JPH1174123A - 磁気抵抗効果膜 - Google Patents

磁気抵抗効果膜

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JPH1174123A
JPH1174123A JP9310579A JP31057997A JPH1174123A JP H1174123 A JPH1174123 A JP H1174123A JP 9310579 A JP9310579 A JP 9310579A JP 31057997 A JP31057997 A JP 31057997A JP H1174123 A JPH1174123 A JP H1174123A
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JP
Japan
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layer
antiferromagnetic
magnetoresistive film
magnetoresistive
ferromagnetic
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Withdrawn
Application number
JP9310579A
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English (en)
Inventor
Masayuki Fujita
政行 藤田
Atsushi Maeda
篤志 前田
Satoru Oikawa
悟 及川
Koji Yamano
耕治 山野
Minoru Kume
実 久米
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • 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
    • H01F10/3268Exchange 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】 巨大磁気抵抗を示しかつ耐食性に優れた磁気
抵抗効果膜を得る。 【解決手段】 反強磁性層2、強磁性層3,4、非磁性
導電層5、及び強磁性層6,7をこの順序でまたは逆の
順序で積層した積層構造を有し、反強磁性層2を、アン
チモン系合金、フッ化物、FeRh系合金、FeS、I
rMnCo系合金、またはCrAl系合金の反強磁性材
料から形成したことを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気抵抗効果膜に
関するものであり、特にスピンバルブ構造を有する磁気
抵抗効果膜に関するものである。
【0002】
【従来の技術】磁気抵抗効果素子(MR素子)は、磁場
印加による磁気抵抗効果膜の電気抵抗の変化を検出する
ことにより、磁界強度及びその変化を測定するための素
子である。このような磁気抵抗効果素子を組み込んだ再
生ヘッド(MRヘッド)は、従来の誘導型ヘッドに比べ
磁気感度が高いので、ハード・ディスク装置の再生ヘッ
ドとして検討されている。このようなMRヘッドの感度
を高めることにより、ハード・ディスク装置の面記録密
度を向上させることが可能になる。従って、感度に対応
するMR比の高い磁気抵抗効果膜の開発が近年盛んに進
められている。
【0003】大きなMR比を示す素子として、巨大磁気
抵抗効果素子(GMR素子)が知られている。このよう
なGMR素子の一つの構造として、反強磁性層/強磁性
層/非磁性導電層/強磁性層からなる積層構造を有する
スピンバルブ膜が知られており、具体的なスピンバルブ
膜としては、FeMn/NiFe/Co/Cu/Co/
NiFeの積層構造が知られている。このような積層構
造のスピンバルブ膜においては、反強磁性層であるFe
Mn層とこの上に積層されているNiFe層とが強く交
換結合し、またNiFe層とCo層とが強磁性結合する
ことによって、一方の強磁性層が反強磁性層によりピン
止めされている。そして、外部磁場の変化により、他方
の強磁性層の磁化方向が変化するときに、大きなMR比
の変化をもたらす。従って、このようなスピンバルブ膜
によれば、高い磁気感度を得ることができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来反
強磁性層として用いられているFeMnは腐食し易く、
このため通常水を用いる研磨工程を経た後に、腐食によ
るピット(微小な穴)が生じ、磁気抵抗特性が劣化する
という問題があった。
【0005】本発明の目的は、このような従来の問題点
を解消し、巨大磁気抵抗を示し、かつ耐食性に優れた磁
気抵抗効果膜を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明に従う第1の局面
の磁気抵抗効果膜は、反強磁性層、強磁性層、非磁性導
電層、及び強磁性層をこの順序でまたは逆の順序で積層
した積層構造を有し、反強磁性層を、アンチモン系合金
の反強磁性材料から形成したことを特徴としている。
【0007】アンチモン系合金の反強磁性材料として
は、例えば、CrSb、FeSb2 、(Mnx
1-x y Sb100-y (0≦x≦0.3、40≦y≦6
0)などが挙げられる。
【0008】本発明に従う第2の局面の磁気抵抗効果膜
は、反強磁性層、強磁性層、非磁性導電層、及び強磁性
層をこの順序でまたは逆の順序で積層した積層構造を有
し、反強磁性層を、フッ化物の反強磁性材料から形成し
たことを特徴としている。
【0009】フッ化物の反強磁性材料としては、例え
ば、CoF3 またはFeF3 などが挙げられる。本発明
に従う第3の局面の磁気抵抗効果膜は、反強磁性層、強
磁性層、非磁性導電層、及び強磁性層をこの順序でまた
は逆の順序で積層した積層構造を有し、反強磁性層を、
FeRh系合金から形成したことを特徴としている。
【0010】FeRh系合金としては、例えば、Fex
Rh100-x (40≦x≦60)が挙げられる。また、F
eRh系合金は、Pt、Ir、Pd、Zr、Nb、M
o、Ru、Hf、Ta、W、Re、及びOsからなるグ
ループより選ばれる少なくとも1種の金属元素を含んで
いてもよい。これらの添加元素の含有量は30原子%以
下であることが好ましい。
【0011】添加元素を含むFeRh系合金としては、
例えば、Fex (Rh1-y Pty 100-x (40≦x≦
60、0<y≦0.5)、Fex (Rh1-y Iry
100-x(40≦x≦60、0<y≦0.5)、及びFe
