JPH09293218A - 磁気抵抗効果素子 - Google Patents
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- JPH09293218A JPH09293218A JP8109067A JP10906796A JPH09293218A JP H09293218 A JPH09293218 A JP H09293218A JP 8109067 A JP8109067 A JP 8109067A JP 10906796 A JP10906796 A JP 10906796A JP H09293218 A JPH09293218 A JP H09293218A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 大きなMR変化量を示すスピンバルブ膜にお
いて、良好な軟磁気特性を再現性よく実現し、磁気異方
性の分散を抑制して困難軸方向の保磁力Hc を減少させ
る。 【解決手段】 Co系磁性合金等の強磁性体層4と軟磁
性層5との積層膜からなる第1の磁性層1と第2の磁性
層2との間に、非磁性中間層3を配置したスピンバルブ
膜7を具備する磁気抵抗効果素子である。軟磁性層5は
1種の軟磁性材料膜または 2種以上の軟磁性材料膜から
なる軟磁性材料積層膜からなり、これらの磁化をM
s [T] 、膜厚をd[nm]、異方性磁界をHk [Oe]とした
とき、Σ(Ms×d×Hk )>30[TnmOe]を満足させ
る。
いて、良好な軟磁気特性を再現性よく実現し、磁気異方
性の分散を抑制して困難軸方向の保磁力Hc を減少させ
る。 【解決手段】 Co系磁性合金等の強磁性体層4と軟磁
性層5との積層膜からなる第1の磁性層1と第2の磁性
層2との間に、非磁性中間層3を配置したスピンバルブ
膜7を具備する磁気抵抗効果素子である。軟磁性層5は
1種の軟磁性材料膜または 2種以上の軟磁性材料膜から
なる軟磁性材料積層膜からなり、これらの磁化をM
s [T] 、膜厚をd[nm]、異方性磁界をHk [Oe]とした
とき、Σ(Ms×d×Hk )>30[TnmOe]を満足させ
る。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、スピンバルブ膜を
有する磁気抵抗効果素子に関する。
有する磁気抵抗効果素子に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、磁気記録媒体に記録された情報
の読み出しは、コイルを有する再生用磁気ヘッドを記録
媒体に対して相対的に移動させ、そのときに発生する電
磁誘導でコイルに誘起される電圧を検出する方法によっ
て行われてきた。一方、情報を読み出す場合に、磁気抵
抗効果素子(以下、MR素子)を用いることも知られて
いる(IEEE MAG-7,150(1971) 等参照)。MR素子を用い
た磁気ヘッド(以下、MRヘッドと記す)は、ある種の
強磁性体の電気抵抗が外部磁界の強さに応じて変化する
という現象を利用したものである。
の読み出しは、コイルを有する再生用磁気ヘッドを記録
媒体に対して相対的に移動させ、そのときに発生する電
磁誘導でコイルに誘起される電圧を検出する方法によっ
て行われてきた。一方、情報を読み出す場合に、磁気抵
抗効果素子(以下、MR素子)を用いることも知られて
いる(IEEE MAG-7,150(1971) 等参照)。MR素子を用い
た磁気ヘッド(以下、MRヘッドと記す)は、ある種の
強磁性体の電気抵抗が外部磁界の強さに応じて変化する
という現象を利用したものである。
【0003】近年、磁気記録媒体の小型・大容量化が進
められ、情報読み出し時の再生用磁気ヘッドと磁気記録
媒体との相対速度が小さくなってきているため、小さい
相対速度であっても大きな出力が取り出せるMRヘッド
への期待が高まっている。ここで、MRヘッドの外部磁
界を感知して抵抗が変化する部分(以下、MRエレメン
トと呼ぶ)には、Ni−Fe合金いわゆるパーマロイ系
合金が使用されてきた。しかし、パーマロイ系合金は良
好な軟磁気特性を有するものでも、磁気抵抗変化率が最
大で3%程度であり、小型・大容量化された磁気記録媒体
用のMRエレメントとしては磁気抵抗変化率が不十分で
ある。このため、MRエレメント材料として、より高感
度な磁気抵抗効果を示すものが望まれている。
められ、情報読み出し時の再生用磁気ヘッドと磁気記録
媒体との相対速度が小さくなってきているため、小さい
相対速度であっても大きな出力が取り出せるMRヘッド
への期待が高まっている。ここで、MRヘッドの外部磁
界を感知して抵抗が変化する部分(以下、MRエレメン
トと呼ぶ)には、Ni−Fe合金いわゆるパーマロイ系
合金が使用されてきた。しかし、パーマロイ系合金は良
好な軟磁気特性を有するものでも、磁気抵抗変化率が最
大で3%程度であり、小型・大容量化された磁気記録媒体
用のMRエレメントとしては磁気抵抗変化率が不十分で
ある。このため、MRエレメント材料として、より高感
度な磁気抵抗効果を示すものが望まれている。
【0004】このような要望に対して、Fe/CrやC
o/Cuのように、強磁性金属膜と非磁性金属膜とをあ
る条件で交互に積層して、近接する強磁性金属膜間を反
強磁性結合させた多層膜、いわゆる人工格子膜が巨大な
磁気抵抗効果を示すことが確認されている。人工格子膜
によれば、最大で100%を超える大きな磁気抵抗変化率を
示すことが報告されている(Phys.Rev.Lett.,Vol.61,24
74(1988)、Phys.Rev.Lett.,Vol.64,2304(1990) 等参
照)。しかし、人工格子膜は飽和磁界が高いために、M
Rエレメントには不向きである。
o/Cuのように、強磁性金属膜と非磁性金属膜とをあ
る条件で交互に積層して、近接する強磁性金属膜間を反
強磁性結合させた多層膜、いわゆる人工格子膜が巨大な
磁気抵抗効果を示すことが確認されている。人工格子膜
によれば、最大で100%を超える大きな磁気抵抗変化率を
示すことが報告されている(Phys.Rev.Lett.,Vol.61,24
74(1988)、Phys.Rev.Lett.,Vol.64,2304(1990) 等参
照)。しかし、人工格子膜は飽和磁界が高いために、M
Rエレメントには不向きである。
【0005】一方、強磁性膜/非磁性膜/強磁性膜のサ
ンドイッチ構造の多層膜で、強磁性膜が反強磁性結合し
ない場合でも、大きな磁気抵抗効果を実現した例が報告
