JPH1041561A - 磁気抵抗効果素子 - Google Patents
磁気抵抗効果素子Info
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- JPH1041561A JPH1041561A JP8196363A JP19636396A JPH1041561A JP H1041561 A JPH1041561 A JP H1041561A JP 8196363 A JP8196363 A JP 8196363A JP 19636396 A JP19636396 A JP 19636396A JP H1041561 A JPH1041561 A JP H1041561A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y25/00—Nanomagnetism, e.g. magnetoimpedance, anisotropic magnetoresistance, giant magnetoresistance or tunneling magnetoresistance
-
- 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
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 非磁性導電層６が一対の強磁性層の間に挟ま
れた積層構造の磁性膜を有する磁気抵抗効果素子におい
て、より高い感度の磁気抵抗効果素子を得る。 【解決手段】 一対の強磁性層の少なくとも一方の強磁
性層が酸化物材料から構成される酸化物強磁性層部分４
を含むことを特徴としている。
れた積層構造の磁性膜を有する磁気抵抗効果素子におい
て、より高い感度の磁気抵抗効果素子を得る。 【解決手段】 一対の強磁性層の少なくとも一方の強磁
性層が酸化物材料から構成される酸化物強磁性層部分４
を含むことを特徴としている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気抵抗効果素子
に関するものであり、特に一対の強磁性層の間に非磁性
導電層を配置した積層構造の磁性膜を有する磁気抵抗効
果素子に関するものである。
に関するものであり、特に一対の強磁性層の間に非磁性
導電層を配置した積層構造の磁性膜を有する磁気抵抗効
果素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】磁気抵抗効果（ＭＲ）素子は、磁気抵抗
効果を有する磁性膜に電流を供給し、その電圧変化を読
み取ることにより、磁場強度及びその変化を検出する素
子である。このような磁気抵抗効果素子を利用した再生
ヘッドは、従来の誘導型のヘッドに比べ検出感度が高い
ことから、高密度記録が要求されるハード・ディスク装
置などの再生ヘッドとして検討されている。
効果を有する磁性膜に電流を供給し、その電圧変化を読
み取ることにより、磁場強度及びその変化を検出する素
子である。このような磁気抵抗効果素子を利用した再生
ヘッドは、従来の誘導型のヘッドに比べ検出感度が高い
ことから、高密度記録が要求されるハード・ディスク装
置などの再生ヘッドとして検討されている。
【０００３】磁気抵抗効果素子においては、ＭＲ比を高
めることにより、検出出力を高めることができ、より高
感度な素子とすることができる。ハード・ディスク装置
の再生ヘッドとしては、高密度記録が可能な、より高い
感度を有する磁気抵抗効果素子が求められており、より
高いＭＲ比を示す磁気抵抗効果素子の開発が近年活発に
進められている。高いＭＲ比を示す磁気抵抗効果素子と
して、非磁性導電層と強磁性層とを積層した、いわゆる
巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）素子が特に注目されてい
る。このような巨大磁気抵抗効果素子としては、強磁性
層と非磁性導電層とを多数交互に積層した人工格子型素
子、互いに保磁力が異なる一対の強磁性層の間に非磁性
導電層を設けた保磁力差型素子、及び反強磁性層／強磁
性層／非磁性導電層／強磁性層の積層構造を有するスピ
ンバルブ型素子が知られている。
めることにより、検出出力を高めることができ、より高
感度な素子とすることができる。ハード・ディスク装置
の再生ヘッドとしては、高密度記録が可能な、より高い
感度を有する磁気抵抗効果素子が求められており、より
高いＭＲ比を示す磁気抵抗効果素子の開発が近年活発に
進められている。高いＭＲ比を示す磁気抵抗効果素子と
して、非磁性導電層と強磁性層とを積層した、いわゆる
巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）素子が特に注目されてい
る。このような巨大磁気抵抗効果素子としては、強磁性
層と非磁性導電層とを多数交互に積層した人工格子型素
子、互いに保磁力が異なる一対の強磁性層の間に非磁性
導電層を設けた保磁力差型素子、及び反強磁性層／強磁
性層／非磁性導電層／強磁性層の積層構造を有するスピ
