JPS6370584A - シヤント型磁気抵抗効果型素子 - Google Patents
シヤント型磁気抵抗効果型素子Info
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- JPS6370584A JPS6370584A JP61213884A JP21388486A JPS6370584A JP S6370584 A JPS6370584 A JP S6370584A JP 61213884 A JP61213884 A JP 61213884A JP 21388486 A JP21388486 A JP 21388486A JP S6370584 A JPS6370584 A JP S6370584A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N50/00—Galvanomagnetic devices
- H10N50/10—Magnetoresistive devices
Landscapes
- 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。
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〕
本発明はシーＩ−／ト型磁気抵抗効果型素子に係り、特
に再生型磁気ヘッドに好適なシャント型磁気抵抗効果型
素子に関する。
に再生型磁気ヘッドに好適なシャント型磁気抵抗効果型
素子に関する。
従来のｒｉをンで７１・漢に用いたシャントバイアス型
磁気抵抗効果素子は特開昭４９−７４５２２゜％開開５
２−６２４１７に記載されているようにｒｉ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
ついてはノン ソリッドフィルムス ｌ ３１ （１９
８５）第２１頁から第２９頁まで記載のよりに反応によ
ってパーマロイ膜は軟磁性となる。ＴｉＮについてはジ
ギーナルオプ パキウム サイエンス アンド チクノ
ロの用途が記載されている。
磁気抵抗効果素子は特開昭４９−７４５２２゜％開開５
２−６２４１７に記載されているようにｒｉ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
ついてはノン ソリッドフィルムス ｌ ３１ （１９
８５）第２１頁から第２９頁まで記載のよりに反応によ
ってパーマロイ膜は軟磁性となる。ＴｉＮについてはジ
ギーナルオプ パキウム サイエンス アンド チクノ
ロの用途が記載されている。
上記シャント型磁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、・ｒＩとパーマロイ膜の反応防止
に関する配慮がなされておらず、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
の低下の問題があった。
用いた従来技術では、・ｒＩとパーマロイ膜の反応防止
に関する配慮がなされておらず、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
の低下の問題があった。
本発明の目的はパーマロイとＴｉ膜の反応を防止し、信
頼性が高く寿命の長いシャント型磁気抵抗効果型素子を
提供することにちる。
頼性が高く寿命の長いシャント型磁気抵抗効果型素子を
提供することにちる。
上記目的はパーマロイ膜とＴｐ ｉ膜の間に両者の拡散
を阻止し、かつ電導性を持つ中間膜を形成することによ
ジ達成される。上記性質を有する中間膜としては、拡散
反応し難い高融点の金属間化合）で、かつ自由電子数が
多くて電気良導体であり。
を阻止し、かつ電導性を持つ中間膜を形成することによ
ジ達成される。上記性質を有する中間膜としては、拡散
反応し難い高融点の金属間化合）で、かつ自由電子数が
多くて電気良導体であり。
ｔ゛ノ
さらに化合物の形成が容易であることが望ましい。
このような材料として、Ｔｉ１Ｎ、Ｔｉｃ、ＺｒＮ。
ＺｒＣなどの従来から知られている金属間化合物が適当
である。
である。
シャント膜を用い九７ヤンＩ・型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ｌＯ上に電
気的綿＃ｇ２を積層し、その上にパーマロイ膜３．続い
てシャント膜４が積層されている。７ギント膜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層さ
せる。当該素子では、シャント膜３／パーマロイ膜４に
通電し。
基本構造は第２図で示すように、所望の基板ｌＯ上に電
気的綿＃ｇ２を積層し、その上にパーマロイ膜３．続い
てシャント膜４が積層されている。７ギント膜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層さ
せる。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３に分流した電流によって発生する磁界でパ