されている。すなわち、非磁性膜を挟んだ 2つの強磁性
膜の一方に、交換バイアスを及ぼして磁化を固定してお
き、他方の強磁性膜を外部磁界(信号磁界等)により磁
化反転させる。これにより、非磁性膜を挟んで配置され
た 2つの強磁性膜の磁化方向の相対的な角度を変化させ
ることによって、大きな磁気抵抗効果が得られる。この
ようなタイプの多層膜はスピンバルブ膜と呼ばれている
(Phys.Rev.B.,Vol.45,806(1992)、J.Appl.Phys.,Vol.6
9, 4774(1991) 等参照)。スピンバルブ膜の磁気抵抗変
化率は、人工格子膜と比べると小さいものの、低磁場で
磁化を飽和させることができるため、MRエレメントに
適している。このようなスピンバルブ膜を用いたMRヘ
ッドには、実用上大きな期待が寄せられている。
ンドイッチ構造の多層膜で、強磁性膜が反強磁性結合し
ない場合でも、大きな磁気抵抗効果を実現した例が報告
されている。すなわち、非磁性膜を挟んだ 2つの強磁性
膜の一方に、交換バイアスを及ぼして磁化を固定してお
き、他方の強磁性膜を外部磁界(信号磁界等)により磁
化反転させる。これにより、非磁性膜を挟んで配置され
た 2つの強磁性膜の磁化方向の相対的な角度を変化させ
ることによって、大きな磁気抵抗効果が得られる。この
ようなタイプの多層膜はスピンバルブ膜と呼ばれている
(Phys.Rev.B.,Vol.45,806(1992)、J.Appl.Phys.,Vol.6
9, 4774(1991) 等参照)。スピンバルブ膜の磁気抵抗変
化率は、人工格子膜と比べると小さいものの、低磁場で
磁化を飽和させることができるため、MRエレメントに
適している。このようなスピンバルブ膜を用いたMRヘ
ッドには、実用上大きな期待が寄せられている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した強
磁性膜間を反強磁性結合させないスピンバルブ膜を用い
たMR素子においては、特に外部磁界により磁化反転さ
せる強磁性膜の軟磁気特性を高めることが、素子感度を
向上させるための必要条件となる。しかしながら、大き
なMR変化量をもたらす材料が必ずしも良好な軟磁気特
性を示すとは限らず、この 2つの特性を両立させること
が重要な課題となっている。
磁性膜間を反強磁性結合させないスピンバルブ膜を用い
たMR素子においては、特に外部磁界により磁化反転さ
せる強磁性膜の軟磁気特性を高めることが、素子感度を
向上させるための必要条件となる。しかしながら、大き
なMR変化量をもたらす材料が必ずしも良好な軟磁気特
性を示すとは限らず、この 2つの特性を両立させること
が重要な課題となっている。
【0007】例えば、強磁性膜にCo膜やCo系磁性合
金膜を用いたスピンバルブ膜、特に結晶質のCo膜やC
o系磁性合金膜を用いたスピンバルブ膜では、良好なM
R変化量を示すものの、その軟磁性化が困難であること
が知られている。一般に、CoやCo系磁性合金におい
ては磁気異方性の分散が発生し、困難軸方向の磁気ヒス
テリシスにおいても大きな保磁力Hc が生じてしまう。
このため、CoやCo系磁性合金を用いたスピンバルブ
膜を有するMR素子をセンサデバイスに用いると、バル
クハウゼンノイズが生じてしまい、S/N比が低下して
実用に供することができなくなるという問題がある。
金膜を用いたスピンバルブ膜、特に結晶質のCo膜やC
o系磁性合金膜を用いたスピンバルブ膜では、良好なM
R変化量を示すものの、その軟磁性化が困難であること
が知られている。一般に、CoやCo系磁性合金におい
ては磁気異方性の分散が発生し、困難軸方向の磁気ヒス
テリシスにおいても大きな保磁力Hc が生じてしまう。
このため、CoやCo系磁性合金を用いたスピンバルブ
膜を有するMR素子をセンサデバイスに用いると、バル
クハウゼンノイズが生じてしまい、S/N比が低下して
実用に供することができなくなるという問題がある。
【0008】特に、スピンバルブ膜においては、非磁性
膜を挟んで配置する 2つの強磁性膜の磁化方向を零磁場
中で互いに略直交させることが、センサデバイスとして
用いる上で望ましく、そのためのアニール処理が必要と
なっている。しかし、そのようなアニール処理を行う
と、CoやCo系磁性合金における磁気異方性の分散が
より大きくなり、バルクハウゼンノイズが生じてS/N
比が低下し、実用に供することができなくなるという問
題がある。
膜を挟んで配置する 2つの強磁性膜の磁化方向を零磁場
中で互いに略直交させることが、センサデバイスとして
用いる上で望ましく、そのためのアニール処理が必要と
なっている。しかし、そのようなアニール処理を行う
と、CoやCo系磁性合金における磁気異方性の分散が
より大きくなり、バルクハウゼンノイズが生じてS/N
比が低下し、実用に供することができなくなるという問
題がある。
【0009】このように、スピンバルブ膜を用いたMR
素子では、大きなMR変化量を示すスピンバルブ膜にお
いて良好な軟磁気特性を再現性よく実現し、磁気異方性
の分散を抑制して困難軸方向の保磁力Hc を減少させる
ことが課題とされている。そして、困難軸方向の保磁力
Hc を減少させることによって、センサデバイスとした
場合のバルクハウゼンノイズを抑制することが強く望ま
れている。
素子では、大きなMR変化量を示すスピンバルブ膜にお
いて良好な軟磁気特性を再現性よく実現し、磁気異方性
の分散を抑制して困難軸方向の保磁力Hc を減少させる
ことが課題とされている。そして、困難軸方向の保磁力
Hc を減少させることによって、センサデバイスとした
場合のバルクハウゼンノイズを抑制することが強く望ま
れている。
【0010】本発明は、このような課題に対処するため
になされたもので、大きなMR変化量と良好な軟磁気特
性を再現性よく得ることを可能にしたスピンバルブ膜を
用いた磁気抵抗効果素子を提供することを目的としてい
る。
になされたもので、大きなMR変化量と良好な軟磁気特
性を再現性よく得ることを可能にしたスピンバルブ膜を
用いた磁気抵抗効果素子を提供することを目的としてい
る。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の磁気抵抗効果素
子は、Coを含む強磁性体層と軟磁性層との積層膜から
なる第1の磁性層と、第2の磁性層と、前記第1の磁性
層と第2の磁性層との間に配置された非磁性中間層とを
有するスピンバルブ膜を具備する磁気抵抗効果素子にお
いて、前記軟磁性層は 1種の軟磁性材料膜または 2種以