x (Rh1-y Pdy 100-x (40≦x≦60、0<y
≦0.5)などが挙げられる。
【0012】また、FeRh系合金として、Fe50Rh
50-xPdx (x≦30)の組成が挙げられる。上記Fe
50Rh50-xPdx の組成において、特に、xの範囲が1
0〜25、さらには15〜20の範囲である合金組成の
ものが好ましい。これらの組成の合金は、ネール温度
(TN )が高く、従ってより良好な耐熱性を磁気抵抗効
果膜に付与することができる。
【0013】本発明に従う第4の局面の磁気抵抗効果膜
は、反強磁性層、強磁性層、非磁性導電層、及び強磁性
層をこの順序でまたは逆の順序で積層した積層構造を有
し、反強磁性層を、FeSから形成したことを特徴とし
ている。
【0014】本発明に従う第5の局面の磁気抵抗効果膜
は、反強磁性層、強磁性層、非磁性導電層、及び強磁性
層をこの順序でまたは逆の順序で積層した積層構造を有
し、反強磁性層を、IrMnCo系合金から形成したこ
とを特徴としている。
【0015】IrMnCo系合金としては、例えば、
(IrMn)100-x Cox (0<x≦30)などが挙げ
られ、さらに具体的には(Ir25Mn75100-x Cox
(0<x≦30)が挙げられる。xの値は、さらに好ま
しくは0.1≦x≦20である。
【0016】本発明に従う第6の局面の磁気抵抗効果膜
は、反強磁性層、強磁性層、非磁性導電層、及び強磁性
層をこの順序でまたは逆の順序で積層した積層構造を有
し、反強磁性層を、CrAl系合金から形成したことを
特徴としている。
【0017】CrAl系合金としては、例えば、Crx
Al100-x (50≦x≦80)などが挙げられる。本発
明において、反強磁性層を基板側に設ける場合には、反
強磁性層の下地層として、周期律表IVa族、Va族、及
びVIa族のうちの少なくとも1種の金属層またはbcc
(体心立方)系の結晶構造を有する非磁性の金属層が設
けられていることが好ましい。周期律表IVa族、Va
族、及びVIa族の金属としては、具体的には、例えば、
Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、Wな
どが挙げられる。これらの金属層は、上記本発明の第1
〜第4の局面において用いられる反強磁性層の材料に対
し良好な濡れ性を示す。これらの金属層は、結晶構造の
ものに限定されるものではなく、アモルファスの金属層
であってもよい。
【0018】bcc(体心立方)系結晶構造を有する非
磁性の金属層としては、具体的には、Cr及びFeなど
が挙げられる。このようなCr層等の上に本発明の反強
磁性層を形成することにより、反強磁性層の結晶構造を
良好にし、磁気的特性を向上させることができる。特
に、反強磁性層がbcc(体心立方)系結晶構造または
bct(体心正方)系結晶構造を有する場合、その下地
層としてbcc(体心立方)系結晶構造を有する材料か
らなる下地層を設けることにより、反強磁性層の結晶構
造を、強磁性層に対し大きな交換結合を示す結晶構造に
することができ、安定した磁気的特性を付与することが
できる。
【0019】すなわち、本発明に従う第7の局面の磁気
抵抗効果膜は、反強磁性層、強磁性層、非磁性導電層、
及び強磁性層をこの順序に積層した磁気抵抗効果膜であ
り、反強磁性層の下に下地層が設けられており、該下地
層が体心立方構造を有する材料から形成され、反強磁性
層が体心立方(bcc)構造または体心正方(bct)
構造を有する材料から形成されていることを特徴として
いる。
【0020】本発明に従う第8の局面の磁気抵抗効果素
子は、磁気抵抗効果膜と、該磁気抵抗効果膜の磁区を制
御するための磁区制御膜とを備え、該磁区制御膜が反強
磁性層と強磁性層を積層した構造を有し、該反強磁性層
の下に下地層が設けられており、該下地層が体心立方構
造を有する材料から形成され、該反強磁性層が体心立方
(bcc)構造または体心正方(bct)構造を有する
材料から形成されていることを特徴としている。
【0021】上記第8の局面に従う好ましい実施形態に
おいては、上記磁気抵抗効果素子の磁気抵抗効果膜が、
上記第7の局面の磁気抵抗効果膜であり、磁気抵抗効果
膜の下地層と磁区制御膜の下地層が同一の材料から形成
され、かつ磁気抵抗効果膜の反強磁性層と磁区制御膜の
反強磁性層が同一の材料から形成されていることを特徴
としている。
【0022】上記第7の局面及び第8の局面において、
下地層としては、例えば、Cr、または、Crと、T
a、Zr、Nb、Fe、W、V、Mo、Hf、Cs及び
Rbから選ばれる少なくとも1種の元素との合金、ある
いはTa、またはTaと、Zr及びNbから選ばれる少
なくとも1種の元素との合金から形成されている下地層
が挙げられる。
【0023】上記第7の局面及び第8の局面において、
反強磁性層としては、例えば、Fe、Mn、及びCrか
ら選ばれる少なくとも1種の元素と、Rh、Pd、C
o、Ir、Pt、Ni、Sb、及びFから選ばれる少な
くとも1種の元素との合金から形成されている反強磁性
層が挙げられる。
【0024】上記第7の局面及び第8の局面において、
下地層は、結晶面として(100)面が優先的に配向さ
れていることが好ましい。また、上記第7の局面及び第
8の局面において、反強磁性層は、結晶面として(10
0)面または(001)面が優先的に配向されているこ
とが好ましい。このような反強磁性層の(100)面ま
たは(001)面の優先的配向は、下地層における(1
00)面の優先的な配向により、より容易に導くことが
できる。
【0025】上記第7の局面及び第8の局面において、
特に好ましくは、下地層はCrから形成され、反強磁性
層はFeRh系合金から形成される。ここで、FeRh
系合金とは、FeRh、及びFeRhと、Pd、Co、
Ir、Pt、Ni、Sb、及びFから選ばれる少なくと
も1種の元素との合金である。
【0026】以下、本発明の第1の局面〜第8の局面に
共通する事項については、「本発明」として説明する。
本発明における反強磁性層の膜厚は、特に限定されるも
のではないが、一般に5〜100nm程度、好ましくは
5〜25nm程度である。
【0027】本発明において用いられる強磁性層は、キ
ュリー温度が素子使用温度を超えた温度である強磁性体
から形成された層であれば特に限定されるものではな
い。具体的には、NiFe層とCo層の積層膜や、Ni
Fe層、Co層、これらの合金等からなる強磁性層など
が挙げられる。強磁性層の膜厚は、一般に1〜10nm
程度である。
【0028】本発明において用いられる非磁性導電層と