ーマロイ膜４にバイアス磁界を印加する。
ーマロイ膜４にバイアス磁界を印加する。
当該素子ではシギント膜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図はその一例てして
Ｔｉ／パーマロイ２層膜の加熱温度とパーマロイ膜の保
磁力Ｈｃとの関係で、両者の反応によりパーマロイ膜の
ｔｉｃは１０００以上で増大を示す。
るため、両者の反応が起こる。第３図はその一例てして
Ｔｉ／パーマロイ２層膜の加熱温度とパーマロイ膜の保
磁力Ｈｃとの関係で、両者の反応によりパーマロイ膜の
ｔｉｃは１０００以上で増大を示す。
拡散を防止する手段としてＳ ｊｏｔ ＊ Ａｔｚ（ｈ
。
。
Ｔｉ（ｈなどの酸化物を使用できるが、これらは電気的
絶縁体であり、第４図に示すように絶Ｒ膜５にＴｉとパ
ーマロイの導通を得るためのスルーホールを備えていな
ければならない。こｎでは、スルーホール部が大気に曝
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１周囲のパーマロイ膜３の劣化を
もたらす。
絶縁体であり、第４図に示すように絶Ｒ膜５にＴｉとパ
ーマロイの導通を得るためのスルーホールを備えていな
ければならない。こｎでは、スルーホール部が大気に曝
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１周囲のパーマロイ膜３の劣化を
もたらす。
本発明においては、第１図で示すようにパーマロイ膜３
とシャント膜４の間に電気的良導体である金属間化合物
６を拡散防止用中間膜として積層することにより、第４
図で示したよりな導通のだめのスルーホールを形成する
ことすく、シャント型磁気抵抗効果型素子を作製するこ
とができる。
とシャント膜４の間に電気的良導体である金属間化合物
６を拡散防止用中間膜として積層することにより、第４
図で示したよりな導通のだめのスルーホールを形成する
ことすく、シャント型磁気抵抗効果型素子を作製するこ
とができる。
この場合、シャント膜とパーマロイ膜の積層屓序が入れ
替っても、同等問題はない。
替っても、同等問題はない。
拡散防止用の電気的良導体としては従来から窒化物、炭
化物、珪化物などが矧られてンリ、基本的にはこれらの
全てが・ｊ用可能でちるが、磁気抵抗効果素子に適用す
るにはパーマロイやノヤント膜などの構成材料との密着
性、素子作製プロセスの容易さ、化合物自体の物理・化
学的安定性τ考慮しなければならない。こｎは、シャン
ト膜にどのような金属を開用するかによって異なるが、
たとえばＴ ｉＮ、Ｔ ｉｃ、Ｚ ｒｒ’Ｊ、Ｚ ｒＣ
などを挙げることができる。これらは塊状で数１０μΩ
口であり、スパッタ等で膜にすると数１００μΩ備以下
の良導体化合物膜となり、当該素子の上述のような中間
膜として最適である。
化物、珪化物などが矧られてンリ、基本的にはこれらの
全てが・ｊ用可能でちるが、磁気抵抗効果素子に適用す
るにはパーマロイやノヤント膜などの構成材料との密着
性、素子作製プロセスの容易さ、化合物自体の物理・化
学的安定性τ考慮しなければならない。こｎは、シャン
ト膜にどのような金属を開用するかによって異なるが、
たとえばＴ ｉＮ、Ｔ ｉｃ、Ｚ ｒｒ’Ｊ、Ｚ ｒＣ
などを挙げることができる。これらは塊状で数１０μΩ
口であり、スパッタ等で膜にすると数１００μΩ備以下
の良導体化合物膜となり、当該素子の上述のような中間
膜として最適である。
以下１本発明の実施例を第１図によって説明する。
実施例１
先ず、第１図で示すように所望とする基板ｌとして磁気
シールドを兼ねた磁性フェライトを用いる。この上に絶
縁膜２としてＡ ｔｚＯｓ膜をスノくツタ法により０．
５μｍ形成する。次に、Ｎｉ−２０チＦｅ組成からなる
厚さ４００人のパーマロイｆｓ、３を電子ビーム蒸着あ
るいはスパッタ法で形成し、引き続き中間層５としてＴ
ｉＮを１５０人形成する。Ｔ ｉ Ｎは゛ｆｉＮターゲ
ットを用いてＡｒ雰囲気中でスパッタして形成あるいは
Ｔｉターゲットを用いてＮｚ雰囲気中でスパッタしても
形成できる。次にＴｉＮの上にＴｉを電子ビーム蒸着あ
るいはスパッタ法で１３００人形成する。第５図は本発
明の方法で作製した後３００Ｃで３ｈ、加熱した後の差
動型磁気抵抗素子の応答面ａ７と従来法による試料の同
様の熱処理をし死後の応答面ｆｉＡ８で１本発明素子の
特性は全く変化ないが従来法ではパーマロイの劣化によ
り出力低下、ノイズ発生がみられる９＄６図は本発明の
素子を加熱したときのパーマロイ膜の保磁力の変化を示
したもので。
シールドを兼ねた磁性フェライトを用いる。この上に絶
縁膜２としてＡ ｔｚＯｓ膜をスノくツタ法により０．
５μｍ形成する。次に、Ｎｉ−２０チＦｅ組成からなる
厚さ４００人のパーマロイｆｓ、３を電子ビーム蒸着あ
るいはスパッタ法で形成し、引き続き中間層５としてＴ
ｉＮを１５０人形成する。Ｔ ｉ Ｎは゛ｆｉＮターゲ
