JPH08288569A - 磁気抵抗効果素子 - Google Patents

磁気抵抗効果素子

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JPH08288569A
JPH08288569A JP7085764A JP8576495A JPH08288569A JP H08288569 A JPH08288569 A JP H08288569A JP 7085764 A JP7085764 A JP 7085764A JP 8576495 A JP8576495 A JP 8576495A JP H08288569 A JPH08288569 A JP H08288569A
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magnetic
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英文 山本
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    • B82Y25/00Nanomagnetism, e.g. magnetoimpedance, anisotropic magnetoresistance, giant magnetoresistance or tunneling magnetoresistance
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F10/00Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
    • H01F10/32Spin-exchange-coupled multilayers, e.g. nanostructured superlattices
    • H01F10/324Exchange coupling of magnetic film pairs via a very thin non-magnetic spacer, e.g. by exchange with conduction electrons of the spacer
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    • H01F10/325Exchange coupling of magnetic film pairs via a very thin non-magnetic spacer, e.g. by exchange with conduction electrons of the spacer the spacer being noble metal

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ジメチルスルホキシド系レジスト剥離剤に対
して耐蝕性の高い磁気抵抗効果素子、磁気抵抗効果ヘッ
ドを得ることができる。 【構成】 Cu、Ag系の非磁性層2及び、Cu系の電
極4にP、B、N、Si、NiFeを添加することによ
り、ジメチルスルホキシド系レジスト剥離剤に腐蝕され
ない信頼性の高い磁気抵抗効果素子、磁気抵抗効果ヘッ
ドを実現する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気媒体等において、
磁界強度を信号として読み取るための磁気抵抗効果素子
に関するものである。磁性薄膜及び電極膜をフォトレジ
ストを用いてパターン化し、磁気抵抗効果ヘッド、磁気
抵抗効果素子を作製する場合においてレジスト剥離剤に
より、この磁性薄膜及び電極膜が腐蝕されない材料で構
成されている磁気抵抗効果素子に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、磁気センサーの高感度化、及び磁
気記録における高密度化が進められており、これに伴い
磁気抵抗効果型磁気センサー(以下、MRセンサーとい
う)及び磁気抵抗効果型磁気ヘッド(以下、MRヘッド
という)の開発が盛んに進められている。MRセンサー
もMRヘッドも、磁性材料からなる読み取りセンサー部
の抵抗変化により、外部磁界信号を読みだす訳である
が、MRセンサー及びMRヘッドは、記録媒体との相対
速度が再生出力に依存しないことから、MRセンサーで
は高感度が、MRヘッドでは高密度磁気記録においても
高い出力が得られるという特徴がある。
【0003】最近、Cu、Ag系非磁性薄膜層と磁性薄
膜層を互いに積層して、大きな磁気抵抗変化を示す人工
格子磁気抵抗効果膜が盛んに研究されている(ジャーナ
ルオブ マグネティズム アンド マグネティック マ
テリアルス(Journal of Magnetis
m and Magnetic Materials)
第94巻、L1頁、1991年)、(フィジカル レビ
ュー B(Phys. Rev. B)第43巻、12
97頁、1991年)、(特開平4─218982号公
報、発明の名称:磁気抵抗効果素子)。この磁気抵抗効
果素子は、数%〜数十%の大きい抵抗変化率を示す。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、Cu、Ag系
非磁性層を使用した磁気抵抗効果膜、及びCu系電極材
料を微細加工作業(以下、PR作業という)によりMR
ヘッド、MRセンサーに応用する場合において、PR作
業時に使用するレジスト膜をジメチルスルホキシド系レ
ジスト剥離剤にて剥離する時、Cu、Ag系非磁性層及
びCu電極が腐蝕されてしまうという問題があった。
【0005】本発明の目的は、ジメチルスルホキシド系
レジスト剥離剤を用いレジスト剥離する場合、Cu、A
g系非磁性層及びCu電極が腐蝕されない材料を使用し
た磁気抵抗効果素子を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、基板上にC
u、Ag系非磁性層を使用した磁気抵抗効果膜、及びC
u系電極を使用したMRヘッド、MRセンサーにおい
て、Cu、Ag非磁性層膜及びCu電極膜中にP、B、
N、Si、NiFeを添加することを特徴とする磁気抵
抗効果素子である。
【0007】本発明の磁気抵抗効果素子の非磁性薄膜層
及び電極に用いる非磁性体はCu、Ag及び、これらを
