JPH1187800A - Magnetoresistive effect element and magnetic sensor - Google Patents

Magnetoresistive effect element and magnetic sensor

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JPH1187800A
JPH1187800A JP9243156A JP24315697A JPH1187800A JP H1187800 A JPH1187800 A JP H1187800A JP 9243156 A JP9243156 A JP 9243156A JP 24315697 A JP24315697 A JP 24315697A JP H1187800 A JPH1187800 A JP H1187800A
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JP
Japan
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film
alloy
magnetoresistive element
ferromagnetic
separation
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JP9243156A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideji Momotake
秀治 百武
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Nok Corp
Original Assignee
Nok Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent change ratio of reluctance from dropping, by providing a laminate unit film of artificial grids including a ferromagnetic film of alloy containing Ni and a separation film adjacent to the ferromagnetic film wherein the separation film of the laminate unit film comprises W or W-containing alloy. SOLUTION: A magnetoresistive element 1 comprises an antiferromagnetic film 4 formed on a substrate 6 by spattering or the like. Then, a ferromagnetic film 2 of Ni-Fe alloy is formed on an upper face of the antiferromagnetic film 4. Further, a separation film 3 of W or alloy mainly containing W is formed on an upper face of the ferromagnetic film 2. In addition, the ferromagnetic film 2 is formed on an upper face of the separation film 3. An artificial grid of the four laminated films is constructed as a single laminate unit film 5. The magnetoresistive element 1 controls an orientation of magnetization between adjacent magnetic films. That is, the ferromagnetic film 2 is placed adjacent to the antiferromagnetic film 4, thereby generating a single direction biasing magnetic field by exchange bonding between the films.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気センサおよび
磁気ヘッド等に用いられる磁気抵抗効果素子に関する。
特に、磁性膜と分離膜(非磁性電導膜)とを積層した人
工格子膜を有する磁気抵抗効果素子に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magneto-resistance effect element used for a magnetic sensor, a magnetic head and the like.
In particular, the present invention relates to a magnetoresistance effect element having an artificial lattice film in which a magnetic film and a separation film (a non-magnetic conductive film) are stacked.

【0002】[0002]

【従来の技術】磁界を印加すると電気抵抗が変化し、そ
の磁界の強さを検出することができる磁気抵抗効果素子
(MR素子)として、従来、磁気抵抗変化率(MR比)
が3%程度のパーマロイ(NiFe)が用いられてき
た。近年では、磁性膜と非磁性膜とを積層した人工格子
膜の磁気抵抗効果膜がより大きなMR比を示す次世代M
R素子材料として注目されてきている。しかし、この膜
の積層に関し、種々の問題が内在している。
2. Description of the Related Art When a magnetic field is applied, the electric resistance changes, and as a magnetoresistive element (MR element) capable of detecting the intensity of the magnetic field, a magnetoresistive change rate (MR ratio) has conventionally been used.
Of permalloy (NiFe) of about 3% has been used. In recent years, the magnetoresistive effect film of an artificial lattice film in which a magnetic film and a non-magnetic film are laminated has a larger MR ratio.
It has attracted attention as an R element material. However, there are various problems inherent in stacking this film.

【0003】本発明に関する先行技術として、図20に
示す磁気抵抗効果素子50が存在する。この磁気抵抗効
果素子50における磁性膜51の磁性材料としては、磁
気的にソフトなNiが多用されている。例えば、磁性材
料としてNi−Fe合金が、磁気センサや磁気ヘッドの
磁気抵抗効果素子に活用されている。
As a prior art related to the present invention, there is a magnetoresistive element 50 shown in FIG. Magnetically soft Ni is frequently used as a magnetic material of the magnetic film 51 in the magnetoresistive element 50. For example, a Ni—Fe alloy is used as a magnetic material for a magnetic sensor or a magnetoresistive element of a magnetic head.

【0004】この磁気抵抗効果素子50は、磁気抵抗変
化率を向上させるために磁性膜51が複数に積層されて
いる。この磁性膜51は、スピン依存散乱等から非磁性
電導膜である分離膜52が中間に積層される。この分離
膜52は、主に非磁性伝導の特性からCuが多用されて
いる。
The magnetoresistance effect element 50 has a plurality of magnetic films 51 laminated to improve the magnetoresistance ratio. In the magnetic film 51, a separation film 52 which is a non-magnetic conductive film is laminated in the middle due to spin-dependent scattering and the like. In the separation film 52, Cu is frequently used mainly because of its non-magnetic conduction characteristics.

【0005】ところが、Ni−Fe合金である磁性膜5
1とCuの分離膜52との積層は、高温になるとCu−
NiFe間の積層界面における拡散により、Ni−Fe
合金層の軟磁気特性が劣化して磁気抵抗変化率が減少す
ることが判明し、問題となっている。
However, the magnetic film 5 made of a Ni—Fe alloy
1 and the Cu separation film 52 are stacked at a high temperature.
Diffusion at the stacked interface between NiFe and Ni-Fe
It has been found that the soft magnetic properties of the alloy layer deteriorate and the rate of change in magnetoresistance decreases, which is a problem.

【0006】この磁気抵抗効果素子50における高温状
態は、次のようなものがある。その一つは、磁気抵抗効
果素子50の製造工程にある。つまり、製造工程中の熱
処理工程において加熱されて軟磁気化が劣化することで
ある。そして、磁気抵抗変化率が減少することになる。
The high temperature state of the magnetoresistive element 50 is as follows. One of them is a manufacturing process of the magnetoresistive element 50. In other words, it is heated in the heat treatment step in the manufacturing process, and the soft magnetic property is deteriorated. Then, the rate of change in magnetoresistance decreases.

【0007】また、その2は、磁気抵抗効果素子50が
熱を伴う用途に用いられて、熱により磁気抵抗変化率が
減少させられることである。尚、53は、基板である。
また、64は、バイアスマグネットである。
Second, the magnetoresistance effect element 50 is used for applications involving heat, and the rate of change in magnetoresistance is reduced by heat. Incidentally, 53 is a substrate.
Reference numeral 64 denotes a bias magnet.

【0008】図21は、自動車等の内燃機関におけるフ
ラット式点火装置における磁気センサの斜視図である。
図21において、軸61の一端には、周面に小歯63が
形成されたロータ歯車62が両側に設けられている。そ
して、この二個のロータ歯車62の間には、円柱状のバ
イアスマグネット64が連結されている。
FIG. 21 is a perspective view of a magnetic sensor in a flat ignition device in an internal combustion engine of an automobile or the like.
In FIG. 21, one end of a shaft 61 is provided on both sides with a rotor gear 62 having small teeth 63 formed on its peripheral surface. A cylindrical bias magnet 64 is connected between the two rotor gears 62.

【0009】更に、ロータ歯車62の小歯63に対向し
たヨーク65がU形状に形成されているとともに、ヨー
ク65の中間に検出コイル66が設けられている。そし
て、この検出コイル66により磁気回路内のリアクタン
ス変化をピックアップするものである。
Further, a yoke 65 facing the small teeth 63 of the rotor gear 62 is formed in a U shape, and a detection coil 66 is provided in the middle of the yoke 65. The detection coil 66 picks up a reactance change in the magnetic circuit.

【0010】このように、内燃機関等の熱に伴う用途に
用いられるものは、熱に伴う影響により能力が低下する
ことが認められる。更には、バイアスマグネット64を
回転する構成のものは、素子の装着が困難になるととも
に、高速回転状態で活用するのにも問題が伴う。
[0010] As described above, it is recognized that the performance of an engine used in an application involving heat, such as an internal combustion engine, is reduced by the influence of heat. Further, in a configuration in which the bias magnet 64 is rotated, it is difficult to mount the element, and there is a problem in utilizing the device in a high-speed rotation state.

