JPS61248486A - 強磁性磁気抵抗素子 - Google Patents

強磁性磁気抵抗素子

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JPS61248486A
JPS61248486A JP60089566A JP8956685A JPS61248486A JP S61248486 A JPS61248486 A JP S61248486A JP 60089566 A JP60089566 A JP 60089566A JP 8956685 A JP8956685 A JP 8956685A JP S61248486 A JPS61248486 A JP S61248486A
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JP
Japan
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resistor
ferromagnetic
layer
magnetic field
magnetoresistive element
Prior art date
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Pending
Application number
JP60089566A
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English (en)
Inventor
Kenichi Ao
建一 青
Yoshi Yoshino
吉野 好
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Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS61248486A publication Critical patent/JPS61248486A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N50/00Galvanomagnetic devices
    • H10N50/10Magnetoresistive devices

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  • Magnetic Heads (AREA)
  • Hall/Mr Elements (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ この発明は、たとえば回転センサを構成するためのFr
i電変換素子に利用される強磁性磁気抵抗素子に関する
[背景技術] 従来の強磁性磁気抵抗素子の構造は、第6図に示すよう
に、絶縁性基板11上に強磁性薄膜からなる抵抗体12
を形成し、その後この抵抗体12の両端に電極13a 
、 13bを形成し、ざらにこれらを絶縁体層14で覆
うことにより構成される。この絶縁体層14は抵抗体1
2を保護するための膜である。
このような強磁性薄膜の抵抗体を用いた磁気抵抗素子は
、比較的磁気感度が高いので、ディジタル記録再生ヘッ
ドや回転センサ等の磁電変換素子に利用されている。し
かし、ディジタル記録密度の増加や回転センサの小型化
および高パルス化にともなって、磁気記録ピッチが狭く
なってきているため、抵抗体12のストライプ幅Wも狭
くなり、その結果、磁気抵抗素子の反磁界が大きくなっ
て飽和磁界は大となり、低磁界において出力が小さくな
って感度が低下している。
[発明が解決しようとする問題点] この発明は上記のような点′に鑑みなされたもので、強
磁性抵抗体のストライプ幅が狭くても飽和磁界が小ざく
、低磁界における磁気感度が良好な強磁性磁気抵抗素子
を提供しようとするものである。
[問題点を解決するための手段] すなわち、この発明に係る強磁性磁気抵抗素子は、従来
の磁気抵抗素子の構成要素すなわち絶縁性基板、抵抗体
、およびこれを覆う絶縁体層に加えて、さらにこの絶縁
体層を介して上記抵抗体と磁気結合がなされるように、
この絶縁体層の上に強磁性体層を設けることによって構
成される。ただし、上記抵抗体の全体が絶縁体層を介し
てこの強磁性体層に覆われることがないように、この強
磁性体層は上記抵抗体に対応する部分を除いて上記絶縁
体層の表面に形成するものである。
[作用] 上記のように構成される強磁性磁気抵抗素子におっては
、抵抗体と強磁性体層とが磁気的に結合されているので
、抵抗体のストライプ幅が狭くても、この磁気抵抗素子
の磁気特性は、抵抗体とこの強磁性体層とを合わせた幅
の広い磁性膜を有する場合と等しい。したがって、この
磁気抵抗素子の飽和磁界は、このような強磁性体層をも
たない従来の磁気抵抗素子よりも小ざく、その結果、磁
気感度も大幅に改良される。
[実施例コ 以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。
第1図はその構成を示すものであり、この強磁性磁気抵
抗素子についてその形成工程にしたが・つて詳述する。
まず絶縁性の基板11の上に抵抗体材料であるN i 
−Fe (80: 20)を蒸着し、そしてこの蒸着膜
をエツチングしてストライブ幅W−10μmの抵抗体1
2を残置する。
次に、図面のように抵抗体12の両端に八λから成る電
極13a、13bを形成し、それから基板11の全面を
スパッタリング法によりSiO2で被覆して、絶縁体層
14を形成する。
その後、この絶縁体層14の上に N1−Fe(80:
 20)等の強磁性材料を真空蒸着し、厚さ0.3μm
の蒸着膜を形成する。そして、この蒸着膜の抵抗体12
上にあたる部分を抵抗体12から1μm外側までエツチ
ング除去することにより、強磁性体層16を残置する。
ここでは、この抵抗体12の端部と強磁性体層の端部と
の距離2を1μmにしたが、この距I!12は後述する
ように磁気抵抗素子の特性を決定する大きな要素となる
。なお、強磁性体層16の長さは抵抗体12の長さとほ
ぼ同じにする。
こうして強磁性体層16を形成した後、基板11の全面
をスパッタリング法によりSiO2で被覆し保護膜17
とする。そして、電極13a、 13b上の保護膜14
.17をエツチング除去して電極取り出し部分15a、
 15bを形成して、図面のような強磁性磁気抵抗素子
が完成する。
この実施例にしたがって構成された磁気抵抗素子の飽和