しては、素子使用温度において非磁性体であり、導電性
に優れたものであれば特に限定されるものではなく、例
えば、Cu層、Ag層などが用いられる。非磁性導電層
の膜厚は、一般に1〜5nm程度である。
【0029】本発明において反強磁性層の下に下地層を
設ける場合の下地層の膜厚は、一般に1〜50nm、好
ましくは、1〜20nm程度である。本発明の磁気抵抗
効果膜は、一般に基板上に形成されるが、基板の材質は
非磁性であれば特に限定されるものではなく、例えば、
Si、TiC、Al23 、ガラスなどの基板が用いら
れる。
【0030】本発明の磁気抵抗効果膜において反強磁性
層として用いられる材料は、何れも耐食性に優れた材料
であるので、本発明の磁気抵抗効果膜は、巨大磁気抵抗
を示すとともに耐食性に優れている。従って、例えば製
造工程における腐食を防止することができ、優れた磁気
抵抗特性を示すものである。
【0031】本発明の第7の局面及び第8の局面によれ
ば、下地層を体心立方構造を有する材料から形成し、反
強磁性層を体心立方構造または体心正方構造を有する材
料から形成することにより、反強磁性層を、強磁性層と
の交換結合作用の高い結晶配向とすることができ、強磁
性層と反強磁性層との交換結合作用を高め、安定でかつ
優れた磁気抵抗特性を付与することができる。
【0032】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の第1の局面に従
う一実施例の磁気抵抗効果膜を示す断面図である。図1
を参照して、ガラス基板1の上に、例えば、Crからな
る下地層8(膜厚5nm)が形成されている。この下地
層8の上は、アンチモン系合金の反強磁性材料からなる
反強磁性層2(膜厚15nm)が形成されている。反強
磁性層2の上には、NiFe層3(膜厚3nm)、Co
層4(膜厚0.6nm)、Cu層5(膜厚2nm)、C
o層6(膜厚0.6nm)、及びNiFe層7(膜厚3
nm)が積層されている。なお、ここで各NiFe層
3,7は、Ni80Fe20から形成されている。
【0033】一方の強磁性層はNiFe層3及びCo層
4から構成されており、このような強磁性層の上に、非
磁性導電層としてのCu層5が積層されている。Cu層
5の上には、Co層6及びNiFe層7から構成される
他方の強磁性層が積層されている。
【0034】反強磁性層2は、NiFe層3及びCo層
4と強い交換結合を形成しており、NiFe層3及びC
o層4は、いわゆるピン止めされている。外部磁場が印
加されていないかあるいは外部磁場が弱い場合、Co層
6及びNiFe層7から構成される強磁性層は、NiF
e層3及びCo層4から構成される強磁性層に対し、そ
の磁化方向が平行状態となっている。このような状態に
おいて反平行方向に強い外部磁場が印加されると、Co
層6及びNiFe層7から構成される強磁性層の磁化方
向が反平行状態となり、この変化の際MR比が大きく変
化する。従って、図1に示す磁気抵抗効果膜はスピンバ
ルブ型の磁気抵抗効果膜となっている。
【0035】Cr層8は、反強磁性層2の下地層であ
る。このような下地層8の上に反強磁性層2を形成する
ことにより、良好な膜特性を有する反強磁性層2を形成
することができる。また下地層8として、Zr、Ta、
Hfなどの周期律表IVa族、Va族、及びVIa族の金属
元素からなる層を形成してもよい。
【0036】図2は、本発明の第1の局面に従う他の実
施例の磁気抵抗効果膜を示す断面図である。本実施例で
は、磁気抵抗効果膜中の反強磁性層2を基板1から離れ
た最上層に配置している。図2に示すように、ガラス基
板1の上には、NiFe層7、Co層6、Cu層5、C
o層4、及びNiFe層3が積層されており、このNi
Fe層3の上に、アンチモン系合金の反強磁性材料から
なる反強磁性層2が設けられている。なお、各層の膜厚
は、図1に示す実施例と同様である。図2に示す実施例
のように、本発明においては、各層を図1に示す磁気抵
抗効果膜と逆の順序で積層させてもよい。
【0037】図1及び図2に示す磁気抵抗効果膜を構成
する各層の薄膜形成方法は、特に限定されるものではな
いが、例えば、イオンビームスパッタリング法により形
成することができる。
【0038】以下、図1及び図2に示す具体的な磁気抵
抗効果膜について評価した。反強磁性層2としては、C
rSb、FeSb2 、及び(Mn0.2 Cr0.850Sb
50の3種類の反強磁性材料を用い、それぞれの磁気抵抗
効果膜を作製した。図1及び図2に示す磁気抵抗効果膜
のMR特性は、反強磁性層2をFeMn層に置き換えた
従来の磁気抵抗効果膜と同程度またはそれ以上のMR特
性を示した。
【0039】また、各実施例の磁気抵抗効果膜及び従来
の磁気抵抗効果膜について、それぞれ260℃で10時
間熱処理を施し、熱処理後のMR特性を評価した。この
結果、本実施例の磁気抵抗効果膜は、いずれも従来の磁
気抵抗効果膜よりMR特性の低下が著しく少なかった。
これは、本実施例において用いているアンチモン系合金
の各反強磁性材料のネール温度が、従来のFeMnのネ
ール温度よりも高いためと思われる。各材料のネール温
度を以下に示す。 FeMn :478k(205℃) CrSb :720k(447℃) FeSb2 :773k(500℃) (Mn0.2 Cr0.850Sb50:600k(327℃)
【0040】次に、本実施例において用いた各反強磁性
材料の耐食性について評価した。図3は、シリコン基板
上に、Co層、NiFe層、及びCrSb層をこの順序
で積層したサンプル薄膜を作製し、このサンプル薄膜に
ついて耐食性を評価した結果を示す図である。なお、比
較として、シリコン基板上にCo層、NiFe層、及び
FeMn層をこの順序で積層した比較サンプルを測定し
評価した。なお、各層の膜厚は、図1及び図2に示す実
施例と同様とした。100個のサンプルを20℃の純水
中に5時間浸漬した後に取出し、走査型電子顕微鏡(S
EM)で観察し、ピットが発生したサンプルの個数を数
え、腐食ピット発生確率(%)とした。図3から明らか
なように、CrSbからなる反強磁性層は、従来のFe
Mn層に比べ耐食性において著しく優れている。
【0041】図4及び図5は、それぞれ反強磁性層とし
て、FeSb2 及び(Mn0.2 Cr 0.850Sb50を用
いてサンプル薄膜を作製し、上記と同様にして腐食ピッ
ト発生確率を測定した結果を示す図である。図4及び図
5から明らかなように、本発明の第1の局面に従う各実
施例において用いる反強磁性層は、従来のFeMn層に
比べ著しく優れた耐食性を有している。
【0042】図6は、本発明の第2の局面に従う一実施