上の軟磁性材料膜からなる軟磁性材料積層膜からなり、
前記軟磁性材料膜または軟磁性材料積層膜はその磁化を
Ms [T] 、膜厚をd[nm]、異方性磁界をHk [Oe]とし
たとき、Σ(Ms ×d×Hk )>30[TnmOe]を満足する
ことを特徴としている。ここでΣ(Ms ×d×Hk )値
は各軟磁性材料膜の(Ms ×d×Hk )値の総和を示
す。本発明の磁気抵抗効果素子においては、Coを含む
強磁性体層と接して形成される軟磁性層に、Σ(Ms ×
d×Hk )値が30[TnmOe]を超える軟磁性材料膜または
軟磁性材料積層膜を用いている。ここで、上記した軟磁
性層のΣ(Ms ×d×Hk )値は、Coを含む強磁性体
層の異方性分散を押さえ込む力を表している。このよう
なΣ(Ms ×d×Hk )値が30[TnmOe]を超える軟磁性
層を使用することによって、Coを含む強磁性体層の異
方性分散を再現性よく押さえ込むことができる。これに
よって、Coを含む強磁性体層の困難軸方向の保磁力H
c を、例えば 1Oe 以下まで低減することが可能とな
る。すなわち、Coを含む強磁性体層の軟磁気特性の向
上を図ることができる。
子は、Coを含む強磁性体層と軟磁性層との積層膜から
なる第1の磁性層と、第2の磁性層と、前記第1の磁性
層と第2の磁性層との間に配置された非磁性中間層とを
有するスピンバルブ膜を具備する磁気抵抗効果素子にお
いて、前記軟磁性層は 1種の軟磁性材料膜または 2種以
上の軟磁性材料膜からなる軟磁性材料積層膜からなり、
前記軟磁性材料膜または軟磁性材料積層膜はその磁化を
Ms [T] 、膜厚をd[nm]、異方性磁界をHk [Oe]とし
たとき、Σ(Ms ×d×Hk )>30[TnmOe]を満足する
ことを特徴としている。ここでΣ(Ms ×d×Hk )値
は各軟磁性材料膜の(Ms ×d×Hk )値の総和を示
す。本発明の磁気抵抗効果素子においては、Coを含む
強磁性体層と接して形成される軟磁性層に、Σ(Ms ×
d×Hk )値が30[TnmOe]を超える軟磁性材料膜または
軟磁性材料積層膜を用いている。ここで、上記した軟磁
性層のΣ(Ms ×d×Hk )値は、Coを含む強磁性体
層の異方性分散を押さえ込む力を表している。このよう
なΣ(Ms ×d×Hk )値が30[TnmOe]を超える軟磁性
層を使用することによって、Coを含む強磁性体層の異
方性分散を再現性よく押さえ込むことができる。これに
よって、Coを含む強磁性体層の困難軸方向の保磁力H
c を、例えば 1Oe 以下まで低減することが可能とな
る。すなわち、Coを含む強磁性体層の軟磁気特性の向
上を図ることができる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施するための形
態について説明する。
態について説明する。
【0013】図1は、本発明の一実施形態による磁気抵
抗効果素子(MR素子)の要部構成を示す断面図であ
る。同図において、1は第1の磁性層、2は第2の磁性
層であり、これら第1および第2の磁性層1、2間には
非磁性中間層3が介在されている。これら磁性層1、2
間は反強磁性結合しておらず、非結合型の積層膜を構成
している。
抗効果素子(MR素子)の要部構成を示す断面図であ
る。同図において、1は第1の磁性層、2は第2の磁性
層であり、これら第1および第2の磁性層1、2間には
非磁性中間層3が介在されている。これら磁性層1、2
間は反強磁性結合しておらず、非結合型の積層膜を構成
している。
【0014】これら磁性層1、2のうち、第1の磁性層
1はCoを含む強磁性体からなる強磁性体層4と、それ
以外の軟磁性材料からなる軟磁性層5との積層膜により
構成されている。これらのうち、強磁性体層4は磁気抵
抗効果に寄与する層であり、軟磁性層5は後に詳述する
ように、強磁性体層4の軟磁気特性を向上させる層であ
る。軟磁性層5は、 1種の軟磁性材料からなる軟磁性材
料膜で構成してもよいし、また 2種以上の軟磁性材料膜
からなる軟磁性材料積層膜で構成してもよい。強磁性体
層4と軟磁性層5との積層膜からなる第1の磁性層1
は、強磁性体層4が非磁性中間層3と接するように配置
されている。なお、必ずしもこの配置に限定されるもの
ではないが、大きなMR変化量を得るためには、上記し
たような配置とすることが望ましい。また、強磁性体層
4と軟磁性層5との間は直接磁気的に交換結合させ、膜
厚方向で見ると磁化が一体として振舞うことが望まし
い。この第1の磁性層1は、信号磁界等の外部磁界によ
り磁化反転する磁性層、いわゆるフリー磁性層である。
また、強磁性体層4はMR変化量が良好であるものの、
軟磁性化が困難な結晶質である場合に、特に本発明の効
果が発揮させる。
1はCoを含む強磁性体からなる強磁性体層4と、それ
以外の軟磁性材料からなる軟磁性層5との積層膜により
構成されている。これらのうち、強磁性体層4は磁気抵
抗効果に寄与する層であり、軟磁性層5は後に詳述する
ように、強磁性体層4の軟磁気特性を向上させる層であ
る。軟磁性層5は、 1種の軟磁性材料からなる軟磁性材
料膜で構成してもよいし、また 2種以上の軟磁性材料膜
からなる軟磁性材料積層膜で構成してもよい。強磁性体
層4と軟磁性層5との積層膜からなる第1の磁性層1
は、強磁性体層4が非磁性中間層3と接するように配置
されている。なお、必ずしもこの配置に限定されるもの
ではないが、大きなMR変化量を得るためには、上記し
たような配置とすることが望ましい。また、強磁性体層
4と軟磁性層5との間は直接磁気的に交換結合させ、膜
厚方向で見ると磁化が一体として振舞うことが望まし
い。この第1の磁性層1は、信号磁界等の外部磁界によ
り磁化反転する磁性層、いわゆるフリー磁性層である。
また、強磁性体層4はMR変化量が良好であるものの、
軟磁性化が困難な結晶質である場合に、特に本発明の効
果が発揮させる。
【0015】上記した第1の磁性層1における強磁性体
層4には、Co単体やCo系磁性合金を用いることがで
きるが、MR変化量に影響を及ぼすバルク効果と界面効
果を共に大きくすることができ、これによって大きなM
R変化量が得られるCo系磁性合金を用いることが好ま
しい。このようなCo系磁性合金としては、CoにF
e、Ni、Au、Ag、Cu、Pd、Pt、Ir、R
h、Ru、Os、Hf等の 1種または 2種以上を添加し
た合金が挙げられる。添加元素量は 5〜50原子%とする
ことが好ましく、さらには 8〜20原子% の範囲とするこ
