁性層と第２の強磁性層と
の少なくとも一方を複数用いて、これら２種類の強磁性
層を交互積層配置となし且つこれら強磁性層間に非磁性
層を介在させることで、より多層の構成となし、一層大
きなＭＲ比を得ることもできる。
層、非磁性層及び第２の強磁性層をこの順に積層成膜し
ているが、本発明においては、基板上に第２の強磁性
層、非磁性層及び第１の強磁性層をこの順で積層成膜し
てもよい。更には、第１の強磁性層と第２の強磁性層と
の少なくとも一方を複数用いて、これら２種類の強磁性
層を交互積層配置となし且つこれら強磁性層間に非磁性
層を介在させることで、より多層の構成となし、一層大
きなＭＲ比を得ることもできる。
【００３８】
【発明の効果】以上の様に、本発明によれば、小さな外
部磁界により有効な磁気抵抗効果が得られる磁気抵抗効
果多層膜が得られる。更に、本発明によれば、耐熱性及
び耐食性に劣る材料を使用することなしに有効な磁気抵
抗効果が得られる。更に、本発明によれば、薄型化して
も良好な磁気抵抗効果が得られ、従って高速応答性の実
現に有利な磁気抵抗効果多層膜が得られる。
部磁界により有効な磁気抵抗効果が得られる磁気抵抗効
果多層膜が得られる。更に、本発明によれば、耐熱性及
び耐食性に劣る材料を使用することなしに有効な磁気抵
抗効果が得られる。更に、本発明によれば、薄型化して
も良好な磁気抵抗効果が得られ、従って高速応答性の実
現に有利な磁気抵抗効果多層膜が得られる。
【図１】本発明による磁気抵抗効果多層膜の構成を示す
模式的断面図である。
模式的断面図である。
【図２】第１の強磁性層の厚さ変化に対するＭＲレシオ
の変化を示す図である。
の変化を示す図である。
【図３】第１の強磁性層の厚さ変化に対する保磁力の変
化を示す図である。
化を示す図である。
【図４】Ｃｏ−Ｐｔ層の厚さ変化に対する保磁力の変化
を示す図である。
を示す図である。
【図５】非磁性層の厚さ変化に対するＭＲレシオの変化
を示す図である。
を示す図である。
【図６】第２の強磁性層の厚さ変化に対するＭＲレシオ
の変化を示す図である。
の変化を示す図である。
【図７】Ｎｉ−Ｆｅ層の厚さ変化に対する保磁力の変化
を示す図である。
を示す図である。
【図８】磁気抵抗効果多層膜の磁化曲線図である。
【図９】磁気抵抗効果多層膜の磁界−ＭＲレシオ曲線図
である。
である。
２ 基板 ４ 第１の強磁性層 ６ 非磁性層 ８ 第２の強磁性層
Claims (8)
- 【請求項１】 高保磁力材料からなる第１の強磁性層と
低保磁力材料からなる第２の強磁性層との間に非磁性層
が介在せる構成を有する磁気抵抗効果多層膜において、
前記第１の強磁性層は保磁力１５０［Ｏｅ］以上である
ことを特徴とする、磁気抵抗効果多層膜。 - 【請求項２】 前記第１の強磁性層はＣｏ−Ｐｔ、Ｃｏ
−Ｃｒ−ＴａまたはＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔからなることを特
徴とする、請求項１に記載の磁気抵抗効果多層膜。 - 【請求項３】 前記Ｃｏ−ＰｔのＰｔ含有率は３〜４０
［原子％］であることを特徴とする、請求項２に記載の
磁気抵抗効果多層膜。 - 【請求項４】 前記第２の強磁性層はＮｉ−Ｆｅ、Ｃ
ｏ、Ｃｏ−ＦｅまたはＣｏ−Ｎｂ−Ｚｒからなることを
特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の磁気抵抗
効果多層膜。 - 【請求項５】 前記非磁性層はＣｕ、ＡｇまたはＡｕか
らなることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記
載の磁気抵抗効果多層膜。 - 【請求項６】 前記第１の強磁性層の厚さは３５〜１０
０［Å］であることを特徴とする、請求項１〜５のいず
れかに記載の磁気抵抗効果多層膜。 - 【請求項７】 前記第２の強磁性層の厚さは５〜１５０
［Å］であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれ
かに記載の磁気抵抗効果多層膜。 - 【請求項８】 前記非磁性層の厚さは８〜４０［Å］で
あることを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載
の磁気抵抗効果多層膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6243598A JPH08111315A (ja) | 1994-10-07 | 1994-10-07 | 磁気抵抗効果多層膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6243598A JPH08111315A (ja) | 1994-10-07 | 1994-10-07 | 磁気抵抗効果多層膜 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08111315A true JPH08111315A (ja) | 1996-04-30 |
Family
ID=17106201
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6243598A Pending JPH08111315A (ja) | 1994-10-07 | 1994-10-07 | 磁気抵抗効果多層膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08111315A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008306169A (ja) * | 2007-05-07 | 2008-12-18 | Canon Anelva Corp | 磁気抵抗素子、磁気抵抗素子の製造方法及び磁性多層膜作成装置 |
| US8174800B2 (en) | 2007-05-07 | 2012-05-08 | Canon Anelva Corporation | Magnetoresistive element, method of manufacturing the same, and magnetic multilayered film manufacturing apparatus |
-
1994
- 1994-10-07 JP JP6243598A patent/JPH08111315A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008306169A (ja) * | 2007-05-07 | 2008-12-18 | Canon Anelva Corp | 磁気抵抗素子、磁気抵抗素子の製造方法及び磁性多層膜作成装置 |
| US8174800B2 (en) | 2007-05-07 | 2012-05-08 | Canon Anelva Corporation | Magnetoresistive element, method of manufacturing the same, and magnetic multilayered film manufacturing apparatus |
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