磁界は、6 (Oe)であった。これは強磁性体層16
のない場合の飽和磁界140(Oe)に比べて1/23
以下の値でおり、強磁性体層16を設置したことによる
飽和磁界の低減化が認められる。
ここで飽和磁界について第2図を参照して簡単に説明す
る。この図は上記実施例に係る磁気抵抗素子aと従来の
磁気抵抗素子すのそれぞれについて磁界強度と抵抗値変
化率との関係を示した図でおる。飽和磁界とは、この抵
抗値の変化率が一定になったときの磁界強度と定義され
ているので、磁気抵抗素子aの飽和磁界は6(Oe)、
磁気抵抗素子すの飽和磁界は140(Oe)である。先
述した両磁気抵抗素子の飽和磁界値もこのような実験結
果から読み取ったものである。ここで磁気抵抗素子の磁
気感度は、抵抗値変化率の絶対値が大きい方が良好であ
る。したがって低磁界においても磁気感度が良好である
ためには、この図から明らかなように飽和磁界の値はで
きるだけ小さい方が良い。したがって、上記実施例に係
る磁気抵抗素子aの方が従来の磁気抵抗素子すよりも磁
気感度がはるかに良好であることがわかる。
このように磁気抵抗素子におっては、その飽和磁界の値
の低減化を図ることによって磁気感度を向上させること
ができる。そこで第3図を参照しながら上記実施例に係
る磁気抵抗素子において、飽和磁界をより小さくするた
めの条件を説明する。
この図は上述した磁気抵抗素子において強磁性体層16
と抵抗体12どの距離2を種々に変化させた時の飽和磁
界の変化の様子を示すものである。この図に示されてい
るように、強磁性体層と抵抗体との距離2の増加ととも
に飽和磁界は大きくななつ、特に距離2を14μm以上
にすると飽和磁界は急激に増加する。したがって、より
低い飽和磁界を達成するには、この距@℃を14μm以
下にするのが好ましいことが理解できる。
以上、第1図のように強磁性体層16を抵抗体12の両
側に設けた場合について説明したが、強磁性体層16は
抵抗体12の片側だけに設けるようにしてもよく、その
場合も上述したような飽和磁界の低減化効果が得られる
次に第4図を参照してざらに他の実施例を説明する。ま
ず、ガラス基板11の上に N+−C○(80: 20
)を蒸着し、そしてこの蒸着膜をエツチングすることに
よりストライプ幅W−15μmの抵抗体12を残置する
次いで抵抗体12の両端に八2から成る電極13a、1
3bを形成し、それから基板11の全面をPIQで被覆
し絶縁体層14とする。
その後、この絶縁体層14の上にFe等の強磁性材料を
真空蒸着して厚さ0.4μmの蒸着膜を形成する。そし
て、この蒸着膜の抵抗体12上にあたる部分を図のよう
に幅1011mにわたってエツチング除去することによ
り、強磁性体層16を残置する。この実施例は絶縁体層
14を介して強磁性体層が抵抗体12と重なる点に特徴
があるが、この重なりの幅(図面のf−f1+f2)、
換言すれば強磁性体層16の対向間隔(図面のQ)が、
後述するように磁気抵抗素子の特性を決定する大きな要
素となるものである。なお、強磁性体層16の長さは抵
抗体12の長さとほぼ同じにする。
こうして強磁性体1i1113を形成した後、基板11
の全面をPIQで被覆し保護WA17とする。そして、
電極13上の保1膜14.17をエツチング除去して電
極取り出し部分15a、15bを形成することにより、
図面のような強磁性磁気抵抗素子が完成する。
この実施例にしたがって構成された磁気抵抗素子の飽和
磁界は、15(Oe)で、これは強磁性体層16のない
場合の飽和磁界の1/10以下の値でおり、強磁性体層
16を設置したことによる飽和磁界の低減化が認められ
る。
さて第2図を参照して説明したように、磁気抵抗素子が
低磁界においても良好な磁気感度を有するだめには飽和
磁界の値はできるだけ小さい方が良い。そこで第5図を
参照しながら、第4図に示した実施例に係る磁気抵抗素
子において、飽和磁界をより小ざくするための条件を説
明する。この図は第4図に示した磁気抵抗素子において
、抵抗体12上での強磁性体層16の対向間隔9を種々
に変化させた時の飽和磁界の変化の様子を示すものであ
る。ただし、この図の横軸は抵抗間隔Qそのものではな
く、この間隔Qの抵抗体幅Wに対する比(CI/W>を
示しである。またこの図の上側の横軸は強磁性体層16
と抵抗体12との重なり幅fと抵抗体幅Wとの比(f/
W>を示している。この図かられかるようにQ/Wの増
加とともに飽和磁界は減少し、特にg/Wを0.4以上
 (215以上)、すなわちf/Wを375以下にする
と飽和磁界は急激に減少する。したがって、より低い飽
和磁界を達成するには、強磁性体層16と抵抗体12ど
の重なり幅fを抵抗体12の幅Wの315以下にするの
が好ましい・。
なお強磁性体層16は第4図のように抵抗体12の゛両
側から重なるように設けてもよいが、抵抗体12の片側
だけに設けるようにしてもよい。その場合も上述したよ
うな飽和磁界の低減化効果が得られる。
また上述した全ての実施例において、特に強磁性体1!
116を保護する必要がない時は保護膜17は形成しな
くてもよい。また当然ながら抵抗体12と絶縁体層14
と強磁性体層16の積層順序を変えて、下から強磁性体
IIIB、絶縁体層14、抵抗体12としても同様の効
果が得られる。
[発明の効果] 以上のようにこの発明に係る強磁性磁気抵抗素子は、絶
縁体層を介して抵抗体の両側または片側に撫磁性体層が
設けられ、この強磁性体層と上記抵抗体とが磁気的に結
合されるので、抵抗体自体のストライプ幅が狭い場合で
も飽和磁界が小さく磁気感度が良好である。
【図面の簡単な説明】
第1図(A)および(B)はそれぞれ本発明の一実施例
に係る強磁性磁気抵抗素子の平面および断面模式図、第
2図および第3図はそれぞれ上記実施例の飽和磁界を説
明するための図であり、第4図および第5図はそれぞれ
他の実施例に係る強磁性磁気抵抗素子の構造およびその
飽和磁界を説明するための図である。そして第6図は従
来の強磁性磁気抵抗素子の構成を示す図でおる。 11・・・基板、12・・・抵抗体、13a、 13b
・・・電極、14・・・絶縁体層、15a、15b・・
・電極取り出し部分、16・・・強磁性体層、17・・
・保護膜。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第1図      第6図 (A )         (A ) 12 13a、131)         12 13
Q、t3b第2図 第3図 低tK−う;ト・し5K ra +i勺−ノ1)と−=
ytgt ft /p m第4図 (A)

