CN111052424A - 交换耦合膜以及使用该交换耦合膜的磁阻效应元件及磁检测装置 - Google Patents
交换耦合膜以及使用该交换耦合膜的磁阻效应元件及磁检测装置 Download PDFInfo
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Abstract
固定磁性层的磁化的方向反转的磁场(Hex)较大、高温条件下的稳定性高、并且强磁场耐性优的交换耦合膜(10)具备反强磁性层(2)及与强磁性层(2)接触的固定磁性层(3)，反强磁性层(2)具有X1Cr层(其中，X1是从由白金族元素及Ni构成的群中选择的一种或二种以上的元素)(2A)与X2Mn层(其中，X2是从由白金族元素及Ni构成的群中选择的一种或二种以上的元素，而且与X1可以相同，也可以不同)(2B)交替地层叠而成的三层以上的交替层叠构造。
Description
技术领域
本发明涉及交换耦合膜以及使用该交换耦合膜的磁阻效应元件及磁检测装置。
背景技术
具备反强磁性层和固定磁性层的交换耦合膜，被作为磁阻效应元件、磁检测装置使用。在专利文献1中，关于磁性记录用介质，记载了通过将作为强磁性层的Co合金与作为反强磁性层的各种合金组合能够构成交换耦合膜。作为反强磁性层，例示了CoMn、NiMn、PtMn、PtCr等的合金。
现有技术文献
专利文献
专利文献：日本特开2000－215431号公报
发明内容
发明要解决的课题
关于磁检测装置，在将磁效应元件向基板安装时，需要对焊料进行回流处理(熔融处理)，另外，磁检测装置有时被用在如引擎的周边那样的高温环境下。因此，磁检测装置中使用的交换耦合膜，为了能够在较宽的动态范围中检测磁场，优选的是，固定磁性层的磁化的方向反转的磁场(Hex)较大，且高温条件下的稳定性较高。
专利文献1是涉及作为磁性记录介质而使用的交换耦合膜的文献，所以关于使用了交换耦合膜的磁检测装置的高温条件下的稳定性，并未记载。
另外，最近，即使是被配置在大输出马达等强磁场产生源的附近并被施加强磁场的环境下，也要求固定磁性层的磁化的方向不易受影响，即要求强磁场耐性。
本发明的目的在于，提供固定磁性层的磁化的方向反转的磁场(Hex)较大、且高温条件下的稳定性较高、并且强磁场耐性优的交换耦合膜以及使用该交换耦合膜的磁阻效应元件及磁检测装置。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题而提供的本发明，作为一个形态，提供一种交换耦合膜，具备反强磁性层及与上述反强磁性层接触的固定磁性层，其特征在于，上述反强磁性层具有X1Cr层(其中，X1是从由白金族元素及Ni构成的群中选择的一种或二种以上的元素)与X2Mn层(其中，X2是从由白金族元素及Ni构成的群中选择的一种或二种以上的元素，而且与X1可以相同，也可以不同)交替地层叠而成的三层以上的交替层叠构造。
上述的交换耦合膜例如可以是，上述X1是Pt，上述X2是Pt或Ir。
图6是说明本发明的交换耦合膜的磁化曲线的磁滞回线的图。通常，软磁体的M－H曲线(磁化曲线)作出的磁滞回线是将H轴与M轴的交点(磁场H＝0A/m，磁化M＝0A/m)作为中心而对称的形状，但如图6所示那样，本发明的交换耦合膜的磁滞回线，由于对于具备与反强磁性层交换耦合的强磁性层的固定磁性层作用了交换耦合磁场Hex，因此成为根据交换耦合磁场Hex的大小而沿着H轴平移后的形状。交换耦合膜的固定磁性层，由于该交换耦合磁场Hex越大则即使被施加外部磁场、磁化的方向也不易反转，因此为良好的固定磁性层。
在通过沿着该H轴平移后的磁滞回线的中心(该中心的磁场强度相当于交换耦合磁场Hex。)与磁滞回线的H轴截距之差而定义的顽磁力Hc比Hex小的情况下，即使被施加外部磁场从而交换耦合膜的固定磁性层在沿着该外部磁场的方向上被磁化，如果外部磁场的施加结束，则通过比顽磁力Hc相对较强的Hex，能够使固定磁性层的磁化的方向对齐。即，在Hex与顽磁力Hc的关系为Hex＞Hc的情况下，交换耦合膜具有良好的强磁场耐性。
并且，在上述的Hex与顽磁力Hc的关系显著的情况下，如图6所示那样，残留磁化M0相对于饱和磁化Ms的比(M0/Ms)成为负的值。即，如果M0/Ms为负的值则交换耦合膜具有更良好的强磁场耐性，M0/Ms为负的值且其绝对值越大，则交换耦合膜具有越优秀的强磁场耐性。