ットを用いてＡｒ雰囲気中でスパッタして形成あるいは
Ｔｉターゲットを用いてＮｚ雰囲気中でスパッタしても
形成できる。次にＴｉＮの上にＴｉを電子ビーム蒸着あ
るいはスパッタ法で１３００人形成する。第５図は本発
明の方法で作製した後３００Ｃで３ｈ、加熱した後の差
動型磁気抵抗素子の応答面ａ７と従来法による試料の同
様の熱処理をし死後の応答面ｆｉＡ８で１本発明素子の
特性は全く変化ないが従来法ではパーマロイの劣化によ
り出力低下、ノイズ発生がみられる９＄６図は本発明の
素子を加熱したときのパーマロイ膜の保磁力の変化を示
したもので。
保磁力は３５０Ｃまで変化しない。３５０Ｃ以上で増大
するのは、パーマａイ膜自体の結晶粒径増大に逆回する
もので、シャント膜との反応に起因するものではない。
するのは、パーマａイ膜自体の結晶粒径増大に逆回する
もので、シャント膜との反応に起因するものではない。
以上の実施例から明らかなよりに、シャント膜のｒｉと
パーマロイ膜が接している第２図で示した場合に比較し
て、耐熱性は著しく増大している。本実施例の素子に７
ＸＩＯ’人／−の通電を行なって加速寿命を測定したと
ころ。
パーマロイ膜が接している第２図で示した場合に比較し
て、耐熱性は著しく増大している。本実施例の素子に７
ＸＩＯ’人／−の通電を行なって加速寿命を測定したと
ころ。
断線寿命時間は平均１０００１１であった。これに対し
従来法による素子は平均１０ｈで断線した。第７図はＴ
ｉとパーマロイ膜の反応に及ぼすＴｉＮ膜厚の影響を
示したもので、３５Ｃ１に加熱した場合、ＴｉＮ中間層
の厚さが３０人からバリヤー効果を示し、１００Å以上
で効果は一定となる。
従来法による素子は平均１０ｈで断線した。第７図はＴ
ｉとパーマロイ膜の反応に及ぼすＴｉＮ膜厚の影響を
示したもので、３５Ｃ１に加熱した場合、ＴｉＮ中間層
の厚さが３０人からバリヤー効果を示し、１００Å以上
で効果は一定となる。
之だし、８００Å以上になると’ＴｉＮの内部応力のた
め若干パーマロイ膜の、異方性磁界が変化し始め、２０
００Å以上になると顕著になる。したがって、Ｔ ｉ
Ｎ膜厚は３０〜２０００人が望ましい。
め若干パーマロイ膜の、異方性磁界が変化し始め、２０
００Å以上になると顕著になる。したがって、Ｔ ｉ
Ｎ膜厚は３０〜２０００人が望ましい。
実施例２
実施例１に於ける’Ｉ”ｉＮＯ代りにスパッタ法でＺｒ
Ｎを中間ノーとして設置した磁気抵抗効果型素子の耐熱
性と通電寿命試験を実施したところ、ＴｉＮを用いたも
のと同等の特性を有する素子が得られた口 〔発明の効果〕 本発明によれば、Ｔｉをシャ７１・膜として用いたシャ
ント型磁気抵抗効果型素子の耐熱性に対して、中間膜と
してＴｉＮを用いた素子の耐熱温度は少なくとも２００
Ｃ’以上の高温例に移行し、素子作製に必要なプロセス
温度を著しく高めることができる。また１通電寿命も従
来型素子の約１００倍となる効果が示された。
Ｎを中間ノーとして設置した磁気抵抗効果型素子の耐熱
性と通電寿命試験を実施したところ、ＴｉＮを用いたも
のと同等の特性を有する素子が得られた口 〔発明の効果〕 本発明によれば、Ｔｉをシャ７１・膜として用いたシャ
ント型磁気抵抗効果型素子の耐熱性に対して、中間膜と
してＴｉＮを用いた素子の耐熱温度は少なくとも２００
Ｃ’以上の高温例に移行し、素子作製に必要なプロセス
温度を著しく高めることができる。また１通電寿命も従
来型素子の約１００倍となる効果が示された。
第１図は本発明の一実施例を示すシャント型磁気抵抗効
果型素子の断面図、５ｇ２図はシャント型磁気抵抗効果
型素子の基本構造を示す断面図、第３図は従来型素子の
耐熱性を示す図、第４図はシャント膜とパーマロイ膜間
に反応防止用絶縁膜を備えた素子のｌｆｒ面図、第５図
は本床と従来法で作製した素子の差動型磁気抵抗効果素
子の磁気抵抗応答曲線を示す図、第６図は本発明による
素子の耐熱特性を示す図、第７図は中間層ＴｉＮの耐熱
性に及ぼす厚さの効果を示す図である。 憲 ３ 凹 ３ ハーフ０イ ・４． ンヤントル更 乙 中間膜 第 ５ 図 １、’７ｉ＊幻ひ臥否〔 壜崖（Ｃ） ρ Ｚθθ ４θρ
ｌρｉＢνクパリ、４司厚゛工（Ａ）
果型素子の断面図、５ｇ２図はシャント型磁気抵抗効果
型素子の基本構造を示す断面図、第３図は従来型素子の
耐熱性を示す図、第４図はシャント膜とパーマロイ膜間
に反応防止用絶縁膜を備えた素子のｌｆｒ面図、第５図
は本床と従来法で作製した素子の差動型磁気抵抗効果素
子の磁気抵抗応答曲線を示す図、第６図は本発明による
素子の耐熱特性を示す図、第７図は中間層ＴｉＮの耐熱
性に及ぼす厚さの効果を示す図である。 憲 ３ 凹 ３ ハーフ０イ ・４． ンヤントル更 乙 中間膜 第 ５ 図 １、’７ｉ＊幻ひ臥否〔 壜崖（Ｃ） ρ Ｚθθ ４θρ
ｌρｉＢνクパリ、４司厚゛工（Ａ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、磁気抵抗効果薄膜としてパーマロイ膜を使用し、こ