【0011】更に、磁気抵抗効果素子50に強磁性膜と
分離膜と反強磁性膜とを積層にした人工格子膜において
は、分離膜をCuに構成するとともに、反強磁性膜をM
n−Fe系合金に構成したものにおいては、耐食性が問
題となっている。特に、高温が伴う時には、耐食性が更
に低下することが認められる。
Further, in an artificial lattice film in which a ferromagnetic film, a separating film and an antiferromagnetic film are laminated on the magnetoresistive element 50, the separating film is made of Cu and the antiferromagnetic film is made of M
In the case of an n-Fe alloy, corrosion resistance is a problem. In particular, when high temperatures are involved, it is recognized that the corrosion resistance further decreases.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、磁気
抵抗効果素子50は、磁性膜単体では、磁気抵抗変化率
が小さいので、人工格子膜に構成して磁気抵抗変化率を
向上させようとしている。しかし、人工格子膜に製造す
る工程においては、必ず熱処理工程が伴うので、Ni−
Fe合金の強磁性膜とCuの分離膜とのCu−NiFe
間の積層界面における拡散により、Ni−Fe合金の軟
磁気特性が劣化してしまうのである。
As described above, since the magnetoresistance effect element 50 has a small magnetoresistance change rate by itself as a magnetic film, it is attempted to improve the magnetoresistance change rate by constructing it as an artificial lattice film. I have. However, in the process of manufacturing an artificial lattice film, since a heat treatment process is always involved, Ni-
Cu-NiFe with Fe alloy ferromagnetic film and Cu separation film
The soft magnetic characteristics of the Ni—Fe alloy deteriorate due to the diffusion at the lamination interface between them.

【0013】例えば、ハードディスクを製造する際に
は、必ず加熱処理工程が含まれることになる。このた
め、Cuの分離膜とNi−Fe合金の磁性膜との積層に
は問題が発生する。更に、Cuの分離膜とMn−Fe系
合金の反強磁性との積層においても耐食性が低下するこ
とで問題がある。
For example, when manufacturing a hard disk, a heat treatment step is always included. Therefore, a problem arises in laminating the Cu separation film and the magnetic film of the Ni—Fe alloy. In addition, there is a problem in that the corrosion resistance is reduced even in the case of laminating a Cu separation film and an antiferromagnetic Mn-Fe alloy.

【0014】更に、カーエレクトロニクスの進歩に伴い
内燃機関の車輪速等のセンサに用いるとき、磁気抵抗効
果素子50が熱的影響を受けることになるので、磁気抵
抗変化率が低下することになる。
Furthermore, when the sensor is used for a sensor such as a wheel speed of an internal combustion engine with the progress of car electronics, the magnetoresistance effect element 50 is thermally affected, so that the magnetoresistance change rate is reduced.

【0015】本発明は、上述のような問題点に鑑み成さ
れたものであって、その技術的課題は、磁気抵抗効果素
子の製造工程における磁気抵抗変化率が低下するのを防
止することにある。また、磁気抵抗効果素子の用途にお
いて熱的影響を受けても耐熱性を発揮させるとともに、
磁気抵抗変化率が低下するのを防止することにある。
The present invention has been made in view of the above problems, and a technical problem thereof is to prevent a rate of change in magnetoresistance in a manufacturing process of a magnetoresistance effect element from being reduced. is there. In addition, while exhibiting heat resistance even when thermally affected in the application of the magnetoresistive effect element,
It is to prevent the rate of change in magnetoresistance from decreasing.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明は、上述の課題を
解決するために成されたものであって、その技術的手段
は、以下のように構成されている。
Means for Solving the Problems The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and the technical means thereof are configured as follows.

【0017】請求項1の本発明は、Niを含む合金の強
磁性膜(2)と強磁性膜(2)に隣接する分離膜(3)
とを少なくとも含む人工格子の積層単位膜(5)を有
し、積層単位膜(5)の分離膜(3)がWまたはWを含
む合金に構成さているものである。
According to the first aspect of the present invention, there is provided a ferromagnetic film (2) of an alloy containing Ni and a separation film (3) adjacent to the ferromagnetic film (2).
And a laminated unit film (5) of an artificial lattice containing at least the following: wherein the separation film (3) of the laminated unit film (5) is made of W or an alloy containing W.

【0018】請求項2の本発明は、強磁性膜(2)がN
i−Fe合金である請求項1に記載の磁気抵抗効果素子
である。
According to a second aspect of the present invention, the ferromagnetic film (2) is N
2. The magnetoresistive element according to claim 1, wherein the element is an i-Fe alloy.

【0019】請求項3の本発明は、積層単位膜(5)が
反強磁性膜(4)と強磁性膜(2)と分離膜(3)と強
磁性膜(2)とを積層に有するとともに強磁性膜(3)
がNiを主成分とする合金により構成さている請求項1
に記載の磁気抵抗効果素子である。
According to a third aspect of the present invention, the laminated unit film (5) has an antiferromagnetic film (4), a ferromagnetic film (2), a separation film (3) and a ferromagnetic film (2) in a laminated structure. With ferromagnetic film (3)
Is made of an alloy containing Ni as a main component.
3. The magnetoresistive effect element according to item 1.

【0020】請求項4の本発明は、強磁性膜(2)がN
i−Fe合金であるとともに分離膜(3)がWである請
求項3の磁気抵抗効果素子である。
According to a fourth aspect of the present invention, the ferromagnetic film (2) is N
4. The magnetoresistive element according to claim 3, wherein the element is an i-Fe alloy and the separation film is W.

【0021】請求項5の本発明は、反強磁性膜(4)が
α−Fe2 3 またはNiOまたはFeMn合金または
PtMn合金である請求項3または4に記載の磁気抵抗
効果素子である。
The invention according to claim 5 is the magnetoresistance effect element according to claim 3 or 4, wherein the antiferromagnetic film (4) is made of α-Fe 2 O 3, NiO, a FeMn alloy or a PtMn alloy.

【0022】請求項6の本発明は、反強磁性膜(4)が
FeMn合金にRu、Zr、Nb、Ge、V、Co、H
f、PtおよびPdからなる群から選ばれた少なくとも
一つの元素を含有する請求項3または4に記載の磁気抵
抗効果素子である。
According to a sixth aspect of the present invention, the antiferromagnetic film (4) is made of Ru, Zr, Nb, Ge, V, Co, H
5. The magnetoresistive element according to claim 3, wherein the element contains at least one element selected from the group consisting of f, Pt, and Pd.

【0023】請求項7の本発明は、積層単位膜(5)が
分離膜(3)と強磁性膜(2)と分離膜(3)と強磁性
膜(2)とを積層した人工格子に構成されて、強磁性膜
(2)がNiを主成分とする合金であるとともに分離膜
(3)がWを主成分とする合金である磁気抵抗効果素子
である。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided an artificial lattice in which the laminated unit film (5) is formed by laminating a separation film (3), a ferromagnetic film (2), a separation film (3) and a ferromagnetic film (2). The magnetoresistive element is configured such that the ferromagnetic film (2) is an alloy mainly composed of Ni and the separation film (3) is an alloy mainly composed of W.

【0024】請求項8の本発明は、積層単位膜(5)が
分離膜(3)と強磁性膜(2)と反強磁性膜(4)と分
離膜(3)と強磁性膜(2)とを積層にした人工格子に
構成されて、強磁性膜(2)がNiを含む合金であると
ともに分離膜(3)がWを主成分とする合金である磁気
抵抗効果素子である。
According to an eighth aspect of the present invention, the laminated unit film (5) comprises a separation film (3), a ferromagnetic film (2), an antiferromagnetic film (4), a separation film (3) and a ferromagnetic film (2). ) Are laminated, and the ferromagnetic film (2) is an alloy containing Ni and the separation film (3) is an alloy containing W as a main component.