例の磁気抵抗効果膜を示す断面図である。ガラス基板1
の上に、下地層8が形成され、下地層8の上に、CoF
3 またはFeF3 からなる反強磁性層12(膜厚5n
m)が形成されている。反強磁性層12の上には、図1
に示す実施例と同様に、磁気抵抗効果膜を構成する各層
が形成されている。反強磁性層12以外の各層について
は、図1の実施例と同様であるので同一の参照番号を付
して説明を省略する。
【0043】図7は、本発明の第2の局面に従う他の実
施例の磁気抵抗効果膜を示す断面図である。図7に示す
ように、本実施例では、図6に示す実施例の磁気抵抗効
果膜と逆の順序で各層を積層しており、反強磁性層12
が最上層となるように積層している。なお、本実施例で
は、反強磁性層12が最上層となるので、図6に示すよ
うな基板1上の下地層8を形成していない。
【0044】図6及び図7に示す磁気抵抗効果膜におい
て、反強磁性層12として、CoF 3 層及びFeF3
の2種類を用いてそれぞれ磁気抵抗効果膜を作製し、M
R特性を測定したところ、反強磁性層としてFeMn層
を用いた従来の磁気抵抗効果膜と同等またはそれ以上の
MR特性を示した。
【0045】図8及び図9は、上記と同様に、CoF3
層及びFeF3 層の反強磁性層を、Co層とNiFe層
の積層膜の上に積層したサンプル膜を作製し、それぞれ
について腐食ピット発生確率を測定した結果を示す図で
ある。図8は、CoF3 層についての測定結果であり、
図9はFeF3 層についての測定結果である。図8及び
図9から明らかなように、反強磁性層としてのCoF3
層及びFeF3 層は、従来の反強磁性層であるFeMn
層に比べ、著しく優れた耐食性を有している。
【0046】図10は、本発明の第3の局面に従う一実
施例の磁気抵抗効果膜を示す断面図である。図10に示
すように、基板1の上には、下地層8が設けられ、下地
層8の上にFe50Rh35Pd15からなる反強磁性層22
(膜厚5nm)が形成されている。反強磁性層22の上
には、図1に示す実施例と同様に磁気抵抗効果膜を構成
する各層が積層されている。反強磁性層22以外の各層
については、図1に示す実施例と同様であるので、同一
の参照番号を付して説明を省略する。
【0047】図11は、本発明の第3の局面に従う他の
実施例の磁気抵抗効果膜を示す断面図である。本実施例
では、図10に示す磁気抵抗効果膜の積層順序と逆の順
序で各層が基板1上に積層され、反強磁性層22が最上
層となるように積層されている。従って、基板1の上に
は、図10に示すような下地層8が形成されておらず、
直接NiFe層7が形成されている。
【0048】図10及び図11に示す実施例の磁気抵抗
効果膜についてMR特性を測定したところ、反強磁性層
がFeMn層である従来の磁気抵抗効果膜と同等または
それ以上のMR特性を示した。
【0049】次に、本実施例の磁気抵抗効果膜につい
て、上記のようにして、サンプル膜を作製し、腐食ピッ
ト発生確率を測定した。この結果を図12に示す。図1
2から明らかなように、本実施例において反強磁性層と
して用いるFe50Rh35Pd15層は、従来のFeMn層
よりも耐食性において著しく優れている。
【0050】図13は、本発明の第4の局面に従う一実
施例の磁気抵抗効果膜を示す断面図である。図13に示
すように、ガラス基板1の上には、下地層8が形成され
ており、下地層8の上に、FeSからなる反強磁性層3
2(膜厚5nm)が形成されている。反強磁性層32の
上には、図1に示す実施例と同様の磁気抵抗効果膜の各
層が形成されている。本実施例において、反強磁性層3
2以外の各層は、図1に示す実施例と同様であるので、
同一の参照番号を付して説明を省略する。
【0051】図14は、本発明の第4の局面に従う他の
実施例の磁気抵抗効果膜を示す断面図である。本実施例
では、図14に示すように、図13とは逆方向の積層順
序で、基板1上に磁気抵抗効果膜の各層を積層し、反強
磁性層32が最上層となるように積層している。従っ
て、基板1の上には下地層8を形成せずに、直接NiF
e層7を形成している。
【0052】図13及び図14に示す各実施例の磁気抵
抗効果膜についてMR特性を測定したことろ、FeMn
層を反強磁性とする従来の磁気抵抗効果膜と同等または
それ以上のMR特性を示した。
【0053】また、各実施例の磁気抵抗効果膜及び比較
の従来の磁気抵抗効果膜について、260℃10時間の
熱処理を施した後、MR特性を測定したところ、FeM
n層を反強磁性層とする従来の磁気抵抗効果膜ではMR
特性が大幅に低下したのに対し、FeS層を反強磁性層
とする各実施例の磁気抵抗効果膜のMR特性の低下はご
くわずかであった。これは、FeMnのネール温度が4
78k(205℃)であるのに対し、FeSのネール温
度が613k(340℃)であることによるものと思わ
れる。
【0054】図15は、上記と同様に、FeS層からな
る反強磁性層の腐食ピット発生確率の測定結果を示す図
である。図15から明らかなように、従来のFeMn層
に比べ、耐食性が大幅に向上することがわかる。
【0055】図16は、ポテンシオスタットを用いて測
定した反強磁性膜(膜厚50nm)の電流−電位曲線を
示す図である。図16には、従来の反強磁性層であるF
eMnと、本発明における反強磁性層であるFeRh及
びCrSbの電流−電位曲線を示している。耐食性の指
標となる各材料の腐食電位は、FeMnのデータ曲線に
示すように、電位を高めてゆき、電流が立ち上がり始め
たときの電流の立ち上がりの傾斜を直線回帰したときの
x切片から求めた。図17は、各材料の腐食電位を示す
図である。図17に示すように、本発明で反強磁性層に
用いるFeRh及びCrSbは、従来の反強磁性層とし
て用いられているFeMnに比べ、高い腐食電位を示す
ことがわかる。このことからも、FeRh及びCrSb
を用いて反強磁性層とすることにより、耐食性を向上で
きることがわかる。
【0056】図18は、本発明の第3の局面及び第7の
局面に従う一実施例の磁気抵抗効果膜を示す断面図であ
る。図18を参照して、ガラス基板1の上に、体心立方
構造を有する材料であるCrからなる下地層18(膜厚
10nm)が形成されている。この下地層18の上に
は、体心立方構造を有する反強磁性材料であるFeRh
からなる反強磁性層42(膜厚50nm)が形成されて
いる。この反強磁性層42の上には、上記他の実施例と
同様に、NiFe層3、Co層4、Cu層5、Co層
6、及びNiFe層7が積層され、スピンバルブ型の磁
気抵抗効果膜が構成されている。ここで、反強磁性層4
2のFeRhは、Fe50Rh50の組成を有している。
