JPS6352492A - 磁気抵抗効果型素子 - Google Patents
磁気抵抗効果型素子Info
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- JPS6352492A JPS6352492A JP61195381A JP19538186A JPS6352492A JP S6352492 A JPS6352492 A JP S6352492A JP 61195381 A JP61195381 A JP 61195381A JP 19538186 A JP19538186 A JP 19538186A JP S6352492 A JPS6352492 A JP S6352492A
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Landscapes
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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。
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〕
本発明は磁気抵抗効果素子に係り、特に再生型磁気ヘッ
ドに好適な磁気抵抗効果型素子に関する０〔従来の技術
〕 従来のシャントバイアス型磁気抵抗効果素子は特開昭４
９−７４５２２および５２−６２４１７記載のように金
属（Ｔｉ）シャント膜とパーマロイ膜が直接積層されて
いた。Ｔｉとパーマロイの反応については、シンソリッ
ド フィルムス１３１（１９８５）第２１頁から第２９
頁において論じられており、両者の反応によってパーマ
ロイ膜は軟磁住から硬磁性に変化する。
ドに好適な磁気抵抗効果型素子に関する０〔従来の技術
〕 従来のシャントバイアス型磁気抵抗効果素子は特開昭４
９−７４５２２および５２−６２４１７記載のように金
属（Ｔｉ）シャント膜とパーマロイ膜が直接積層されて
いた。Ｔｉとパーマロイの反応については、シンソリッ
ド フィルムス１３１（１９８５）第２１頁から第２９
頁において論じられており、両者の反応によってパーマ
ロイ膜は軟磁住から硬磁性に変化する。
上記シャントバイアス型礎気抵抗効果型素子のＴｉシャ
ント膜を用いた従来技術では、Ｔ１とパーマロイ膜の反
応防止に関する配盟がなされておらず、素子作製プロセ
ス上でのパーマロイ膜の磁気特性劣化、使用中の寿命、
信頼性の低下の問題点があった。
ント膜を用いた従来技術では、Ｔ１とパーマロイ膜の反
応防止に関する配盟がなされておらず、素子作製プロセ
ス上でのパーマロイ膜の磁気特性劣化、使用中の寿命、
信頼性の低下の問題点があった。
本発明の目的は、素子作製プロセスでのパーマロイ膜の
磁気特性劣化、使用中の寿命、信頼性の低下の問題のな
い磁気抵抗効果素子を提供することにある。
磁気特性劣化、使用中の寿命、信頼性の低下の問題のな
い磁気抵抗効果素子を提供することにある。
上記目的は、シャントバイアス膜とパーマロイ膜の反応
を防止することにより達成される０シヤントバイアス膜
としては、拡散反応し難い高融点の金属間化合物で、か
つ電気良導体であり、さらに化合物薄膜の形成が容易で
あることが望ましい。
を防止することにより達成される０シヤントバイアス膜
としては、拡散反応し難い高融点の金属間化合物で、か
つ電気良導体であり、さらに化合物薄膜の形成が容易で
あることが望ましい。
コノような材料として、ＴｉＮ 、ＴｉＣ，ＺｒＮ。
ＺｒＣ，ＴａＮ、ＬａＢ、ＮｉＳｉ などの従来から知
られている金属間化合物を適用することができる０〔作
用〕 シャント膜を用いた磁気抵抗効果型素子の基本構造は第
２図で示すように、所望の基板１の上（こ電気的絶縁膜
２を積層し、その上にパーマロイ膜３、続いてシーント
膜４が積層されている。シャント膜４の上には、目的に
応じて絶縁膜、磁気シールド膜などが積）１される。当
該素子ではシャント膜３、パーマロイ膜４に通電し、シ
ャント膜４に分流した１工流によって発生する磁界でパ
ーマロイ膜３にバイアス磁界を印加する。当該素子では
シャント膜３とパーマロイ膜４が接しているため、両者
の反応が起こる。第３図はその一例として、Ｔｉ／パー
マロイおよびＡｄ／パーマロイ ２Ｎｇの加熱温度とパ
ーマロイ膜の保磁力Ｈ６との関係で、反応によってパー
マロイ膜のＨ６はシャント膜がＡｊの場合１６０″Ｃ，
Ｔｉの場合１９０℃以上で増大する。拡散を防ぐ手段と
してＳ ｒ ０２ などの酸化物を使用できるが、これ