ンバルブ型素子が知られている。
【０００４】例えば、スピンバルブ型磁気抵抗効果素子
においては、強磁性層としてＮｉＦｅ、反強磁性層とし
てＦｅＭｎ、非磁性導電層としてＣｕ層が用いられ、Ｆ
ｅＭｎ／ＮｉＦｅ／Ｃｕ／ＮｉＦｅの積層構造を有する
磁性膜が一般に知られている。
においては、強磁性層としてＮｉＦｅ、反強磁性層とし
てＦｅＭｎ、非磁性導電層としてＣｕ層が用いられ、Ｆ
ｅＭｎ／ＮｉＦｅ／Ｃｕ／ＮｉＦｅの積層構造を有する
磁性膜が一般に知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ハード
・ディスク装置等においては、さらに高密度な記録が要
求されており、より高感度な磁気抵抗効果素子の開発が
望まれている。上記従来のスピンバルブ型磁気抵抗効果
素子においては、磁気感度に影響しない部分にも電流が
流れ、この結果磁気感度に寄与しない電流の割合が多い
という問題があった。
・ディスク装置等においては、さらに高密度な記録が要
求されており、より高感度な磁気抵抗効果素子の開発が
望まれている。上記従来のスピンバルブ型磁気抵抗効果
素子においては、磁気感度に影響しない部分にも電流が
流れ、この結果磁気感度に寄与しない電流の割合が多い
という問題があった。
【０００６】本発明の目的は、非磁性導電層及びその近
傍に電流を集中させて感度を高めることができる磁気抵
抗効果素子を提供することにある。
傍に電流を集中させて感度を高めることができる磁気抵
抗効果素子を提供することにある。
【０００７】
【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、非磁性導電層が一対の強磁性層間に挟まれた積層
構造の磁性膜を有し、一対の強磁性層の少なくとも一方
の強磁性層が酸化物材料から構成される酸化物強磁性層
部分を含むことを特徴としている。
子は、非磁性導電層が一対の強磁性層間に挟まれた積層
構造の磁性膜を有し、一対の強磁性層の少なくとも一方
の強磁性層が酸化物材料から構成される酸化物強磁性層
部分を含むことを特徴としている。
【０００８】本発明の磁気抵抗効果素子は、上記のよう
に少なくとも一方の強磁性層が酸化物強磁性層部分を含
む。酸化物強磁性層は高抵抗であるので、従来の磁気抵
抗効果素子に比べ、非磁性導電層及びその近傍に電流を
集中させることができ、磁気感度に寄与する電流の割合
を増加させることができる。従って、より高感度な磁気
抵抗効果素子とすることができる。
に少なくとも一方の強磁性層が酸化物強磁性層部分を含
む。酸化物強磁性層は高抵抗であるので、従来の磁気抵
抗効果素子に比べ、非磁性導電層及びその近傍に電流を
集中させることができ、磁気感度に寄与する電流の割合
を増加させることができる。従って、より高感度な磁気
抵抗効果素子とすることができる。
【０００９】上記積層構造の磁性膜としては、反強磁性
層／強磁性層／非磁性導電層／強磁性層の積層構造を有
するスピンバルブ型磁性膜、強磁性層／非磁性導電層／
強磁性層の積層構造を有しかつ強磁性層が互いに異なる
保磁力を有する保磁力差型磁性膜、及び強磁性層と非磁
性導電層を交互に積層した人工格子型磁性膜などが挙げ
られる。
層／強磁性層／非磁性導電層／強磁性層の積層構造を有
するスピンバルブ型磁性膜、強磁性層／非磁性導電層／
強磁性層の積層構造を有しかつ強磁性層が互いに異なる
保磁力を有する保磁力差型磁性膜、及び強磁性層と非磁
性導電層を交互に積層した人工格子型磁性膜などが挙げ
られる。
【００１０】本発明における、酸化物強磁性層部分を構
成する酸化物材料としては、強磁性を示す酸化物であれ
ば特に限定されるものではないが、好ましくは、ＭｎＺ
ｎフェライト、ＮｉＺｎフェライト、ＭｇＭｎフェライ
ト、ＣｕＺｎフェライトなどの酸化物軟磁性材料が用い
られる。
成する酸化物材料としては、強磁性を示す酸化物であれ
ば特に限定されるものではないが、好ましくは、ＭｎＺ
ｎフェライト、ＮｉＺｎフェライト、ＭｇＭｎフェライ
ト、ＣｕＺｎフェライトなどの酸化物軟磁性材料が用い
られる。
【００１１】上記の酸化物軟磁性材料は、耐食性に優れ
るので、このような酸化物材料を用いた場合には、耐食
性に優れた磁気抵抗効果素子とすることができる。本発
明において、上記酸化物強磁性層部分を含む強磁性層
は、酸化物強磁性層部分とともに、金属材料から構成さ
れる金属強磁性層部分を含み、この金属強磁性層部分が
非磁性導電層側に設けられていることが好ましい。これ
により、非磁性導電層及び金属強磁性層部分並びにそれ
らの界面を電流がより集中して流れるようになり、ＭＲ
変化に寄与し得る電子が増加し、より高いＭＲ比を得る
ことができる。
るので、このような酸化物材料を用いた場合には、耐食
性に優れた磁気抵抗効果素子とすることができる。本発
明において、上記酸化物強磁性層部分を含む強磁性層
は、酸化物強磁性層部分とともに、金属材料から構成さ
れる金属強磁性層部分を含み、この金属強磁性層部分が
非磁性導電層側に設けられていることが好ましい。これ