【0057】各層は、RFスパッタリング法により形成
されており、Arガス圧(1mTorr、RFパワー1
00Wの条件下で、基板温度は、下地層18の成膜時1
50℃以上に保持し、それ以外の層の成膜時は室温とな
るように調整した。また、成膜速度は2〜5Å/秒程度
となるように調整した。
【0058】図19は、図18に示す実施例の積層膜の
X線回折パターンを示す図である。図20は、図18に
示す実施例において下地層18を形成せずに、基板1上
に直接FeRh層42を形成した比較例の積層膜のX線
回折パターンを示す図である。図19に示すように、下
地層であるCr層の(200)面のピークと、FeRh
の(200)面のピークが現れている。このことから、
Cr層が(100)面に配向し、FeRh層が(10
0)面に配向していることがわかる。なお、x回折パタ
ーンでは、一般に(100)面のピークは現れにくく、
(200)面のピークによって確認される。これに対
し、下地層としてのCr層を設けていない比較例におい
ては、図20に示すように、FeRh層は(110)面
に配向している。
【0059】図21は、Cr(10nm)/FeRh
(50nm)/NiFe(5nm)の積層膜のM−H曲
線を示す図である。また図22は、Cr層を設けず、基
板上に直接FeRhを形成した比較例のFeRh(50
nm)/NiFe(5nm)の積層膜のM−H曲線を示
す図である。図21と図22の比較から明らかなよう
に、下地層としてのCr層を設けることにより、反強磁
性層と強磁性層の交換結合磁界が大きくなっていること
がわかる。
【0060】図23は、本発明の第3の局面及び第7の
局面に従う他の実施例の磁気抵抗効果膜を示す断面図で
ある。この実施例においては、ガラス基板1の上に、体
心立方構造を有する材料であるCrMoからなる下地層
28(膜厚20nm)が形成され、この下地層28の上
に、体心立方構造を有する反強磁性材料であるFeRh
Irからなる反強磁性層52(膜厚50nm)が形成さ
れている。反強磁性層52の上には、図18に示す実施
例と同様に、NiFe層3、Co層4、Cu層5、Co
層6、及びNiFe層7が積層され、スピンパルブ型の
磁気抵抗効果膜が構成されている。ここで、反強磁性層
52のFeRhIrは、Fe50Rh35Ir15の組成を有
している。
【0061】なお、磁気抵抗効果膜を構成する各層は、
図18に示す実施例と同様に、RFスパッタリング法に
より形成されている。図24は、CrMo(20nm)
/FeRhIr(50nm)/NiFe(5nm)の積
層膜のM−H曲線を示す図である。図24から明らかな
ように、本実施例においても反強磁性層と強磁性層の間
で大きな交換結合磁界が生じていることがわかる。
【0062】図25は、本発明の第8の局面に従う一実
施例の磁気抵抗効果素子を示す斜視図である。本実施例
の磁気抵抗効果素子においては、磁気抵抗効果膜10の
両側に、磁気抵抗効果膜10の磁区を制御するための磁
区制御膜20がそれぞれ設けられている。この磁区制御
膜20は、反強磁性層24の上に強磁性層25を積層し
た構造を有しており、さらに本実施例では反強磁性層2
4の下に下地層23が設けられている。下地層23と反
強磁性層24は、ともに体心立方構造を有する材料から
形成されている。本実施例において、下地層23は、C
rMo層(膜厚20nm)から形成され、反強磁性層2
4は、FeRhIr層(膜厚50nm)から形成されて
いる。また強磁性層25は、NiFe層(膜厚20n
m)から形成されている。
【0063】本実施例の磁区制御膜20における反強磁
性層24も、図18に示す実施例及び図23に示す実施
例と同様に、下地層23によって(100)面に配向し
ており、従って、強磁性層25との間で大きな交換結合
磁界が生じている。従って、磁気抵抗効果膜10に対し
大きなバイアス磁界を安定して与えることができ、より
良好な磁区制御を行うことができる。
【0064】また、磁気抵抗効果膜10が、本発明の第
7の局面に従う磁気抵抗効果膜であり、体心立方構造を
有する材料から形成されている下地層の上に、体心立方
構造を有する材料から形成されている反強磁性層を積層
し、その上に強磁性層、非磁性導電層及び強磁性層を順
次積層したスピンバルブ型の磁気抵抗効果膜である場合
には、磁気抵抗効果膜10の下地層と、磁区制御膜20
の下地層23とを同一の材料から形成し、さらに磁気抵
抗効果膜10の反強磁性層と、磁区制御膜20の反強磁
性層24を同一の材料から形成させてもよい。この場
合、磁気抵抗効果膜10と磁区制御膜20の下地層及び
反強磁性層を同一の薄膜形成工程で形成することができ
るので、より簡易な工程で効率良く形成することができ
る。
【0065】また、第7及び第8の局面の磁気抵抗効果
膜において、反強磁性層が体心正方構造を有する材料か
ら形成された場合、及び反強磁性層の優先的に配向され
た結晶面が(001)面である場合にも、上述と同様の
効果が得られる。
【0066】上記各実施例においては、磁気抵抗効果膜
及び磁区制御膜を構成する各層について具体的な材料を
例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、
その他の材料を用いることができる。また、磁区制御膜
を具体的に例示していない実施例についても、通常、磁
気抵抗効果素子において用いられる縦バイアス層及び横
バイアス層などの磁区制御膜等を組み合わせて用いるこ
とができる。
【0067】図26は、本発明の第3の局面において反
強磁性層として用いるFe50Rh50の腐食ピット発生確
率の測定結果を示している。サンプル膜は、上記と同様
に、シリコン基板上に、Co層、NiFe層、及び測定
対象である反強磁性層をこの順序で積層することにより
作製した。図26から明らかなように、反強磁性層とし
て用いるFe50Rh50層は、従来のFeMn層よりも耐
食性において著しく優れている。
【0068】図27は、本発明の第3の局面において反
強磁性層として用いるFe50Rh35Ir15について腐食
ピット発生確率を測定した結果を示している。図27か
ら明らかなように、反強磁性層として用いるFe50Rh
35Ir15層は、従来のFeMn層よりも耐食性において
著しく優れている。
【0069】図28は、本発明の第3の局面及び第7の
局面に従うさらに他の実施例の磁気抵抗効果膜を示す断
面図である。この実施例においては、ガラス基板1の上
に、体心立方構造を有する材料であるCrからなる下地
層18(膜厚10nm)が形成され、この下地層18の