【0025】請求項9の本発明は、Niを含有する合金
の強磁性膜(2)と強磁性膜(2)と隣接するWまたは
Wを主成分とする合金の分離膜(3)を積層した人工格
子を有する磁気抵抗効果素子(1)がバイアス磁石(1
5)とともに具備する磁気センサである。
According to a ninth aspect of the present invention, a ferromagnetic film (2) of an alloy containing Ni and a separation film (3) of W or an alloy containing W as a main component adjacent to the ferromagnetic film (2) are laminated. The magnetoresistive effect element (1) having the artificial lattice
This is a magnetic sensor provided with 5).

【0026】[0026]

【作用】本発明の磁気抵抗効果素子は、強磁性膜(2)
をNi系の合金にして磁気抵抗変化率を向上させること
ができる。同時に、Ni系合金の強磁性膜(2)を人工
格子膜に形成して更に磁気抵抗変化率を向上させること
ができるが、このときの強磁性膜(2)と積層に隣接す
る分離膜(3)をWまたはW合金にすることにより熱の
影響を受けても磁気抵抗変化率を常温状態とほとんど低
下させることなく保持することができる。
According to the present invention, there is provided a magnetoresistance effect element comprising a ferromagnetic film (2)
Can be made a Ni-based alloy to improve the magnetoresistance ratio. At the same time, the ferromagnetic film (2) of the Ni-based alloy can be formed on the artificial lattice film to further improve the magnetoresistance ratio, but the ferromagnetic film (2) and the separation film ( By making 3) a W or W alloy, the magnetoresistance ratio can be maintained at almost the normal temperature state without substantially lowering even if it is affected by heat.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施の形態を
示す磁気抵抗効果素子を図面に基づいて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A magnetoresistive element according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0028】図1は、本発明の第1の実施の形態に係る
磁気抵抗効果素子の構造を示す断面図である。図1にお
いて、1は磁気抵抗効果素子(MRE)である。磁気抵
抗効果素子1は、ガラス、Al2 3 −TiC等のセラ
ミックス、酸化マグネシウム、絶縁処理したSi等の基
板6上にα−Fe2 3 、NiO、FeMn合金、又は
NiMn合金あるいはPtMn合金から成る反強磁性膜
4がスパッタ製法等で成膜される。次に、反強磁性膜4
の上面に同様の製法で、Ni−Fe合金の強磁性膜2が
成膜されている。更に、強磁性膜2の上面にはWまたは
Wを主成分とする合金の分離膜(非磁性電導膜)3が成
膜されている。また、この分離膜3の上面には、上述の
強磁性膜2が成膜されている。この4積層膜の人工格子
が1つの積層単位膜5として構成されている。尚、この
積層単位膜5を2回以上に積層にして人工格子とした磁
気抵抗効果素子1に構成することもできる。
FIG. 1 is a sectional view showing the structure of a magnetoresistive element according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a magnetoresistive element (MRE). The magnetoresistive element 1 is composed of α-Fe 2 O 3 , NiO, FeMn alloy, NiMn alloy or PtMn alloy on a substrate 6 made of glass, ceramics such as Al 2 O 3 —TiC, magnesium oxide, insulated Si or the like. Is formed by a sputtering method or the like. Next, the antiferromagnetic film 4
A ferromagnetic film 2 of a Ni—Fe alloy is formed on the upper surface of the substrate by a similar manufacturing method. Further, on the upper surface of the ferromagnetic film 2, a separation film (nonmagnetic conductive film) 3 of W or an alloy containing W as a main component is formed. The above-described ferromagnetic film 2 is formed on the upper surface of the separation film 3. The artificial lattice of the four stacked films is configured as one stacked unit film 5. The laminated unit film 5 may be laminated two or more times to form the magnetoresistive element 1 having an artificial lattice.

【0029】この磁気抵抗効果素子1は、隣り合った磁
性膜間の磁化の向きを制御する方法である。つまり、強
磁性膜2と反強磁性膜4とを隣接させて、この膜間に交
換結合による一方向バイアス磁界を発生させるものであ
る。所謂、スピンバルブ膜と言われるものである。
This magnetoresistive element 1 is a method of controlling the direction of magnetization between adjacent magnetic films. That is, the ferromagnetic film 2 and the antiferromagnetic film 4 are adjacent to each other, and a one-way bias magnetic field is generated between the films by exchange coupling. This is a so-called spin valve film.

【0030】この磁気抵抗効果膜1の一実施の形態とし
て、強磁性膜2を81wt%Ni−Fe合金とし、反強
磁性膜4をNiO合金とし、分離膜3をWとした構成の
磁気抵抗効果素子1を上述したごとく、基板6上に反強
磁性膜4と強磁性膜2と分離膜3と強磁性膜2とに順次
に積層して人工格子膜を形成した。尚、強磁性膜2のN
i−Fe合金の厚さは、5〜15nmが適当な寸法であ
ることが判明したので10nmに形成した。また、反強
磁性膜4のNiO合金の厚さは、30〜70nmが適当
な寸法であることが判明したので50nmに形成した。
更に、分離膜3のWの厚さは1〜15nmが適当な寸法
であることが判明したので2〜5nmに形成した。この
磁気抵抗効果素子1aは熱処理前のものである。
As one embodiment of the magnetoresistive film 1, a ferromagnetic film 2 is made of 81 wt% Ni—Fe alloy, an antiferromagnetic film 4 is made of NiO alloy, and a separating film 3 is made of W. As described above, the effect element 1 was sequentially laminated on the antiferromagnetic film 4, the ferromagnetic film 2, the separation film 3, and the ferromagnetic film 2 on the substrate 6 to form an artificial lattice film. The N of the ferromagnetic film 2
The thickness of the i-Fe alloy was determined to be 10 nm because it was found that 5 to 15 nm was an appropriate size. Further, the thickness of the NiO alloy of the antiferromagnetic film 4 was determined to be 30 to 70 nm, which was determined to be an appropriate size, so that the thickness was set to 50 nm.
Further, the thickness of W of the separation membrane 3 was determined to be 1 to 15 nm, which was an appropriate dimension. This magnetoresistive element 1a is before the heat treatment.

【0031】そして、この磁気抵抗効果素子1aを図2
に示す振動試料型磁力計を用いた試験方法で電気抵抗値
を測定した。この電気抵抗値RはV÷Iとなるので、磁
気抵抗効果素子1aの上面にピン10を4本接触させて
測定したものである。このとき、磁石を両側から接近さ
せて行なうものである。
The magnetoresistive element 1a is shown in FIG.
The electrical resistance was measured by the test method using a vibration sample magnetometer shown in FIG. Since the electric resistance value R is V ÷ I, the electric resistance value R is measured by bringing four pins 10 into contact with the upper surface of the magnetoresistive element 1a. At this time, the magnet is approached from both sides.

【0032】図3は、この実験結果のM−H履歴特性線
図を示すものである。尚、M=磁化、H=外部磁界であ
る。また、図4はこの実験結果のΔR/R−H履歴特性
線図を示すものである。 尚、ΔR/R=磁気抵抗変化率 R=電気抵抗値 ΔR=Rmax−Rmin=磁気抵抗変化値 H=外部磁界である。
FIG. 3 shows an MH hysteresis characteristic diagram of the results of this experiment. Note that M = magnetization and H = external magnetic field. FIG. 4 shows a ΔR / RH history characteristic diagram of the experimental result. Note that ΔR / R = magnetic resistance change rate R = electric resistance value ΔR = Rmax−Rmin = magnetic resistance change value H = external magnetic field.