本发明的交换耦合膜，实现了M0/Ms为负的值并且使其绝对值增大，因此，具有优秀的强磁场耐性。另外，本发明的交换耦合膜，使反强磁性层具有X1Cr层和X2Mn层交替地层叠了三层以上的交替层叠构造，因此特别地，高温环境下的Hex变大。因此，本发明的交换耦合膜在高温环境下具有优秀的强磁场耐性。
在上述的交换耦合膜中，上述反强磁性层也可以采用具有由X1Cr层和X2Mn层构成的单元被层叠了多个而成的单元层叠部的构成。在该情况下，优选的是，上述单元层叠部中的、上述X1Cr层及上述X2Mn层分别为相同的膜厚，上述X1Cr层的膜厚比上述X2Mn层的膜厚大。在该情况下，上述PtCr层的膜厚同上述PtMn层的膜厚与上述IrMn层的膜厚的总和之比优选为5：1～100：1。
本发明作为其他的一个形态，提供一种交换耦合膜，具备反强磁性层及与上述反强磁性层接触的固定磁性层，其特征在于，上述反强磁性层具备含有从由白金族元素及Ni构成的群中选择的一种或二种以上的元素X以及Mn及Cr的X(Cr－Mn)层，具有距上述强磁性层相对较近的第1区域、及与上述强磁性层相对较远的第2区域，上述第1区域中的Mn的含有量，比上述第2区域中的Mn的含有量高，上述第2区域的整个区域含有Mn。
在上述的交换耦合膜中，可以是，上述第1区域与上述强磁性层接触。上述的交换耦合膜的上述反强磁性层中的元素X的含有量优选为30at％以上。
在上述的交换耦合膜中，可以是，上述固定磁性层是第1磁性层和中间层和第2磁性层层叠而成的自钉扎构造。
本发明作为其他的一个形态，而提供一种磁阻效应元件，其特征在于，磁阻效应元件层叠有上述的交换耦合膜与自由磁性层。
本发明作为其他的一个形态，而提供一种磁检测装置，其特征在于，具备上述的磁阻效应元件。
上述的磁检测装置，可以是，在同一基板上具备多个上述的磁阻效应元件，多个上述磁阻效应元件中包括固定磁化方向不同的磁阻效应元件。
发明的效果
根据本发明，提供高温条件下的稳定性提高、并且强磁场耐性优的交换耦合膜。因此，如果使用层叠有本发明的交换耦合膜与自由磁性层而成的磁阻效应元件，则能够成为即使被置于高温环境下、强磁场环境下也稳定的磁检测装置。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式的交换耦合膜10的膜构成的说明图。
图2是表示本发明的第2实施方式的交换耦合膜15的膜构成的说明图。
图3是表示本发明的第3实施方式的交换耦合膜20的膜构成的说明图。
图4是本发明的实施方式的磁传感器30的电路框图。
图5是表示磁传感器30中使用的磁检测元件11的俯视图。
图6是本发明的交换耦合膜的磁化曲线的磁滞回线的说明图。
图7是表示实施例1及比较例1～2的温度与Hex的关系的图表。
图8是表示实施例1及比较例1～2的温度与标准Hex的关系的图表。
图9是表示参考例1～3的电阻率的图表。
图10是表示参考例1～3的相对于As depo(刚刚制膜后)的电阻率变动率的图表。
图11是表示参考例4～5的交换耦合膜的各温度下的Hex除以室温的Hex而得到的标准化Hex的图表。
图12是表示与实施例2－1至实施例2－8及比较例2－1至比较例2－3的交换耦合膜有关的残留磁化M0/饱和磁化Ms与交换耦合磁场Hex的关系的图表。
图13是表示与实施例2－1至实施例2－8及比较例2－1至比较例2－3的交换耦合膜有关的交换耦合磁场Hex/保持力Hc与交换耦合磁场Hex的关系的图表。
图14是实施例2－5的交换耦合膜的深度曲线。
图15是实施例2－5的层叠构造体的深度曲线。
图16中(a)是实施例2－1的层叠构造体的有关Mn的7种离子的检测强度的总和及有关Cr的7种离子的检测强度的总和的深度曲线，(b)是实施例2－1的层叠构造体的I－Mn/Cr的深度曲线。
图17中(a)是实施例2－1的交换耦合膜的有关Mn的7种离子的检测强度的总和及有关Cr的7种离子的检测强度的总和的深度曲线，(b)是实施例2－1的交换耦合膜的I－Mn/Cr的深度曲线。
图18中(a)是实施例2－5的层叠构造体(未退火处理)的有关Mn的7种离子的检测强度的总和及有关Cr的7种离子的检测强度的总和的深度曲线，(b)是实施例2－5的层叠构造体(未退火处理)的I－Mn/Cr的深度曲线。
图19中(a)是实施例2－5的交换耦合膜的有关Mn的7种离子的检测强度的总和及有关Cr的7种离子的检测强度的总和的深度曲线，(b)是实施例2－5的交换耦合膜的I－Mn/Cr的深度曲线。
图20是实施例3－1以及比较例3－1及比较例3－2的X射线衍射光谱。