により、非磁性導電層及び金属強磁性層部分並びにそれ
らの界面を電流がより集中して流れるようになり、ＭＲ
変化に寄与し得る電子が増加し、より高いＭＲ比を得る
ことができる。
【００１２】本発明において強磁性層または金属強磁性
層部分を構成する金属または合金としては、ＮｉＦｅ、
Ｆｅ、Ｃｏ、及びこれらの合金等が挙げられる。本発明
において非磁性導電層を構成する金属または合金として
は、非磁性でかつ導電性に優れた材料であれば特に限定
されるものではなく、Ｃｕ、Ａｇ等が挙げられる。
層部分を構成する金属または合金としては、ＮｉＦｅ、
Ｆｅ、Ｃｏ、及びこれらの合金等が挙げられる。本発明
において非磁性導電層を構成する金属または合金として
は、非磁性でかつ導電性に優れた材料であれば特に限定
されるものではなく、Ｃｕ、Ａｇ等が挙げられる。
【００１３】本発明において、磁性膜中に反強磁性層が
含まれる場合には、この反強磁性層を酸化物材料から構
成することができる。反強磁性層を酸化物材料から構成
することにより、磁性膜中を流れる電流を、より非磁性
導電層及びその近傍の部分に集中させることができ、よ
り高い感度を得ることができる。反強磁性層を構成する
酸化物材料としては、ＮｉＯ、ＣｏＯ、ＮｉＣｏＯなど
の酸化物材料を挙げることができる。
含まれる場合には、この反強磁性層を酸化物材料から構
成することができる。反強磁性層を酸化物材料から構成
することにより、磁性膜中を流れる電流を、より非磁性
導電層及びその近傍の部分に集中させることができ、よ
り高い感度を得ることができる。反強磁性層を構成する
酸化物材料としては、ＮｉＯ、ＣｏＯ、ＮｉＣｏＯなど
の酸化物材料を挙げることができる。
【００１４】さらに、本発明において、磁性膜が基板上
に形成されており、該基板と磁性膜との間にバッファ層
が設けられている場合には、酸化物材料から構成される
バッファ層を設けてもよい。このような酸化物材料から
なるバッファ層としては、例えばＺｒＯ、ＹＳＺ（イッ
トリア・スタビライズド・ジルコニア；安定化ジルコニ
ア；ＺｒＯにＹ2 Ｏ3 を添加し安定化したジルコニア）
などの非磁性酸化物材料が挙げられる。これらのバッフ
ァ層は、その上に形成する磁性膜の結晶性を高め、より
良好な磁気特性を示す磁性膜とするために設けられるも
のである。
に形成されており、該基板と磁性膜との間にバッファ層
が設けられている場合には、酸化物材料から構成される
バッファ層を設けてもよい。このような酸化物材料から
なるバッファ層としては、例えばＺｒＯ、ＹＳＺ（イッ
トリア・スタビライズド・ジルコニア；安定化ジルコニ
ア；ＺｒＯにＹ2 Ｏ3 を添加し安定化したジルコニア）
などの非磁性酸化物材料が挙げられる。これらのバッフ
ァ層は、その上に形成する磁性膜の結晶性を高め、より
良好な磁気特性を示す磁性膜とするために設けられるも
のである。
【００１５】このようにバッファ層として酸化物材料か
らなるバッファ層を用いることにより、磁性膜中を流れ
る電流を、さらに非磁性導電層及びその近傍の部分に集
中させることができ、より高い感度を得ることができ
る。
らなるバッファ層を用いることにより、磁性膜中を流れ
る電流を、さらに非磁性導電層及びその近傍の部分に集
中させることができ、より高い感度を得ることができ
る。
【００１６】基板材料としては、例えば、Ｓｉ、Ｔｉ
Ｃ、Ａｌ2 Ｏ3 、ガラスなどが挙げられる。本発明の磁
気抵抗効果素子においては、一対の強磁性層の少なくと
も一方の強磁性層が酸化物材料から構成される酸化物強
磁性層部分を含むので、磁性膜中を流れる電子を、非磁
性導電層及びその近傍の部分に集中させることができ、
より高い感度を得ることができる。さらに、上記酸化物
材料から構成される場合、耐食性を高めることができ、
製造工程上、安定した品質の磁気抵抗効果素子とするこ
とができる。また本発明においては、非磁性導電層を挟
む一対の強磁性層の双方が酸化物強磁性層部分を含むこ
とが好ましく、これによりさらに非磁性導電層及びその
近傍の部分に磁性膜中を流れる電流を集中させることが
でき、より高い感度を得ることができる。
Ｃ、Ａｌ2 Ｏ3 、ガラスなどが挙げられる。本発明の磁
気抵抗効果素子においては、一対の強磁性層の少なくと
も一方の強磁性層が酸化物材料から構成される酸化物強
磁性層部分を含むので、磁性膜中を流れる電子を、非磁
性導電層及びその近傍の部分に集中させることができ、
より高い感度を得ることができる。さらに、上記酸化物
材料から構成される場合、耐食性を高めることができ、
製造工程上、安定した品質の磁気抵抗効果素子とするこ
とができる。また本発明においては、非磁性導電層を挟
む一対の強磁性層の双方が酸化物強磁性層部分を含むこ
とが好ましく、これによりさらに非磁性導電層及びその
近傍の部分に磁性膜中を流れる電流を集中させることが
でき、より高い感度を得ることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】図１は、本発明に従う第１の実施
形態の磁気抵抗効果素子を示す断面図である。本実施形