【0033】又、比較例として、上述と同一構成の熱処
理前の磁気抵抗効果素子1bを製作するとともに、分離
膜2のみはCu膜としたものである。そして、この磁気
抵抗効果素子1aを上述の本発明と同一条件で同一試験
機により測定した結果のM−H履歴特性線図は、図5に
示す通りである。
As a comparative example, a magnetoresistive element 1b having the same structure as above before the heat treatment was manufactured, and only the separation film 2 was a Cu film. The MH hysteresis characteristic diagram obtained by measuring the magnetoresistance effect element 1a with the same tester under the same conditions as the above-described present invention is as shown in FIG.

【0034】また、図6は、上述と同一条件により測定
した結果の磁気抵抗効果素子1bのΔR/R−H履歴特
性を示すものである。
FIG. 6 shows the ΔR / RH history characteristic of the magnetoresistive element 1b measured under the same conditions as described above.

【0035】この本発明の磁気抵抗効果素子1aの図3
および図4に示すM−H履歴特性線図およびΔR/R−
H履歴特性線図と比較例のM−H履歴特性線図およびΔ
R/R−H履歴特性線図とを対比すると、本発明の磁気
抵抗効果素子1aは、磁気抵抗変化率が約5%であるの
に対し、比較例の磁気抵抗効果素子1bのそれは、約4
%である。
FIG. 3 of the magnetoresistive element 1a of the present invention.
And MH history characteristic diagram shown in FIG. 4 and ΔR / R−
H history characteristic diagram, MH history characteristic diagram of comparative example, and Δ
Comparing with the R / RH history characteristic diagram, the magnetoresistance effect element 1a of the present invention has a magnetoresistance change rate of about 5%, whereas the magnetoresistance effect element 1b of the comparative example has a magnetoresistance change rate of about 5%. 4
%.

【0036】次に、上述の本発明の磁気抵抗素子1aと
比較例の磁気抵抗素子1bとを真空中で350℃の状態
で加熱し、この加熱は3時間連続して行なった。
Next, the above-described magnetoresistive element 1a of the present invention and the magnetoresistive element 1b of the comparative example were heated at 350 ° C. in a vacuum, and this heating was continuously performed for 3 hours.

【0037】図7は、本発明に係る熱処理後の磁気抵抗
効果素子1aの外部磁界と磁気抵抗変化率との関係を示
すものである。本発明のこの熱処理した磁気抵抗効果素
子1aを熱処理前の磁気抵抗効果素子1aと同一条件
で、同一試験機で測定した結果のΔR/R−H履歴特性
線図は、図7に示す通りである。
FIG. 7 shows the relationship between the external magnetic field and the rate of change of the magnetoresistance of the magnetoresistance effect element 1a after the heat treatment according to the present invention. The ΔR / RH history characteristic diagram obtained by measuring the heat-treated magnetoresistive element 1a of the present invention with the same tester under the same conditions as the magnetoresistive element 1a before the heat treatment is as shown in FIG. is there.

【0038】図8は、比較例の熱処理後の磁気抵抗効果
素子1bの外部磁界と磁気抵抗変化率との関係を示すも
のである。この比較例の熱処理した磁気抵抗効果素子1
bを熱処理前の磁気抵抗効果素子1bと同一条件で、同
一試験機で測定した結果のΔR/R−H履歴特性線図
は、図8に示す通りである。
FIG. 8 shows the relationship between the external magnetic field and the rate of change in magnetoresistance of the magnetoresistance effect element 1b after heat treatment of the comparative example. Heat-treated magnetoresistive element 1 of this comparative example
FIG. 8 shows a ΔR / RH history characteristic diagram obtained by measuring b with the same tester under the same conditions as the magnetoresistive element 1b before the heat treatment.

【0039】本発明に係る磁気抵抗効果素子1aは熱処
理前の磁気抵抗変化率が約5%であったのに対し、熱処
理後の磁気抵抗変化率は若干下って約4%になった。こ
れに対し、比較例の磁気抵抗効果素子1bは熱処理前の
磁気抵抗変化率が約4%であったものが、熱処理すると
磁気抵抗変化率は約1%に大きく低下した。つまり、本
発明に係る磁気抵抗効果素子1aは、熱処理に対しても
磁気抵抗変化率が安定して品質が保証されるとともに、
熱を伴う用途下にあっても、磁気抵抗変化率が低下する
のを分離膜3をWまたはW合金にすることにより防止す
ることが可能になる。
The magnetoresistance effect element 1a according to the present invention had a magnetoresistance change rate before the heat treatment of about 5%, whereas the magnetoresistance change rate after the heat treatment was slightly reduced to about 4%. On the other hand, the magnetoresistance effect element 1b of the comparative example had a magnetoresistance change rate of about 4% before the heat treatment, but the heat resistance greatly reduced the magnetoresistance change rate to about 1%. In other words, the magnetoresistive effect element 1a according to the present invention has a stable magnetoresistance change rate with respect to heat treatment, assures quality, and
Even in applications involving heat, it is possible to prevent the magnetoresistance ratio from decreasing by forming the separation film 3 from W or a W alloy.

【0040】図9は、本発明に係る第2の実施の形態を
示す磁気抵抗効果素子1の断面図である。
FIG. 9 is a sectional view of a magnetoresistive element 1 according to a second embodiment of the present invention.

【0041】図9において、基板6上面にWを主成分と
する合金(W−Co、またはW−Ag)の分離膜(非磁
性電導膜)3を成膜し、その上面にNi−Fe合金(N
iが82at%)等の強磁性膜2を成膜する。更に、そ
の上面に順次にFe−Mn等の反強磁性膜4、W合金の
分離膜3、Ni−Fe合金等の強磁性膜2を積層に形成
する。上述の人工格子を積層単位膜5として二積層以上
を積層構造にした磁気抵抗効果素子1を形成することが
できる。
In FIG. 9, a separation film (nonmagnetic conductive film) 3 of an alloy (W—Co or W—Ag) containing W as a main component is formed on the upper surface of a substrate 6, and a Ni—Fe alloy is formed on the upper surface thereof. (N
(i is 82 at%). Further, an antiferromagnetic film 4 of Fe-Mn or the like, a W alloy separation film 3, and a ferromagnetic film 2 of Ni-Fe alloy or the like are sequentially formed on the upper surface. It is possible to form the magnetoresistive element 1 having a laminated structure of two or more laminated layers using the above-described artificial lattice as the laminated unit film 5.

【0042】図9に示す磁気抵抗効果素子1の場合も、
W合金の分離膜3とNi−Fe合金の強磁性膜2とが隣
接するので、W合金によりNi−Fe合金の強磁性膜2
の軟磁気特性値が劣化して磁気抵抗変化率が低下するの
を防止することができる。
In the case of the magnetoresistive element 1 shown in FIG.
Since the W alloy separation film 3 and the Ni—Fe alloy ferromagnetic film 2 are adjacent to each other, the Ni—Fe alloy ferromagnetic film 2
Can be prevented from deteriorating the soft magnetic characteristic value and decreasing the magnetoresistance change rate.

【0043】図10は、本発明に係る第3の実施の形態
を示す磁気抵抗効果素子1の断面図である。
FIG. 10 is a sectional view of a magnetoresistive element 1 according to a third embodiment of the present invention.

【0044】図10において、基板6上にWを主成分と
する合金(W−Mo、またはW−Cr)の分離膜(非磁
性電導膜)3が成膜される。そして、その上面に順次
に、Ni−Co合金の強磁性膜2とW合金の分離膜3と
Ni−Co合金の強磁性膜2とを積層に形成する。
In FIG. 10, an isolation film (non-magnetic conductive film) 3 of an alloy (W—Mo or W—Cr) containing W as a main component is formed on a substrate 6. Then, a ferromagnetic film 2 of a Ni—Co alloy, a separation film 3 of a W alloy, and a ferromagnetic film 2 of a Ni—Co alloy are sequentially formed on the upper surface.