とが望ましい。これは、添加元素量が少なすぎると、バ
ルク効果が十分に増加せず、逆に添加元素量が多すぎる
と、今度は界面効果が大きく減少するおそれがあるから
である。添加元素は大きなMR変化量を得る上で、特に
Feを用いることが好ましい。
層4には、Co単体やCo系磁性合金を用いることがで
きるが、MR変化量に影響を及ぼすバルク効果と界面効
果を共に大きくすることができ、これによって大きなM
R変化量が得られるCo系磁性合金を用いることが好ま
しい。このようなCo系磁性合金としては、CoにF
e、Ni、Au、Ag、Cu、Pd、Pt、Ir、R
h、Ru、Os、Hf等の 1種または 2種以上を添加し
た合金が挙げられる。添加元素量は 5〜50原子%とする
ことが好ましく、さらには 8〜20原子% の範囲とするこ
とが望ましい。これは、添加元素量が少なすぎると、バ
ルク効果が十分に増加せず、逆に添加元素量が多すぎる
と、今度は界面効果が大きく減少するおそれがあるから
である。添加元素は大きなMR変化量を得る上で、特に
Feを用いることが好ましい。
【0016】また、強磁性体層4および軟磁性層5の膜
厚は、熱安定性の観点から 1nm以上とすることが好まし
い。また、強磁性体層4の膜厚はあまり厚くすると、
(1)MR変化率が減少してしまう、 (2)反磁界によりバ
ルクハウゼンノイズが生じやすくなる、 (3)軟磁性層5
により得られる異方性分散の押さえこみ効果が低減され
てしまう、等の問題を招くおそれがあるため、10nm以下
とすることが好ましい。より好ましくは 5nm以下とする
とよい。なお、軟磁性層5の膜厚については後に詳述す
る。
厚は、熱安定性の観点から 1nm以上とすることが好まし
い。また、強磁性体層4の膜厚はあまり厚くすると、
(1)MR変化率が減少してしまう、 (2)反磁界によりバ
ルクハウゼンノイズが生じやすくなる、 (3)軟磁性層5
により得られる異方性分散の押さえこみ効果が低減され
てしまう、等の問題を招くおそれがあるため、10nm以下
とすることが好ましい。より好ましくは 5nm以下とする
とよい。なお、軟磁性層5の膜厚については後に詳述す
る。
【0017】一方、第2の磁性層2は、第1の磁性層1
における強磁性体層4と同様なCo単体やCo系磁性合
金からなる強磁性体層であり、第1の磁性層1と同様な
理由からCo系磁性合金を用いることが好ましい。この
第2の磁性層2は、その上に形成されたIrMn膜、F
eMn膜、NiO膜等からなる反強磁性層6、あるいは
CoPt膜等からなる硬磁性層によって、バイアス磁界
が付与されて磁化固着されている。この第2の磁性層2
はいわゆるピン磁性層である。第2の磁性層2の膜厚は
大きなMR変化量が得られる 1〜10nmの範囲とすること
が好ましい。なお、このピン磁性層としての第2の磁性
層2は、上記したように強磁性体層の磁化を反強磁性層
6等で磁化固着したものに限らず、例えば硬磁性層等を
直接使用することもできる。
における強磁性体層4と同様なCo単体やCo系磁性合
金からなる強磁性体層であり、第1の磁性層1と同様な
理由からCo系磁性合金を用いることが好ましい。この
第2の磁性層2は、その上に形成されたIrMn膜、F
eMn膜、NiO膜等からなる反強磁性層6、あるいは
CoPt膜等からなる硬磁性層によって、バイアス磁界
が付与されて磁化固着されている。この第2の磁性層2
はいわゆるピン磁性層である。第2の磁性層2の膜厚は
大きなMR変化量が得られる 1〜10nmの範囲とすること
が好ましい。なお、このピン磁性層としての第2の磁性
層2は、上記したように強磁性体層の磁化を反強磁性層
6等で磁化固着したものに限らず、例えば硬磁性層等を
直接使用することもできる。
【0018】ここで、第1の磁性層1および第2の磁性
層2の磁化方向は、MR素子の線形応答性を向上させる
上で、外部磁界が零の状態で例えば互いに直交させてお
くことが好ましい。このような磁化状態は、例えば以下
に示すようなアニール処理を施すことによって得ること
ができる。すなわち、 (1)1kOe 程度の磁場を印加しつ
つ523K程度の温度で 1時間程度保持した後、 (2)そのま
ま1kOe 程度の磁場中で483K程度の温度まで冷却し、
(3)483K程度の温度となったところで磁場の印加方向を9
0°回転させて室温まで冷却する。このようなアニール
処理(以下、直交アニールと呼ぶ)により、直交させた
磁化状態を安定して得ることができる。具体的な磁化方
向は、第1の磁性層1の磁化方向をトラック幅方向と
し、第2の磁性層2の磁化方向を第1の磁性層1の磁化
方向と直交する媒体対向面に対して垂直な方向とするこ
とか好ましい。
層2の磁化方向は、MR素子の線形応答性を向上させる
上で、外部磁界が零の状態で例えば互いに直交させてお
くことが好ましい。このような磁化状態は、例えば以下
に示すようなアニール処理を施すことによって得ること
ができる。すなわち、 (1)1kOe 程度の磁場を印加しつ
つ523K程度の温度で 1時間程度保持した後、 (2)そのま
ま1kOe 程度の磁場中で483K程度の温度まで冷却し、
(3)483K程度の温度となったところで磁場の印加方向を9
0°回転させて室温まで冷却する。このようなアニール
処理(以下、直交アニールと呼ぶ)により、直交させた
磁化状態を安定して得ることができる。具体的な磁化方
向は、第1の磁性層1の磁化方向をトラック幅方向と
し、第2の磁性層2の磁化方向を第1の磁性層1の磁化
方向と直交する媒体対向面に対して垂直な方向とするこ
とか好ましい。
【0019】上述した第1および第2の磁性層1、2間
に配置される非磁性中間層3は、常磁性材料、反磁性材
料、反強磁性材料、スピングラス等により構成されるも
のである。具体的には、Cu、Au、Ag、あるいはこ
れらと磁性元素とを含む常磁性合金、Pd、Pt、およ
びこれらを主成分とする合金等が例示される。ここで非
磁性中間層3の膜厚は 2〜 5nmに設定することが好まし
い。非磁性中間層3の膜厚が 2nmを超えると抵抗変化感
度を十分に得ることができず、また 5nm未満であると磁
性層1、2間の交換結合を十分に小さくすることが困難
となる。
に配置される非磁性中間層3は、常磁性材料、反磁性材
料、反強磁性材料、スピングラス等により構成されるも
のである。具体的には、Cu、Au、Ag、あるいはこ
れらと磁性元素とを含む常磁性合金、Pd、Pt、およ
びこれらを主成分とする合金等が例示される。ここで非
磁性中間層3の膜厚は 2〜 5nmに設定することが好まし