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)絶縁性基板と、 上記絶縁性基板上に形成された強磁性薄膜からなる抵抗
    体と、 上記絶縁性基板および上記抵抗体を覆う絶縁体層と、 上記抵抗体の少なくとも一部分上に対応する領域を除い
    て上記絶縁体層の表面に形成された強磁性体層とを備え
    、 上記抵抗体と上記強磁性体層とが上記絶縁体層を介して
    磁気結合されるようにしたことを特徴とする強磁性磁気
    抵抗素子。
  2. (2)上記強磁性体層は上記絶縁体層を介して上記抵抗
    体の両側に形成され、この強磁性体層と上記抵抗体とは
    水平方向に0〜14μmだけ離れているように構成した
    特許請求の範囲第1項記載の強磁性磁気抵抗素子。
  3. (3)上記強磁性体層は上記絶縁体層を介して上記抵抗
    体の片側に形成され、この強磁性体層と上記抵抗体とは
    水平方向に0〜14μmだけ離れているように構成した
    特許請求の範囲第1項記載の強磁性磁気抵抗素子。
  4. (4)上記強磁性体層は上記絶縁体層を介して上記抵抗
    体の両側から形成され、この強磁性体層と上記抵抗体と
    は水平方向にこの抵抗体の幅に重なるまで、望むらくは
    3/5以下重なつているようにした特許請求の範囲第1
    項記載の強磁性磁気抵抗素子。
  5. (5)上記強磁性体層は上記絶縁体層を介して上記抵抗
    体の片側から形成され、この強磁性体層と上記抵抗体と
    は水平方向にこの抵抗体の幅に重なるまで、望むらくは
    3/5以下重なつているようにした特許請求の範囲第1
    項記載の強磁性磁気抵抗素子。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63184377A (ja) * 1987-01-27 1988-07-29 Nippon Denso Co Ltd 強磁性磁気抵抗素子

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JPS5690577A (en) * 1979-12-24 1981-07-22 Nec Corp Magnetic resistance effect element
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JPS59195888A (ja) * 1983-04-21 1984-11-07 Nec Corp ヨ−ク付強磁性磁気抵抗効果素子の製造方法

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