【0045】この磁気抵抗効果素子1も、上述の人工格
子を積層単位膜5として二積層以上を積層構造にするこ
とができる。
The magnetoresistive element 1 can also have a laminated structure of two or more laminated layers using the above-described artificial lattice as the laminated unit film 5.

【0046】この磁気抵抗効果素子1も、Ni−Co合
金の強磁性膜2とW合金の分離膜3とが互いに隣接する
構成であるから、W合金より成る分離膜3により、Ni
Feとの積層界面における拡散を防止し、Ni−Co合
金の軟磁気特性を保持して磁気抵抗変化率を高率に保証
するものである。
Since the magnetoresistive element 1 also has a structure in which the ferromagnetic film 2 of the Ni—Co alloy and the separation film 3 of the W alloy are adjacent to each other, the separation film 3 made of the W alloy
This prevents diffusion at the lamination interface with Fe, and maintains the soft magnetic characteristics of the Ni—Co alloy to guarantee a high rate of magnetoresistance change.

【0047】図11は、本発明に係る第4の実施の形態
を示す磁気抵抗効果素子1の断面図である。
FIG. 11 is a sectional view of a magnetoresistive element 1 according to a fourth embodiment of the present invention.

【0048】図11において、基板6上面には、Wの分
離膜(非磁性電導膜)3とNi−Fe−Co合金の強磁
性膜2とを積層にした単純積層型が形成されている。こ
の単純積層型を積層単位膜5として2積層以上の積層構
造にすることもできる。
In FIG. 11, on the upper surface of the substrate 6, a simple lamination type in which a W separation film (non-magnetic conductive film) 3 and a Ni—Fe—Co alloy ferromagnetic film 2 are laminated is formed. This simple lamination type may have a lamination structure of two or more laminations as the lamination unit film 5.

【0049】この磁性抵抗効果素子1も、Ni−Fe−
Co合金の強磁性膜2とWの分離膜3とが隣接する積層
単位膜5に構成されているから、強磁性膜のNi−Fe
−Co合金の軟磁気特性の劣化を防止して磁気抵抗変化
率が低下するのを効果的に防止することができる。
This magnetoresistive element 1 is also made of Ni—Fe—
Since the Co alloy ferromagnetic film 2 and the W separation film 3 are formed in the adjacent laminated unit film 5, the ferromagnetic film Ni—Fe
It is possible to prevent deterioration of the soft magnetic characteristics of the -Co alloy and effectively prevent the rate of change in magnetoresistance from decreasing.

【0050】今、第4の実施の形態の磁気抵抗効果素子
1において磁気抵抗効果がどのようにして生起するかを
検討する。
Now, how the magnetoresistance effect occurs in the magnetoresistance effect element 1 of the fourth embodiment will be examined.

【0051】図12は、図11の単純積層型を2回層構
造にした磁気抵抗効果素子1の断面図である。この磁気
抵抗効果素子1において、外部磁界が印加していない状
態では、強磁性膜2、2間には反強磁性結合が働いて磁
化(図示矢印)の反平行(180°)状態になってい
る。ところで、伝導電子は磁化方向に平行または反平行
のスピンを持つと仮定すると、伝導電子が強磁性膜2に
進入しようとするとき、磁化と同方向のスピンを持つ電
子は自由に強磁性膜2へ移動するが、スピン方向が逆で
あれば界面付近で散乱される(スピン依存散乱)。
FIG. 12 is a cross-sectional view of the magnetoresistive element 1 in which the simple lamination type of FIG. 11 has a two-layer structure. In this magnetoresistive element 1, when no external magnetic field is applied, antiferromagnetic coupling acts between the ferromagnetic films 2 and 2 to bring the magnetization (arrows in the drawing) into an antiparallel (180 °) state. I have. By the way, assuming that the conduction electrons have spins parallel or antiparallel to the magnetization direction, when the conduction electrons try to enter the ferromagnetic film 2, the electrons having spins in the same direction as the magnetization are free to enter the ferromagnetic film 2. However, if the spin direction is reversed, it is scattered near the interface (spin-dependent scattering).

【0052】従って、強磁性膜2、2間の磁化が反平行
状態(各強磁性膜の磁化が1層おきに逆方向を向いてい
る状態)では、どちらの向きのスピンを持つ電子もスピ
ンとは反対方向の磁化を持つ強磁性膜の界面で散乱を受
けるため、電気抵抗は最大となる。
Therefore, when the magnetization between the ferromagnetic films 2 and 2 is in an antiparallel state (a state in which the magnetization of each ferromagnetic film is in the opposite direction every other layer), electrons having spins in either direction have a spinning direction. The electric resistance is maximized because the light is scattered at the interface of the ferromagnetic film having the magnetization in the opposite direction to that of the ferromagnetic film.

【0053】他方、図13に示すように、磁気抵抗効果
膜に充分に強い外部磁界を印加し強磁性膜2、2間の磁
化を平行状態にすると、磁化と同じ方向のスピンを持つ
伝導電子は散乱されることなく移動する。逆方向のスピ
ンを持つ電子は散乱されるが、全体としては電気抵抗は
最小となる。
On the other hand, as shown in FIG. 13, when a sufficiently strong external magnetic field is applied to the magnetoresistive film to make the magnetization between the ferromagnetic films 2 and 2 parallel, conduction electrons having spins in the same direction as the magnetization are obtained. Move without being scattered. Electrons having opposite spins are scattered, but the electric resistance is minimized as a whole.

【0054】次に、本発明の磁気抵抗効果素子1の製法
について簡単に説明する。
Next, a method of manufacturing the magnetoresistive element 1 of the present invention will be briefly described.

【0055】図14は、本発明の磁気抵抗効果素子1を
形成するスパッタ装置の断面図である。図14におい
て、スパッタ装置30は、上下に一対の陰極31と陽極
32とからなる2極冷陰極グロー放電管構造である。こ
の陰極はターゲットに相当するものであり、陽極は基板
ホールダの役目を兼ねるように構成されている。
FIG. 14 is a sectional view of a sputtering apparatus for forming the magnetoresistance effect element 1 of the present invention. 14, the sputtering apparatus 30 has a bipolar cold cathode glow discharge tube structure including a pair of cathodes 31 and anodes 32 at the top and bottom. The cathode corresponds to a target, and the anode is configured to also serve as a substrate holder.

【0056】そして、真空槽33内にガス導入口34か
らガスを導入し、例えば1×10-1Torrのアルゴン
雰囲気を保って両極間に数KVの電流、電圧を印加する
と電極間にグロー放電が発生する。このグロー放電によ
り、放電空間にアルゴンプラズマが形成される。このプ
ラズマ中のアルゴン正イオンが陰極31近傍の陰極電位
降下で加速され、ターゲット陰極表面に衝突し、ターゲ
ット表面をスパッタ蒸発させる。スパッタ粒子は、陽極
上に配置された基板上に沈着して、各膜が形成される。
尚、真空槽33内は真空ポンプ35により真空にされ
る。
Then, a gas is introduced into the vacuum chamber 33 from the gas inlet 34, and a current and a voltage of several KV are applied between the two electrodes while maintaining an argon atmosphere of, for example, 1 × 10 −1 Torr. Occurs. This glow discharge forms argon plasma in the discharge space. The argon positive ions in the plasma are accelerated by the cathode potential drop near the cathode 31, collide with the target cathode surface, and sputter vaporize the target surface. The sputtered particles are deposited on a substrate placed on the anode to form each film.
The inside of the vacuum chamber 33 is evacuated by a vacuum pump 35.