い。非磁性中間層3の膜厚が 2nmを超えると抵抗変化感
度を十分に得ることができず、また 5nm未満であると磁
性層1、2間の交換結合を十分に小さくすることが困難
となる。
【0020】上述した各層によりスピンバルブ積層膜7
が構成されており、このようなスピンバルブ積層膜7を
具備するMR素子においては、第2の磁性層2は磁化固
着されているのに対して、第1の磁性層1は外部磁界に
よって磁化反転するため、非磁性中間層3を挟んで配置
された 2つの磁性層1、2の磁化方向の相対的な角度が
変化して磁気抵抗効果が得られる。この際、第1の磁性
層1や第2の磁性層2を主に構成する強磁性体層として
Coを含む強磁性体、特にCo系磁性合金を用いている
ため、大きなMR変化量を得ることができる。
が構成されており、このようなスピンバルブ積層膜7を
具備するMR素子においては、第2の磁性層2は磁化固
着されているのに対して、第1の磁性層1は外部磁界に
よって磁化反転するため、非磁性中間層3を挟んで配置
された 2つの磁性層1、2の磁化方向の相対的な角度が
変化して磁気抵抗効果が得られる。この際、第1の磁性
層1や第2の磁性層2を主に構成する強磁性体層として
Coを含む強磁性体、特にCo系磁性合金を用いている
ため、大きなMR変化量を得ることができる。
【0021】ここで、CoやCo系磁性合金は大きなM
R変化量をもたらすものの、それら単独では良好な軟磁
気特性を実現することが難しく、一般的には磁気異方性
の分散が起って困難軸方向の保磁力Hc が大きな値を持
ってしまう。これらの異方性分散は、結晶磁気異方性の
分散により生じる場合もあり、また誘導磁気異方性の分
散により生じる場合もある。特に、スピンバルブ膜に特
有の上記したような直交アニールを行うと、異方性の分
散が大きくなりやすく、またCo系磁性合金においては
Co量が多いほど異方性分散の程度が大きくなる。
R変化量をもたらすものの、それら単独では良好な軟磁
気特性を実現することが難しく、一般的には磁気異方性
の分散が起って困難軸方向の保磁力Hc が大きな値を持
ってしまう。これらの異方性分散は、結晶磁気異方性の
分散により生じる場合もあり、また誘導磁気異方性の分
散により生じる場合もある。特に、スピンバルブ膜に特
有の上記したような直交アニールを行うと、異方性の分
散が大きくなりやすく、またCo系磁性合金においては
Co量が多いほど異方性分散の程度が大きくなる。
【0022】そこで、本発明においては外部磁界により
磁化反転する第1の磁性層1を、強磁性体層4と軟磁性
層5との積層膜により構成すると共に、軟磁性層5の磁
化をMs [T] 、膜厚をd[nm]、異方性磁界をHk [Oe]
としたとき、Σ(Ms ×d×Hk )の値が30[TnmOe]以
上となるように、軟磁性層5の材質や膜厚等を設定して
いる。ここで、Σ(Ms ×d×Hk )値は、軟磁性層5
を 1種の軟磁性材料膜で構成する場合にはその(Ms ×
d×Hk )の値であり、軟磁性層5を 2種以上の軟磁性
材料膜の積層膜で構成する場合には、各軟磁性材料膜の
(Ms ×d×Hk )値の合計である。
磁化反転する第1の磁性層1を、強磁性体層4と軟磁性
層5との積層膜により構成すると共に、軟磁性層5の磁
化をMs [T] 、膜厚をd[nm]、異方性磁界をHk [Oe]
としたとき、Σ(Ms ×d×Hk )の値が30[TnmOe]以
上となるように、軟磁性層5の材質や膜厚等を設定して
いる。ここで、Σ(Ms ×d×Hk )値は、軟磁性層5
を 1種の軟磁性材料膜で構成する場合にはその(Ms ×
d×Hk )の値であり、軟磁性層5を 2種以上の軟磁性
材料膜の積層膜で構成する場合には、各軟磁性材料膜の
(Ms ×d×Hk )値の合計である。
【0023】すなわち、Coを含む強磁性体層4と軟磁
性層5との積層膜において、困難軸方向のヒステリシス
における保磁力Hc と軟磁性層5の磁気特性との関係を
詳細に調べた結果、軟磁性材料膜の磁化Ms [T] 、膜厚
d[nm]および異方性磁界Hk[Oe]を乗じた値((Ms
×d×Hk )値)の総和(Σ(Ms ×d×Hk )値)と
上記保磁力Hc との間に明確な関係が存在し、Σ(Ms
×d×Hk )値が30[TnmOe]を超える場合に困難軸方向
の保磁力Hc を再現性よく低減できることが明らかとな
った。
性層5との積層膜において、困難軸方向のヒステリシス
における保磁力Hc と軟磁性層5の磁気特性との関係を
詳細に調べた結果、軟磁性材料膜の磁化Ms [T] 、膜厚
d[nm]および異方性磁界Hk[Oe]を乗じた値((Ms
×d×Hk )値)の総和(Σ(Ms ×d×Hk )値)と
上記保磁力Hc との間に明確な関係が存在し、Σ(Ms
×d×Hk )値が30[TnmOe]を超える場合に困難軸方向
の保磁力Hc を再現性よく低減できることが明らかとな
った。
【0024】図2に、軟磁性層5の構成を変えてΣ(M
s ×d×Hk )値を変化させた場合の困難軸方向の保磁
力Hc の変化を調べた結果を示す。図2から明らかなよ
うに、困難軸方向の保磁力Hc はΣ(Ms ×d×Hk )
値に対して反比例的な依存性を示し、Σ(Ms ×d×H
k )値の増大に伴って減少することが分かる。これは、
Coを含む強磁性体層4の異方性分散が軟磁性層5の一
軸磁気異方性によって押さえ込まれるためである。すな
わち、Σ(Ms ×d×Hk )値はCoを含む強磁性体層
4の異方性分散を押さえ込む力を表しており、この値が
30[TnmOe]を超える軟磁性層5を用いることによって、
困難軸方向の保磁力Hc を例えば 1Oe以下と低減する
ことが可能となる。
s ×d×Hk )値を変化させた場合の困難軸方向の保磁
力Hc の変化を調べた結果を示す。図2から明らかなよ
うに、困難軸方向の保磁力Hc はΣ(Ms ×d×Hk )
値に対して反比例的な依存性を示し、Σ(Ms ×d×H
k )値の増大に伴って減少することが分かる。これは、
Coを含む強磁性体層4の異方性分散が軟磁性層5の一
軸磁気異方性によって押さえ込まれるためである。すな
わち、Σ(Ms ×d×Hk )値はCoを含む強磁性体層
4の異方性分散を押さえ込む力を表しており、この値が
30[TnmOe]を超える軟磁性層5を用いることによって、
困難軸方向の保磁力Hc を例えば 1Oe以下と低減する
ことが可能となる。
【0025】このように、フリー磁性層である第1の磁
性層1の困難軸方向の保磁力Hc を例えば 1Oe 以下と
することによって、スピンバルブ積層膜7を具備するM
