KR20010073225A - 교환 결합막, 자기저항 효과 디바이스, 자기저항 효과헤드 및 교환 결합막 제조 방법 - Google Patents

교환 결합막, 자기저항 효과 디바이스, 자기저항 효과헤드 및 교환 결합막 제조 방법 Download PDF

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모리시타 요이찌
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Abstract

본 발명의 교환 결합막(exchange coupling film)은 강자성층과, 강자성층의 자화 방향을 억제하도록 강자성층과 인접하여 제공되고, (AB)2Ox층을 포함하는 자화회전 억제층(pinning layer)을 포함하며, 여기서, O는 산소 원자를 나타내고, 2.8 < x < 3.2이며, 또한
t = (Ra + Ro)/(√2·(Rb + Ro))
(여기서 Ra, Rb, 및 Ro는 각각 원자 A, B, 및 O의 이온 반지름을 나타낸다)로 정의되는 값 t는 0.8 < t < 0.97을 만족시킨다.
여기에서, A 는 희토류 원자, 또는 알칼리토류 원자, 또는 희토류 원자와 알칼리토류 원자 모두의 혼합물, 또는 비스무스(Bismuth)이고,
B 는 하나 또는 둘의 전이 금속 원자들인, 교환 결합막.

Description

교환 결합막, 자기저항 효과 디바이스, 자기저항 효과 헤드 및 교환 결합막 제조 방법{Exchange coupling film, magnetoresistance effect device, magnetoresistance effective head and method for producing exchange coupling film}
본 발명은 강자성체의 자화 방향을 억제하는 교환 결합막(exchange coupling film), 낮은 자기장으로 실질적인 자기저항 변화를 일으키는 상기 막을 포함한 자기저항 효과 디바이스(magnetoresistance effect device), 고밀도 자기 기록 및 재생에서 사용되기 적합한 상기 막을 포함한 자기저항 헤드(head) 및 이러한 교환 결합막을 제조하는 방법에 관한 것이다.
최근에는 하드디스크 드라이브의 밀도가 눈부시게 증가되었고, 재생 자기 헤드도 또한 눈부시게 개선되었다. 그 중에서도 특히, "스핀 밸브(spin valve)"라 또한 칭하여지는, 거대한 자기저항 효과를 이용한 자기저항 효과 디바이스(이후, 간단하게 "MR 디바이스"라 칭한다.)가 활발히 연구되어, 현재 사용되는 자기저항 효과 헤드(이후, 간단하게 "MR 헤드"라 칭한다.)의 감도를 상당히 개선할 것으로기대된다.
스핀 밸브는 2개의 강자성층과, 그 강자성층 사이에 삽입된 비자성층을 포함한다. 강자성층 중 하나(이후, 또한 "고정층(pinned layer)"이라 칭한다.)의 자화 방향은 자화회전 억제층으로부터의 교환 바이어스 자기장에 의해 고정된다(강자성층과 자화회전 억제층은 함께 "교환 결합층"이라 칭하여진다). 강자성층 중 다른 하나(이후, 또한 "자유층(free layer)"이라 칭한다.)의 자화 방향은 외부 자기장에 응답해 상대적으로 자유롭게 변하도록 허용된다. 이 방법에서, 고정층의 자화 방향과 자유층의 자화 방향 사이의 각도는 MR 디바이스의 전기 저항을 바꾸도록 면하는 것이 허용된다.
강자성층으로 Ni-Fe, 비자성층으로 Cu, 또한 자화회전 억제층으로 Fe-Mn을 사용하는 스핀 밸브막이 제안되었다. 스핀 밸브막은 약 2%의 자기저항 변화비(이후, 간단하게 "MR 비"라 칭한다.)를 제공한다(자기 및 자기 재료 저널 93, p.101(1991)). Fe-Mn이 자화회전 억제층으로 사용될 때, 결과적으로 나타나는 MR 비는 작고, 저지 온도(자화회전 억제층이 고정층의 자화 방향을 억제시키는 효과를 제공하지 않는 온도)는 충분히 높지 않다. 더욱이, Fe-Mn막 자체는 양호하지 않은 부식 저항을 갖는다. 이를 고려하여, 자화회전 억제층들을 Fe-Mn 재료 이외의 재료로 사용하는 다른 스핀 밸브막이 제안되었다.
그중에서도 특히, 자화회전 억제층으로 Ni0 또는 α-Fe2O3와 같은 산화물을 사용하는 스핀 밸브막이 약 15% 이상의 매우 큰 MR 비를 실현하도록 기대된다.
그러나, NiO의 저지 온도는 충분히 높지 않다. 그러므로, NiO를 사용한 MR디바이스의 열적 안정도는 바람직하지 않다.
한편, 스핀 밸브막이 α-Fe2O3의 자화회전 억제층을 사용할 때, 고정층의 역자기장은 상기 자화회전 억제층이 얇은 경우 충분히 크지 않다. 특히, 이중 스핀 밸브 구조를 갖는 스핀 밸브막이나 고정층상에 α-Fe2O3층이 형성된 스핀 밸브막은 깔려있는 α-Fe2O3층에서 얻어지는 고정층의 역자기장이 불충분한 경향을 강하게 갖는다. 더욱이, α-Fe2O3를 사용한 스핀 밸브막의 열적 안정성은 또한 NiO를 사용한 스핀 밸브막과 같은 이유로 바람직하지 않다. 더욱이, α-Fe2O3를 사용한 스핀 밸브막은 자기장에서 침착되는 동안 또는 자기장에서 저온 열처리되는 동안 이방성을 제어하는데 있어서 다른 문제점을 갖는다.
본 발명의 한 특성에 따라, 교환 결합막(exchange coupling film)은 강자성층과, 강자성층의 자화 방향을 억제하도록 강자성층과 인접하여 제공되고, (AB)2Ox층을 포함하는 자화회전 억제층(pinning layer)을 포함하고, 여기서 O는 산소 원자를 나타내고; 2.8 < x < 3.2이고; 또한 값 t는:
t = (Ra + Ro)/(√2·(Rb + Ro))
로 정의되어(여기서 Ra, Rb, 및 Ro는 각각 원자 A, B, 및 O의 이온 반지름을 나타낸다) 0.8 < t < 0.97을 만족시킨다.
본 발명의 한 실시예에서, (AB)2Ox는 반강자성층을 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, (AB)2Ox층의 원자 B는 전이 금속 원자를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, (AB)2Ox층의 원자 B는 Fe 원자를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, (AB)2Ox층의 원자 A는 희토류(rare earth) 원자를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, (AB)2Ox층의 원자 A는 알칼리토류(alkaline-earth) 원자를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 자화회전 억제층은 NiO층과 (AB)2Ox층의 층상 구조를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, (AB)2Ox층은 강자성층과 접하여 제공된다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 자화회전 억제층은 Fe-M-O층(여기서 M = Al, Ti, Co, Mn, Cr, Ni, 또는 V)과 (AB)2Ox층의 층상 구조를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, Fe-M-O층은 (Fe1-xMx)2O3층(여기서 M = Al, Ti, Co, Mn, Cr, Ni, 또는 V이고, 0.01 ≤ x ≤ 0.4)을 포함한다.
본 발명의 또 다른 특성에 따라, 자기저항 효과 디바이스(magnetoresistance effect device)는 기판과 다중층 막을 포함한다. 다중층 막은 적어도 2개의 강자성층, 비자성층, 및 강자성층의 자화 방향을 억제하는 자화회전 억제층을 포함한다. 강자성층은 그 사이에 삽입된 비자성층을 통해 침착된다. 강자성층 중 적어도 하나는 비자성층에 대해 강자성층 중 하나와 인접하여 강자성층 중 다른 하나의 반대측에 제공되는 자화회전 억제층에 의해 자화 방향이 고정되는 고정층이다. 강자성층 중 적어도 하나는 자화 방향이 자유롭게 회전되도록 허용되는 자유층이다. 핀층의 자화 방향과 자유층의 자화 방향 사이의 각도 변화는 디바이스의 전기 저항에 변화를 일으킨다. 자화회전 억제층은 (AB)2Ox층을 포함하고, 여기서 O는 산소 원자를 나타내고; 2.8 < x < 3.2이고; 또한 값 t는:
t = (Ra + Ro)/(√2·(Rb + Ro))
로 정의되어(여기서 Ra, Rb, 및 Ro는 각각 원자 A, B, 및 O의 이온 반지름을 나타낸다) 0.8 < t < 0.97을 만족시킨다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 자화회전 억제층은 NiO층과 (AB)2Ox층의 층상 구조를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 자화회전 억제층은 Fe-M-O층(여기서 M = Al, Ti, Co, Mn, Cr, Ni, 또는 V)과 (AB)2Ox층의 층상 구조를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, (AB)2Ox층의 원자 B는 전이 금속 원자를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, (AB)2Ox층의 원자 A는 희토류 원자를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, (AB)2Ox층의 원자 A는 알칼리토류 원자를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, (AB)2Ox층의 AB는 La1-yFey(0.4 < y < 0.6)을 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, (AB)2Ox층의 원자 A는 A' 원자 또는 A" 원자를 포함하고, (AB)2Ox층의 원자 B는 B' 원자 또는 B" 원자를 포함한다. A' 원자는 희토류 원자를 포함하고; A"는 알칼리토류 원자를 포함하고; B'는 Fe 원자를 포함하고; 또한 B"는 Ni 또는 Mn 원자를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, A' 원자는 La 원자를 포함하고; A" 원자는 Sr 원자를 포함하고; B' 원자는 Fe 원자를 포함하고; 또한 B" 원자는 Ni 원자를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 자유층은 그 사이에 삽입된 비자성층을 통해 침착되는 2개 이상의 자성막을 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 고정층은 그들 사이에 삽입된 비자성층을 통해 그들 사이에서 반강자성 교환 결합을 갖는 2개의 자성층을 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 다중층은 기판상에 순서대로 침착되는 제 1 자화회전 억제층(pinning layer), 제 1 고정층, 제 1 비자성층, 강자성 자유층, 제 2 비자성층, 제 2 고정층, 및 제 2 자화회전 억제층을 포함한다. 제 1 자화회전 억제층은 제 1 고정층의 자화 방향을 억제시킨다. 제 2 자화회전 억제층은 제 2고정층의 자화 방향을 억제시킨다. 제 1 자화회전 억제층은 (AB)2Ox층을 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 제 2 자화회전 억제층은 T-Mn(여기서 T = Ir, Pt, Pd, Rh, 또는 Ni)을 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 제 2 자화회전 억제층은 (AB)2Ox층을 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 제 1 자화회전 억제층이나 제 1 및 제 2 자화회전 억제층은 NiO층과 (AB)2Ox층의 층상 구조를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 제 1 자화회전 억제층이나 제 1 및 제 2 자화회전 억제층은 Fe-M-O층(여기서 M = Al, Ti, Co, Mn, Cr, Ni, 또는 V)과 (AB)2Ox층의 층상 구조를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, Fe-M-O층은 (Fe1-xMx)2O3층(여기서 M = Al, Ti, Co, Mn, Cr, Ni, 또는 V이고, 0.01 ≤ x ≤ 0.4)을 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, (AB)2Ox층의 원자 B는 Fe 원자를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, (AB)2Ox층의 원자 A는 희토류 원자를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, (AB)2Ox층의 원자 A는 알칼리토류 원자를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, (AB)2Ox층의 AB는 La1-yFey(0.4 < y < 0.6)을포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, (AB)2Ox층의 원자 A는 A' 원자 또는 A" 원자를 포함하고, (AB)2Ox층의 원자 B는 B' 원자 또는 B" 원자를 포함한다. A' 원자는 희토류 원자를 포함하고; A"는 알칼리토류 원자를 포함하고; B'는 Fe 원자를 포함하고; 또한 B"는 Ni 또는 Mn 원자를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, A' 원자는 La 원자를 포함하고; A" 원자는 Sr 원자를 포함하고; B' 원자는 Fe 원자를 포함하고; 또한 B" 원자는 Ni 원자를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 자유층은 그 사이에 삽입된 비자성층을 통해 침착되는 2개 이상의 자성막을 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 고정층은 그들 사이에 삽입된 비자성층을 통해 그들 사이에서 반강자성 교환 결합을 갖는 2개의 자성층을 포함한다.