態では、非磁性導電層６を挟む一対の強磁性層の一方の
強磁性層にのみ酸化物強磁性層部分が含まれている。シ
リコンなどからなる基板１の上に、ＺｒＯからなるバッ
ファ層２が設けられており、このバッファ層２の上に、
ＮｉＯからなる反強磁性層３が設けられている。反強磁
性層３の上には、（ＭｎX Ｚｎ 1-X ）Ｆｅ2 Ｏ4 からな
る酸化物強磁性層部分４が設けられている。ＭｎＺｎフ
ェライトは、一般式として（ＭｎX Ｚｎ1-X ）Ｆｅ2 Ｏ
4 （０．１≦ｘ≦０．７）、または〔（ＭｎＯ）X （Ｚ
ｎＯ）1-X Ｆｅ2 Ｏ3 〕（０．１≦ｘ≦０．７）で表さ
れ、本実施形態においては、（Ｍｎ0.2 Ｚｎ0.8 ）Ｆｅ
2 Ｏ4 の組成のＭｎＺｎフェライトを用いている。また
ＣｕＺｎフェライトは、（ＣｕX Ｚｎ1-X）Ｆｅ2 Ｏ4
（０．１≦ｘ≦０．７）の一般式で表すことができる。
形態の磁気抵抗効果素子を示す断面図である。本実施形
態では、非磁性導電層６を挟む一対の強磁性層の一方の
強磁性層にのみ酸化物強磁性層部分が含まれている。シ
リコンなどからなる基板１の上に、ＺｒＯからなるバッ
ファ層２が設けられており、このバッファ層２の上に、
ＮｉＯからなる反強磁性層３が設けられている。反強磁
性層３の上には、（ＭｎX Ｚｎ 1-X ）Ｆｅ2 Ｏ4 からな
る酸化物強磁性層部分４が設けられている。ＭｎＺｎフ
ェライトは、一般式として（ＭｎX Ｚｎ1-X ）Ｆｅ2 Ｏ
4 （０．１≦ｘ≦０．７）、または〔（ＭｎＯ）X （Ｚ
ｎＯ）1-X Ｆｅ2 Ｏ3 〕（０．１≦ｘ≦０．７）で表さ
れ、本実施形態においては、（Ｍｎ0.2 Ｚｎ0.8 ）Ｆｅ
2 Ｏ4 の組成のＭｎＺｎフェライトを用いている。また
ＣｕＺｎフェライトは、（ＣｕX Ｚｎ1-X）Ｆｅ2 Ｏ4
（０．１≦ｘ≦０．７）の一般式で表すことができる。
【００１８】酸化物強磁性層部分４の上には、Ｃｏから
なる金属強磁性層部分５が設けられている。酸化物強磁
性層部分４と金属強磁性層部分５から、一方の強磁性層
が構成されている。
なる金属強磁性層部分５が設けられている。酸化物強磁
性層部分４と金属強磁性層部分５から、一方の強磁性層
が構成されている。
【００１９】金属強磁性層部分５の上には、Ｃｕからな
る非磁性導電層６が設けられている。非磁性導電層６の
上には、Ｎｉ80Ｆｅ20からなる他方の強磁性層７が設け
られている。
る非磁性導電層６が設けられている。非磁性導電層６の
上には、Ｎｉ80Ｆｅ20からなる他方の強磁性層７が設け
られている。
【００２０】各層の膜厚はバッファ層２が５ｎｍであ
り、反強磁性層３が２０ｎｍであり、酸化物強磁性層部
分が３ｎｍであり、金属強磁性層部分５が１ｎｍであ
り、非磁性導電層６が２．７ｎｍであり、強磁性層７が
５ｎｍである。
り、反強磁性層３が２０ｎｍであり、酸化物強磁性層部
分が３ｎｍであり、金属強磁性層部分５が１ｎｍであ
り、非磁性導電層６が２．７ｎｍであり、強磁性層７が
５ｎｍである。
【００２１】図２は、本発明に従う第２の実施形態の磁
気抵抗効果素子を示す断面図である。本実施形態では、
非磁性導電層を挟む両側の強磁性層に酸化物強磁性層部
分が含まれている。図２を参照して、シリコンからなる
基板１１の上には、ＺｒＯからなるバッファ層１２が設
けられており、このバッファ層１２の上に、ＮｉＯから
なる反強磁性層１３が設けられている。反強磁性層１３
の上には、（Ｍｎ0.2Ｚｎ0.8 ）Ｆｅ2 Ｏ4 からなる酸
化物強磁性層部分１４が設けられている。この酸化物強
磁性層部分１４の上には、Ｃｏからなる金属強磁性層部
分１５が設けられており、この金属強磁性層部分１５と
酸化物強磁性層部分１４から一方の強磁性層が構成され
ている。
気抵抗効果素子を示す断面図である。本実施形態では、
非磁性導電層を挟む両側の強磁性層に酸化物強磁性層部
分が含まれている。図２を参照して、シリコンからなる
基板１１の上には、ＺｒＯからなるバッファ層１２が設
けられており、このバッファ層１２の上に、ＮｉＯから
なる反強磁性層１３が設けられている。反強磁性層１３
の上には、（Ｍｎ0.2Ｚｎ0.8 ）Ｆｅ2 Ｏ4 からなる酸
化物強磁性層部分１４が設けられている。この酸化物強
磁性層部分１４の上には、Ｃｏからなる金属強磁性層部
分１５が設けられており、この金属強磁性層部分１５と
酸化物強磁性層部分１４から一方の強磁性層が構成され
ている。
【００２２】金属強磁性層部分１５の上には、Ｃｕから
なる非磁性導電層１６が設けられている。非磁性導電層
１６の上には、Ｃｏからなる金属強磁性層部分１７と、
酸化物強磁性層部分１４と同様の組成の酸化物強磁性層
部分１８が設けられている。酸化物強磁性層部分１８と
金属強磁性層部分１７から他方の強磁性層が構成されて
いる。
なる非磁性導電層１６が設けられている。非磁性導電層
１６の上には、Ｃｏからなる金属強磁性層部分１７と、
酸化物強磁性層部分１４と同様の組成の酸化物強磁性層
部分１８が設けられている。酸化物強磁性層部分１８と
金属強磁性層部分１７から他方の強磁性層が構成されて