R素子を磁気ヘッド等のセンサデバイスとして用いた場
合に、バルクハウゼンノイズの発生を安定して抑制する
ことが可能となる。従って、良好なS/N比を有するセ
ンサデバイスが得られる。上記したΣ(Ms ×d×
Hk )値は、安定して低保磁力Hc を実現する上で、Σ
(Ms ×d×Hk )>50[TnmOe]とすることが好まし
く、さらに低い保磁力例えばHc < 0.5Oe を実現する
ためには、Σ(Ms ×d×Hk )>80[TnmOe]以上とす
ることが好ましい。
性層1の困難軸方向の保磁力Hc を例えば 1Oe 以下と
することによって、スピンバルブ積層膜7を具備するM
R素子を磁気ヘッド等のセンサデバイスとして用いた場
合に、バルクハウゼンノイズの発生を安定して抑制する
ことが可能となる。従って、良好なS/N比を有するセ
ンサデバイスが得られる。上記したΣ(Ms ×d×
Hk )値は、安定して低保磁力Hc を実現する上で、Σ
(Ms ×d×Hk )>50[TnmOe]とすることが好まし
く、さらに低い保磁力例えばHc < 0.5Oe を実現する
ためには、Σ(Ms ×d×Hk )>80[TnmOe]以上とす
ることが好ましい。
【0026】軟磁性層5の具体的な構成は、上記したΣ
(Ms ×d×Hk )>30[TnmOe]を満足するものであれ
ば特に限定されるものではないが、強磁性体層4の異方
性分散を押さえ込む上で良好な一軸磁気異方性を有する
と共に、軟磁性層5自体の安定化のために異方性磁界H
k が 5Oe 以上である軟磁性材料膜を少なくとも 1層有
することが好ましい。具体的な軟磁性層5の構成材料と
しては、NiFe合金、NiFeCo合金、これら fcc
結晶構造の軟磁性合金にTi、V、Cr、Mn、Zn、
Nb、Mo、Tc、Hf、Ta、W、Re等の添加元素
を添加して高抵抗化した合金、Coに同様な添加元素を
添加してアモルファス化した合金、例えばアモルファス
CoNbZr合金等が挙げられる。
(Ms ×d×Hk )>30[TnmOe]を満足するものであれ
ば特に限定されるものではないが、強磁性体層4の異方
性分散を押さえ込む上で良好な一軸磁気異方性を有する
と共に、軟磁性層5自体の安定化のために異方性磁界H
k が 5Oe 以上である軟磁性材料膜を少なくとも 1層有
することが好ましい。具体的な軟磁性層5の構成材料と
しては、NiFe合金、NiFeCo合金、これら fcc
結晶構造の軟磁性合金にTi、V、Cr、Mn、Zn、
Nb、Mo、Tc、Hf、Ta、W、Re等の添加元素
を添加して高抵抗化した合金、Coに同様な添加元素を
添加してアモルファス化した合金、例えばアモルファス
CoNbZr合金等が挙げられる。
【0027】上述した軟磁性材料のうち、NiFe合金
やNiFeCo合金等は fcc結晶構造を有し、Coを含
む強磁性体層4の結晶性を向上させて軟磁気特性の向上
に寄与するものの、異方性磁界Hk が 5Oe 未満である
ため、アモルファスCoNbZr合金等との積層膜とし
て利用することが好ましい。また、他の好ましい形態と
しては、異方性磁界Hk が 5Oe 以上となる組成とした
NiFeCo合金の膜を単体で用いる等が挙げられる。
やNiFeCo合金等は fcc結晶構造を有し、Coを含
む強磁性体層4の結晶性を向上させて軟磁気特性の向上
に寄与するものの、異方性磁界Hk が 5Oe 未満である
ため、アモルファスCoNbZr合金等との積層膜とし
て利用することが好ましい。また、他の好ましい形態と
しては、異方性磁界Hk が 5Oe 以上となる組成とした
NiFeCo合金の膜を単体で用いる等が挙げられる。
【0028】この実施形態のMR素子においては、第1
の磁性層1の強磁性体層4としてCoを含む強磁性体を
用いていることから、大きなMR変化量が得られ、その
上でCoを含む強磁性体層4をΣ(Ms ×d×Hk )>
30[TnmOe]の軟磁性層5との積層膜として利用している
ため、Coを含む強磁性体層4の磁気異方性の分散が抑
制されて良好な軟磁気特性が得られる。このように、上
記実施形態のMR素子のスピンバルブ積層膜7では、大
きなMR変化量と良好な軟磁気特性とが両立されてお
り、従って素子感度に優れると共に、センサデバイスと
して用いた場合にバルクハウゼンノイズの発生を抑制し
て、良好なS/N比を得ることが可能となる。すなわ
ち、スピンバルブ膜を用いたMR素子の実用性を大幅に
高めることが可能となる。
の磁性層1の強磁性体層4としてCoを含む強磁性体を
用いていることから、大きなMR変化量が得られ、その
上でCoを含む強磁性体層4をΣ(Ms ×d×Hk )>
30[TnmOe]の軟磁性層5との積層膜として利用している
ため、Coを含む強磁性体層4の磁気異方性の分散が抑
制されて良好な軟磁気特性が得られる。このように、上
記実施形態のMR素子のスピンバルブ積層膜7では、大
きなMR変化量と良好な軟磁気特性とが両立されてお
り、従って素子感度に優れると共に、センサデバイスと
して用いた場合にバルクハウゼンノイズの発生を抑制し
て、良好なS/N比を得ることが可能となる。すなわ
ち、スピンバルブ膜を用いたMR素子の実用性を大幅に
高めることが可能となる。
【0029】
【実施例】次に、本発明の具体的な実施例について述べ
る。
る。
【0030】実施例1 熱酸化Si基板上にスパッタ法によって、まず軟磁性層
5としてアモルファスCoNbZr合金膜とNiFe合
金膜を順に成膜した。ここで、アモルファスCoNbZ
r合金膜の膜厚は変化させ、アモルファスCoNbZr
合金膜の膜厚が 3nm、 5nm、 7nm、10nmの 4種類の試料
を作製した。また、NiFe合金膜の膜厚は 2nmで一定
とした。
5としてアモルファスCoNbZr合金膜とNiFe合
金膜を順に成膜した。ここで、アモルファスCoNbZ
r合金膜の膜厚は変化させ、アモルファスCoNbZr
合金膜の膜厚が 3nm、 5nm、 7nm、10nmの 4種類の試料
を作製した。また、NiFe合金膜の膜厚は 2nmで一定
とした。
【0031】次いで、この軟磁性材料積層膜からなる軟
磁性層5上に、強磁性体層4として膜厚 3nmのCo90F
e10合金膜、非磁性中間層3として膜厚 3nmのCu膜、
第2の磁性層2として膜厚 3nmのCo90Fe10合金膜、
反強磁性層6として膜厚10nmのIrMn合金膜、保護層
として膜厚 5nmのTa膜を順に積層して、スピンバルブ
積層膜7を形成した。
磁性層5上に、強磁性体層4として膜厚 3nmのCo90F