본 발명의 또 다른 특성에 따라, 자기저항 효과 헤드는 본 발명의 자기저항 효과 디바이스; 및 자기저항 효과 디바이스와 차폐부를 서로 절연시키는 차폐 갭부(shield gap section)를 포함한다.
본 발명의 또 다른 특성에 따라, 자기저항 효과 헤드는 본 발명의 자기저항 효과 디바이스; 및 검출되는 자기장을 자기저항 효과 디바이스로 제시하는 요크부(yoke section)를 포함한다.
본 발명의 또 다른 특성에 따라, 교환 결합막을 제조하는 방법은 기판을 약300℃ 또는 그 이상의 온도로 가열하는 단계; 및 약 2 mTorr 이하의 압력에서 Ar 기체를 사용한 스퍼터링(sputtering) 방법에 의해 교환 결합막을 침착시키는 단계를 포함한다.
종래 기술에서의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 교환 결합막은 강자성층의 자화 방향을 억제하기 위한 (AB)2Ox층 및 강자성층을 침착하여 형성된다. 여기서, O는 산소 원자를 나타내고; 2.8 < x < 3.2이고; 또한 값 t는:
t = (Ra + Ro)/(√2·(Rb + Ro))
로 정의되어(여기서 Ra, Rb, 및 Ro는 각각 원자 A, B, 및 O의 이온 반지름을 나타낸다) 0.8 < t < 0.97을 만족시킨다.
식 (AB)2Ox는 O에 대한 A 및 B 원소합의 합성비가 2:x (즉, (A1-yBy)2Ox)임을 나타낸다. A 원소 및 B 원소가 모두 포함되어야 하지만, A 원소와 B 원소 사이의 비율은 임의적이다(양호하게, 0.4 < y < 0.6이 되도록). 특히, A 원소와 B 원소가 1:1의 비율로 포함될 때, 결과적인 합성은 A1B1Ox가 되고, 이후에 이는 "ABOx"로 표시된다. 그중에서도 특히, 표시예 ABO3는 "페로브스카이트(perovskite) 구조"라 칭하여지는 결정체 구조를 갖는 것이다.
약 2 mTorr 이하의 압력에서 Ar 기체를 사용한 스퍼터링 처리에 의해 약 300℃ 이상의 온도로 열처리되어 교환 결합막이 기판상에 침착될 때, 교환 결합막은 더 큰 교환 결합 및 MR 디바이스로 사용되기에 양호한 특성을 나타낸다. 침착 단계 동안에는 자화축을 쉽게 고정하도록 막 표면에 자기장을 인가하는 것이 양호하다.
상술된 (AB)2Ox층이 기본적으로 강자성층과 결합되는 막으로 사용될 때, 그에 대해 바람직한 구조는 다음을 포함한다:
(1) B가 Fe인 (AB)2Ox층;
(2) A가 희토류 원자인 (AB)2Ox층;
(3) A가 알칼리토류 원자인 (AB)2Ox층;
(4) NiO층과 (AB)2Ox층의 층상 구조;
(5) Fe-M-O층(여기서 M = Al, Ti, Co, Mn, Cr, Ni, 또는 V)과 (AB)2Ox층의 층상 구조; 및
(6) Fe-M-O층이 (Fe1-xMx)-O층(여기서 M = Al, Ti, Co, Mn, Cr, Ni, 또는 V이고, 0.01 ≤ x ≤ 0.4)인 (5)의 구조.
본 발명의 MR 디바이스에서, 그들 사이에 삽입된 비자성층을 통해 함께 침착되는 강자성층 중 적어도 하나의 자화 방향은 비자성층에 대해 강자성층 중 하나와 인접하여 강자성층 중 다른 하나의 반대측에 제공되는 자화회전 억제층에 의해 억제된다(이 강자성층은 고정층이라 칭한다.). 한편, 강자성층 중 적어도 하나의 자화 방향은 자유롭게 회전되도록 허용된다(이 강자성층은 자유층이라 칭하여진다). 고정층의 자화 방향과 자유층의 자화 방향 사이의 각도 변화는 디바이스의 전기 저항에 변화를 일으킨다. 고정층의 자화 방향을 억제시키기 위한 자화회전 억제층은상술된 (AB)2Ox재료로 형성된다. 상술된 (AB)2Ox층이 기본적으로 자화회전 억제층으로 사용될 때, 바람직한 구조는 상술된 구조 (1)-(6)을 포함한다.
(AB)2Ox층의 특별히 양호한 예는 A가 La이고 B가 Fe인 La1-yFeyOx층(여기서, 0.4 < y < 0.6이고, 2.8 < x < 3.2)이다.
더욱이, (AB)2Ox층은 A가 A'A"이고 B가 B'B"이도록 될 수 있고, 여기서 예를 들면, A'는 Y 또는 La와 같은 희토류 원소이고, A"는 Ca, Sr, 또는 Ba와 같은 알칼리토류 원소이고, B'는 Fe이고, 또한 B"는 Ni 또는 Mn이다. (A'A")1-y(B'B")yOx로 합성되는 경우, y는 양호하게 0.4 < y < 0.6이 된다.
특별히 양호한 예는 A'이 La이고, A"이 Sr이고, B'이 Fe이고, 또한 B"이 Ni인 것이다.
본 발명의 MR 디바이스의 구조예는 기판상에 순서대로 침착되는 제 1 자화회전 억제층인 (AB)2Ox층, 강자성 재료의 제 1 고정층, 제 1 비자성층, 강자성 재료의 자유층, 제 2 비자성층, 강자성 재료의 제 2 고정층, 및 제 2 자화회전 억제층을 포함한다. 상술된 (AB)2Ox층이 기본적으로 제 1 자화회전 억제층으로 사용될 때, 바람직한 구조는 상술된 구조 (1)-(6)를 포함한다. 제 2 자화회전 억제층으로는 상술된 구조 (1)-(6) 중 임의의 것이나 (AB)2Ox층이 사용될 수 있다. 다른 방법으로, T-Mn 재료의 반강자성막(여기서 T = Ir, Pt, Pd, Rh, 또는 Ni)이 사용될 수 있다.
더욱이, 본 발명은 다음의 2 종류의 MR 헤드를 포함한다: 본 발명의 MR 디바이스에 차폐부를 제공하여 구해지는 MR 헤드; 및 검출되는 자기장을 MR 디바이스에 제시하도록 약자성 재료의 요크가 제공되는 MR 헤드.
그래서, 여기서 설명되는 발명은 (1) 좋은 열적 안정성 및 큰 MR 비를 갖는 교환 결합막을 제공하고; (2) 이와 같은 교환 결합막을 포함하는 MR 디바이스를 제공하고; (3) 이와 같은 MR 디바이스를 포함하는 MR 헤드를 제공하고; 또한 (4) 이와 같은 MR 디바이스를 제조하는 방법을 제공하는 이점을 가능하게 한다.
도 1은 본 발명의 교환 결합막(exchange coupling film)을 도시하는 단면도.
도 2a는 본 발명의 MR 디바이스를 도시하는 단면도.
도 2b는 도 2a의 MR 디바이스의 변형을 도시하는 단면도.
도 3a는 본 발명의 또 다른 MR 디바이스를 도시하는 단면도.
도 3b는 도 3a의 MR 디바이스의 변형을 도시하는 단면도.
도 4는 본 발명의 MR 헤드(head)를 도시하는 단면도.
도 5는 본 발명의 MR 헤드를 도시하는 투시도.
도 6은 자기 디스크와 함께 본 발명의 MR 헤드를 도시하는 단면도.
도 7a는 본 발명에 따른 기록 헤드와 집적된 MR 헤드를 도시하는 단면도.
도 7b는 본 발명의 또 다른 MR 헤드를 도시하는 단면도.
도 8은 본 발명의 요크형(yoke-type) MR 헤드를 도시하는 단면도.
도 9는 본 발명의 MR 헤드를 제조하는 단계를 도시하는 흐름도.
도 10은 본 발명의 교환 결합막을 제조하는 단계를 도시하는 흐름도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1. 기판 2. (AB)2Ox층
3. 고정층 4. 비자성층
5. 자유층 6. 자화회전 억제층
이제, 본 발명의 MR 디바이스 및 MR 헤드가 첨부된 도면을 참고로 설명된다.
도 1은 본 발명의 교환 결합막의 구조를 도시한다. 도 1을 참고로, 기판(1)상에는 (AB)2Ox층(2)과 강자성막(3)이 순서대로 침착된다. 본 발명의 특징은 강자성층에 교환 바이어스 자기장을 인가하기 위한 자회회전 억제(pinning)층으로 (AB)2Ox층이 사용되는 것이다. 본 발명의 바람직한 구조는 상술된 구조 (1)-(6)을 포함한다.