图21中(a)是关于图20的将2θ为45度～50度的范围放大后的X射线衍射光谱，(b)是关于图20的2θ为102度～112度的范围放大后的X射线衍射光谱。
具体实施方式
＜第1实施方式＞
图1示出了使用了本发明的第1实施方式的交换耦合膜10的磁检测元件11的膜构成。
磁检测元件11从基板的表面起，以基底层1、反强磁性层2、固定磁性层3、非磁性材料层4、自由磁性层5及保护层6的顺序层叠并成膜而成。
反强磁性层2是X1Cr层2A与X2Mn层2B交替地层叠三层而得到的交替层叠构造(其中，X1及X2分别是从由白金族元素及Ni构成的群中选择的一种或二种以上的元素，X1与X2可以相同，也可以不同)。上述各层例如通过溅射工序、CVD工序而成膜。反强磁性层2与固定磁性层3是本发明的第1实施方式的交换耦合膜10。
磁检测元件11是利用了所谓的单自旋阀式的巨磁阻效应(GMR效应)的层叠元件，电阻以固定磁性层3的固定磁化的向量与自由磁性层5的根据外部磁场而变化的磁化的向量之间的相对关系而变化。
基底层1用NiFeCr合金(镍铁铬合金)、Cr或者Ta等形成。在本实施方式的交换耦合膜10中，为了提高固定磁性层3的磁化的方向反转的磁场(以下，也适当称为“Hex”)，NiFeCr合金是优选的。
图1中，作为X1Cr层2A与X2Mn层2B层叠三层以上而成的交替层叠构造的一个形态，示出了X1Cr层2A/X2Mn层2B/X1Cr层2A的三层构造、而且是X1Cr层2A与固定磁性层3接触的反强磁性层2。但是，也可以采用将X1Cr层2A与X2Mn层2B对调后的X2Mn层2B/X1Cr层2A/X2Mn层2B的三层构造。在为该三层构造的情况下，X2Mn层2B与固定磁性层3接触。关于将反强磁性层2设为4层以上的情况下的方式，在后面叙述。
为了提高Hex，X1Cr层2A与固定磁性层3接触的情况下，基底层1侧的X1Cr层2A的膜厚D1优选比与固定磁性层3接触的X1Cr层2A的膜厚D3大。另外，反强磁性层2的X1Cr层2A的膜厚D1优选比X2Mn层2B的膜厚D2大。膜厚D1与膜厚D2之比(D1：D2)更优选为5：1～100：1，进一步优选为10：1～50：1。膜厚D1与膜厚D3之比(D1：D3)更优选为5：1～100：1，进一步优选为10：1～50：1。
另外，在为X2Mn层2B与固定磁性层3接触的X2Mn层2B/X1Cr层2A/X2Mn层2B的三层构造的情况下，也可以将与固定磁性层3接触的X2Mn层2B与基底层1侧的X1Cr层2A设为相同的膜厚D2。
根据提高Hex的观点，X1Cr层2A的X1优选为Pt，X2Mn层2B的X2优选为Pt或Ir，更优选为Pt。在将X1Cr层2A设为PtCr层的情况下，优选为PtXCr100－X(X是45at％以上62at％以下)，更优选为X1 XCr100－X(X是50at％以上57at％以下)。根据同样的观点，X2Mn层2B优选为PtMn层。
在本实施方式中，对反强磁性层2进行退火处理并规范化，使在反强磁性层2与固定磁性层3间(界面)产生交换耦合。通过基于交换耦合的磁场(交换耦合磁场)，提高交换耦合膜10的Hex，并且提高强磁场耐性。根据使基于该规范化的交换耦合的产生稳定地实现的观点，反强磁性层2整体中的元素X1及元素X2的含有量的总和，优选为30at％以上，更优选为40at％以上，特别优选为45at％以上。
固定磁性层3用Fe(铁)、Co(钴)、CoFe合金(钴铁合金)或NiFe合金(镍铁合金)形成。CoFe合金及NiFe合金通过提高Fe的含有比例，从而提高顽磁力。固定磁性层3是有助于自旋阀式的巨磁阻效应的层，固定磁性层3的固定磁化方向P延伸的方向是磁检测元件11的灵敏度轴方向。
交换耦合膜10无论固定磁性层3中的Fe的含有比例如何，都可获得较高的Hex。这是由于具备上述的层叠构造的反强磁性层2与多种强磁性材料交换耦合。
根据磁致伸缩的观点有时交换耦合膜10产生设计上的制约。但是，交换耦合膜10的反强磁性层2与多种强磁性材料交换耦合，所以不依赖于作为固定磁性层3使用的合金的组分而获得较高的Hex。这样，交换耦合膜10能够使用多种金属、合金作为固定磁性层3，因此能够使用的材料的选择幅度宽，与以往相比在设计上的自由度较高这一点上是优秀的。
非磁性材料层4能够使用Cu(铜)、Ru(钌)等形成。
自由磁性层5，其材料及构造不被限定，但例如能够使用CoFe合金(钴铁合金)、NiFe合金(镍铁合金)等作为材料，能够形成为单层构造、层叠构造、层叠亚铁构造(日语：積層フェリ構造)等。