上に、体心立方構造を有する反強磁性材料であるFeR
hPtからなる反強磁性層62(膜厚50nm)が形成
されている。反強磁性層62の上には、図18に示す実
施例と同様に、NiFe層3、Co層4、Cu層5、C
o層6、及びNiFe層7が積層され、スピンバルブ型
の磁気抵抗効果膜が構成されている。ここで、反強磁性
層62に用いられるFeRhPtは、Fe50Rh35Pt
15の組成を有している。
【0070】図18に示す実施例と同様に、体心立方構
造を有するCr層18の上に、体心立方構造を有するF
eRhPt層を形成することにより、安定した良好な磁
気抵抗特性を得ることができる。
【0071】図29は、本発明の第3の局面において、
反強磁性層として用いられるFeRhPtの腐食ピット
発生確率を測定した結果を示している。図29から明ら
かなように、従来のFeMn層に比べ、耐食性が著しく
向上している。
【0072】図30は、本発明の第5の局面に従う一実
施例の磁気抵抗効果膜を示す断面図である。図30を参
照して、ガラス基板1の上に、体心立方構造を有する材
料であるCrからなる下地層18(膜厚10nm)が形
成されている。この下地層18の上には、反強磁性材料
であるCrAlからなる反強磁性層72(膜厚50n
m)が形成されている。この反強磁性層72の上には、
図18に示す実施例と同様に、NiFe層3、Co層
4、Cu層5、Co層6、及びNiFe層7が積層さ
れ、スピンバルブ型の磁気抵抗効果膜が構成されてい
る。ここで、反強磁性層72のCrAlは、Cr60Al
40の組成を有している。図30に示すように、本発明の
第5の局面におけるCrAlからなる反強磁性層は、C
rなどの体心立方構造を有する材料からなる下地層の上
に形成することが好ましい。このような下地層の上に形
成することにより、良好な結晶性を有する反強磁性層を
形成することができ、安定した良好な磁気抵抗特性を得
ることができる。
【0073】図31は、Cr60Al40からなる反強磁性
層の腐食ピット発生確率の測定結果を示している。図3
1から明らかなように、従来のFeMn層に比べ、耐食
性が著しく向上している。
【0074】図32は、本発明の磁気抵抗効果膜が用い
られる磁気抵抗効果素子の構造を示す斜視図である。本
実施例の磁気抵抗効果素子においては、磁気抵抗効果膜
10の両側に、図25に示す実施例と同様に、磁区制御
膜20がそれぞれ設けられている。さらに、図32は、
この磁区制御膜20の上に電極30が設けられた状態を
示している。電極30は、磁気抵抗効果膜に電流を供給
すると共に、電圧を読み取るため設けられる電極であ
る。ここで、電極30はCuから形成されている。
【0075】以上のようにして、基板上に磁気抵抗効果
膜10及び磁区制御膜20等を形成した後、図32にA
で示すエアー・ベアリング・サーフェイス(ABS)に
相当する面が研磨される。一般に、耐食性の低い反強磁
性層を用いると、この研磨工程において反強磁性層が腐
食する。本発明の第3の局面におけるFeRh系合金か
らなる反強磁性層及び第5の局面におけるCrAl系合
金からなる反強磁性層は、このような研磨工程において
も腐食ピットが発生せず、実用性のある優れた耐食性を
発揮する。
【0076】図33は、本発明の第6の局面に従う一実
施例の磁気抵抗効果膜を示す断面図である。本実施例に
おいては、ガラス基板43の上に、下地層44としての
Ta層(膜厚6.5nm)が形成され、この下地層44
の上に、強磁性層45であるCo層(膜厚5nm)、非
磁性導電層46であるCu層(膜厚2.5nm)、及び
強磁性層47であるCo層(膜厚3nm)が形成されて
いる。この強磁性層47の上に、反強磁性層48である
IrMnCo層(膜厚15nm)が形成されている。こ
の反強磁性層48の上に、保護層49としてのTa層
(膜厚5nm)が形成されている。
【0077】本発明の第6の局面においては、耐食性が
良好でないIrMn合金に、Coを添加することにより
耐食性を向上させている。Coの添加量としては、30
原子%以下が好ましく、さらに好ましくは0.1〜20
原子%である。
【0078】図34は、ポテンシオスタットを用いて測
定した反強磁性膜の電流−電位曲線を示す図である。図
34には、Ir25Mn75合金に、Coを添加していない
反強磁性層、1原子%添加した反強磁性層、5原子%添
加した反強磁性層、10原子%添加した反強磁性層につ
いての測定結果が示されている。なお、測定用のサンプ
ル膜は、ガラス基板上に100Åの反強磁性層を形成し
たものを用いた。図34から明らかなように、Coの添
加量が増加するにつれて腐食電位が高くなっており、耐
食性が向上していることがわかる。
【0079】図35は、Ir25Mn75合金にCoを10
原子%添加した(Ir25Mn7590Co10を、反強磁性
層48として用いた図33に示す磁気抵抗効果膜のMR
特性を示す図である。また、図36は、Ir25Mn75
反強磁性層として用いた比較の磁気抵抗効果膜のMR特
性を示す図である。
【0080】図35及び図36の比較から明らかなよう
に、本発明の第6の局面に従えば、磁気抵抗特性が低下
することなく、耐食性を大幅に向上させることができ
る。図33に示す実施例では、強磁性層/非磁性導電層
/強磁性層/反強磁性層の順に積層しているが、この積
層順序を逆にし、反強磁性層/強磁性層/非磁性導電層
/強磁性層の順で積層してもよい。また、反強磁性層/
強磁性層/非磁性導電層/強磁性層/非磁性導電層/強
磁性層/反強磁性層などのデュアル型の積層構造として
もよい。
【0081】
【発明の効果】本発明の磁気抵抗効果膜は、耐食性に優
れた反強磁性材料を用いて反強磁性層を形成しているの
で、従来のFeMn層を反強磁性層とする磁気抵抗効果
膜に比べ、著しく優れた耐食性を発揮する。
【0082】また本発明の第1の局面及び第4の局面に
従う磁気抵抗効果膜は、ネール温度の高い反強磁性材料
を用いているので、耐熱性においても従来の磁気抵抗効
果素子に比べ優れている。
【0083】また本発明の第7の局面に従う磁気抵抗効
果膜は、反強磁性層の下に下地層を設け、下地層を立方
体心構造を有する材料から形成し、反強磁性層を体心立
方構造または体心正方構造を有する材料から形成してい
るので、反強磁性層が強磁性層と大きな交換結合磁界を
生じるようにその結晶面を配向させることができ、安定
した良好な磁気抵抗特性を発揮することができる。
【0084】また本発明の第8の局面に従う磁気抵抗効
果素子においては、磁区制御膜の反強磁性層に下地層を
設け、下地層を体心立方構造を有する材料から形成し、
反強磁性層を体心立方構造または体心正方構造を有する