다음에는 이러한 교환 결합막을 사용하는 MR 디바이스가 더 상세히 설명된다.
도 2a는 본 발명의 MR 디바이스 구조를 도시하는 단면도이다. 도 2a를 참고로, 기판(1)상에는 (AB)2Ox층(2), 고정층(pinned layer)(3), 비자성층(4), 및 자유층(5)이 순서대로 침착된다. 강자성층인 고정층(3)의 자화 방향은 (AB)2Ox층(2)으로부터의 교환 바이어스 자기장에 의해 고정된다. 또 다른 강자성층인 자유층(5)은 비자성층(4)을 통해 고정층으로부터 자기적으로 분리되므로, 자화 방향은 외부 자기장에 응답해 상대적으로 자유롭게 변하도록 허용된다. 이 방법으로, 고정층의 자화 방향과 자유층의 자화 방향 사이의 각도는 MR 디바이스의 전기 저항이 변하도록 바뀌게 허용된다. MR 디바이스가 MR 감지기로 사용될 때, 외부 자기장에 응답하는 MR 디바이스의 전기 저항 변화는 전기적인 신호로 검출될 수 있다.
본 발명의 특징은 자화회전 억제층으로 높은 저항을 갖고 높은 온도에서 자성층의 자화 방향을 제어할 수 있는 (AB)2Ox산화층을 사용하는 것이다.
종래 기술 부분에서 상술된 바와 같이, NiO 또는 α-Fe2O3를 사용한 스핀 밸브막(spin valve film)은 큰 자기저항비(MR 비)를 나타낸다. 그러나, NiO 또는 α-Fe2O3스핀 밸브에서는 스핀층을 고정하기 위해 제공되는 자기장이 불충분하다. 그 경향은 α-Fe2O3가 이중 구조로 상단 고정층을 고정하는데 사용될 때 α-Fe2O3층에서 더 크다. NiO는 약 200℃ 이상의 온도에서 자성층을 고정하는 기능을 잃게 되는 불편한 점을 갖는다.
이 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 자화회전 억제층으로 (AB)2Ox산화층을 사용한다. (AB)2Ox에서, O는 산소 원자를 나타내고; 2.8 < x < 3.2이고; 또한
t = (Ra + Ro)/(√2·(Rb + Ro))
로 정의되는(여기서 Ra, Rb, 및 Ro는 각각 원자 A, B, 및 O의 이온 반지름을나타낸다) t는 0.8 < t < 0.97을 만족시킨다.
이들 조건이 만족되지 않을 때는 자성층의 자화 방향을 억제하는 효과가 충분히 제공되지 않는다. (AB)2Ox에서, "A"는 큰 이온 반지름을 갖는 원소, 예를 들면 La, Pr, Nd, Sm, 또는 Y와 같은 희토류 원소나 Ca 또는 Sr과 같은 알칼리토류 원소를 나타낸다. 바람직한 다른 원소는 Bi를 포함한다. 더욱이, A 원소는 2개의 원소 A' 및 A"를 포함할 수 있다. 여기서, A'는 예를 들어 희토류 원소 중 하나이고, A"는 알칼리토류 원소 중 하나이다. 양호하게, (AB)2Ox에서 "B"는 작은 이온 반지름을 갖는 전이 금속이다. Fe가 특히 고온에서 자화회전 억제 효과를 제공하는 자화회전 억제층으로 양호하다. A 원소가 A' 및 A"와 같이 두 원소를 포함할 때, B 원소는 유사하게 두 원소 B'(예를 들면, Fe) 및 B"(예를 들면, Ni, Mn)을 포함할 수 있다. 특별히 양호한 원소 조합은 예를 들면, A' = La, A" = Sr, B' = Fe, 및 B" = Ni이다.
일반적으로, Fe 원자가 Ni 원자를 대신할 때, MR 비가 실질적으로 같은 레벨로 유지되더라도, 자화회전 억제 자기장의 레벨(Hp)은 감소되는 경향이 있다. 그러나, 이는 희토류(예를 들면, La) 원자 일부를 알칼리토류(예를 들면, Sr) 원자로 대신함으로서 해결될 수 있고, 그에 의해 디바이스는 MR 디바이스로서 만족스러운 특성을 나타낸다.
더욱이, 자화회전 억제층은 NiO 또는 Fe-M-O막과 (AB)2Ox산화막의 다중층 막으로 제공될 수 있다. NiO가 사용될 때, 양호하게, 자성층의 자화 방향은 (AB)2Ox막에 대해 아래놓이는 층으로 NiO를 사용해 (AB)2Ox막에 의해 고정된다. NiO를 아래놓이는 층으로 사용함으로서, (AB)2Ox막의 두께가 약 30 nm 이하로 작을 때에도 실질적인 자회회전 억제 효과를 제공하는 것이 가능하다. 그러나, NiO가 자성층을 고정하는데 사용될 때, 결과적인 열적 안정성과 얻어지는 자회회전 억제 효과는 (AB)2Ox막에 의해 구해지는 것만큼 좋지는 않다.
Fe-M-O막에서, M 원소는 Al, Ti, Co, Mn, Cr, Ni, 또는 V로 구성된 그룹에서 선택되는 하나 또는 두 개의 원소를 포함한다. 고정층을 고정하는데 만족스러운 효과를 제공하기 위해, 금속(Fe+M)과 산소(O) 사이의 원자 합성비는 2/3 부근이어야 한다.
약 1.2 내지 약 1.6의 범위외에 있는 O와 FE+M 사이의 원자 합성비는 바람직하지 않다. 약 1.2 미만인 O와 Fe+M 사이의 원자 합성비는 자회회전 억제 효과를 양호하지 못하게 만든다. O와 FE+M 사이의 원자 합성비가 1.6 보다 클 때, Fe-M-O층은 MR 헤드에서 사용되기에 적합하지 않은 약한 강자성물이 된다.
Co, Ni 등이 Fe-M-O막에서 M 원소로 사용될 때, 스핀 밸브막은 열처리 이후에 또는 MR 디바이스의 제조 동안에 더 큰 자회회전 억제 자기장을 제공하게 된다.
그중에서도 특히, Mn과 Co는 큰 MR 비를 구하는데 특히 효과적이다. 더 큰 자회회전 억제 자기장을 위해서는 Co가 특히 효과적이다. 약 250℃ 이하의 온도에서 저온 열처리에 의해 이방성 제어를 실행하기 위해서는 M 원소로 Al, Ti, Cr, 또는 V를 사용하는 것이 효과적이다. Fe-M-O층의 바람직한 합성은:
(Fe1-xMx)-O (여기서 M = Al, Ti, Co, Mn, Cr, Ni, 또는 V이고, 0.01 ≤ x ≤ 0.4)이다.
x가 과도하게 작을 때, 결과적인 효과는 불충분하다. x가 과도하게 클 때는 결과적인 자회회전 억제 효과가 줄어든다.
고밀도 기록 자기 헤드에서 차폐 갭(gap)의 두께는 약 200 nm 내지 약 100 nm이므로, 도 4에 도시된 바와 같이, (AB)2Ox막 또는 NiO나 Fe-M-O막과 (AB)2Ox막의 층상 구조막이 차폐형 자기 헤드에서 사용될 때, (AB)2Ox막 또는 층상 구조막의 두께는 약 50 nm 이하, 특히 약 30 nm 이하가 되어야 한다.
통상적으로, Ni-Co-Fe 합금층이 스핀 밸브막의 자유층(5)으로 적절히 사용된다. 양호하게, NixCoyFez층의 원자 합성비는:
0.6 ≤ x ≤ 0.9
0 ≤ y ≤ 0.4
0 ≤ z ≤ 0.3 (그에 의해 Ni가 풍부한 소프트 자성막을 얻는다); 또는
0 ≤ x ≤ 0.4
0.2 ≤ y ≤ 0.95
0 ≤ z ≤ 0.5 (그에 의해 Co가 풍부한 막을 얻는다).
이와 같은 합성을 갖춘 막은 MR 감지기나 MR 헤드에서 요구되는 낮은 자기 변형 (1x10-5)을 나타낸다.
다른 방법으로, Co-Mn-B층, Co-Fe-B층, Co-Nb-Zr층, 또는 Co-Nb-B층과 같은 비결정질층이나, 이러한 비결정질층과 Ni-Co-Fe층의 층상 구조막이 자유층(5)으로 사용될 수 있다. 그러나, 이러한 경우에는 디바이스의 저항이 비교적 높아지게 된다. 그러므로, 이는 도 3a에 도시된 바와 같은 이중 구조에 적절하지 않고, 도 2a에 도시된 바와 같은 형태의 구조에 양호하게 사용되어야 한다.
양호하게, 자유층(5)의 두께는 약 1 nm 내지 10 nm 사이의 범위에 있다. 자유층(5)이 과도하게 두꺼울 때, MR 비는 분로(shunting) 효과로 인해 줄어든다. 자유층(5)이 과도하게 얇을 때, 소프트 자성 특징은 줄어든다. 보다 양호하게, 자유층(5)의 두께는 약 2 nm와 약 7 nm 사이의 범위에 있다.
고정층(3)에 양호한 재료는 Co, Co-Fe 합금, Ni-Fe 합금, 또는 Ni-Fe-Co 합금을 포함한다.
특별히 큰 MR 비는 Co나 Co-Fe 합금이 사용될 때 얻어질 수 있다. 특히, 도 2b에 도시된 바와 같이, 자유층(5A)과 비자성층(4) 사이의 인터페이스에 Co층(5C)을 사용하고, Co층(5C)상에 Ni-Fe-Co층(5B)을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 도 3b에 도시된 바와 같이, 자유층(5A)과 비자성층(4) 사이의 인터페이스에 Co층(5C)을 사용하고, 실질적으로 자유층(55A)의 중간에 Ni-Fe-Co층(5B)을 사용하는 것이 바람직하다.
고정층(3)은 비자성층(4)을 통해 그들 사이에 반강자성 교환 결합을 갖는 2개의 자성층을 포함하는 다중층 구조이다. 특히, 고정층(3)은 예를 들면, Co/Ru/Co 다중층 막이 될 수 있다. 이러한 경우, Ru의 두께는 2개의 Co막 사이에반강자성 교환 결합이 제공되게 할 필요가 있다(예를 들면, 본 예에서는 약 0.6 nm). 정상적인 MR 디바이스의 경우, MR 디바이스가 매우 작을 때, 고정층(3)의 끝부분 표면에서 일어나는 자극은 바람직하지 않은 바이어스 자기장을 자유층(5)에 인가하는 문제점을 발생시킨다. 고정층(3)이 반강자성 교환 결합을 갖는 2개의 자성층으로 형성될 때, 실질적으로 바이어스 자기장은 자유층(5)에 인가되지 않고, 그에 의해 이 문제점이 해결된다.