らは絶縁体であり、第４図に示すようにシャント膜３と
パーマロイ４の導通を得るためのスルーホールを絶縁体
５に備えてなければならない。これでは、スルーホール
が大気に曝されるので接触抵抗が増大する。
られている金属間化合物を適用することができる０〔作
用〕 シャント膜を用いた磁気抵抗効果型素子の基本構造は第
２図で示すように、所望の基板１の上（こ電気的絶縁膜
２を積層し、その上にパーマロイ膜３、続いてシーント
膜４が積層されている。シャント膜４の上には、目的に
応じて絶縁膜、磁気シールド膜などが積）１される。当
該素子ではシャント膜３、パーマロイ膜４に通電し、シ
ャント膜４に分流した１工流によって発生する磁界でパ
ーマロイ膜３にバイアス磁界を印加する。当該素子では
シャント膜３とパーマロイ膜４が接しているため、両者
の反応が起こる。第３図はその一例として、Ｔｉ／パー
マロイおよびＡｄ／パーマロイ ２Ｎｇの加熱温度とパ
ーマロイ膜の保磁力Ｈ６との関係で、反応によってパー
マロイ膜のＨ６はシャント膜がＡｊの場合１６０″Ｃ，
Ｔｉの場合１９０℃以上で増大する。拡散を防ぐ手段と
してＳ ｒ ０２ などの酸化物を使用できるが、これ
らは絶縁体であり、第４図に示すようにシャント膜３と
パーマロイ４の導通を得るためのスルーホールを絶縁体
５に備えてなければならない。これでは、スルーホール
が大気に曝されるので接触抵抗が増大する。
また、スルーホール部では両者の反応が生じ、周囲のパ
ーマロイ膜特性の劣化をもたらす。
ーマロイ膜特性の劣化をもたらす。
〔実施８シリ〕
以下、本発明を実施例で説明する。
実施例１
第１図で示すように磁気抵抗効果型ヘッドの基板として
磁気シールド効果を持つ磁性フェライト基板１上に、磁
気的分離および電気的絶縁を目的としたＳｉＯ□６を０
．６μｍ形成する０ 引き続き磁気抵抗効果を有するパ
ーマロイ膜３を４００人、さらにＴｉＮ膜を１５００λ
７形成し、磁気抵抗素子としてのパターニングを通常
の微細加工法で行なって、磁気抵抗効果素子とした。第
５図は、上記素子に３個の電礪を取り付けて差動駆動し
たときの端子電圧と交番磁界との関係で、ＴｉＮ膜に流
れた電流によってバイアス磁界が印加させたことを示し
ている。当該素子を加熱してパーマロイ膜３とＴｉＮ膜
７の反応を調べてパーマロイ膜の保磁力の熱処理温度依
存性を示したのが第６図で、パーマロイ膜は３５０°Ｃ
まで変化しない。
磁気シールド効果を持つ磁性フェライト基板１上に、磁
気的分離および電気的絶縁を目的としたＳｉＯ□６を０
．６μｍ形成する０ 引き続き磁気抵抗効果を有するパ
ーマロイ膜３を４００人、さらにＴｉＮ膜を１５００λ
７形成し、磁気抵抗素子としてのパターニングを通常
の微細加工法で行なって、磁気抵抗効果素子とした。第
５図は、上記素子に３個の電礪を取り付けて差動駆動し
たときの端子電圧と交番磁界との関係で、ＴｉＮ膜に流
れた電流によってバイアス磁界が印加させたことを示し
ている。当該素子を加熱してパーマロイ膜３とＴｉＮ膜
７の反応を調べてパーマロイ膜の保磁力の熱処理温度依
存性を示したのが第６図で、パーマロイ膜は３５０°Ｃ
まで変化しない。
３５０°Ｃ以上でパーマロイ膜の保磁力が若干増大する
のは、パーマロイ膜自体の結晶粒成長などによるもので
ある。さらに当該素子７×１０６Ａ／Ｃｍ２ の通電量
で加速通電破断試験したところ、従来のＴＩをバイアス
膜に使用したものでは５ｈで素子断線が起こったが、尚
該素子では２５ｈまで断線しなかった。このことからも
、本発明の効果は明らかである。
のは、パーマロイ膜自体の結晶粒成長などによるもので
ある。さらに当該素子７×１０６Ａ／Ｃｍ２ の通電量
で加速通電破断試験したところ、従来のＴＩをバイアス
膜に使用したものでは５ｈで素子断線が起こったが、尚
該素子では２５ｈまで断線しなかった。このことからも
、本発明の効果は明らかである。
実施例２
第１図、第２図で示した構造の素子と同じ構造の素子で
、パーマロイ膜を厚さ４００λ、バイアス膜に比抵抗が
２０μΩｃｍのＮ ｉ Ｓ ＋を厚さ５００人使用した
素子の出力特性は第６図で示したものと同様であった。
、パーマロイ膜を厚さ４００λ、バイアス膜に比抵抗が
２０μΩｃｍのＮ ｉ Ｓ ＋を厚さ５００人使用した
素子の出力特性は第６図で示したものと同様であった。
また、反応に関する耐熱性も３５０℃まであった。
実施例３
第１図、第２図で示した構造の素子と同じ構造の素子で
、パーマロイ膜の厚さ４００人、バイアス膜に比抵抗が
５ＡΩ（ｍのＬ ａ Ｂ ｓ膜を厚さ１５０Ａ使用した
素子では、第７図で示すように差動出力波形では、はと