材料から形成しているので、磁気抵抗効果膜に対し安定
したバイアス磁界を与えることができ、より良好な磁区
制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の局面に従う一実施例の磁気抵抗
効果膜を示す断面図。
【図2】本発明の第1の局面に従う他の実施例の磁気抵
抗効果膜を示す断面図。
【図3】本発明の第1の局面に従う実施例において用い
られる反強磁性層の耐食性を示す図。
【図4】本発明の第1の局面に従う実施例において用い
られる反強磁性層の耐食性を示す図。
【図5】本発明の第1の局面に従う実施例において用い
られる反強磁性層の耐食性を示す図。
【図6】本発明の第2の局面に従う一実施例の磁気抵抗
効果膜を示す断面図。
【図7】本発明の第2の局面に従う他の実施例の磁気抵
抗効果膜を示す断面図。
【図8】本発明の第2の局面に従う実施例において用い
られる反強磁性層の耐食性を示す図。
【図9】本発明の第2の局面に従う実施例において用い
られる反強磁性層の耐食性を示す図。
【図10】本発明の第3の局面に従う一実施例の磁気抵
抗効果膜を示す断面図。
【図11】本発明の第3の局面に従う他の実施例の磁気
抵抗効果膜を示す断面図。
【図12】本発明の第3の局面に従う実施例において用
いられる反強磁性層の耐食性を示す図。
【図13】本発明の第4の局面に従う一実施例の磁気抵
抗効果膜を示す断面図。
【図14】本発明の第4の局面に従う他の実施例の磁気
抵抗効果膜を示す断面図。
【図15】本発明の第4の局面に従う実施例において用
いられる反強磁性層の耐食性を示す図。
【図16】ポンテシオスタットを用いて測定した反強磁
性膜の電流−電位曲線を示す図。
【図17】各反強磁性膜の腐食電位を示す図。
【図18】本発明の第3の局面及び第7の局面に従う一
実施例の磁気抵抗効果膜を示す断面図。
【図19】図18に示す実施例のX線回折パターンを示
す図。
【図20】比較例の磁気抵抗効果膜のX線回折パターン
を示す図。
【図21】Cr/FeRh/NiFeの積層膜のM−H
曲線を示す図。
【図22】比較例の磁気抵抗効果膜のM−H曲線を示す
図。
【図23】本発明の第3の局面及び第7の局面に従う他
の実施例の磁気抵抗効果膜を示す断面図。
【図24】CrMo/FeRhIr/NiFeの積層膜
のM−H曲線を示す図。
【図25】本発明の第8の局面に従う一実施例の磁気抵
抗効果素子を示す断面図。
【図26】本発明の第3の局面に従うさらに他の実施例
において用いられる反強磁性層の耐食性を示す図。
【図27】本発明の第3の局面に従うさらに他の実施例
において用いられる反強磁性層の耐食性を示す図。
【図28】本発明の第3の局面及び第7の局面に従うさ
らに他の実施例の磁気抵抗効果膜を示す断面図。
【図29】本発明の第3の局面に従うさらに他の実施例
において用いられる反強磁性層の耐食性を示す図。
【図30】本発明の第5の局面に従う一実施例の磁気抵
抗効果膜を示す断面図。
【図31】本発明の第5の局面に従う一実施例において
用いられる反強磁性層の耐食性を示す図。
【図32】本発明の磁気抵抗効果膜が用いられる磁気抵
抗効果素子の構造を示す斜視図。
【図33】本発明の第6の局面に従う一実施例の磁気抵
抗効果膜を示す断面図。
【図34】ポテンシオスタットを用いて測定した反強磁
性膜の電流−電位曲線を示す図。
【図35】本発明の第6の局面に従う一実施例のMR特
性を示す図。
【図36】比較の磁気抵抗効果膜のMR特性を示す図。
【符号の説明】
1…基板 2,12,22,32,42,52,62,72…反強
磁性層 3,7…NiFe層 4,6…Co層 5…Cu層 8,18,28…下地層 10…磁気抵抗効果膜 20…磁区制御膜 23…下地層 24…反強磁性層 25…強磁性層 43…基板 44…下地層 45…強磁性層 46…非磁性導電層 47…強磁性層 48…反強磁性層 49…保護層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山野 耕治 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 久米 実 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内

Claims (29)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 反強磁性層、強磁性層、非磁性導電層、
    及び強磁性層をこの順序でまたは逆の順序で積層した積
    層構造を有する磁気抵抗効果膜において、 前記反強磁性層を、アンチモン系合金の反強磁性材料か
    ら形成したことを特徴とする磁気抵抗効果膜。
  2. 【請求項2】 前記アンチモン系合金の反強磁性材料
    が、CrSb、FeSb2 、または(Mnx Cr1-x
    y Sb100-y (0≦x≦0.3、40≦y≦60)であ
    る請求項1に記載の磁気抵抗効果膜。
  3. 【請求項3】 前記アンチモン系合金の反強磁性材料
    が、(Mnx Cr1-x50Sb50(0≦x≦0.3)で
    ある請求項2に記載の磁気抵抗効果膜。
  4. 【請求項4】 反強磁性層、強磁性層、非磁性導電層、
    及び強磁性層をこの順序でまたは逆の順序で積層した積
    層構造を有する磁気抵抗効果膜において、 前記反強磁性層を、フッ化物の反強磁性材料から形成し
    たことを特徴とする磁気抵抗効果膜。
  5. 【請求項5】 前記フッ化物の反強磁性材料が、CoF
    3 またはFeF3 である請求項4に記載の磁気抵抗効果
    膜。
  6. 【請求項6】 反強磁性層、強磁性層、非磁性導電層、
    及び強磁性層をこの順序でまたは逆の順序で積層した積
    層構造を有する磁気抵抗効果膜において、 前記反強磁性層を、FeRh系合金から形成したことを
    特徴とする磁気抵抗効果膜。
  7. 【請求項7】 前記FeRh系合金が、Fex Rh
    100-x (40≦x≦60)であることを特徴とする請求
    項6に記載の磁気抵抗効果膜。
  8. 【請求項8】 前記FeRh系合金が、Pt、Ir、P
    d、Zr、Nb、Mo、Ru、Hf、Ta、W、Re、
    及びOsからなるグループより選ばれる少なくとも1種
    の金属元素を含むことを特徴とする請求項6に記載の磁
    気抵抗効果膜。
  9. 【請求項9】 前記FeRh系合金が、Fex (Rh
    1-y Pty 100-x (40≦x≦60、0<y≦0.