保护层6能够使用Ta(钽)等形成。
另外，在要成膜出交换耦合膜10的X1Cr层2A等合金层时，既可以同时供给形成合金的多种金属(在X1Cr层2A的情况下为X1及Cr)，也可以交替地供给形成合金的多种金属。作为前者的具体例，举出形成合金的多种金属的同时溅射，作为后者的具体例，举出不同种类的金属膜的交替层叠。存在形成合金的多种金属的同时供给与交替供给相比对于提高Hex而言是优选的情况。
＜第2实施方式＞
图2示出了对使用了本发明的第2实施方式的交换耦合膜15的磁检测元件(磁阻效应元件)16的膜构成进行表示的说明图。在本实施方式中，对于与图1所示的磁检测元件11功能相同的层附以相同的符号，并省略说明。
图2所示的第2实施方式的磁检测元件16与图1的磁检测元件11的差异点在于，反强磁性层2为4层以上，具有由X1Cr层2A与X2Mn层2B(参照图1)构成的单元被层叠多个而成的单元层叠部的点。在图2中，从由X1Cr层2A1与X2Mn层2B1构成的单元层叠部2U1、到由X1Cr层2An与X2Mn层2Bn构成的单元2Un为止，具有层叠了n层的单元层叠部2U1～2Un(n是2以上的整数)。
单元层叠部2U1～2Un中的、X1Cr层2A1，···X1Cr层2An分别是相同的膜厚D1，X2Mn层2B1，···X2Mn层2Bn也分别是相同的膜厚D2。通过层叠相同的构成的单元层叠部2U1～2Un，反强磁性层2的高温稳定性变好。
另外，图2的反强磁性层2由单元层叠部2U1～2Un与X1Cr层2A构成，X1Cr层2A与固定磁性层3接触，但也可以仅由单元层叠部2U1～2Un构成。仅由单元层叠部2U1～2Un构成的反强磁性层2，X2Mn层2Bn与固定磁性层3接触。
单元层叠部2U1～2Un的层叠数，能够根据反强磁性层2、膜厚D1及膜厚D2的大小而设定。例如，在膜厚D1为
膜厚D1为
的情况下，为了提高高温环境下的Hex，层叠数优选为3～15，更优选为5～12。
＜第3实施方式＞
图3示出了对使用了本发明的第3实施方式的交换耦合膜20的磁检测元件(磁阻效应元件)21的膜构成进行表示的说明图。在本实施方式中，对于与图1所示的磁检测元件11功能相同的层附以相同的符号，并省略说明。
图3所示的第3实施方式的磁检测元件21与图1的磁检测元件11的差异点在于，交换耦合膜20由自钉扎构造的固定磁性层3与反强磁性层2接合而构成的点、及非磁性材料层4和自由磁性层5与固定磁性层3相比在基底层1侧形成的点。
本实施方式的交换耦合膜20的反强磁性层2，是与交换耦合膜10(参照图1)相同的三层的交替层叠构造，但也可以是四层以上的交替层叠构造。例如，也可以代替三层的交替层叠构造，而采用由X1Cr层2A与X2Mn层2B构成的单元被层叠多个而成的交替层叠构造。
磁检测元件21也是利用了所谓的单自旋阀式的巨磁阻效应的层叠元件。电阻以固定磁性层3的第1磁性层3A的固定磁化的向量与自由磁性层5的根据外部磁场而变化的磁化的向量之间的相对关系而变化。
固定磁性层3为用第1磁性层3A及第2磁性层3C和位于这二层之间的非磁性中间层3B构成的自钉扎固定构造。第1磁性层3A的固定磁化方向P1与第2磁性层3C的固定磁化方向P，通过相互作用而成为反向平行。与非磁性材料层4相邻的第1磁性层3A的固定磁化方向P1是固定磁性层3的固定磁化方向。该固定磁化方向P1延伸的方向是磁检测元件11的灵敏度轴方向。
第1磁性层3A及第2磁性层3C用Fe(铁)、Co(钴)、CoFe合金(钴铁合金)或NiFe合金(镍铁合金)形成。CoFe合金及NiFe合金通过提高Fe的含有比例，从而提高顽磁力。与非磁性材料层4相邻的第1磁性层3A是有助于自旋阀式的巨磁阻效应的层。
非磁性中间层3B用Ru(钌)等形成。由Ru构成的非磁性中间层3B的膜厚优选是
或
能够作为本实施方式的自钉扎构造的固定磁性层3中的第1磁性层3A及第2磁性层3C而使用的材料的选择幅度较宽，所以交换耦合膜20与第1实施方式同样，与以往相比设计上的自由度高。
＜磁传感器的构成＞
图4中示出了组合了图1所示的磁检测元件11的磁传感器(磁检测装置)30。在图4中，将固定磁化方向P(参照图1)不同的磁检测元件11，分别标注11Xa、11Xb、11Ya、11Yb的不同的符号进行区别。磁传感器30中，磁检测元件11Xa、11Xb、11Ya、11Yb被设置于同一基板上。