양호하게, 고정층(3)의 두께는 약 1 nm와 약 10 nm 사이의 범위에 있다. MR 비는 고정층(3)이 과도하게 얇거나 과도하게 두꺼울 때 감소된다. 보다 양호하게, 고정층(3)의 두께는 약 1 nm와 약 5nm 사이의 범위에 있다.
자유층(5)과 고정층(3) 사이의 비자성층(4)은 Cu, Ag, Au, Ru 등으로 이루어지지만, Cu가 특히 양호하다. 비자성층(4)의 두께는 2개의 강자성층(고정층(3)과 자유층(5)) 사이의 상호작용을 줄이기 위해 적어도 약 0.9 nm일 필요가 있다. 비자성층(4)이 과도하게 두꺼울 때, MR 비는 감소된다. 그러므로, 비자성층(4)의 두께는 10 nm 이하, 보다 양호하게 약 3 nm 이하로 되어야 한다.
또한, MR 디바이스의 MR 비를 더 증가시키기 위해서는 강자성층 중 하나(고정층(3)이나 자유층(5))와 비자성층(4) 사이의 인터페이스에 인터페이스 자성층을 삽입하는 것이 효과적이다. 인터페이스 자성층이 과도하게 두꺼울 때, 자기장에 대한 MR 비의 감도는 줄어든다. 그러므로, 인터페이스 자성층의 두께는 양호하게 약 2 nm 이하, 보다 양호하게 약 1.8 nm 이하이다. 인터페이스 자성층이 효과적으로 동작되기 위해서는 그 두께가 적어도 약 0.2 nm, 보다 양호하게 약 0.8 nm 이상이어야 한다. 양호하게, Co 또는 Co가 풍부한 Co-Fe 합금이 인터페이스 자성층의 재료로 사용된다.
양호하게, 기판(1)은 비교적 매끄러운 표면을 갖고, 유리 기판, MgO 기판, Si 기판, 또는 Al2O3-TiC 기판이 될 수 있다. Al2O3-TiC 기판은 특히 MR 헤드를 제조하는데 적절하다.
MR 디바이스의 MR 비를 더 증가시키는 또 다른 방법은 도 2a에 도시된 구조에서 자유층(5)상에 금속 반사층을 형성하는 것이다. 양호하게, 금속 반사층 재료로는 Ag, Au 등이 사용된다.
금속 반사층이 과도하게 두꺼울 때, MR 비는 분로 효과로 인해 줄어든다. 그러므로, 금속 반사층의 두께는 양호하게 약 10 nm 이하, 보다 양호하게 약 3 nm 이하이다. 금속 반사층이 과도하게 얇을 때, 결과적인 효과는 충분하지 않다. 그러므로, 금속 반사층의 두께는 적어도 약 0.5 nm 이상, 보다 양호하게 약 1 nm 이상이 되어야 한다.
도 2a와 연관되어 상술된 예에서, 기판(1)상에는 (AB)2Ox층(2), 고정층(3), 비자성층(4), 및 자유층(5)이 순서대로 침착된다. 이들 층은 다른 방법으로 아래놓인 층을 통하거나 직접 기판(1)상에 반대순서로 (자유층(5)/비자성층(4)/고정층(3)/(AB)2Ox층(2)) 침착될 수 있다. 이 역구조는 도 2a에 도시된 구조로 얻어진 것에서 약간 감소된 자회회전 억제 효과를 제공하게 되지만, MR 디바이스로 계속 사용될 수 있고 일부 특정한 디바이스 설계에 효과적이다.
정상적인 스핀 밸브막이 상술되었지만, 도 3a에 도시된 바와 같이, 이중 스핀 밸브 구조를 갖는 MR 디바이스(300)가 특히 MR 비를 더 증가시키는데 또한 유효하다. 이러한 경우에는 (AB)2Ox층, IrMn층, NiMn층, Fe-M-O층, 또는 (AB)2Ox층과 Fe-M-O층의 합성층(층상 구조막)이 최상단 자화회전 억제층(6)으로 사용될 수 있다. (AB)2Ox층이나 Fe-M-O층은 특히 MR 비를 더 증가시키기 위해 특히 바람직하다. MR 디바이스 전극 형성 또는 MR 헤드 형성에 대해, Ni-Mn, Pd-Mn, Pt-Mn, Ir-Mn, Fe-Ir, Pd-Pt-Mn, Cr-Pt-Mn, Ru-Rh-Mn 등과 같은 금속 반강자성 재료를 사용하는 것이 적합하다. 그중에서도 특히, Ni-Mn이 열저항에 대해 가장 양호한 재료인 것으로 생각된다. MR 비에 대해서는 Ir-Mn이 가장 양호한 재료인 것으로 생각된다. 양호하게, IrzMn1-z의 원자 합성비는:
0.1 ≤ z ≤ 0.5 이다.
도 3a 및 도 3b에 도시된 예에서는 (AB)2Ox층(2)이 기판(1)상에 가장 먼저 침착된다. 다른 방법으로, 층들이 자화회전 억제층(6)에서 자화회전 억제층(2)으로의 역순서대로 기판(1)상에 침착될 수 있다.
상기의 예에서는 도 1, 도 3a, 및 도 3b에 도시된 바와 같이 (AB)2Ox막(2)이 홀로 자화회전 억제층(2)으로 사용되지만, 다른 방법으로 예를 들면, NiO막과 (AB)2Ox막이 자화회전 억제층(2)을 형성하도록 층상화될 수 있다. NiO/(AB)2Ox막을사용할 때는 열적 안정성과 막의 평평함을 고려해 기판(1)상에 먼저 NiO막을 형성하고, 이어서 NiO층상에 (AB)2Ox막을 형성하는 것이 양호하므로, 층(3)이 (AB)2Ox막으로 고정된다. 이러한 경우에, NiO막의 두께는 약 10 nm가 될 수 있고, Fe-M-O막은 양호하게 NiO막 보다 더 두껍다.
층은 스퍼터링(sputtering) 방법에 의해 적절하게 형성될 수 있다. 본 발명의 MR 디바이스를 제조하는데 사용될 수 있는 스퍼터링 방법은 DC 스퍼터링 방법, RF 스퍼터링 방법, 이온빔 스퍼터링 방법 등을 포함한다.
MR 헤드는 상술된 본 발명의 MR 디바이스를 사용해 제조될 수 있다. 도 5는 본 발명의 하드막(hard film) 바이어스형 MR 헤드(30) 예의 구조를 도시하는 투시도이다. 도 4는 도 5의 화살표(A)로 표시된 방향에서 관찰되는 도 5의 단면도를 도시한다. 도 6은 도 5의 점선(B)으로 표시된 평면을 따라 취해진 도 5의 단면도를 도시한다. 다음의 설명에서는 도 4가 주로 참고된다.
도 4를 참고로, MR 디바이스부(9)는 상단 및 하단 차폐 갭(14) 및 (11) 사이에 삽입된다. 차폐 갭(11) 및 (14)으로는 Al2O3막, SiO2막, AlN막 등과 같은 절연막이 사용된다. 상단 및 하단 차폐부분(15) 및 (10)은 각각 차폐 갭(14) 및 (11)에 더 제공된다. Ni-Fe 합금막과 같은 소프트 자기막은 차폐 재료로 사용될 수 있다. MR 디바이스의 자기 정의역을 제어하기 위해서는 Co-Pt 합금과 같은 재료로 구성된 하드 바이어스부(12)에 의해 바이어스 자기장이 인가된다. 본 예에서는 바이어스 자기장을 인가하기 위해 하드막이 사용되지만, Fe-Mn막과 같은 반강자성막이 유사하게 사용될 수 있다. MR 디바이스부(9)는 차폐 갭(11) 및 (14)에 의해 차폐부분(10) 및 (15)으로부터 절연되고, MR 디바이스부(9)의 저항 변화는 리드부(lead section)(13)를 통해 그에 전류를 인가함으로서 판독될 수 있다.
MR 헤드는 판독 전용 헤드이므로, 전형적으로 기록을 위한 유도 헤드와 조합되어 사용된다. 도 6, 도 7a 및 도 7b는 기록 헤드부(31) 뿐만 아니라 판독 헤드부(32)를 도시한다. 도 7a는 도 4에 도시된 것과 같은 구조를 도시하는 것으로, 기록 헤드부(31)가 부가적으로 제공된다. 기록 헤드부(31)는 기록 갭막(40)을 통해 상단 차폐부분(15) 위에 제공되는 상단 코어(upper core)(16)를 포함한다.
도 7a는 종래의 인접 접합을 갖는 MR 헤드를 도시하고, 도 7b는 트랙(track) 폭(41)이 보다 정확히 제어될 수 있는 오버레이 구조를 갖춘 또 다른 효과적인 MR 헤드를 도시한다. 그러므로, 도 7b에 도시된 구조는 기록 밀도의 증가로 인한 트랙폭의 감소를 더 잘 고려할 수 있다.
이제는 도 6을 참고로 MR 헤드(30)의 기록 및 재생 기계가 설명된다. 도 6을 참고로, 기록 동작 동안, 코일(17)을 통해 연결된 전류에 의해 발생되는 자속은 상단 코어(core)(16)와 상단 차폐부분(15) 사이의 공간을 통해 누설되고, 그에 의해 자기 디스크(21)에 정보가 기록된다. MR 헤드(30)는 자기 디스크(21)에 대해 도면에서 화살표(C)로 표시된 방향으로 이동되고, 여기서는 코일(17)을 통한 전류 흐름의 방향을 역으로 함으로서 기록 자화 방향(23)을 역으로 하는 것이 가능하다. 기록 밀도가 증가될 때, 기록 길이(기록 피치(pitch))(22)는 더 짧아지고, 그에 의해 기록 갭 길이(기록 갭 피치)(19)를 그에 따라 줄일 필요가 있다.
재생 동작에서, 자기 디스크(21)의 기록 자화부로부터 누설되는 자속(24)은 차폐 부분(10) 및 (15) 사이의 MR 디바이스부(9)에 작용하고, 그에 의해 MR 디바이스부(9)의 저항이 변경된다. 전류는 리드부(13)를 통해 MR 디바이스부(9)로 전도되므로, 저항의 변화는 전압(출력)의 변화로 판독될 수 있다.