いる。
【００２３】各層の膜厚は、バッファ層１２が５ｎｍで
あり、反強磁性層１３が２０ｎｍであり、酸化物強磁性
層部分１４が３ｎｍであり、金属強磁性層部分１５が１
ｎｍであり、非磁性導電層１６が２．７ｎｍであり、金
属強磁性層部分１７が１ｎｍであり、酸化物強磁性層部
分１８が５ｎｍである。
あり、反強磁性層１３が２０ｎｍであり、酸化物強磁性
層部分１４が３ｎｍであり、金属強磁性層部分１５が１
ｎｍであり、非磁性導電層１６が２．７ｎｍであり、金
属強磁性層部分１７が１ｎｍであり、酸化物強磁性層部
分１８が５ｎｍである。
【００２４】図５は、比較の従来の磁気抵抗効果素子を
示す断面図である。この比較の磁気抵抗効果素子におい
ては、シリコンからなる基板３１の上に、Ｚｒからなる
バッファ層（膜厚５ｎｍ）３２、Ｎｉ80Ｆｅ20からなる
第１の金属強磁性層部分（膜厚３ｎｍ）３３、Ｃｏから
なる第２の金属強磁性層部分（膜厚１ｎｍ）３４、Ｃｕ
からなる非磁性導電層（膜厚２．７ｎｍ）３５、Ｃｏか
らなる第２の金属強磁性層部分（膜厚１ｎｍ）３６、Ｎ
ｉ80Ｆｅ20からなる第１の強磁性層部分（膜厚５０ｎ
ｍ）３７、及びＦｅＭｎからなる反強磁性層（膜厚２０
ｎｍ）３８が積層されている。
示す断面図である。この比較の磁気抵抗効果素子におい
ては、シリコンからなる基板３１の上に、Ｚｒからなる
バッファ層（膜厚５ｎｍ）３２、Ｎｉ80Ｆｅ20からなる
第１の金属強磁性層部分（膜厚３ｎｍ）３３、Ｃｏから
なる第２の金属強磁性層部分（膜厚１ｎｍ）３４、Ｃｕ
からなる非磁性導電層（膜厚２．７ｎｍ）３５、Ｃｏか
らなる第２の金属強磁性層部分（膜厚１ｎｍ）３６、Ｎ
ｉ80Ｆｅ20からなる第１の強磁性層部分（膜厚５０ｎ
ｍ）３７、及びＦｅＭｎからなる反強磁性層（膜厚２０
ｎｍ）３８が積層されている。
【００２５】図２に示す本発明に従う磁気抵抗効果素子
と図５に示す比較の磁気抵抗効果素子について、Ｃｏ／
Ｃｕ／Ｃｏの部分に流れる電流の割合を算出した。酸化
物材料の比抵抗は全て１０7 μΩｃｍとし、Ｎｉ80Ｆｅ
20の比抵抗は１６μΩｃｍとし、Ｃｏの比抵抗は７μΩ
ｃｍとし、Ｃｕの比抵抗は１．６μΩｃｍとし、ＦｅＭ
ｎの比抵抗は１３０μΩｃｍとし、Ｚｒの比抵抗は４
４．６μΩｃｍとした。この結果、図５に示す比較の磁
気抵抗効果素子においては、Ｃｏ／Ｃｕ／Ｃｏに全体の
７５％の電流が流れるのに対し、図２に示す本発明に従
う磁気抵抗効果素子においては、Ｃｏ／Ｃｕ／Ｃｏに全
体のほぼ１００％の電流が流れることがわかった。従っ
て、本発明によれば、電気抵抗の変化する部分により、
多くの電流を流すことができ、高い磁気感度を得ること
ができる。
と図５に示す比較の磁気抵抗効果素子について、Ｃｏ／
Ｃｕ／Ｃｏの部分に流れる電流の割合を算出した。酸化
物材料の比抵抗は全て１０7 μΩｃｍとし、Ｎｉ80Ｆｅ
20の比抵抗は１６μΩｃｍとし、Ｃｏの比抵抗は７μΩ
ｃｍとし、Ｃｕの比抵抗は１．６μΩｃｍとし、ＦｅＭ
ｎの比抵抗は１３０μΩｃｍとし、Ｚｒの比抵抗は４
４．６μΩｃｍとした。この結果、図５に示す比較の磁
気抵抗効果素子においては、Ｃｏ／Ｃｕ／Ｃｏに全体の
７５％の電流が流れるのに対し、図２に示す本発明に従
う磁気抵抗効果素子においては、Ｃｏ／Ｃｕ／Ｃｏに全
体のほぼ１００％の電流が流れることがわかった。従っ
て、本発明によれば、電気抵抗の変化する部分により、
多くの電流を流すことができ、高い磁気感度を得ること
ができる。
【００２６】また、酸化物材料から構成されているの
で、耐食性に優れており、製造上の安定性を有する磁気
抵抗効果素子とすることができる。図３は、本発明の磁
気抵抗効果素子に電極を取り付ける製造工程を説明する
ための断面図である。図３（ａ）に示すＳｉまたはガラ
スなどからなる基板２１の上に、図３（ｂ）に示すよう
に本発明に従う積層構造を有する磁性膜２２を形成す
る。次に、図３（ｃ）に示すように、磁性膜を残す部分
にフォトレジスト膜２３をパターニングして形成し、パ
ターニングしたフォトレジスト膜２３を形成した後に、
Ａｒイオンビームエッチングなどにより、フォトレジス
ト膜２３の形成領域以外の部分の磁性膜２２をエッチン
グして除去する。
で、耐食性に優れており、製造上の安定性を有する磁気
抵抗効果素子とすることができる。図３は、本発明の磁
気抵抗効果素子に電極を取り付ける製造工程を説明する
ための断面図である。図３（ａ）に示すＳｉまたはガラ
スなどからなる基板２１の上に、図３（ｂ）に示すよう
に本発明に従う積層構造を有する磁性膜２２を形成す
る。次に、図３（ｃ）に示すように、磁性膜を残す部分
にフォトレジスト膜２３をパターニングして形成し、パ
ターニングしたフォトレジスト膜２３を形成した後に、
Ａｒイオンビームエッチングなどにより、フォトレジス
ト膜２３の形成領域以外の部分の磁性膜２２をエッチン
グして除去する。
【００２７】次に、図３（ｄ）に示すように、Ｗ、Ｔａ
などからなる金属層２４ａ，２４ｂ，２４ｃをイオンビ
ームスパッタリング法により形成し、フォトレジスト膜