图4所示的磁传感器30具有全桥电路32X及全桥电路32Y，在同一基板上具备多个磁检测元件11(参照图1)。全桥电路32X具备2个磁检测元件11Xa和2个磁检测元件11Xb，全桥电路32Y具备2个磁检测元件11Ya和2个磁检测元件11Yb。磁检测元件11Xa、11Xb、11Ya、11Yb都具备图1所示的磁检测元件11的交换耦合膜10的膜构造。在不将它们特别区别的情况下，以下适当记为磁检测元件11。
全桥电路32X与全桥电路32Y，为了使检测磁场方向不同，而为使用了图4中以箭头所示的固定磁化方向不同的磁检测元件11的电路，且检测磁场的机构相同。因此，以下，对使用全桥电路32X检测磁场的机构进行说明。
全桥电路32X是第1串联部32Xa与第2串联部32Xb并联地连接而构成的。第1串联部32Xa是磁检测元件11Xa与磁检测元件11Xb串联地连接而构成的，第2串联部32Xb是磁检测元件11Xb与磁检测元件11Xa串联地连接而构成的。
对构成第1串联部32Xa的磁检测元件11Xa与构成第2串联部32Xb的磁检测元件11Xb共用的电源端子33，赋予电源电压Vdd。构成第1串联部32Xa的磁检测元件11Xb与构成第2串联部32Xb的磁检测元件11Xa共用的接地端子34被设定为接地电位GND。
构成全桥电路32X的第1串联部32Xa的中点35Xa的输出电位(OutX1)与第2串联部32Xb的中点35Xb的输出电位(OutX2)的差动输出(OutX1)－(OutX2)作为X方向的检测输出(检测输出电压)VXs而被获得。
全桥电路32Y也与全桥电路32X同样地起作用，从而第1串联部32Ya的中点35Ya的输出电位(OutY1)与第2串联部32Yb的中点35Yb的输出电位(OutY2)的差动输出(OutY1)―(OutY2)，作为Y方向的检测输出(检测输出电压)VYs而被获得。
如图4中以箭头所示那样，构成全桥电路32X的磁检测元件11Xa及磁检测元件11Xb的灵敏度轴方向，与构成全桥电路32Y的磁检测元件11Ya及各磁检测元件11Yb的灵敏度轴方向互相正交。
图4所示的磁传感器30中，各个磁检测元件11的自由磁性层5的方向以模仿外部磁场H的方向的方式变化。此时，电阻值以固定磁性层3的固定磁化方向P与自由磁性层5的磁化方向之间的向量的关系而变化。
例如，若设为外部磁场H在图4所示的方向上起作用，则构成全桥电路32X的磁检测元件11Xa中灵敏度轴方向与外部磁场H的方向一致，因此电阻值变小，另一方面，磁检测元件11Xb中灵敏度轴方向与外部磁场H的方向相反因此电阻值变大。根据该电阻值的变化，检测输出电压VXs＝(OutX1)－(OutX2)成为极大。随着外部磁场H相对于纸面向右方向变化，检测输出电压VXs变低。并且，若外部磁场H相对于图4的纸面为上方向或下方向，则检测输出电压VXs为零。
另一方面，在全桥电路32Y中，外部磁场H如图4所示那样相对于纸面向左方向时，在全部的磁检测元件11中，自由磁性层5的磁化的方向相对于灵敏度轴方向(固定磁化方向P)正交，因此磁检测元件11Ya及磁检测元件11Xb的电阻值相同。因此，检测输出电压VYs是零。图4中外部磁场H相对于纸面向下方向起作用时，全桥电路32Y的检测输出电压VYs＝(OutY1)―(OutY2)成为极大，随着外部磁场H在相对于纸面的上方向上变化，检测输出电压VYs变低。
这样，外部磁场H的方向变化，则伴随于此全桥电路32X及全桥电路32Y的检测输出电压VXs及VYs也变动。因此，基于从全桥电路32X及全桥电路32Y获得的检测输出电压VXs及VYs，能够检测出检测对象的移动方向、移动量(相对位置)。
图4示出了构成为能够检测X方向及与X方向正交的Y方向的磁场的磁传感器30。但是，也可以采用仅具备仅对X方向或Y方向的磁场进行检测的全桥电路32X或全桥电路32Y的构成。
图5中示出了磁检测元件11Xa和磁检测元件11Xb的平面构造。图4和图5中，BXa－BXb方向是X方向。图5的(A)、(B)中以箭头示出了磁检测元件11Xa、11Xb的固定磁化方向P。磁检测元件11Xa与磁检测元件11Xb，固定磁化方向P是X方向，且互为反方向。
如图5所示，磁检测元件11Xa和磁检测元件11Xb具有条纹形状的元件部12。元件部12的长度方向朝向BYa－BYb方向。多条元件部12平行而配置，相邻的元件部12的图示右端部经由导电部13a而连接，相邻的元件部12的图示右端部经由导电部13b而连接。在元件部12的图示右端部和图示左端部，导电部13a、13b彼此交错地连接，元件部12连结为所谓的蜿蜒(日语：ミアンダ)形状。磁检测元件11Xa、11Xb的、图示右下部的导电部13a与连接端子14a一体化，图示左上部的导电部13b与连接端子14b一体化。