도 8은 본 발명의 MR 디바이스를 포함하는 요크형(yoke-type) 헤드(80)의 구조를 설명한다.
도 8을 참고로, 요크형 헤드(80)는 검출되는 신호 자기장을 MR 디바이스부(9)로 유도하는 소프크 자성막으로 구성된 요크부(81)를 포함한다. 요크부(81)로는 전도성 금속 자성막이 통상적으로 사용되므로, 요크부(81)와 MR 디바이스부(9) 사이에 단락 회로화를 방지하기 위해서는 양호하게 절연막(82)이 제공된다. 도시된 절연막(82)은 도 3a에 도시된 바와 같이, MR 디바이스부(9)가 이중 구조일 때 선택적이고, 여기서 상단 자화회전 억제층은 예를 들면, (AB)2Ox막 또는 Fe-M-O막과 같은 산화 절연막을 사용한다. 도 4에 도시된 구조에서의 절연막(14) 및 (11) 각각은 헤드 특성에 악영향을 주지 않는 약한 자성막이거나 비자성막이어야 하는 반면, 도 8의 절연막(82)은 비자성일 필요가 없다. 특히, 절연막(82)은 요크부(81)에 의해 유도되는 신호 자기장이 MR 디바이스부(9)에 연속적으로 들어가기 위해 자성이다. 그러므로, MR 디바이스부(9)의 상단 자화회전 억제층이 (AB)2Ox막이나 Fe-M-O막을 사용할 때, 절연막(82)은 선택적이다. 그래서, 도시된 요크형 헤드(80)는 (AB)2Ox막이나 Fe-M-O막이 상단 부분에 형성되는 이중 구조를 사용하는것이 적절하다.
더욱이, 상술된 요크형 헤드는 요크부를 사용하므로, 그의 출력은 도 4에 도시된 종류의 헤드 보다 더 낮다. 그러나, MR 디바이스가 도 4에 도시된 구조에서와 같이 차폐 갭 사이에 삽입될 필요가 없으므로, 요크형 헤드는 매우 좁은 갭을 실현하는데 유리하다.
도 9를 참고로, 이제는 MR 헤드(30)를 제조하는 방법이 설명된다.
먼저, 하단 차폐 부분(10)은 도 4에 도시된 바와 같이, 적절하게 처리된 기판상에 형성된다(S801). 이어서, 하단 차폐 갭(11)이 하단 차폐 부분(10)상에 형성되고(S802), 하단 차폐 갭(11)상에는 MR 디바이스 부분층이 형성된다(S803). MR 디바이스 부분층이 MR 디바이스부(9)로 패턴화된 이후에는(S804) 하드 바이어스부(12)(S805)와 리드부(13)(S806)가 형성된다. 이어서, 상단 차폐 갭(14)(S807)과 상단 차폐 부분(15)(S808)이 형성된다. 마지막으로, 도 7a에 도시된 바와 같이, 기록 헤드부(31)가 형성되고(S809), 그에 의해 MR 헤드(30)가 얻어진다.
도 10을 참고로, 이제는 교환 결합막을 제조하는 방법이 설명된다. 기판(1)은 도 1에 도시된 바와 같이, 약 300℃ 이상의 온도로 가열된다(S901). 이어서, 교환 결합막(100)은 도 1에 도시된 바와 같이, 약 2 mTorr 이하로 Ar 기체를 사용한 스퍼터링 방법에 의해 침착된다(S902).
하드 디스크 드라이버의 기록 밀도가 나중에 증가될 것을 고려해, 기록 파장(기록 피치)은 단축되어야 하므로, 도 4에 도시된 바와 같은 차폐 부분 사이의거리를 단축시킬 필요가 있다. 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, MR 디바이스부(9)의 두께를 줄일 필요가 있다. 양호하게, MR 디바이스부(9)의 두께는 약 20 nm 이하가 되어야 한다. 본 발명에서 사용되는 (AB)2Ox막과 같은 산화막의 자화회전 억제층(2)은 절연체이므로, 자화회전 억제층(2)은 실질적으로 MR 디바이스부(9) 보다는 하단 차폐 갭(11)의 일부로 간주될 수 있다. 이러한 구조는 본 발명의 목적에 적합하다. 종래의 α-Fe2O3막은 약 50 nm 이상의 두께를 가져야 했으므로, 이를 이중 구조에 사용하기는 어려웠다.
자유층의 자화 방향이 회전될 때 바르크하우젠 잡음(Barkhausen noise)의 발생을 억제하기 위해, MR 디바이스부(9)는 양호하게 자유층(5)(도 2a 및 도 3a)의 용이 자화 축(또한 "용이 축(easy axis)"이라 칭하여지는)이 실질적으로 검출되는 신호의 자기장 방향에 수직이 되어, 그에 의해 고정층(3)의 용이 축이 그 방향에 평행하게 되도록 하는 배열을 갖는다.
상기의 설명에서는 종래 측면방향 GMR 헤드가 설명되었다. 그러나, 본 발명은 수직방향 GMR 헤드에서 효과적으로 사용될 수 있다. 측면방향 GMR 헤드에서의 전류 흐름 방향은 검출되는 자기장에 수직인 반면, 수직방향 GMR 헤드에서의 전류 흐름 방향은 검출되는 자기장에 평행하다.
실시예
이제는 본 발명의 교환 결합막, MR 디바이스, 및 MR 헤드가 실시예를 통해 설명된다.
실시예 1
본 발명의 실시예 1에 따른 교환 결합막은 다중 스퍼터링 장치를 사용해 제조되었다. ABO3(A = La, Pr, Nd, Sm, Gd, Tb, Dy, Y, Ho, Bi, Ca, Sr ; B = Fe)와 Co0.9Fe0.1의 합금 플레이트가 사용되었다.
진공 챔버(vacuum chamber)가 약 1x10-8Torr로 배출된 이후에, 그 안의 압력을 약 0.8 mTorr로 유지하도록 Ar 기체가 공급되고, 유리 기판상에는 스퍼터링 방법을 사용해 도 1에 도시된 바와 같이 교환 결합막(100)이 형성되어, 그에 의해 도 1에 도시된 바와 같은 구조를 갖는 샘플 교환 결합막을 제조하게 된다. 샘플막의 구성은 아래에 도시되고, 각 층의 두께(nm로)는 괄호안에 도시된다. RF 음극은 ABO3가 사용될 때 이용되었고, DC 음극은 다른 재료가 사용될 때 이용되었다. ABO3층은 약 50 nm의 두께를 갖고, Co-Fe층은 약 10 nm의 두께를 갖는다.
이후 지정된 바와 같이, 샘플 1 내지 13이 주어지고, 여기서 각 샘플 1 내지 13 중에서 B = Fe이다.
샘플 1 : CoFe(10)
샘플 2 : LaBO3(50) / CoFe(10)
샘플 3 : PrBO3(50) / CoFe(10)
샘플 4 : NdBO3(50) / CoFe(10)
샘플 5 : SmBO3(50) / CoFe(10)
샘플 6 : GdBO3(50) / CoFe(10)
샘플 7 : TbBO3(50) / CoFe(10)
샘플 8 : DyBO3(50) / CoFe(10)
샘플 9 : YBO3(50) / CoFe(10)
샘플 10 : HoBO3(50) / CoFe(10)
샘플 11 : BiBO3(50) / CoFe(10)
샘플 12 : CaBO3(50) / CoFe(10)
샘플 13 : SrBO3(50) / CoFe(10)
제조된 교환 결합막은 약 80 kA/m(약 1 kOe)의 자기장을 인가한 상태에서 약 1 시간 동안 약 200℃에서 진공으로 유지된다. 이어서, 교환 결합막의 자화 곡선이 진동 샘플 자력계를 사용해 실온에서 측정된다.
그 결과, 샘플 1의 CoFe막은 약 600 A/m의 항자력(coercive force)(Hc)을 나타내는 반면, 샘플 2 내지 13의 모든 ABO3/CoFe 층상구조막은 약 20 kA/m 이상의 항자력(Hc)을 나타내므로, 큰 항자력의 막을 형성하기 위해서는 ABO3와 CoFE 사이에 교환 결합이 제공됨을 나타낸다.
실시예 2
샘플 MR 디바이스 A(i)(아래에 표 1을 참고)는 도 2a에 도시된 바와 같이,실시예 1과 같은 다중 스퍼터링 장치를 사용해 제조되었다. 기판(1)으로는 Si 기판이 사용되었고, 자화회전 억제층(2)으로는 실시예 1에서 사용된 종류의 (AB)2Ox층이 사용되었고, 또한 강자성 고정층(3)으로는 Co층이 사용되었다. 더욱이, 비자성층(4)으로는 Cu층이 사용되었고, 자유층(5)으로는 Ni0.68Fe0.20Co0.12층이 사용되었다. 각 층의 두께는 아래에 도시된 바와 같다.
A(i) : ABO3(35) / Co(2) / Cu(2)/ Ni0.68Fe0.20Co0.12(5) (여기서 i = 0 내지 12; 괄호안의 수는 두께를 nm로 나타낸다.)
실시예 1에서와 같이, 상술된 바와 같이 제조된 샘플 MR 디바이스에는 약 30 분 동안 약 200℃로 열처리가 행해진다.
샘플 디바이스 A(0)는 본 발명의 샘플 A(1) 내지 A(12)와 비교되는 비교예로서 ABO3대신에 α-Fe2O3를 사용한다.
표 1에서, A'(1)은 샘플 A(1)과 같은 구성 및 막 두께를 갖지만, ABO3막이 약 500℃의 기판 온도에서 침착되는 샘플을 나타낸다.
제조된 샘플 MR 디바이스의 MR 특성은 실온에서 DC 4-단자 방법에 의해 약 80 kA/m(또는 샘플 A'(1)에 대해 그 이상)까지의 자기장을 인가하는 동안 평가되었다. 비교를 위해, 샘플 MR 디바이스 A(0)의 특성도 또한 실질적으로 같은 방법으로 평가되었다. 상술된 바와 같이, 샘플 디바이스 A(0)은 (AB)2Ox층을 대신해 α-Fe2O3층을 사용해 제조되었다.