２３上及びその他の基板２１の領域上に配置する。次
に、フォトレジスト膜２３を除去することにより金属層
２４ｂを除去し、図３（ｅ）に示すように、磁性膜２２
の両側に電極層となる金属層２４ａ及び２４ｃを残す。
などからなる金属層２４ａ，２４ｂ，２４ｃをイオンビ
ームスパッタリング法により形成し、フォトレジスト膜
２３上及びその他の基板２１の領域上に配置する。次
に、フォトレジスト膜２３を除去することにより金属層
２４ｂを除去し、図３（ｅ）に示すように、磁性膜２２
の両側に電極層となる金属層２４ａ及び２４ｃを残す。
【００２８】以上のようにして、磁性膜２２の両側に電
極が設けられた磁気抵抗効果素子とすることができる。
図４は、本発明に従う磁気抵抗効果素子において電極を
形成する製造工程の他の例を示す断面図である。図３
（ｃ）に示す状態から、図４（ａ）に示すように、磁性
膜２２を挟む一方側の基板２１の上にのみ、第２のレジ
スト膜２５を形成する。次に、ＳｉＯ2 などからなる絶
縁層を全面に形成し、図４（ｂ）に示すように、レジス
ト膜２３上に絶縁膜２６ｂ、磁性膜２２の両側に絶縁膜
２６ａ及び２６ｃをそれぞれ形成する。
極が設けられた磁気抵抗効果素子とすることができる。
図４は、本発明に従う磁気抵抗効果素子において電極を
形成する製造工程の他の例を示す断面図である。図３
（ｃ）に示す状態から、図４（ａ）に示すように、磁性
膜２２を挟む一方側の基板２１の上にのみ、第２のレジ
スト膜２５を形成する。次に、ＳｉＯ2 などからなる絶
縁層を全面に形成し、図４（ｂ）に示すように、レジス
ト膜２３上に絶縁膜２６ｂ、磁性膜２２の両側に絶縁膜
２６ａ及び２６ｃをそれぞれ形成する。
【００２９】次に、レジスト膜２３及び第２のレジスト
膜２５を除去することにより、それらの上の絶縁膜２６
ｂ及び２６ｃを除去し、絶縁膜２６ａのみを残す。次
に、図４（ｄ）に示すように、磁性膜２２の上にのみ第
３のフォトレジスト膜２７を形成する。次に、図４
（ｄ）に示すように、Ｗ、Ｔａなどからなる金属層を全
面に形成し、絶縁膜２６ａの上に金属層２８ａ、第３の
フォトレジスト膜２７の上に金属層２８ｂ、絶縁膜２６
ａと反対側の基板２１の上に金属層２８ｃを形成する。
次に、第３のフォトレジスト膜２７を除去することによ
り、その上の金属層２８ｂを除去し、図４（ｅ）に示す
ように、磁性膜２２を挟む一方側では絶縁膜２６ａ上に
一方の電極となる金属層２８ａが形成され、他方側に他
方の電極となる金属層２８ｃが形成された構造とする。
このような電極構造において、磁性膜２２として、例え
ば図２に示すような磁性膜を用いる場合には、一方の電
極となる金属層２８ａは、図２に示す上方の金属強磁性
層部分１７とのみ接触し、他方の電極となる金属層２８
ｃは下方の金属強磁性層部分１５とのみ接触するよう
に、絶縁膜２６ａの高さ及び金属層２８ｃの高さが設定
されることが好ましい。このような電極の位置構造とす
ることにより非磁性導電層１６と金属強磁性層部分１５
及び１７の界面の部分に電流を流すことができ、磁性膜
中を流れる電流に対し、強磁性層の影響をより大きく与
えることができるので、より高い感度を得ることができ
る。
膜２５を除去することにより、それらの上の絶縁膜２６
ｂ及び２６ｃを除去し、絶縁膜２６ａのみを残す。次
に、図４（ｄ）に示すように、磁性膜２２の上にのみ第
３のフォトレジスト膜２７を形成する。次に、図４
（ｄ）に示すように、Ｗ、Ｔａなどからなる金属層を全
面に形成し、絶縁膜２６ａの上に金属層２８ａ、第３の
フォトレジスト膜２７の上に金属層２８ｂ、絶縁膜２６
ａと反対側の基板２１の上に金属層２８ｃを形成する。
次に、第３のフォトレジスト膜２７を除去することによ
り、その上の金属層２８ｂを除去し、図４（ｅ）に示す
ように、磁性膜２２を挟む一方側では絶縁膜２６ａ上に
一方の電極となる金属層２８ａが形成され、他方側に他
方の電極となる金属層２８ｃが形成された構造とする。
このような電極構造において、磁性膜２２として、例え
ば図２に示すような磁性膜を用いる場合には、一方の電
極となる金属層２８ａは、図２に示す上方の金属強磁性
層部分１７とのみ接触し、他方の電極となる金属層２８
ｃは下方の金属強磁性層部分１５とのみ接触するよう
に、絶縁膜２６ａの高さ及び金属層２８ｃの高さが設定
されることが好ましい。このような電極の位置構造とす
ることにより非磁性導電層１６と金属強磁性層部分１５
及び１７の界面の部分に電流を流すことができ、磁性膜
中を流れる電流に対し、強磁性層の影響をより大きく与
えることができるので、より高い感度を得ることができ
る。
【００３０】なお、本発明は、図３及び図４に示す電極
の形成工程及び電極構造に限定されるものではない。さ
らに、磁性膜を構成する各層の組成及び膜厚も、上記実
施形態に限定されるものではない。
の形成工程及び電極構造に限定されるものではない。さ
らに、磁性膜を構成する各層の組成及び膜厚も、上記実
施形態に限定されるものではない。
【００３１】
【発明の効果】本発明に従えば、一対の強磁性層の少な
くとも一方の強磁性層が酸化物材料から構成される酸化