各元件部12是多个金属层(合金层)层叠而构成的。图1中示出了元件部12的层叠构造。另外，各元件部12也可以是图2或图3所示的层叠构造。
另外，在图4和图5所示的磁传感器30中，能够将磁检测元件11置换为图2或图3所示的第2或第3实施方式的磁检测元件16或磁检测元件21。
以上，对本实施方式进行了说明，但本发明并不限定于这些例子。针对前述的各实施方式，本领域技术人员适当地进行了构成要素的追加、删除、设计变更后的方式、将各实施方式所示的例子的特征适当组合后的方式等也是，只要具备本发明的主旨，就包含于本发明的范围。例如，反强磁性层2只要能够适当发挥其功能，也可以具有X1Cr层2A1及X2Mn层2B1以外的层。作为这样的具体例，举出反强磁性层2具有Mn层作为距固定磁性层3最近的层的情况。
实施例
(实施例1)
形成具备以下的构成的交换耦合膜，在温度350℃、磁场强度15kOe的条件下进行20小时退火处理，将固定磁性层3和反强磁性层2(参照图2)的磁化固定。在以下的实施例、比较例及参考例中()内的数值表示膜厚
基板/基底层1：NiFeCr(42)/非磁性材料层4〔Cu(40)/Ru(20)〕/固定磁性层3：Co90at％Fe10at％(100)/反强磁性层2：{X1Cr层2A：Pt51at％Cr49at％(6)/单元层叠部2U1～单元2U7：〔Pt48at％Mn52at％(6)/Pt51at％Cr49at％(34)的7层层叠〕}/保护层6：Ta(90)
(比较例1)
形成将实施例1的反强磁性层2变为Pt48at％Mn52at％(300)的交换耦合膜，在将实施例1的温度从350℃变更为温度290℃、磁场强度15kOe的条件下进行4小时退火处理，将固定磁性层与反强磁性层的磁化固定。
(比较例2)
形成将实施例1的反强磁性层2变为Pt51at％Cr49at％(300)的交换耦合膜，与实施例1同样，在温度350℃、磁场强度15kOe的条件下进行20小时退火处理，将固定磁性层与反强磁性层的磁化固定。
将关于实施例1及比较例1～2的交换耦合膜，测定温度与Hex及标准化Hex之间的关系而得到的结果示于表1。
表1
图7是表示表1所示的实施例及比较例的温度与Hex的关系的图表。图8是表示表1所示的实施例及比较例的温度和标准化Hex和温度的关系的图表。标准化Hex是将各温度下的Hex除以室温下的Hex而标准化得到的。
如图7所示，具有具备层叠构造的反强磁性层的实施例1的交换耦合膜，与具备由构成该层叠构造的两种反强磁性层分别构成的反强磁性层的比较例1及比较例2的交换耦合膜相比，在从室温到超过300℃的高温条件下具备较高的Hex，高温环境下的稳定性良好。
(参考例1)
在基板上作为反强磁性膜层而形成Pt48at％Mn52at％(520)，对于刚刚制膜后(Asdepo，热处理前)、以290℃进行4小时的热处理后、以350℃进行4小时的热处理后及以400℃进行4小时的热处理后的各样本，测定了电阻率(μΩ·cm)。
(参考例2)
在基板上作为反强磁性膜层而形成Pt51at％Cr49at％(490)，对于与参考例1同样的样本，测定了电阻率(μΩ·cm)。
(参考例3)
在基板上作为反强磁性膜层而形成将{Pt48at％Mn52at％(10)/Pt51at％Cr49at％(40)}层叠了10层后的层，对于与参考例1同样的样本，测定了电阻率(μΩ·cm)。
将参考例1～3的测定结果示于表2。
表2
图9及图10是将参考例1～3的测定结果汇总后的图表。如这些图表所示那样，层叠了{Pt48at％Mn52at％(10)/Pt51at％Cr49at％(40)}的单元层的参考例3的反强磁性层，与由使用了与该单元层的一方相同的材料的层构成的参考例1～2的反强磁性层相比，在高温下进行处理带来的电阻率的变化少。
(参考例4)
形成具备以下的构成的以下的交换耦合膜，在磁场强度1kOe、温度350℃的条件下进行20小时退火处理，将固定磁性层3和反强磁性层2的磁化固定。
基板/基底层1：NiFeCr(42)/非磁性材料层4：[Cu(40)/Ru(10)]/固定磁性层3：Co60at％Fe40at％(100)/反强磁性层2：Pt50at％Mn50at％(12)/Pt51at％Cr49at％(280)/保护层6：Ta(90)