【0057】このようなスパッタ装置30により、基板
6上に分離膜3と強磁性膜2とを少なくとも積層に含む
積層単位膜5を単回積層又は複数回積層を形成する。
尚、スパッタ製法により磁気抵抗効果素子1は、後工程
において真空熱処理が行われる。この熱処理は公知技術
により行うこともできるので詳細は省略するが、30分
〜3時間の間、300〜450℃の温度で真空中(例え
ば、10-2Torr程度)の熱処理が行われる。このと
き、分離膜3がCu合金であると磁気抵抗等が低下し、
品質に悪影響を与えることになる。
With the sputtering apparatus 30 as described above, the laminated unit film 5 including at least the separation film 3 and the ferromagnetic film 2 is formed on the substrate 6 in a single lamination or a plurality of laminations.
The magnetoresistive element 1 is subjected to a vacuum heat treatment in a later step by a sputtering method. Since this heat treatment can be performed by a known technique, the details are omitted, but the heat treatment is performed in a vacuum (for example, about 10 −2 Torr) at a temperature of 300 to 450 ° C. for 30 minutes to 3 hours. At this time, if the separation film 3 is a Cu alloy, the magnetic resistance and the like decrease,
This will adversely affect quality.

【0058】図15および図16は、本発明に係る他の
実施の形態の磁気抵抗効果素子1の断面図である。
FIGS. 15 and 16 are sectional views of a magnetoresistive element 1 according to another embodiment of the present invention.

【0059】図15の磁気抵抗効果素子1は、図14の
スパッタ装置30により形成された人工格子層の最上層
の上面に第1の上部電極膜7aおよび第2の上部電極膜
7bが両側に形成されている。
The magnetoresistive element 1 of FIG. 15 has a first upper electrode film 7a and a second upper electrode film 7b on both sides on the upper surface of the uppermost layer of the artificial lattice layer formed by the sputtering apparatus 30 of FIG. Is formed.

【0060】又、図16の磁気抵抗効果素子1は、上述
した製法により形成された人工格子層の最上層の上面に
上部電極膜8aを形成するとともに、人工格子層の最下
層の下面に下部電極膜8bを形成したものである。この
ようにして磁気抵抗効果素子1は製作される。尚、電極
膜は、磁気抵抗効果素子1全面でなくとも良い。
In the magnetoresistive element 1 shown in FIG. 16, the upper electrode film 8a is formed on the upper surface of the uppermost layer of the artificial lattice layer formed by the above-described method, and the lower electrode is formed on the lower surface of the lowermost layer of the artificial lattice layer. The electrode film 8b is formed. Thus, the magnetoresistance effect element 1 is manufactured. Note that the electrode film does not have to be on the entire surface of the magnetoresistive element 1.

【0061】図17は、本発明の磁気抵抗効果素子1を
内燃機関のフラット式点火装置に取り付けられた磁気セ
ンサ20の要部斜視図である。
FIG. 17 is a perspective view of a main part of a magnetic sensor 20 in which the magnetoresistive element 1 of the present invention is mounted on a flat ignition device of an internal combustion engine.

【0062】図17において、点火装置に連結されてい
る図示省略の回転軸の一端には、外周面に歯形21を設
けたギヤ22が周着されている。このギヤ22に対向し
て磁気抵抗効果素子1が配置されている。
In FIG. 17, a gear 22 having a tooth profile 21 on its outer peripheral surface is fitted around one end of a rotating shaft (not shown) connected to the ignition device. The magnetoresistive element 1 is arranged to face the gear 22.

【0063】この磁気抵抗効果素子1は、バイアス磁石
15の端面25に対し平行に配置されている。そして、
磁気抵抗効果素子1の中心を磁石15の中心軸から径方
向に若干変位した位置に設けられている。これは、軸方
向に着磁された円筒形磁石の磁界が発散することを利用
するためである。
This magnetoresistive element 1 is arranged parallel to the end face 25 of the bias magnet 15. And
The center of the magnetoresistive element 1 is provided at a position slightly displaced in the radial direction from the center axis of the magnet 15. This is to utilize the divergence of the magnetic field of the cylindrical magnet magnetized in the axial direction.

【0064】尚、このギヤ22は、後述の図18と同様
に構成されている。そして、磁石から出る磁束はギヤ2
2の歯形21の高さに引き込まれるため、磁気抵抗効果
素子1に印加される磁界角度θは、ギヤ22の回転に伴
ってギヤ22の歯形21とその間の凹部23を通過する
たびに波形に1周期変化する。この振れ角は最大20度
前後にできるため、大きな抵抗変化を得るのに適してい
る。
The gear 22 has the same structure as that shown in FIG. And the magnetic flux coming out of the magnet is gear 2
2, the magnetic field angle θ applied to the magnetoresistive element 1 changes in a waveform each time the gear 22 passes through the tooth form 21 of the gear 22 and the concave part 23 between the gears 22 as the gear 22 rotates. It changes by one cycle. Since the deflection angle can be about 20 degrees at the maximum, it is suitable for obtaining a large resistance change.

【0065】この磁気抵抗効果素子1は、ギヤ22に対
して平行配置にできるから、熱を伴う環境下にあっても
近接して磁気抵抗変化を有利にすることができる。しか
も、磁気抵抗効果素子1は耐熱性能を有するとともに、
磁気抵抗変化率も熱に伴い低下させられることもない。
その結果、耐熱性にすぐれた磁気センサを得ることが期
待できる。
Since the magnetoresistive element 1 can be arranged parallel to the gear 22, the magnetoresistive effect can be made to be advantageous even in an environment involving heat. Moreover, the magnetoresistive element 1 has heat resistance performance,
The rate of change in magnetoresistance is not reduced by heat.
As a result, a magnetic sensor having excellent heat resistance can be expected.

【0066】図18は、本発明の磁気抵抗効果素子1を
磁気センサ20として使用した他の実施の形態の燃料噴
射制御装置に設けた要部断面図である。
FIG. 18 is a sectional view of a main part provided in a fuel injection control device of another embodiment using the magnetoresistive element 1 of the present invention as a magnetic sensor 20.

【0067】図18において、図示省略のエンジン電子
制御においては、吸入空気量と回転数から所要の燃料量
を決めて噴射ノズルを制御するが、この用途の磁気セン
サ20においては、−30〜130℃の耐熱性能を必要
とする。
In FIG. 18, in the engine electronic control (not shown), the required fuel amount is determined from the intake air amount and the number of revolutions to control the injection nozzle. Requires heat resistance performance of ° C.

【0068】そして、本発明の磁気抵抗効果素子1は、
以下のような取り付け構成にされている。磁気抵抗効果
素子1は、磁石15の端面16に対し垂直に配置されて
いる。又、磁界の振れ角は最大で20度前後に保持され
る。更に、ギヤ22の直径は85mmで、その外周に形
成された歯形21の高さが2mmに形成されて長さが
2.5mmである。更に、歯形21間の凹部23の長さ
が2mmとするとともに、全歯が48に構成されてい
る。更に、磁石15は、磁気抵抗効果素子1の磁気抵抗
変化率が十分に飽和するように、磁気抵抗効果素子1の
磁気抵抗変化率が十分に飽和するように、磁気抵抗効果
素子1の近傍で200ガウス以上になるように構成され
ている。
Then, the magnetoresistive element 1 of the present invention
The mounting configuration is as follows. The magnetoresistive element 1 is arranged perpendicular to the end face 16 of the magnet 15. Further, the deflection angle of the magnetic field is kept at about 20 degrees at the maximum. Further, the diameter of the gear 22 is 85 mm, the height of the tooth profile 21 formed on the outer periphery thereof is 2 mm, and the length is 2.5 mm. Further, the length of the concave portion 23 between the tooth shapes 21 is 2 mm, and all the teeth are formed at 48. Further, the magnet 15 is provided near the magnetoresistive element 1 so that the magnetoresistive change rate of the magnetoresistive element 1 is sufficiently saturated and the magnetoresistive change rate of the magnetoresistive element 1 is sufficiently saturated. It is configured to be 200 gauss or more.