e10合金膜、非磁性中間層3として膜厚 3nmのCu膜、
第2の磁性層2として膜厚 3nmのCo90Fe10合金膜、
反強磁性層6として膜厚10nmのIrMn合金膜、保護層
として膜厚 5nmのTa膜を順に積層して、スピンバルブ
積層膜7を形成した。
【0032】上記したスピンバルブ積層膜7において
は、アモルファスCoNbZr合金膜とNiFe合金膜
との積層膜からなる軟磁性層5によって、それと隣接し
た強磁性体層4としてのCo90Fe10合金膜の異方性分
散が抑えられており、またIrMn反強磁性層6と隣接
した第2の磁性層2としてのCo90Fe10合金膜は一方
向磁気異方性が与えられている。
は、アモルファスCoNbZr合金膜とNiFe合金膜
との積層膜からなる軟磁性層5によって、それと隣接し
た強磁性体層4としてのCo90Fe10合金膜の異方性分
散が抑えられており、またIrMn反強磁性層6と隣接
した第2の磁性層2としてのCo90Fe10合金膜は一方
向磁気異方性が与えられている。
【0033】この後、上記スピンバルブ積層膜7にパタ
ーニングを施し、さらに外部磁界に対する線形応答特性
を向上させるために、ピン磁性層2としてのCo90Fe
10合金膜の一方向異方性の方向と、フリー磁性層1にお
けるCo90Fe10合金膜の一軸異方性の方向とが90°直
交するように、前述した直交アニールを施してMR素子
を得た。
ーニングを施し、さらに外部磁界に対する線形応答特性
を向上させるために、ピン磁性層2としてのCo90Fe
10合金膜の一方向異方性の方向と、フリー磁性層1にお
けるCo90Fe10合金膜の一軸異方性の方向とが90°直
交するように、前述した直交アニールを施してMR素子
を得た。
【0034】このようにして、アモルファスCoNbZ
r合金膜の膜厚を変化させた得た各MR素子の素子全体
としての困難軸方向の保磁力Hc を測定した。各MR素
子のアモルファスCoNbZr合金膜とNiFe合金膜
との積層膜のΣ(Ms ×d×Hk )値と、MR素子全体
としての困難軸方向の保磁力Hc との関係を表1に示
す。
r合金膜の膜厚を変化させた得た各MR素子の素子全体
としての困難軸方向の保磁力Hc を測定した。各MR素
子のアモルファスCoNbZr合金膜とNiFe合金膜
との積層膜のΣ(Ms ×d×Hk )値と、MR素子全体
としての困難軸方向の保磁力Hc との関係を表1に示
す。
【0035】
【表1】 表1から明らかなように、Σ(Ms ×d×Hk )値はア
モルファスCoNbZr合金膜の膜厚の増大に従って大
きくなり、それに伴って保磁力Hc が減少している。そ
して、Σ(Ms ×d×Hk )値が30[TnmOe]以下の No1
の試料、すなわち本発明の範囲外のスピンバルブ膜を有
する試料(比較例)では、保磁力Hcが 1Oe を超えて
いるのに対して、Σ(Ms ×d×Hk )値が30[TnmOe]
を超える No2〜 4の試料、すなわち本発明のスピンバル
ブ膜を有する試料(実施例)は、保磁力Hc が 1Oe 以
下となっていることが分かる。このように、Σ(Ms ×
d×Hk )>30[TnmOe]とすることによって、良好な軟
磁気特性を得ることが可能となる。なお、上記各試料の
MR変化率を調べたところ、いずれも7%以上と大きい値
を示した。
モルファスCoNbZr合金膜の膜厚の増大に従って大
きくなり、それに伴って保磁力Hc が減少している。そ
して、Σ(Ms ×d×Hk )値が30[TnmOe]以下の No1
の試料、すなわち本発明の範囲外のスピンバルブ膜を有
する試料(比較例)では、保磁力Hcが 1Oe を超えて
いるのに対して、Σ(Ms ×d×Hk )値が30[TnmOe]
を超える No2〜 4の試料、すなわち本発明のスピンバル
ブ膜を有する試料(実施例)は、保磁力Hc が 1Oe 以
下となっていることが分かる。このように、Σ(Ms ×
d×Hk )>30[TnmOe]とすることによって、良好な軟
磁気特性を得ることが可能となる。なお、上記各試料の
MR変化率を調べたところ、いずれも7%以上と大きい値
を示した。
【0036】また、上記各試料のMR素子を用いて同一
構造のMRヘッド作製した。ヘッドは、直径 3inのAl
TiC基板上に作製し、 1枚の基板から 800個のヘッド
を得た。作製したヘッドを実際のディスク・ドライブに
組込み、バルクハウゼンノイズが生じるヘッドの数を、
各試料のヘッドごとに確認した。その結果を表2に示
す。
構造のMRヘッド作製した。ヘッドは、直径 3inのAl
TiC基板上に作製し、 1枚の基板から 800個のヘッド
を得た。作製したヘッドを実際のディスク・ドライブに
組込み、バルクハウゼンノイズが生じるヘッドの数を、
各試料のヘッドごとに確認した。その結果を表2に示
す。
【0037】
【表2】 表2からΣ(Ms ×d×Hk )値が大きいほど、バルク
ハウゼンノイズが生じにくいことが分かる。
ハウゼンノイズが生じにくいことが分かる。
【0038】実施例2 上記実施例1のアモルファスCoNbZr合金膜とNi
Fe合金膜との積層膜からなる軟磁性層に代えて、(N
i70Fe10Co20)95Cr5 合金膜を軟磁性層5として
用いる以外は、実施例1と同一構造のスピンバルブ積層
膜7を作製した。この際、軟磁性層5としての(Ni70
Fe10Co20)95Cr5 合金膜の膜厚を表3に示すよう
に変化させた。
Fe合金膜との積層膜からなる軟磁性層に代えて、(N
i70Fe10Co20)95Cr5 合金膜を軟磁性層5として
用いる以外は、実施例1と同一構造のスピンバルブ積層
膜7を作製した。この際、軟磁性層5としての(Ni70
Fe10Co20)95Cr5 合金膜の膜厚を表3に示すよう
に変化させた。
【0039】次いで、上記スピンバルブ積層膜7にパタ
ーニングを施し、さらに実施例1と同様な直交アニール
を施して、それぞれMR素子を得た。これら各MR素子
の素子全体としての困難軸方向の保磁力Hc を測定し
た。その結果を表3に示す。
ーニングを施し、さらに実施例1と同様な直交アニール
を施して、それぞれMR素子を得た。これら各MR素子
の素子全体としての困難軸方向の保磁力Hc を測定し
た。その結果を表3に示す。
【0040】
【表3】 表3から明らかなように、軟磁性層5として(Ni70F
e10Co20)95Cr5合金膜を用いた場合にも、Σ(M
s ×d×Hk )値が膜厚の増大に従って大きくなり、そ
れに伴って保磁力Hc が減少している。そして、Σ(M