(参考例5)
形成了将实施例5中的反强磁性层2的Pt50at％Mn50at％(12)/Pt51at％Cr49at％(280)变为Pt50at％Mn50at％(18)Pt51at％Cr49at％(280)/的交换耦合膜，与实施例5同样，在磁场强度1kOe、温度350℃的条件下进行20小时退火处理，将固定磁性层3和反强磁性层2的磁化固定。
对于参考例4～5的交换耦合膜，使用VSM(振动样品磁强计)，测定出交换耦合磁场Hex(单位：Oe)，并将其除以室温的Hex而得到的标准化Hex示于表3。
表3
图11是表示参考例4～5的交换耦合膜的各温度下的Hex除以室温的Hex而得到的标准化Hex的图表。如该图表所示，具有层叠了X1Cr层和X2Mn层而成的两层的层叠构造的反强磁性层的交换耦合膜也是，伴随温度的上升的Hex的减少比例小，高温环境下的稳定性良好。根据该结果也启示了，通过具有X1Cr层与X2Mn层的层叠构造的反强磁性层的层叠构造，高温环境下的Hex变高。
(实施例2－1)
形成具备以下的构成的层叠构造体，在温度350℃、磁场强度15kOe的条件下进行20小时退火处理，将固定磁性层3与反强磁性层2的磁化固定而获得交换耦合膜。
基板/基底层1：NiFeCr(40)/非磁性材料层4〔Cu(40)/Ru(10)〕/固定磁性层3：Co60at％Fe40at％(20)/反强磁性层2：单元层叠部2U1～单元2U7：〔Pt48at％Mn52at％(6)/Pt51at％Cr49at％(34)的7层层叠〕/保护层6：〔Ta(90)/Ru(20)〕
(实施例2－2)
形成了将实施例2－1的反强磁性层2变更为以下的构成后的层叠构造体。
X2Mn层2B：Pt48at％Mn52at％(8)/单元层叠部2U1～单元2U7：〔Pt48at％Mn52at％(6)/Pt51at％Cr49at％(34)的7层层叠〕
对所获得的层叠构造体，在温度350℃、磁场强度15kOe的条件下进行20小时退火处理，将固定磁性层3与反强磁性层2的磁化固定而获得交换耦合膜。
(实施例2－3)
形成了将实施例2－1的反强磁性层2变更为以下的构成后的层叠构造体。
Ir20at％Mn80at％(8)/单元层叠部2U1～单元2U7：〔Pt48at％Cr52at％(6)/Pt51at％Cr49at％(34)的7层层叠〕
对所获得的层叠构造体，在温度350℃、磁场强度15kOe的条件下进行20小时退火处理，将固定磁性层3与反强磁性层2的磁化固定而获得交换耦合膜。
(实施例2－4)
形成了将实施例2－1的反强磁性层2变更为以下的构成后的层叠构造体。
Ir20at％Mn80at％(8)/X2Mn层2B：Pt48at％Cr52at％(8)/单元层叠部2U1～单元2U7：〔Pt48at％Mn52at％(6)/Pt51at％Cr49at％(34)的7层层叠〕
对所获得的层叠构造体，在温度350℃、磁场强度15kOe的条件下进行20小时退火处理，将固定磁性层3与反强磁性层2的磁化固定而获得交换耦合膜。
(实施例2－5)
形成了将实施例2－1的反强磁性层2变更为以下的构成后的层叠构造体。
X2Cr层2B：Pt51at％Cr49at％(6)/单元层叠部2U1～单元2U7：〔Pt48at％Mn52at％(6)/Pt51at％Cr49at％(34)的7层层叠〕
对所获得的层叠构造体，在温度350℃、磁场强度15kOe的条件下进行20小时退火处理，将固定磁性层3与反强磁性层2的磁化固定而获得交换耦合膜。
(实施例2－6)
形成了将实施例2－1的反强磁性层2变更为以下的构成后的层叠构造体。
X2Mn层2B：Pt48at％Mn52at％(8)/X2Cr层2B：Pt51at％Cr49at％(6)/单元层叠部2U1～单元2U7：〔Pt48at％Mn52at％(6)/Pt51at％Cr49at％(34)的7层层叠〕
对所获得的层叠构造体，在温度350℃、磁场强度15kOe的条件下进行20小时退火处理，将固定磁性层3与反强磁性层2的磁化固定而获得交换耦合膜。
(实施例2－7)
形成了将实施例2－1的反强磁性层2变更为以下的构成后的层叠构造体。
Ir20at％Mn80at％(8)/X2Cr层2B：Pt51at％Cr49at％(6)/单元层叠部2U1～单元2U7：〔Pt48at％Mn52at％(6)/Pt51at％Cr49at％(34)的7层层叠〕