샘플 No. 자화회전 억제층 MR 비 Hp(kA/m)
A(0) α-Fe2O3 13 10
A(1) LaBO3 15 45
A'(1) LaBO3 18 >80
A(2) PrBO3 14 40
A(3) NdBO3 14 45
A(4) SmBO3 15 50
A(5) GdBO3 14 35
A(6) TbBO3 14 35
A(7) DyBO3 14 35
A(8) YBO3 15 50
A(9) HoBO3 14 40
A(10) BiBO3 14 40
A(11) CaBO3 14 40
A(12) SrBO3 14 40
실험 결과로부터 볼 수 있는 바와 같이, ABO3막을 사용하는 샘플은 α-Fe2O3막을 사용하는 샘플 보다 더 큰 Hp 값을 갖는다.
더욱이, ABO3막을 대신하여 A'1-xA"xB'1-xB"xO3막을 사용해 샘플 AA'(1)을 제조하면서 유사한 실험이 행해졌고, 여기서는 A' = La, A" = Sr, B' = Fe, B" = Ni, 또한 x = 0.1이다. 제조된 막의 구성은 다음과 같다:
AA'(i) : A'1-xA"xB'1-xB"xO3(50) / Co(2) / Cu(2)/ Ni0.68Fe0.20Co0.12(5) (여기서 괄호안의 수는 두께를 nm로 나타낸다.)
실시예 1에서와 같이, 상술된 바와 같이 제조된 샘플 MR 디바이스에는 약 30 분 동안 약 200℃로 열처리가 행해진다. 제조된 샘플 MR 디바이스의 MR 특성은 실온에서 DC 4-단자 방법에 의해 약 80 kA/m(또는 샘플 AA'(1)에 대해 그 이상)까지의 자기장을 인가하는 동안 평가되었다. 그 결과로, MR 비는 약 16%이고, Hp는 약40 kA/m로서, 다시 샘플 디바이스가 만족스러운 특성을 가짐을 나타낸다.
샘플 디바이스 B(i)는 Co(2) 대신해 고정층으로 반강자성 교환 결합을 갖춘 CO(2) / Ru(0.6) / Co(2)를 사용해 제조되었다.
B(i) : ABO3(35) / Co(2) / Ru(0.6) / Co(2) / Cu(2)/ Ni0.68Fe0.20Co0.12(5)
ABO3(35)에 관하여, 샘플 디바이스 B(i)(i = 1 내지 12)는 각각 A(i)(i = 1 내지 12)와 같은 자화회전 억제층을 사용한다. 샘플 디바이스 B(i)의 특성은 실질적으로 샘플 디바이스 A(i)와 같은 방법으로 평가되었다. 샘플 디바이스 B(i)는 각 샘플 디바이스 A(i)에서 평균적으로 약 2% 만큼 감소된 MR 비를 갖지만, 샘플 디바이스 B(i)는 모두 약 100 kA/m 이상인 Hp 값을 갖는다. 또한, 실질적으로 고정층의 끝부분 표면에서 발생되는 자극으로 인한 자유층상의 바이어스 영향은 없는 것으로 관찰된다.
표 1에 주어진 것과 같은 막이 자회회전 억제막으로 사용되고, 자유층이 비자성층을 통해 침착된 다수의 자성층을 포함하는 샘플 디바이스 B'(i)가 더 제조되었다.
B'(i) : ABO3(35) / Co(2) / Cu(2)/ Ni0.68Fe0.20Co0.12(2.5) / Cu(1) / Ni0.68Fe0.20Co0.12(2.5)
제조된 샘플 디바이스 B'(i)의 특성은 실질적으로 샘플 디바이스 A(i)와 같은 방식으로 평가되었다. ABO3(35)는 표 1에 주어진 샘플 디바이스 A(1) 내지 A(12)와 같은 자화회전 억제층을 사용하였다.
그 결과로, 본 발명의 샘플 디바이스 B'(i)는 자유층의 개선된 소프트 자성 특징으로 실질적으로 같은 MR 비와 실질적으로 같은 Hp 값을 갖는다. 특히, 소프트 자성층의 항자력은 약 800 A/m에서 400 A/m로 감소되었다. 그래서, 비자성층을 통해 층상화된 2개 이상의 자성막으로부터 자유층을 형성함으로서 디바이스의 자기장 감도와 자유층의 소프트 자성 특징을 개선하는 것이 가능하다.
실시예 3
MR 디바이스부(9)에 샘플 디바이스 B(i : i = 1 내지 12)와 샘플 디바이스 B(0)(비교예)를 사용해 도 4에 도시된 바와 같은 MR 헤드가 제조되었고, 그의 특성이 평가되었다.
제조된 각 MR 헤드에서, 기판으로는 Al2O3-TiC 재료가 사용되었고, 차폐 부분(10 및 15)로는 Ni0.8Fe0.2합금이 사용되었고, 또한 차폐 갭(11 및 14)로는 Al2O3가 사용되었다. 더욱이, 하드 바이어스부(12)로는 Co-Pt 합금이 사용되었고, 리드부(13)로는 Au가 사용되었다. 고정층(3)의 용이 축이 실질적으로 검출 신호의 자기장 방향에 평행하고, 그에 의해 자유층(5)의 용이 축이 실질적으로 검출 신호의 자기장 방향에 수직이 되는 방법으로 이방성을 갖는 자성막이 제공된다. 이는 먼저 제조된 MR 디바이스에 고정층(3)의 용이 축 방향을 정의하도록 한 자기장에서 약 250℃의 열처리를 가하고, 이어서 제조된 MR 디바이스에 자유층(5)의 용이 축 방향을 정의하도록 약 180℃의 열처리를 더 가함으로서 이루어진다.
제조된 MR 헤드의 각 출력은 이 MR 헤드를 통해 감지 전류인 DC 전류를 전하고 그에 약 3 kA/m의 교류 신호 자기장을 인가하는 동안 평가되었다. 본 발명의 MR 디바이스 B(i)를 사용한 MR 헤드의 출력은 비교적인 MR 디바이스 B(0)를 사용한 MR 헤드와 비교되었다. 그 결과는 아래 표 2에 도시된다.
샘플 No. 자화회전 억제층 상대적인 출력(dB)
B(0) α-Fe2O3 2
B(1) LaBO3 +2
B(2) PrBO3 +1
B(3) NdBO3 +1
B(4) SmBO3 +2
B(5) GdBO3 +1
B(6) TbBO3 +1
B(7) DyBO3 +1
B(8) YBO3 +2
B(9) HoBO3 +1
B(10) BiBO3 +1
B(11) CaBO3 +1
B(12) SrBO3 +1
그래서, 본 발명의 MR 헤드는 종래 MR 헤드와 비교해 더 큰 출력을 만들 수 있는 것으로 확인되었다. 특성이 약 20 kA/m의 외부 자기장을 인가한 이후에 측정되었을 때, 비교적인 MR 디바이스 B(0)를 사용한 MR 헤드의 출력은 불안정하게 되는 반면, 본 발명의 MR 디바이스 B(1) 내지 B(12) 중 임의의 것을 사용한 MR 헤드의 출력은 안정적이었다.
실시예 4
자유층과 자화회전 억제층을 포함한 복합형의 스핀 밸브막 C(i)이 실질적으로 실시예 2와 같은 방식으로 제조되었다. NiO층과 ABO3층의 복합형층이 각기 자화회전 억제층으로 사용되었고, 자유층으로는 CoFe 및 NiFe의 복합형층이 사용되었다. 각 샘플 막의 끝부분에 제공되는 Cu층은 산화방지막이다.
C(i) : NiO(10) / ABO3(20) / Co0.85Fe0.15(2) / Cu(2.2) / Co0.85Fe0.15(1) / Ni0.8Fe0.2(5) / Cu(1)
실시예 1에서와 같이, 상술된 바와 같이 제조된 샘플막에는 약 30분 동안약 200℃의 열처리가 가해진다. 제조된 샘플막의 MR 특성은 실질적으로 실시예 2에서와 같은 방식으로 평가되었다. 그 결과는 아래 표 3에 도시된다.
샘플 No. ABO3층 MR 비 Hp (kA/m)
C(1) LaBO3 18 45
C(2) PrBO3 17 40
C(3) NdBO3 17 45
C(4) SmBO3 18 50
C(5) GdBO3 17 35
C(6) TbBO3 16 35
C(7) DyBO3 16 35
C(8) YBO3 18 50
C(9) HoBO3 16 40
C(10) BiBO3 16 40
C(11) CaBO3 17 40
C(12) SrBO3 17 40
3에 도시된 결과를 표 1에 도시된 것과 비교한 것으로부터 알 수 있는 바와 같이, 자유층을 복합층으로 제공할 때에도 실질적으로 같은 레벨의 Hp 값을 얻을 수 있어, MR 비를 증가시키게 되고, 자화회전 억제층을 복합층으로 제공하여, 자화회전 억제층의 두께를 줄이게 된다.
실시예 5
실시예 1에서와 같이, 도 3a에 도시된 바와 같은 이중 스핀 밸브막 D(i), E(i), 및 F(i)가 제조되었다.
D(i) : ABO3(30) / Co(3) / Cu(2.5) / Co(1) / Ni0.8Fe0.2(5) / Co(1) / Cu(2.5) / Co(3) / Ir-Mn(8)
E(i) : ABO3(30) / Co(3) / Cu(2.5) / Co(1) / Ni0.8Fe0.2(5) / Co(1) / Cu(2.5) / Co(3) / Fe-Co-O(30)
F(i) : ABO3(30) / Co(3) / Cu(2.5) / Co(1) / Ni0.8Fe0.2(5) / Co(1) / Cu(2.5) / Co(3) / ABO3(30)
실시예 1에서와 같이, 상술된 바와 같이 제조된 샘플 MR 디바이스에는 열처리가 가해진다. MR 특성은 실질적으로 실시예 2에서와 같은 방식으로 평가되었다. 그 결과는 아래 표 4에 도시된다.
샘플 No. ABO3층 MR 비 Hp (kA/m)
D(1) LaBO3 22 20
D(2) PrBO3 21 20
D(3) NdBO3 21 20
D(4) SmBO3 22 20
D(5) GdBO3 21 20
D(6) TbBO3 20 20
D(7) DyBO3 20 20
D(8) YBO3 22 20
D(9) HoBO3 20 20
D(10) BiBO3 20 20
D(11) CaBO3 21 20
D(12) SrBO3 21 20
E(1) LaBO3 28 40
E(2) PRBO3 27 35
E(3) NdBO3 27 40
E(4) SmBO3 28 45
E(5) GdBO3 27 30
E(6) TbBO3 26 30
E(7) DyBO3 26 30
E(8) YBO3 28 45
E(9) HoBO3 26 35
E(10) BiBO3 26 35
E(11) CaBO3 27 35
E(12) SrBO3 27 35
F(1) LaBO3 29 45
F(2) PrBO3 28 40
F(3) NdBO3 28 45
F(4) SmBO3 29 50
F(5) GdBO3 28 35
F(6) TbBO3 27 35
F(7) DyBO3 27 35
F(8) YBO3 29 50
F(9) HoBO3 27 40
F(10) BiBO3 27 40
F(11) CaBO3 28 40
F(12) SrBO3 28 40
표 4에 도시된 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 본 실시예에 따른 MR 디바이스로는 종래 MR 디바이스에 의해 실현되지 않았던 매우 큰 MR 비가 얻어질 수 있다. 이는 고정층(3)의 자화 방향이 도 3a에 도시된 자화회전 억제층(2)의 큰 자회회전 억제 효과에 의해 잘 고정되고, 그에 의해 고정층(3)과 자유층(5) 사이에 만족스러운 자화 평행 방지를 이룬다는 사실로 인해 나타난다.