s ×d×Hk )値が30[TnmOe]を超える No6〜 8の試料
(実施例)は、保磁力Hc が 1Oe 以下となっているこ
とが分かる。このように、Σ(Ms ×d×Hk )>30[T
nmOe]とすることによって、良好な軟磁気特性を得るこ
とが可能となる。
e10Co20)95Cr5合金膜を用いた場合にも、Σ(M
s ×d×Hk )値が膜厚の増大に従って大きくなり、そ
れに伴って保磁力Hc が減少している。そして、Σ(M
s ×d×Hk )値が30[TnmOe]を超える No6〜 8の試料
(実施例)は、保磁力Hc が 1Oe 以下となっているこ
とが分かる。このように、Σ(Ms ×d×Hk )>30[T
nmOe]とすることによって、良好な軟磁気特性を得るこ
とが可能となる。
【0041】上記各試料のMR変化率を調べたところ、
いずれも7%以上と大きい値を示した。また、実施例1と
同様にMRヘッド作製し、バルクハウゼンノイズの発生
の有無を調べたところ、保磁力Hc が 1Oe 以下のMR
素子を用いた場合には、バルクハウゼンノイズの発生を
抑制できることを確認した。
いずれも7%以上と大きい値を示した。また、実施例1と
同様にMRヘッド作製し、バルクハウゼンノイズの発生
の有無を調べたところ、保磁力Hc が 1Oe 以下のMR
素子を用いた場合には、バルクハウゼンノイズの発生を
抑制できることを確認した。
【0042】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の磁気抵抗
効果素子によれば、大きなMR変化量と良好な軟磁気特
性を再現性よく得ることが可能となる。従って、スピン
バルブ膜の磁気抵抗効果素子の実用性を大幅に高めるこ
とができる。
効果素子によれば、大きなMR変化量と良好な軟磁気特
性を再現性よく得ることが可能となる。従って、スピン
バルブ膜の磁気抵抗効果素子の実用性を大幅に高めるこ
とができる。
【図1】 本発明のMR素子の一実施形態の要部構造を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図2】 第1の磁性層の困難軸方向の保磁力Hc と軟
磁性層のΣ(Ms ×d×Hk )値との関係を示す図であ
る。
磁性層のΣ(Ms ×d×Hk )値との関係を示す図であ
る。
1……第1の磁性層 2……第2の磁性層 3……非磁性中間層 4……Coを含む強磁性体層 5……軟磁性層 7……スピンバルブ膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩崎 仁志 神奈川県川崎市幸区堀川町72 株式会社東 芝川崎事業所内 (72)発明者 佐橋 政司 神奈川県川崎市幸区堀川町72 株式会社東 芝川崎事業所内
Claims (6)
- 【請求項1】 Coを含む強磁性体層と軟磁性層との積
層膜からなる第1の磁性層と、第2の磁性層と、前記第
1の磁性層と第2の磁性層との間に配置された非磁性中
間層とを有するスピンバルブ膜を具備する磁気抵抗効果
素子において、前記軟磁性層は、 1種の軟磁性材料膜ま
たは 2種以上の軟磁性材料膜からなる軟磁性材料積層膜
からなり、前記軟磁性材料膜または軟磁性材料積層膜
は、その磁化をMs [T] 、膜厚をd[nm]、異方性磁界を
Hk [Oe]としたとき、 Σ(Ms ×d×Hk )>30[TnmOe] を満足することを特徴とする磁気抵抗効果素子。 - 【請求項2】 請求項1記載の磁気抵抗効果素子におい
て、 前記軟磁性層は、異方性磁界Hk が 5Oe 以上である少
なくとも 1つの軟磁性材料膜を有することを特徴とする
磁気抵抗効果素子。 - 【請求項3】 請求項1記載の磁気抵抗効果素子におい
て、 前記第1の磁性層は、前記Coを含む強磁性体層が前記
非磁性中間層と接するように配置されていることを特徴
とする磁気抵抗効果素子。 - 【請求項4】 請求項1記載の磁気抵抗効果素子におい
て、 前記Coを含む強磁性体層と軟磁性層とは磁気的に交換
結合しており、外部磁界に対して磁化が一体に振舞うこ
とを特徴とする磁気抵抗効果素子。 - 【請求項5】 請求項1記載の磁気抵抗効果素子におい
て、 前記第1の磁性層の磁化方向と第2の磁性層の磁化方向
が互いに略直交していることを特徴とする磁気抵抗効果
素子。 - 【請求項6】 請求項1記載の磁気抵抗効果素子におい
て、 前記Coを含む強磁性体層の膜厚が 1nm以上10nm以下で
あることを特徴とする磁気抵抗効果素子。
Priority Applications (9)
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JP07340496A JP3461999B2 (ja) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | 磁気抵抗効果素子 |
JP10906796A JP3217697B2 (ja) | 1996-03-28 | 1996-04-30 | 磁気抵抗効果素子 |
IN527CA1997 IN191475B (ja) | 1996-03-28 | 1997-03-25 | |
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SG1997001002A SG45540A1 (en) | 1996-03-28 | 1997-03-27 | Magnetoresistance effect element |
MYPI97001329A MY120928A (en) | 1996-03-28 | 1997-03-27 | Magnetoresistance effect element |
TW086103932A TW325560B (en) | 1996-03-28 | 1997-03-27 | Component with magnetic resistance effect |
CN97111667A CN1106635C (zh) | 1996-03-28 | 1997-03-27 | 磁电阻效应元件 |
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---|---|---|---|
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TW (1) | TW325560B (ja) |
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