【0069】本発明に係る磁気抵抗効果素子1は、磁界
の振れ角の周期に対して波形歪を生ずることなく磁気抵
抗変化率も高感度に対応する。そして、このような用途
の耐熱及び耐ガスに対しても磁気抵抗変化率が低下する
ことなく対応することが可能となる。
The magnetoresistive element 1 according to the present invention has a high magnetoresistance change rate without causing waveform distortion with respect to the period of the magnetic field deflection angle. In addition, it is possible to cope with such heat and gas resistance without reducing the magnetoresistance ratio.

【0070】図19は、更に、本発明に係る磁気抵抗効
果素子1を磁気センサ20として使用した他の実施の形
態のタービン用角度差検出用位置センサの断面図であ
る。
FIG. 19 is a sectional view of a turbine angle difference detecting position sensor according to another embodiment in which the magnetoresistive element 1 according to the present invention is used as a magnetic sensor 20.

【0071】この場合も、磁気抵抗効果素子1の使用条
件として、変位に対して直線性の良い出力信号を得るこ
と及び温度に対し磁気抵抗変化率が保証されることが必
要とされる。
Also in this case, as a use condition of the magnetoresistive effect element 1, it is necessary to obtain an output signal having good linearity with respect to displacement and to assure a magnetoresistance change rate with respect to temperature.

【0072】図19の磁気センサ20の構成は、図18
の磁気センサ20のギヤ22の歯形21を平面に形成し
たのみで略同様に構成されている。そして、本発明に係
る磁気センサ20は、耐熱、耐候性に対し磁気抵抗変化
率を低下することなく対応することができる。又、無接
点状態で直線性にすぐれた信号を取り出すことが可能で
ある。又、磁気抵抗効果素子1は、磁石22から受ける
磁場の大きさにより温度係数が大きく変化されるが、こ
の点でもすぐれた能力を発揮することが認められる。
The configuration of the magnetic sensor 20 shown in FIG.
The magnetic sensor 20 of the present embodiment has substantially the same configuration except that the tooth profile 21 of the gear 22 is formed in a plane. Further, the magnetic sensor 20 according to the present invention can cope with heat resistance and weather resistance without lowering the rate of change in magnetoresistance. Further, it is possible to extract a signal excellent in linearity in a non-contact state. Further, the temperature coefficient of the magnetoresistive element 1 is greatly changed depending on the magnitude of the magnetic field received from the magnet 22, but it is recognized that the magnetoresistive element 1 also exhibits excellent performance in this respect.

【0073】[0073]

【発明の効果】本発明の磁気抵抗効果素子は、Niを主
成分とする合金の強磁性膜にW又はW合金の分離膜(非
磁性反導膜)を隣接積層することにより磁気抵抗変化率
を向上させることが可能となる。同時に、W又はW合金
の分離膜により、Niを主成分とする強磁性膜の軟磁気
特性が劣化して磁気抵抗変化率が減少するのも防止でき
る。
The magnetoresistance effect element of the present invention has a magnetoresistance change ratio by laminating a W or W alloy separation film (nonmagnetic conductive film) adjacent to a ferromagnetic film of an alloy containing Ni as a main component. Can be improved. At the same time, the separation film of W or W alloy can also prevent the soft magnetic properties of the ferromagnetic film containing Ni as a main component from deteriorating and the rate of change in magnetoresistance from decreasing.

【0074】更に、製造工程での熱処理工程において加
熱により磁気抵抗効果膜の人工格子膜の磁気抵抗変化率
が低下させられるのもW又はW合金の分離膜の介在によ
り防止でき、品質が安定した磁気抵抗効果素子を生産す
ることができる。
Further, the decrease in the magnetoresistance ratio of the artificial lattice film of the magnetoresistance effect film due to heating in the heat treatment step in the manufacturing process can be prevented by the interposition of the W or W alloy separation film, and the quality is stabilized. A magnetoresistive element can be produced.

【0075】又、Niを主成分とする合金の強磁性膜に
W又はW合金の分離膜を隣接させることにより耐食性も
向上させることが期待できる。
It is expected that the corrosion resistance can be improved by adjoining a W or W alloy separation film to a ferromagnetic film of an alloy containing Ni as a main component.

【0076】更に、磁気抵抗効果素子を磁気センサ等に
利用することにより熱を伴う条件下でも磁気抵抗変化率
を低下させることなく、高感度を保持することが期待で
きる。
Further, by using the magnetoresistive element for a magnetic sensor or the like, it is expected that high sensitivity can be maintained without reducing the magnetoresistance change rate even under a condition involving heat.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る第1の実施の形態を示す磁気抵抗
効果素子の断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a magnetoresistive element according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明に係る磁気抵抗素子の測定法を示す概念
図である。
FIG. 2 is a conceptual diagram showing a method of measuring a magnetoresistive element according to the present invention.

【図3】本発明に係る磁気抵抗素子の熱処理前の外部磁
界(H)と磁化(M)との関係を示す履歴特性線図であ
る。
FIG. 3 is a hysteresis characteristic diagram showing a relationship between an external magnetic field (H) and a magnetization (M) before heat treatment of a magnetoresistive element according to the present invention.

【図4】本発明に係る磁気抵抗効果素子の熱処理前の外
部磁界(H)と磁気抵抗変化率との関係を示す履歴特性
線図である。
FIG. 4 is a hysteresis characteristic diagram showing a relationship between an external magnetic field (H) and a magnetoresistance change rate of a magnetoresistance effect element according to the present invention before heat treatment.

【図5】図3に対する比較例の履歴特性線図である。FIG. 5 is a history characteristic diagram of a comparative example with respect to FIG. 3;

【図6】図4に対する比較例の履歴特性線図である。FIG. 6 is a history characteristic diagram of a comparative example with respect to FIG. 4;

【図7】本発明に係る磁気抵抗効果素子の熱処理後の外
部磁界(H)と磁気抵抗変化率との関係を示す履歴特性
線図である。
FIG. 7 is a hysteresis diagram showing a relationship between an external magnetic field (H) and a magnetoresistance ratio of a magnetoresistance effect element according to the present invention after heat treatment.

【図8】図7に対する比較例の磁界(H)と磁気抵抗変
化率との関係を示す履歴特性線図である。
8 is a hysteresis characteristic diagram showing a relationship between a magnetic field (H) and a rate of change in magnetoresistance in a comparative example with respect to FIG. 7;

【図9】本発明に係る第2の実施の形態の磁気抵抗効果
素子の断面図である。
FIG. 9 is a sectional view of a magnetoresistive element according to a second embodiment of the invention.

【図10】本発明に係る第3の実施の形態の磁気抵抗効
果素子の断面図である。
FIG. 10 is a sectional view of a magnetoresistive element according to a third embodiment of the present invention.

【図11】本発明に係る第4の実施の形態の磁気抵抗効
果素子の断面図である。
FIG. 11 is a sectional view of a magnetoresistive element according to a fourth embodiment of the present invention.

【図12】図11の磁気抵抗の変化状態の説明図であ
る。
FIG. 12 is an explanatory diagram of a change state of the magnetoresistance in FIG. 11;

【図13】図11の磁気抵抗変化状態の説明図である。13 is an explanatory diagram of the magnetoresistance change state of FIG.

【図14】本発明の磁気抵抗効果素子の製法用のスパッ
タ装置の概略図である。
FIG. 14 is a schematic view of a sputtering apparatus for manufacturing a magnetoresistive element of the present invention.

【図15】本発明に係る一実施の形態を示す電極を製作
した磁気抵抗効果素子の断面図である。
FIG. 15 is a cross-sectional view of a magnetoresistive element in which an electrode according to one embodiment of the present invention is manufactured.