샘플 디바이스 D(i)는 약간 더 작은 MR 비와 작은 Hp 값을 갖는 것으로 나타난다. 이는 상단 자화회전 억제층으로 IrMn을 사용하는 것으로 인한 것이다. 그러나, 샘플 디바이스 D(i)는 상단층이 금속층이므로 MR 헤드를 제조할 때 MR 디바이스부의 상단 리드부(도 4에서 13)를 형성하는 것이 비교적 용이하다는 점에서 유리하다.
실시예 6
도 8에 도시된 바와 같은 요크형 헤드는 샘플 MR 디바이스 F(8)를 사용해 제조되었다. 도 8에 도시된 구조에서 절연막 부분(82)으로는 플라스마 산화 방법(plasma oxidation method)에 의해 제조된 약 2 nm 두께의 Al-O 초박막이 사용되었다.
요크부(81)로는 높은 투과율을 갖는 Co-Nb-Zr형 비결정질 합금층이 사용되었다. 본 실시예의 요크형 MR 헤드의 출력과 표 2에 도시된 실시예 3의 비교적인 MR 헤드 B(0) 사이에 비교가 이루어졌다. 본 실시예의 요크형 MR 헤드의 출력은 비교적인 MR 헤드에서 약 +3 db 만큼 증가된 것으로 나타난다.
종래 기술에 숙련된 자에 의해 본 발명의 정신과 범주에서 벗어나지 않고 다양한 다른 수정이 명백하고 용이하게 이루어질 수 있다. 따라서, 본 명세서에 첨부된 청구항의 범위는 본 명세서에 설명된 것에 제한되는 것이 아니라 보다 넓게 파악하여야 한다.
본 발명의 산화물로 이루어진 자화회전 억제층을 사용한 교환 결합막은 큰 자회회전 억제 자기장을 제공할 수 있다. 더욱이, 이를 사용한 MR 디바이스는 종래 MR 디바이스에 의해 제공되는 것과 비교해 큰 MR 비와 큰 자회회전 억제 자기장을 제공할 수 있어, 그것에 의해 높은 출력 및 안정된 특성을 갖는 MR 헤드를 실현할 수 있다.

Claims (36)

  1. 강자성층과, 상기 강자성층의 자화 방향을 억제하도록 강자성층과 인접하여 제공되는 자화회전 억제층(pinning layer)을 포함하는 교환 결합막(exchange coupling film)에 있어서,
    상기 자화회전 억제층은 (AB)2Ox층을 포함하며,
    A 는 단일 원소이고, B 는 단일 원소이며,
    O는 산소 원자를 나타내고,
    2.8 < x < 3.2이고,
    t = (Ra + Ro)/(√2·(Rb + Ro)) (여기서, Ra, Rb, 및 Ro는 각각 원자 A, B, 및 O의 이온 반지름을 나타낸다)로 정의되는 값 t가 0.8 < t < 0.97을 만족시키는 교환 결합막.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 (AB)2Ox층은 반강자성층을 포함하는 교환 결합막.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 (AB)2Ox층의 원자 B는 전이 금속 원자를 포함하는 교환 결합막.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 (AB)2Ox층의 원자 B는 Fe 원자를 포함하는 교환 결합막.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 (AB)2Ox층의 원자 A는 희토류(rare earth) 원자를 포함하는 교환 결합막.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 (AB)2Ox층의 원자 A는 알칼리토류(alkaline-earth) 원자를 포함하는 교환 결합막.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 자화회전 억제층은 NiO 층과 상기 (AB)2Ox층의 층상 구조를 포함하는 교환 결합막.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 (AB)2Ox층은 강자성층과 인접하여 제공되는 교환 결합막.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 자화회전 억제층은 Fe-M-O층(여기서, M = Al, Ti, Co, Mn, Cr, Ni, 또는 V)과 상기 (AB)2Ox층의 층상 구조를 포함하는 교환 결합막.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 Fe-M-O층은 (Fe1-xMx)2O3층(여기서 M = Al, Ti, Co,Mn, Cr, Ni, 또는 V이고, 0.01 ≤ x ≤ 0.4)을 포함하는 교환 결합막.
  11. 기판과 다중층 막을 포함하는 자기저항 효과 디바이스(magnetoresistance effect device)에 있어서,
    상기 다중층 막은 적어도 2개의 강자성층들, 비자성층 및 상기 강자성층의 자화 방향을 억제하는 자화회전 억제층을 포함하고,
    상기 강자성층들은 그 사이에 삽입된 비자성층을 개재하여 침착되고,
    상기 강자성층들 중 적어도 하나는 상기 비자성층에 대해 상기 강자성층들 중 다른 하나의 반대측에서 상기 강자성층들 중 하나와 인접하여 제공되는 자화회전 억제층에 의해 그 자화 방향이 억제되는 고정층(pinned layer)이고,
    상기 강자성층들 중 적어도 하나는 자화 방향이 자유롭게 회전하도록 허용되는 자유층(free layer)이고,
    상기 고정층의 자화 방향과 상기 자유층의 자화 방향 사이의 각도 변화는 상기 디바이스의 전기 저항에 변화를 일으키고,
    상기 자화회전 억제층은 (AB)2Ox층을 포함하며,
    A 는 단일 원소 이고, B 는 단일 원소이며,
    O는 산소 원자를 나타내고,
    2.8 < x < 3.2이고,
    t = (Ra + Ro)/(√2·(Rb + Ro))
    (여기서 Ra, Rb, 및 Ro는 각각 원자 A, B, 및 O의 이온 반지름을 나타낸다)로 정의되는 값 t는 0.8 < t < 0.97을 만족시키는, 자기저항 효과 디바이스.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 자화회전 억제층은 NiO 층과 상기 (AB)2Ox층의 층상 구조를 포함하는, 자기저항 효과 디바이스.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 자화회전 억제층은 Fe-M-O 층(여기서 M = Al, Ti, Co, Mn, Cr, Ni, 또는 V)과 (AB)2Ox층의 층상 구조를 포함하는, 자기저항 효과 디바이스.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 (AB)2Ox층의 원자 B는 전이 금속 원자를 포함하는, 자기저항 효과 디바이스.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 (AB)2Ox층의 원자 A는 희토류 원자를 포함하는, 자기저항 효과 디바이스.
  16. 제 11 항에 있어서, 상기 (AB)2Ox층의 원자 A는 알칼리토류 원자를 포함하는 자기저항 효과 디바이스.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 (AB)2Ox층의 AB는 La1-yFey(0.4 < y < 0.6)을 포함하는, 자기저항 효과 디바이스.
  18. 제 11 항에 있어서,
    상기 자유층은 그 사이에 삽입된 비자성층을 개재하여 침착되는 둘 또는 그 이상의 자성막들을 포함하는, 자기저항 효과 디바이스.
  19. 제 11 항에 있어서,
    상기 고정층은 그 사이에 삽입된 비자성층을 개재하여 그 사이에서 반강자성 교환 결합을 갖는 2개의 자성층들을, 포함하는 자기저항 효과 디바이스.
  20. 제 11 항에 있어서,
    상기 다중층은 기판상에 순서대로 침착되는 제 1 자화회전 억제층, 제 1 고정층, 제 1 비자성층, 강자성 자유층, 제 2 비자성층, 제 2 고정층, 제 2 자화회전 억제층을 포함하고,
    상기 제 1 자화회전 억제층은 제 1 고정층의 자화 방향을 고정시키고,
    상기 제 2 자화회전 억제층은 제 2 고정층의 자화 방향을 고정시키고,
    상기 제 1 자화회전 억제층은 (AB)2Ox층을 포함하는, 자기저항 효과 디바이스.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 제 2 자화회전 억제층은 T-Mn(여기서 T = Ir, Pt, Pd, Rh, 또는 Ni)을 포함하는, 자기저항 효과 디바이스.
  22. 제 20 항에 있어서,
    상기 제 2 자화회전 억제층은 (AB)2Ox층을 포함하는, 것을 특징으로 하는 자기저항 효과 디바이스.
  23. 제 20 항에 있어서,
    상기 제 1 자화회전 억제층 또는 제 1 및 제 2 자화회전 억제층은 NiO층과 (AB)2Ox층의 층상 구조를 포함하는, 자기저항 효과 디바이스.
  24. 제 20 항에 있어서,
    상기 제 1 자화회전 억제층 또는 제 1 및 제 2 자화회전 억제층은 Fe-M-O층(여기서, M = Al, Ti, Co, Mn, Cr, Ni, 또는 V)과 (AB)2Ox층의 층상 구조를 포함하는, 자기저항 효과 디바이스.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 Fe-M-O층은 (Fe1-xMx)2O3층(여기서, M = Al, Ti, Co, Mn, Cr, Ni, 또는 V이고, 0.01 ≤ x ≤ 0.4)을 포함하는, 자기저항 효과 디바이스.
  26. 제 20 항에 있어서,
    상기 (AB)2Ox층의 원자 B는 Fe 원자를 포함하는, 자기저항 효과 디바이스.
  27. 제 20 항에 있어서,
    상기 (AB)2Ox층의 원자 A는 희토류 원자를 포함하는, 자기저항 효과 디바이스.
  28. 제 20 항에 있어서,
    상기 (AB)2Ox층의 원자 A는 알칼리토류 원자를 포함하는, 자기저항 효과 디바이스.
  29. 제 20 항에 있어서,
    상기 (AB)2Ox층의 AB는 La1-yFey(0.4 < y < 0.6)을 포함하는, 자기저항 효과 디바이스.
  30. 제 20 항에 있어서,
    상기 자유층은 그 사이에 삽입된 비자성층을 개재하여 침착되는 둘 또는 그 이상의 자성막들을 포함하는, 자기저항 효과 디바이스.