物強磁性層部分を含むため、磁性膜を流れる電流を非磁
性導電層及びその近傍に集中させることができ、より高
い感度の磁気抵抗効果素子とすることができる。
くとも一方の強磁性層が酸化物材料から構成される酸化
物強磁性層部分を含むため、磁性膜を流れる電流を非磁
性導電層及びその近傍に集中させることができ、より高
い感度の磁気抵抗効果素子とすることができる。
【図１】本発明に従う第１の実施形態の磁気抵抗効果素
子を示す断面図。
子を示す断面図。
【図２】本発明に従う第２の実施形態の磁気抵抗効果素
子を示す断面図。
子を示す断面図。
【図３】本発明の磁気抵抗効果素子における電極の形成
工程の一例を示す断面図。
工程の一例を示す断面図。
【図４】本発明の磁気抵抗効果素子における電極の形成
工程の他の例を示す断面図。
工程の他の例を示す断面図。
【図５】従来の磁気抵抗効果素子を示す断面図。
１，１１…基板 ２，１２…バッファ層 ３，１３…反強磁性層 ４，１４…酸化物強磁性層部分 ５，１５…金属強磁性層部分 ６，１６…非磁性導電層 ７…強磁性層 １７…金属強磁性層部分 １８…酸化物強磁性層部分
Claims (8)
- 【請求項１】 非磁性導電層が一対の強磁性層の間に挟
まれた積層構造の磁性膜を有する磁気抵抗効果素子にお
いて、 前記一対の強磁性層の少なくとも一方の強磁性層が酸化
物材料から構成される酸化物強磁性層部分を含むことを
特徴とする磁気抵抗効果素子。 - 【請求項２】 前記酸化物強磁性層部分を構成する酸化
物材料がＭｎＺｎフェライト、ＮｉＺｎフェライト、Ｍ
ｇＭｎフェライト、またはＣｕＺｎフェライトである請
求項１に記載の磁気抵抗効果素子。 - 【請求項３】 前記少なくとも一方の強磁性層が、前記
酸化物強磁性層部分と、金属材料から構成される金属強
磁性層部分とを含み、金属強磁性層部分が前記非磁性導
電層側に設けられている請求項１または２に記載の磁気
抵抗効果素子。 - 【請求項４】 前記磁性膜がさらに反強磁性層を含むス
ピンバルブ型磁性膜である請求項１〜３のいずれか１項
に記載の磁気抵抗効果素子。 - 【請求項５】 前記反強磁性層が酸化物材料から構成さ
れている請求項４に記載の磁気抵抗効果素子。 - 【請求項６】 前記磁性膜が基板上に形成されており、
該基板と前記磁性膜の間にバッファ層が設けられている
請求項１〜５のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果素
子。 - 【請求項７】 前記バッファ層が酸化物材料から構成さ
れている請求項６に記載の磁気抵抗効果素子。 - 【請求項８】 前記一対の強磁性層の双方が前記酸化物
強磁性層部分を含む請求項１〜７のいずれか１項に記載
の磁気抵抗効果素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8196363A JPH1041561A (ja) | 1996-07-25 | 1996-07-25 | 磁気抵抗効果素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8196363A JPH1041561A (ja) | 1996-07-25 | 1996-07-25 | 磁気抵抗効果素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1041561A true JPH1041561A (ja) | 1998-02-13 |
Family
ID=16356611
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8196363A Pending JPH1041561A (ja) | 1996-07-25 | 1996-07-25 | 磁気抵抗効果素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1041561A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6114850A (en) * | 1997-03-18 | 2000-09-05 | Nec Corporation | Magnetoresistance effect element, and magnetoresistance effect sensor and magnetic information recording and playback system using same |
| JP2000340859A (ja) * | 1999-03-23 | 2000-12-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 磁気抵抗効果素子、磁気抵抗効果型ヘッド、及びメモリ−素子 |
| US6661622B1 (en) | 2000-07-17 | 2003-12-09 | International Business Machines Corporation | Method to achieve low and stable ferromagnetic coupling field |