主成分とした合金にP、B、N、Si、NiFeが添加
されている。
【0008】本発明の磁性薄膜に用いる磁性体の種類は
特に制限されないが、具体的には、Fe、Co、Mn、
Cr、Dy、Er、Nd、Tb、Tm、Ge、Gd等が
好ましい。また、これらの元素を含む合金や化合物とし
ては、例えばFe−Si、Fe−Ni、Fe−Co、F
e−Gd、Ni−Fe−Co、Ni−Fe−Mo、Fe
−Al−Si(センダスト)、Fe−Y、Fe−Mn、
Cr−Sb、Co系アモルファス、Co−Pt、Fe−
Al、Fe−C、Mn−Sb、Ni−Mn、Co−O、
Ni−O、Fe−O、フェライト等が好ましい。
【0009】成膜は、蒸着法、スパッタリング法、分子
線エピタキシー法(MBE)等の方法で行う。また、基
板としては、ガラス、Si、MgO、GaAs、フェラ
イト、CaTiO等を用いることができる。
【0010】Cu、Ag非磁性層及びCu電極に添加す
るP、B、N、Si、NiFeの含有量は特に制限は無
いが、10〜10,000ppmが望ましい。10pp
m以下であると添加量が少なすぎるため耐腐蝕効果が充
分働かないことから、レジスト剥離剤に腐蝕されてしま
う。添加量が多くなると耐腐蝕効果からは問題ないが、
Cu、Ag層の比抵抗値が大きくなり、MRヘッド、M
Rセンサーとしての出力が減少することから、通常1
0,000ppm以下とするのが好ましい。
【0011】磁性又は非磁性薄膜の膜厚は、透過型電子
顕微鏡、走査型電子顕微鏡、オージェ電子分光分析等に
より測定することができる。また、薄膜の結晶構造は、
X線回折や高速電子線回折等により確認することができ
る。
【0012】
【作用】本発明の磁気抵抗効果膜では、Cu、Ag系非
磁性層、及びCu電極材料において、P、B、N、S
i、NiFeが添加されていることが必須である。その
理由はPR作業中ジメチルスルホキシド系レジスト剥離
剤を使用してレジスト剥離を行った場合、P、B、N、
Si、NiFeを添加したCu、Ag材はこのレジスト
剥離剤に腐蝕されないからである。
【0013】
【実施例】図1は本発明の磁気抵抗効果素子の斜め側面
図である。非磁性層2と磁性層3を互いに積層した人工
格子膜1と、それに続く電極4によって構成されてい
る。
【0014】本発明の磁気抵抗効果素子のCu、Ag系
の非磁性層2及び、Cu系の電極4においてP、B、
N、Si、NiFeの添加効果について説明する。
【0015】実験はガラス基板上に純度99.999%
のCu母材を超高真空蒸着装置により成膜した500オ
ングストローム厚の純Cu膜、及びPが数百ppm添加
されているメッキCu膜を室温のジメチルスルホキシド
系レジスト剥離剤に30分投入し、膜の顕微鏡観察及び
膜の自然電位を測定した。
【0016】蒸着Cu膜では、レジスト剥離剤に投入と
同時に腐蝕が始まり、図2に示すように、自然電位の低
下が観測され、25分後にはCu膜のほとんどがガラス
基板から剥離してしまった。一方、図3に示すように、
P添加Cuメッキ膜は顕微鏡観察によってもほとんど変
化は無く、自然電位もほとんど変化しなかった。従って
P添加Cuメッキ膜は、ジメチルスルホキシド系レジス
ト剥離剤に対して充分な耐蝕性のあることがわかった。
【0017】同様にB、N、Si、NiFeを添加した
Cu膜をジメチルスルホキシド系レジスト剥離剤に投入
し、腐蝕試験を行ったが、いずれのCu膜もこのレジス
ト剥離剤に対し耐蝕性のあることがわかった。
【0018】次に純Cu母材及びP添加Cu母材を使っ
た基板/NiFe(100オングストローム)/Cu
(25オングストローム)/NiFe(100オングス
トローム)/FeMn(100オングストローム)人工
格子膜をガラス基板上にスパッタリング法で成膜し、こ
の人工格子膜をパターン幅5μmに微細加工した後、こ
の人工格子膜の磁気抵抗変化測定をジメチルスルホキシ
ド系レジスト剥離剤に投入前と10分間投入した後に行
った。
【0019】なお抵抗測定は、外部磁界を内面に電流と
垂直方向になるようにかけながら、─500〜500O
eまで変化させたときの抵抗を4端子法により測定し、
その抵抗から磁気抵抗変化率ΔR/Rを求めた。抵抗変
化率ΔR/Rは、最大抵抗値をRmax 、最小抵抗値をR
min とし、下記数1式により計算した。
【0020】
【数1】 純Cu材を使った人工格子膜の抵抗変化率は、レジスト
剥離剤に投入前は3.8%を示しているが、投入後には
1.5%に減少していた。一方P添加Cu材を使った人
工格子膜の抵抗変化率はレジスト剥離材投入前3.5%
を示しているが、投入後は3.4%とほとんど変化は無
かった。
【0021】
【発明の効果】ジメチルスルホキシド系レジスト剥離剤
に対して耐蝕性の高い磁気抵抗効果素子、磁気抵抗効果
ヘッドを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の磁気抵抗効果素子の斜め側面図であ
る。
【図2】蒸着純Cu膜の自然電位測定曲線である。
【図3】P添加メッキCu膜の自然電位測定曲線であ
る。
【符号の説明】
1 人工格子膜 2 非磁性層 3 磁性層 4 電極

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 磁性薄膜を使った磁気抵抗効果素子にお
    いて、Cu及びCuを主成分とした合金層中または合金
    電極中、もしくはAg及びAgを主成分とした合金層中
    に、P、B、N、Si、NiFeより選ばれた一種もし
    くは複数の元素が添加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】 磁気抵抗効果素子が基板上に非磁性層と
    磁性層を互いに積層した構造の磁性薄膜を使った構造よ
    りなり、前記非磁性層がCu系もしくはAg系の非磁性
    層であることを特徴とする請求項1記載の磁気抵抗効果
    素子。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01124238A (ja) * 1987-11-09 1989-05-17 Fujitsu Ltd 半導体集積回路用配線およびその形成方法
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