んどバイアス磁界が印加されなかった。これは、Ｌ ａ
Ｂ ａの比抵抗が低いので、バイアス磁界を印加する
のに必要なＬ ａ Ｂ ａへの分流量を所定量とするた
めには、パーマロイ膜の厚さ４００λに対して上記のよ
うにＬ ａ Ｂ ６の厚さを１５０人としなければなら
ない。このため、バイアス膜で発生すると磁界がパーマ
ロイ膜に十分に印加されない。このような幾何学的条件
があるため、バイアス膜に用いる金属間化合物の比抵抗
は、用いるパーマロイ膜の比抵抗、通常１５〜２５μΩ
ｃｍより高いことが必要である。パーマロイ膜の比抵抗
は形成条件により異なるが、４００λの膜厚では１５β
Ωｃｍが下限である。
、パーマロイ膜の厚さ４００人、バイアス膜に比抵抗が
５ＡΩ（ｍのＬ ａ Ｂ ｓ膜を厚さ１５０Ａ使用した
素子では、第７図で示すように差動出力波形では、はと
んどバイアス磁界が印加されなかった。これは、Ｌ ａ
Ｂ ａの比抵抗が低いので、バイアス磁界を印加する
のに必要なＬ ａ Ｂ ａへの分流量を所定量とするた
めには、パーマロイ膜の厚さ４００λに対して上記のよ
うにＬ ａ Ｂ ６の厚さを１５０人としなければなら
ない。このため、バイアス膜で発生すると磁界がパーマ
ロイ膜に十分に印加されない。このような幾何学的条件
があるため、バイアス膜に用いる金属間化合物の比抵抗
は、用いるパーマロイ膜の比抵抗、通常１５〜２５μΩ
ｃｍより高いことが必要である。パーマロイ膜の比抵抗
は形成条件により異なるが、４００λの膜厚では１５β
Ωｃｍが下限である。
一方、金属間化合物の比抵抗が１２０ｊΩｃｍ以上にな
ると、発生磁界がバイアス膜側に偏るので、パーマロイ
膜に十分なバイアス磁界が印加されなくなる。第８図に
パーマロイ膜の比抵抗が１５〃Ωｃｍ、厚さ４００λと
したときのバイアス磁界強度を示す。
ると、発生磁界がバイアス膜側に偏るので、パーマロイ
膜に十分なバイアス磁界が印加されなくなる。第８図に
パーマロイ膜の比抵抗が１５〃Ωｃｍ、厚さ４００λと
したときのバイアス磁界強度を示す。
実施例４
第１図、第２図に示す構造の素子で、パーマロイ膜厚４
００人、バイアス用金属間化合物としてＺｒＮを用いた
素子でも、実施例１，２と同様の結果が得られた。
００人、バイアス用金属間化合物としてＺｒＮを用いた
素子でも、実施例１，２と同様の結果が得られた。
本発明によれば、パーマロイと反応しにくいバイアス膜
の使用によってパーマロイ膜特性の劣化が抑えられるの
で、磁気抵抗効果素子の信頼性向上、長寿命化、プロセ
ス許容温度等に著しい効果がある。
の使用によってパーマロイ膜特性の劣化が抑えられるの
で、磁気抵抗効果素子の信頼性向上、長寿命化、プロセ
ス許容温度等に著しい効果がある。
第１図は本発明の一実施例を示す磁気抵抗型素子の断面
図、第２図は磁気抵抗素子の基本断面構造を示す図、第
３図はＴｉ／パーマロイ２層膜のパーマロイ保磁力の熱
処理温度依存性を示す図、第４図は従来の一例を示す素
子断面構造を示す図、第５図は本発明の一実施例の出力
を示す図、第６図は本発明の一実施例のパーマロイ保磁
力の熱処理依存性を示す図、第７図はバイアス磁界の印
加が不十分な実施例の図、第８図は本発明のバイアス膜
の比抵抗とバイアス磁界？夜度の関係を示す図である。 １は基板、２は絶縁膜、３はパーマロイ膜、４ハハイア
ス膜、５ ハＳ ｉＯ２，６ハＳ ＋ ０２．７はＴ
ｉ Ｎ 。 ！＆友（′Ｃ）
図、第２図は磁気抵抗素子の基本断面構造を示す図、第
３図はＴｉ／パーマロイ２層膜のパーマロイ保磁力の熱
処理温度依存性を示す図、第４図は従来の一例を示す素
子断面構造を示す図、第５図は本発明の一実施例の出力
を示す図、第６図は本発明の一実施例のパーマロイ保磁
力の熱処理依存性を示す図、第７図はバイアス磁界の印
加が不十分な実施例の図、第８図は本発明のバイアス膜
の比抵抗とバイアス磁界？夜度の関係を示す図である。 １は基板、２は絶縁膜、３はパーマロイ膜、４ハハイア
ス膜、５ ハＳ ｉＯ２，６ハＳ ＋ ０２．７はＴ
ｉ Ｎ 。 ！＆友（′Ｃ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、シャントバイアス膜とパーマロイ膜とからなる磁気
抵抗効果型素子に於て、シャント膜として高電気伝導性
の金属間化合物を使用することを特徴とした磁気抵抗効
果型素子。 ２、特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、上記高
電気伝導性金属間化合物の電気比抵抗が１５〜１２０μ