    5)である請求項6に記載の磁気抵抗効果膜。
  10. 【請求項10】 前記FeRh系合金が、Fex (Rh
    1-y Iry 100-x(40≦x≦60、0<y≦0.
    5)である請求項6に記載の磁気抵抗効果膜。
  11. 【請求項11】 前記FeRh系合金が、Fex (Rh
    1-y Pdy 100-x(40≦x≦60、0<y≦0.
    5)である請求項6に記載の磁気抵抗効果膜。
  12. 【請求項12】 反強磁性層、強磁性層、非磁性導電
    層、及び強磁性層をこの順序でまたは逆の順序で積層し
    た積層構造を有する磁気抵抗効果膜において、 前記反強磁性層を、FeRhまたはFe50Rh50-xPd
    x (x≦30)から形成したことを特徴とする磁気抵抗
    効果膜。
  13. 【請求項13】 反強磁性層、強磁性層、非磁性導電
    層、及び強磁性層をこの順序でまたは逆の順序で積層し
    た積層構造を有する磁気抵抗効果膜において、 前記反強磁性層を、FeSから形成したことを特徴とす
    る磁気抵抗効果膜。
  14. 【請求項14】 反強磁性層、強磁性層、非磁性導電
    層、及び強磁性層をこの順序でまたは逆の順序で積層し
    た積層構造を有する磁気抵抗効果膜において、 前記反強磁性層を、IrMnCo系合金から形成したこ
    とを特徴とする磁気抵抗効果膜。
  15. 【請求項15】 前記IrMnCo系合金が、(IrM
    n)100-x Cox (0<x≦30)である請求項14に
    記載の磁気抵抗効果膜。
  16. 【請求項16】 前記IrMnCo系合金が、(Ir25
    Mn75100-x Co x (0<x≦30)である請求項1
    5に記載の磁気抵抗効果膜。
  17. 【請求項17】 反強磁性層、強磁性層、非磁性導電
    層、及び強磁性層をこの順序でまたは逆の順序で積層し
    た積層構造を有する磁気抵抗効果膜において、 前記反強磁性層を、CrAl系合金から形成したことを
    特徴とする磁気抵抗効果膜。
  18. 【請求項18】 前記CrAl系合金が、Crx Al
    100-x (50≦x≦80)である請求項17に記載の磁
    気抵抗効果膜。
  19. 【請求項19】前記反強磁性層の下地層として、周期律
    表IVa族、Va族、及びVIa族のうちの少なくとも1種
    の金属層またはbcc系の結晶構造を有する金属層が設
    けられている請求項1〜18のいずれか1項に記載の磁
    気抵抗効果膜。
  20. 【請求項20】 前記強磁性層がNiFe層とCo層の
    積層膜である請求項1〜19のいずれか1項に記載の磁
    気抵抗効果膜。
  21. 【請求項21】 前記非磁性導電層がCu層である請求
    項1〜20のいずれか1項に記載の磁気抵抗効果膜。
  22. 【請求項22】 反強磁性層、強磁性層、非磁性導電
    層、及び強磁性層をこの順序で積層した磁気抵抗効果膜
    において、 前記反強磁性層の下に下地層が設けられており、該下地
    層が体心立方構造を有する材料から形成され、前記反強
    磁性層が体心立方構造または体心正方構造を有する材料
    から形成されていることを特徴とする磁気抵抗効果膜。
  23. 【請求項23】 前記下地層が、Cr、またはCrと、
    Ta、Zr、Nb、Fe、W、V、Mo、Hf、Cs及
    びRbから選ばれる少なくとも1種の元素との合金、あ
    るいはTa、またはTaと、Zr及びNbから選ばれる
    少なくとも1種の元素との合金から形成されている請求
    項22に記載の磁気抵抗効果膜。
  24. 【請求項24】 前記反強磁性層が、Fe、Mn、及び
    Crから選ばれる少なくとも1種の元素と、Rh、P
    d、Co、Ir、Pt、Ni、Sb、及びFから選ばれ
    る少なくとも1種の元素との合金から形成されている請
    求項22または23に記載の磁気抵抗効果膜。
  25. 【請求項25】 前記下地層の優先的に配向された結晶
    面が(100)面である請求項22〜24のいずれか1
    項に記載の磁気抵抗効果膜。
  26. 【請求項26】 前記反強磁性層の優先的に配向された
    結晶面が(100)面または(001)面である請求項
    22〜25のいずれか1項に記載の磁気抵抗効果膜。
  27. 【請求項27】 前記下地層がCrから形成されてお
    り、前記反強磁性層がFeRh系合金から形成されてい
    る請求項22〜26のいずれか1項に記載の磁気抵抗効
    果膜。
  28. 【請求項28】 磁気抵抗効果膜と、該磁気抵抗効果膜
    の磁区を制御するための磁区制御膜とを備える磁気抵抗
    効果素子であって、 前記磁区制御膜が反強磁性層と強磁性層を積層した構造
    を有し、該反強磁性層の下に下地層が設けられており、
    該下地層が体心立方構造を有する材料から形成され、該
    反強磁性層が体心立方構造または体心正方構造を有する
    材料から形成されていることを特徴とする磁気抵抗効果
    素子。
  29. 【請求項29】 前記磁気抵抗効果膜が請求項22〜2
    7のいずれか1項に記載の磁気抵抗効果膜であり、前記
    磁気抵抗効果膜の下地層と前記磁区制御膜の下地層が同
    一の材料から形成され、かつ前記磁気抵抗効果膜の反強
    磁性層と前記磁区制御膜の反強磁性層が同一の材料から
    形成されている請求項28に記載の磁気抵抗効果素子。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6710985B2 (en) 2000-06-14 2004-03-23 Fujitsu Limited Magnetoresistive film, magnetoresistive head, and information regeneration apparatus
JP2009081215A (ja) * 2007-09-25 2009-04-16 Toshiba Corp 磁気抵抗効果素子およびそれを用いた磁気ランダムアクセスメモリ
US10651371B2 (en) 2017-02-07 2020-05-12 Kabushiki Kaisha Toshiba Magnetic element, pressure sensor, magnetic head and magnetic memory

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