| US6759120B2 (en) | 2000-02-10 | 2004-07-06 | Fujitsu Limited | Magnetoresistive film, magnetoresistive head, information regeneration apparatus and magnetoresistive film manufacture method |
| US7163755B2 (en) | 2000-08-21 | 2007-01-16 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Magneto-resistive element |
| JP2017112306A (ja) * | 2015-12-18 | 2017-06-22 | 株式会社ユーテック | 膜構造体、アクチュエータ、モータ及び膜構造体の製造方法 |
-
1996
- 1996-07-25 JP JP8196363A patent/JPH1041561A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6114850A (en) * | 1997-03-18 | 2000-09-05 | Nec Corporation | Magnetoresistance effect element, and magnetoresistance effect sensor and magnetic information recording and playback system using same |
| US6452386B1 (en) | 1997-03-18 | 2002-09-17 | Nec Corporation | Magnetoresistance effect element, and magnetoresistance effect sensor and magnetic information recording and playback system using same |
| US6456468B1 (en) | 1997-03-18 | 2002-09-24 | Nec Corporation | Magnetoresistance effect element, and magnetoresistance effect sensor and magnetic information recording and playback system using same |
| JP2000340859A (ja) * | 1999-03-23 | 2000-12-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 磁気抵抗効果素子、磁気抵抗効果型ヘッド、及びメモリ−素子 |
| US6759120B2 (en) | 2000-02-10 | 2004-07-06 | Fujitsu Limited | Magnetoresistive film, magnetoresistive head, information regeneration apparatus and magnetoresistive film manufacture method |
| KR100650532B1 (ko) | 2000-02-10 | 2006-11-27 | 후지쯔 가부시끼가이샤 | 자기 저항 효과막, 자기 저항 효과형 헤드, 정보 재생장치, 및 자기 저항 효과막 제조 방법 |
| US6661622B1 (en) | 2000-07-17 | 2003-12-09 | International Business Machines Corporation | Method to achieve low and stable ferromagnetic coupling field |
| US7244341B2 (en) | 2000-07-17 | 2007-07-17 | International Business Machines Corporation | Method to achieve low and stable ferromagnetic coupling field |
| US7163755B2 (en) | 2000-08-21 | 2007-01-16 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Magneto-resistive element |
| JP2017112306A (ja) * | 2015-12-18 | 2017-06-22 | 株式会社ユーテック | 膜構造体、アクチュエータ、モータ及び膜構造体の製造方法 |
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