のパーマロイ膜にバイアス磁界を印加する目的でパーマ
ロイ膜に接触するかたちで形成されたＴｉ薄膜層を有す
るシャント型磁気抵抗効果型素子において、パーマロイ
膜とＴｉ膜の間にパーマロイとＴｉとの反応を防止し、
かつ電気良導体である中間膜を形成したことを特徴とす
るシャント型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、上記中
間膜がＴｉＮであることを特徴とするシャント型磁気抵
抗効果型素子。 ３、特許請求の範囲第２項記載のものにおいて、上記Ｔ
ｉＮ膜が３０〜２０００Åであることを特徴とするシャ
ント型磁気抵抗効果型素子。 ４、特許請求の範囲第３項記載のものにおいて、上記Ｔ
ｉＮ膜が１００〜８００Åであることを特徴とするシャ
ント型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、パーマ
ロイ膜の上部にＴｉＮを形成し、さらにその上にＴｉを
積層したことを特徴とするシャント型磁気抵抗効果型素
子。 ６、特許請求の範囲第５項記載のシャント型磁気抵抗効
果型素子において、Ｔｉ−ＴｉＮ−パーマロイの順に積
層した構造を特徴とするシャント型磁気抵抗効果型素子
。 ７、特許請求の範囲第５項記載のシャント型磁気抵抗効
果型素子の感磁部だけをＴｉ−ＴｉＮ−パーマロイの積
層膜とした構造を特徴とするシャント型磁気抵抗効果型
素子。 ８、特許請求の範囲第５項記載のシャント型磁気抵抗効
果型素子において、感磁部および磁極・リード部が全て
Ｔｉ−ＴｉＮ−パーマロイの積層膜からなることを特徴
とするシャント型磁気抵抗効果型素子。 ９、特許請求の範囲第１項又は第５項記載のシャント型
磁気抵抗効果型素子において、当該積層膜をスパッタ法
で連続的に作製することを特徴とするシャント型磁気抵
抗効果型素子。 １０、特許請求の範囲第１項又は第５項記載のシャント
型磁気抵抗効果型素子において、パーマロイ膜を真空蒸
着、ＴｉとＴｉＮをスパッタ法で作製したことを特徴と
するシャント型磁気抵抗効果型素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61213884A JPS6370584A (ja) | 1986-09-12 | 1986-09-12 | シヤント型磁気抵抗効果型素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61213884A JPS6370584A (ja) | 1986-09-12 | 1986-09-12 | シヤント型磁気抵抗効果型素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6370584A true JPS6370584A (ja) | 1988-03-30 |
Family
ID=16646611
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61213884A Pending JPS6370584A (ja) | 1986-09-12 | 1986-09-12 | シヤント型磁気抵抗効果型素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6370584A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6449888U (ja) * | 1987-09-17 | 1989-03-28 | ||
| JPH01130313A (ja) * | 1987-11-14 | 1989-05-23 | Sony Corp | 磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド |
| JPH0366012A (ja) * | 1989-08-04 | 1991-03-20 | Nec Corp | 磁気抵抗効果ヘッド |
-
1986
- 1986-09-12 JP JP61213884A patent/JPS6370584A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6449888U (ja) * | 1987-09-17 | 1989-03-28 | ||
| JPH0521101Y2 (ja) * | 1987-09-17 | 1993-05-31 | ||
| JPH01130313A (ja) * | 1987-11-14 | 1989-05-23 | Sony Corp | 磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド |
| JPH0366012A (ja) * | 1989-08-04 | 1991-03-20 | Nec Corp | 磁気抵抗効果ヘッド |
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