【図16】本発明に係る他の実施の形態を示す電極を製
作した磁気抵抗効果素子の断面図である。
FIG. 16 is a sectional view of a magnetoresistive element in which an electrode according to another embodiment of the present invention is manufactured.

【図17】本発明に係る磁気抵抗効果素子を設けた一実
施形態の磁気センサの要部断面図である。
FIG. 17 is a cross-sectional view of a main part of a magnetic sensor according to an embodiment provided with a magnetoresistive element according to the present invention.

【図18】本発明に係る磁気抵抗効果素子を設けた他の
実施の形態の磁気センサの要部断面図である。
FIG. 18 is a sectional view of a main part of a magnetic sensor according to another embodiment provided with a magnetoresistive element according to the present invention.

【図19】本発明に係る磁気抵抗素子を有する更に他の
実施の形態の磁気センサの要部断面図である。
FIG. 19 is a cross-sectional view of a main part of a magnetic sensor according to still another embodiment having the magnetoresistive element according to the present invention.

【図20】従来の磁気抵抗効果素子の断面図である。FIG. 20 is a sectional view of a conventional magnetoresistance effect element.

【図21】従来の磁気センサの概念図である。FIG. 21 is a conceptual diagram of a conventional magnetic sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…磁気抵抗効果素子 2…強磁性膜 3…分離膜 4…反強磁性膜 5…積層単位膜 6…基板 7a…第1の上部電極膜 7b…第2の上部電極膜 8a…上部電極膜 8b…下部電極膜 10…ピン 15…磁石 16…端面 20…磁気センサ 21…歯形 22…ギヤ 23…凹部 30…スパッタ装置 31…陰極 32…陽極 33…真空槽 34…ガス導入孔 35…真空ポンプ 50…磁気抵抗効果素子 51…磁性膜 52…分離膜 53…基板 61…軸 62…ロータ歯車 63…小歯 64…バイアスマグネット 65…ヨーク 66…検出コイル DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Magnetoresistance effect element 2 ... Ferromagnetic film 3 ... Separation film 4 ... Antiferromagnetic film 5 ... Laminated unit film 6 ... Substrate 7a ... First upper electrode film 7b ... Second upper electrode film 8a ... Upper electrode film 8b ... Lower electrode film 10 ... Pin 15 ... Magnet 16 ... End face 20 ... Magnetic sensor 21 ... Tooth shape 22 ... Gear 23 ... Recess 30 ... Sputtering device 31 ... Cathode 32 ... Anode 33 ... Vacuum tank 34 ... Gas introduction hole 35 ... Vacuum pump Reference Signs List 50 ... Magnetoresistance effect element 51 ... Magnetic film 52 ... Separation film 53 ... Substrate 61 ... Shaft 62 ... Rotor gear 63 ... Small teeth 64 ... Bias magnet 65 ... Yoke 66 ... Detection coil

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】Niを含有する合金の強磁性膜(2)と前
記強磁性膜(2)に隣接して配置される分離膜(3)と
を少なくとも含む人工格子の積層単位膜(5)を有し、
前記積層単位膜(5)に有する前記分離膜(3)がWま
たはWを含む合金により構成されていることを特徴とす
る磁気抵抗効果素子。
An artificial lattice laminated unit film (5) including at least a ferromagnetic film (2) of an alloy containing Ni and a separation film (3) disposed adjacent to said ferromagnetic film (2). Has,
The magnetoresistance effect element, wherein the separation film (3) included in the laminated unit film (5) is made of W or an alloy containing W.
【請求項2】前記強磁性膜(2)がNi−Fe合金であ
ることを特徴とする請求項1に記載の磁気抵抗効果素
子。
2. A magnetoresistive element according to claim 1, wherein said ferromagnetic film is made of a Ni—Fe alloy.
【請求項3】前記積層単位膜(5)が反強磁性膜(4)
と前記強磁性膜(2)と前記分離膜(3)と前記強磁性
膜(2)とを積層に有するとともに強磁性膜(2)がN
iを主成分とする合金により構成されていることを特徴
とする請求項1に記載の磁気抵抗効果素子。
3. The laminated unit film (5) is an antiferromagnetic film (4).
And the ferromagnetic film (2), the separation film (3), and the ferromagnetic film (2) are laminated.
2. The magnetoresistance effect element according to claim 1, wherein the magnetoresistance effect element is made of an alloy containing i as a main component.
【請求項4】前記強磁性膜(2)がNi−Fe合金であ
るとともに前記分離膜(3)がWである請求項3に記載
の磁気抵抗効果素子。
4. The magnetoresistive element according to claim 3, wherein said ferromagnetic film (2) is made of a Ni—Fe alloy and said separation film (3) is made of W.
【請求項5】前記反強磁性膜(4)がα−Fe2 3
NiO、Fe−Mn合金またはPtMn合金であること
を特徴とする請求項3または4に記載の磁性抵抗効果素
子。
5. The antiferromagnetic film (4) is composed of α-Fe 2 O 3 ,
The magnetoresistive element according to claim 3, wherein the element is NiO, an Fe—Mn alloy, or a PtMn alloy.
【請求項6】前記反強磁性膜(4)がFe−Mn合金に
Ru、Zr、Nb、Ge、V、Co、Hf、Ptおよび
Pdからなる群から選ばれた少なくとも一つの元素を含
有することを特徴とする請求項3または4に記載の磁性
抵抗効果素子。
6. The antiferromagnetic film (4) contains at least one element selected from the group consisting of Ru, Zr, Nb, Ge, V, Co, Hf, Pt and Pd in an Fe-Mn alloy. 5. The magnetoresistive element according to claim 3, wherein:
【請求項7】前記積層単位膜(5)が前記分離膜(3)
と前記強磁性膜(2)と前記分離膜(3)と前記強磁性
膜(2)とを積層した人工格子に構成されて前記強磁性
膜(2)がNiを含む合金であるとともに前記分離膜
(3)がWを含む合金であることを特徴とする請求項1
に記載の磁気抵抗効果素子。
7. The separation unit (3) wherein the laminated unit film (5) is the separation film (3).
And an artificial lattice in which the ferromagnetic film (2), the separation film (3), and the ferromagnetic film (2) are laminated, wherein the ferromagnetic film (2) is an alloy containing Ni, and 2. The film according to claim 1, wherein the film is an alloy containing W.
3. The magnetoresistive effect element according to item 1.
【請求項8】前記積層単位膜(5)が前記分離膜(3)
と前記強磁性膜(2)と前記反強磁性膜(4)と前記分
離膜(3)と前記強磁性膜(2)とを積層にした人工格
子に構成されて前記強磁性膜(2)がNiを含む合金で
あるとともに前記分離膜(3)がWを主成分とする合金
であることを特徴とする請求項1に記載の磁気抵抗効果
素子。
8. The separation membrane (3) wherein the laminated unit membrane (5) is the separation membrane (3).
The ferromagnetic film (2), the ferromagnetic film (2), the antiferromagnetic film (4), the separation film (3), and the ferromagnetic film (2). The magnetoresistive element according to claim 1, wherein is an alloy containing Ni and the separation film (3) is an alloy containing W as a main component.
【請求項9】Niを含有する合金の強磁性膜(2)と前
記強磁性膜(2)に隣接するWまたはWを主成分とする
合金の分離膜(3)を積層した人工格子を有する磁気抵
抗効果素子(1)がバイアス磁石(15)とともに具備
することを特徴とする磁気センサ。
9. An artificial lattice in which a ferromagnetic film (2) of an alloy containing Ni and a separation film (3) of W or an alloy containing W as a main component adjacent to the ferromagnetic film (2) are laminated. A magnetic sensor, wherein the magnetoresistive element (1) is provided with a bias magnet (15).
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