Ωｃｍであることを特徴とする磁気抵抗効果型素子。 ３、特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、上記高
電気伝導性金属間化合物が遷移金属とＮ、Ｃ、Ｂの何れ
からかなる化合物であることを特徴とする磁気抵抗効果
型素子。 ４、特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、上記高
電気伝導性金属間化合物が遷移金属とＳｉからなる化合
物であることを特徴とする磁気抵抗効果型素子。 ５、特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、上記高
電気伝導性金属間化合物が遷移金属とＧｅとの化合物か
らなることを特徴とした磁気抵抗効果型素子。 ６、特許請求の範囲第１項記載の磁気抵抗効果型素子に
おいて、パーマロイ膜を形成したのちシャント膜が形成
されている構造を有することを特徴とする磁気抵抗効果
素子。 ７、特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、シャン
ト膜が形成されたのちパーマロイ膜が形成されている構
造を特徴とする磁気抵抗効果素子。 ８、特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、感磁お
よび電流リード部までが高電気伝導度金属間化合物とパ
ーマロイ膜の２層構造からなることを特徴とする磁気抵
抗効果素子。 ９、特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、感磁部
だけが高電気伝導化合物からなり、電流リード部分は高
電気伝導度化合物単層からなることを特徴とする磁気抵
抗効果素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61195381A JPS6352492A (ja) | 1986-08-22 | 1986-08-22 | 磁気抵抗効果型素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61195381A JPS6352492A (ja) | 1986-08-22 | 1986-08-22 | 磁気抵抗効果型素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6352492A true JPS6352492A (ja) | 1988-03-05 |
Family
ID=16340219
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61195381A Pending JPS6352492A (ja) | 1986-08-22 | 1986-08-22 | 磁気抵抗効果型素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6352492A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02266580A (ja) * | 1989-04-07 | 1990-10-31 | Nec Corp | 磁気抵抗効果素子 |
| JPH0366012A (ja) * | 1989-08-04 | 1991-03-20 | Nec Corp | 磁気抵抗効果ヘッド |
| CN103824936A (zh) * | 2014-03-07 | 2014-05-28 | 上海华虹宏力半导体制造有限公司 | 磁感应器的形成方法 |
-
1986
- 1986-08-22 JP JP61195381A patent/JPS6352492A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02266580A (ja) * | 1989-04-07 | 1990-10-31 | Nec Corp | 磁気抵抗効果素子 |
| JPH0366012A (ja) * | 1989-08-04 | 1991-03-20 | Nec Corp | 磁気抵抗効果ヘッド |
| CN103824936A (zh) * | 2014-03-07 | 2014-05-28 | 上海华虹宏力半导体制造有限公司 | 磁感应器的形成方法 |
| CN103824936B (zh) * | 2014-03-07 | 2017-02-08 | 上海华虹宏力半导体制造有限公司 | 磁感应器的形成方法 |
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