  31. 제 20 항에 있어서,
    상기 고정층은 그 사이에 삽입된 비자성층을 개재하여 그 사이에서 반강자성 교환 결합을 갖는 2개의 자성층들을 포함하는, 자기저항 효과 디바이스.
  32. 제 11 항에 따른 자기저항 효과 디바이스와,
    상기 자기저항 효과 디바이스와 차폐부를 서로 절연시키는 차폐 갭부(shield gap section)를 포함하는, 자기저항 효과 헤드(magnetoresistance effect head).
  33. 제 20 항에 따른 자기저항 효과 디바이스와,
    상기 자기저항 효과 디바이스와 차폐부를 서로 절연시키는 차폐 갭부를 포함하는, 자기저항 효과 헤드.
  34. 제 11 항에 따른 자기저항 효과 디바이스와,
    검출되는 자기장을 자기저항 효과 디바이스로 도입하는 요크부(yoke section)를 포함하는, 자기저항 효과 헤드.
  35. 제 20 항에 따른 자기저항 효과 디바이스와,
    검출되는 자기장을 자기저항 효과 디바이스로 유입하는 요크부를 포함하는, 자기저항 효과 헤드.
  36. 교환 결합막 제조 방법에 있어서,
    상기 교환 결합막은, 강자성층과, 상기 강자성층의 자화 방향을 억제하도록 상기 강자성층과 인접하여 제공되는 자화회전 억제층을 포함하며,
    상기 자화회전 억제층은 (AB)2Ox층을 포함하고,
    A 는 단일 원소이고, B 는 단일 원소이며, 여기에서,
    O는 산소 원자를 나타내고,
    2.8 < x < 3.2이고,
    t = (Ra + Ro)/(√2·(Rb + Ro)) (여기서, Ra, Rb, 및 Ro는 각각 원자 A, B, 및 O의 이온 반지름을 나타낸다)로 정의되는 값 t가 0.8 < t < 0.97을 만족시키며,
    상기 제조 방법은, 기판을 약 300℃ 또는 그 이상의 온도로 가열하는 단계와,
    약 2 mTorr 또는 그 이하의 압력에서 Ar 기체를 사용하는 스퍼터링(sputtering) 방법에 의해 교환 결합막을 침착시키는 단계를 포함하는, 교환 결합막 제조 방법.
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Families Citing this family (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6567246B1 (en) * 1999-03-02 2003-05-20 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Magnetoresistance effect element and method for producing the same, and magnetoresistance effect type head, magnetic recording apparatus, and magnetoresistance effect memory element
JP3807592B2 (ja) * 1999-06-24 2006-08-09 松下電器産業株式会社 記録再生ヘッドおよびそれを備えた記録再生装置
JP3817399B2 (ja) * 1999-12-24 2006-09-06 株式会社日立グローバルストレージテクノロジーズ 磁気抵抗センサー
JP2001237469A (ja) 2000-02-22 2001-08-31 Fujitsu Ltd 磁気センサ及びその製造方法
US6686071B2 (en) * 2000-06-06 2004-02-03 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Magnetic recording medium and magnetic recording apparatus using the same
US6661622B1 (en) * 2000-07-17 2003-12-09 International Business Machines Corporation Method to achieve low and stable ferromagnetic coupling field
US6853520B2 (en) * 2000-09-05 2005-02-08 Kabushiki Kaisha Toshiba Magnetoresistance effect element
JP3593320B2 (ja) * 2001-04-20 2004-11-24 アルプス電気株式会社 磁気検出素子及びその製造方法
US6775108B2 (en) 2001-11-02 2004-08-10 Seagate Technology Llc Magnetic head having a read element shield and substrate with matching coefficients of thermal expansion
EP1478936A1 (en) * 2002-02-25 2004-11-24 Fujitsu Limited Magnetoresistive spin-valve sensor and magnetic storage apparatus
JP2003263714A (ja) * 2002-03-06 2003-09-19 Fujitsu Ltd 磁気記録媒体及び磁気記憶装置
US6930864B2 (en) * 2002-03-22 2005-08-16 International Business Machines Corporation Methods and apparatus for defining the track width of a magnetic head having a flat sensor profile
JP3954615B2 (ja) * 2002-04-24 2007-08-08 松下電器産業株式会社 磁気抵抗素子
JP2003324225A (ja) * 2002-04-26 2003-11-14 Nec Corp 積層フェリ型磁性薄膜並びにそれを使用した磁気抵抗効果素子及び強磁性トンネル素子
JP4573736B2 (ja) * 2005-08-31 2010-11-04 三菱電機株式会社 磁界検出装置
US7645894B2 (en) * 2006-04-22 2010-01-12 Bernard Kanner Direct process for making cyclic dimethylsiloxane oligomers
JP2007299880A (ja) 2006-04-28 2007-11-15 Toshiba Corp 磁気抵抗効果素子，および磁気抵抗効果素子の製造方法
JP4388093B2 (ja) * 2007-03-27 2009-12-24 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド、磁気記録再生装置
US8780507B2 (en) * 2007-12-28 2014-07-15 HGST Netherlands B.V. Read transducer and magnetic storage system implementing same
JP5039007B2 (ja) * 2008-09-26 2012-10-03 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子の製造方法、磁気抵抗効果素子、磁気ヘッドアセンブリ及び磁気記録再生装置
JP5039006B2 (ja) 2008-09-26 2012-10-03 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子の製造方法、磁気抵抗効果素子、磁気ヘッドアセンブリ及び磁気記録再生装置
JP5032430B2 (ja) * 2008-09-26 2012-09-26 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子の製造方法、磁気抵抗効果素子、磁気ヘッドアセンブリ及び磁気記録再生装置
JP5032429B2 (ja) * 2008-09-26 2012-09-26 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子の製造方法、磁気抵抗効果素子、磁気ヘッドアセンブリ及び磁気記録再生装置
JP2012204432A (ja) * 2011-03-24 2012-10-22 Toshiba Corp 磁気ランダムアクセスメモリ及びその製造方法
US8829901B2 (en) * 2011-11-04 2014-09-09 Honeywell International Inc. Method of using a magnetoresistive sensor in second harmonic detection mode for sensing weak magnetic fields
US9007818B2 (en) 2012-03-22 2015-04-14 Micron Technology, Inc. Memory cells, semiconductor device structures, systems including such cells, and methods of fabrication
US8923038B2 (en) 2012-06-19 2014-12-30 Micron Technology, Inc. Memory cells, semiconductor device structures, memory systems, and methods of fabrication
US9054030B2 (en) 2012-06-19 2015-06-09 Micron Technology, Inc. Memory cells, semiconductor device structures, memory systems, and methods of fabrication
US9379315B2 (en) 2013-03-12 2016-06-28 Micron Technology, Inc. Memory cells, methods of fabrication, semiconductor device structures, and memory systems
US20160128390A1 (en) * 2013-06-24 2016-05-12 Kimree Hi-Tech Inc. Electronic cigarette heat-generating device and electronic cigarette
US9368714B2 (en) 2013-07-01 2016-06-14 Micron Technology, Inc. Memory cells, methods of operation and fabrication, semiconductor device structures, and memory systems
US9466787B2 (en) 2013-07-23 2016-10-11 Micron Technology, Inc. Memory cells, methods of fabrication, semiconductor device structures, memory systems, and electronic systems
US9461242B2 (en) 2013-09-13 2016-10-04 Micron Technology, Inc. Magnetic memory cells, methods of fabrication, semiconductor devices, memory systems, and electronic systems
US9608197B2 (en) 2013-09-18 2017-03-28 Micron Technology, Inc. Memory cells, methods of fabrication, and semiconductor devices
US10454024B2 (en) 2014-02-28 2019-10-22 Micron Technology, Inc. Memory cells, methods of fabrication, and memory devices
US9281466B2 (en) 2014-04-09 2016-03-08 Micron Technology, Inc. Memory cells, semiconductor structures, semiconductor devices, and methods of fabrication
US9269888B2 (en) 2014-04-18 2016-02-23 Micron Technology, Inc. Memory cells, methods of fabrication, and semiconductor devices
US9349945B2 (en) 2014-10-16 2016-05-24 Micron Technology, Inc. Memory cells, semiconductor devices, and methods of fabrication
US9768377B2 (en) 2014-12-02 2017-09-19 Micron Technology, Inc. Magnetic cell structures, and methods of fabrication
US10439131B2 (en) 2015-01-15 2019-10-08 Micron Technology, Inc. Methods of forming semiconductor devices including tunnel barrier materials
US11133459B2 (en) 2017-03-30 2021-09-28 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology Magnetic element, magnetic memory device, and magnetic sensor

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4310318A (en) * 1980-09-17 1982-01-12 Rivercross Learning Corp. Electronic game
JPS5987616A (ja) 1982-11-09 1984-05-21 Sharp Corp 薄膜磁気ヘツド
US5872923A (en) 1993-03-19 1999-02-16 Ncr Corporation Collaborative video conferencing system
DE4310318C2 (de) 1993-03-30 1998-12-03 Siemens Ag Verwendung eines Materials mit perowskitähnlicher Kristallstruktur und erhöhtem magnetoresistiven Effekt sowie Verfahren zur Herstellung des Materials
DE4425356C2 (de) 1993-09-29 1998-07-02 Siemens Ag Magnetoresistiver Sensor unter Verwendung eines Sensormaterials mit perowskitähnlicher Kristallstruktur
US6001430A (en) * 1994-09-08 1999-12-14 Nec Corporation Magnetoresistance effect film and production process thereof
US5538800A (en) * 1994-09-29 1996-07-23 At&T Corp. Magnetoresistive oxide material and articles comprising the material
JPH08279117A (ja) * 1995-04-03 1996-10-22 Alps Electric Co Ltd 巨大磁気抵抗効果材料膜およびその製造方法とそれを用いた磁気ヘッド
JP3593761B2 (ja) * 1995-10-26 2004-11-24 富士通株式会社 酸化物磁性体及びその製造方法
JP2856165B2 (ja) * 1996-08-12 1999-02-10 日本電気株式会社 磁気抵抗効果素子及びその製造方法
US6074767A (en) * 1998-03-12 2000-06-13 International Business Machines Corporation Spin valve magnetoresistive head with two sets of ferromagnetic/antiferromagnetic films having high blocking temperatures and fabrication method

Also Published As

Publication number Publication date
US20020006529A1 (en) 2002-01-17
CN1230744A (zh) 1999-10-06
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