对所获得的层叠构造体，在温度350℃、磁场强度15kOe的条件下进行20小时退火处理，将固定磁性层3与反强磁性层2的磁化固定而获得交换耦合膜。
(实施例2－8)
形成了将实施例2－1的反强磁性层2变更为以下的构成后的层叠构造体。
Ir20at％Mn80at％(8)/X1Cr层2A：Pt48at％Cr52at％(8)/X2Cr层2B：Pt51at％Cr49at％(6)/单元层叠部2U1～单元2U7：〔Pt48at％Mn52at％(6)/Pt51at％Cr49at％(34)的7层层叠〕
对所获得的层叠构造体，在温度350℃、磁场强度15kOe的条件下进行20小时退火处理，将固定磁性层3与反强磁性层2的磁化固定而获得交换耦合膜。
(比较例2－1)
除了将实施例2－1的反强磁性层2设为Ir22at％Mn78at％(80)以外，与实施例2－1同样地，将固定磁性层与反强磁性层的磁化固定。
(比较例2－2)
除了将实施例2－1的反强磁性层2设为Pt50at％Mn50at％(300)以外，与实施例2－1同样地，将固定磁性层与反强磁性层的磁化固定而获得交换耦合膜。
(比较例2－3)
除了将实施例2－1的反强磁性层2设为Pt51at％Cr49at％(300)以外，与实施例2－1同样地，将固定磁性层与反强磁性层的磁化固定而获得交换耦合膜。
使用VSM(振动样品磁强计)，测定了实施例2－1到实施例2－8及比较例2－1到比较例2－3的交换耦合膜的磁化曲线，根据所获得的磁滞回线，求出交换耦合磁场Hex(单位：Oe)、顽磁力Hc(单位：Oe)、残留磁化M0相对于饱和磁化Ms的比(M0/Ms)及交换耦合磁场Hex相对于顽磁力Hc的比(Hex/Hc)。将结果示于表4。另外，基于表4的结果，将残留磁化M0/饱和磁化Ms与交换耦合磁场Hex的关系示于图12，将交换耦合磁场Hex/保持力Hc与交换耦合磁场Hex的关系示于图13。
表4
对于实施例2－5的交换耦合膜，从保护层6侧起一边进行氩溅射一边通过俄歇电子分光装置进行表面分析(测定面积：71μm×71μm)，由此获得深度方向上的Pt、Cr及Mn的含有量分布(深度曲线)。基于氩的溅射速度，通过SiO2换算而求出，为1.0nm/分。
图14是实施例2－5的交换耦合膜的深度曲线。为了确认固定磁性层3及非磁性材料层4的深度位置，关于Fe(固定磁性层3的构成元素之一)及Ta(构成保护层6的反强磁性层2侧的元素)，也包含于深度曲线。如图14所示那样，实施例2－5的交换耦合膜的深度曲线中，在深度35nm左右到深度55nm左右的范围中，识别出实质上不受固定磁性层3的影响及保护层6的影响的仅反映了反强磁性层2的组分的深度范围。作为该深度范围的平均值，测定了Pt、Cr及Mn的含有量。其结果如下。
Pt：65.5at％
Cr：28.5at％
Mn：4.2at％
根据该结果可确认：反强磁性层2的Pt的含有量为30at％以上。因此，认为反强磁性层2具有面心立方晶格(fcc)构造。
另外，基于上述的结果，求出Mn的含有量相对于Cr的含有量的比率(Mn/Cr比)的结果，为0.15。上述的深度范围是与由Pt48at％Mn52at％(6)/Pt51at％Cr49at％(34)构成的单元被层叠7层而成的单元层叠部对应的部分。对于由该Pt48at％Mn52at％(6)/Pt51at％Cr49at％(34)构成的单元，计算Pt、Cr及Mn的含有量时，如以下那样。
Pt：50.6at％
Cr：41.7at％
Mn：7.8at％
基于这些含有量的Mn/Cr比是0.19。若考虑退火处理中的各元素(Pt、Cr及Mn)的移动容易度的差异、及深度曲线的测定精度，则可以说测定到的Mn/Cr比大致接近形成层叠构造体时的设计值。
为了确认，关于赋予实施例2－5的层叠构造体(未进行退火处理的)，也同样地求出深度曲线。将其结果示于图15。如图15所示那样，通过一边进行氩溅射一边通过俄歇电子分光装置进行表面分析的方法而获得的深度曲线中，未获得在上述的单元被层叠了7层而成的单元层叠部、Mn的含有量、Cr的含有量与单元的反复而对应地变动的结果。即，确认了该深度曲线的分辨率未达到4nm。
因此，使用飞行时间型二次离子质量分析法(TOF－SIMS)，将Bi+离子作为一次离子而对100μm×100μm的区域照射并检测二次电子，使用O2 +离子作为铣削离子而获得深度曲线。平均铣削速率是约
/秒。
作为有关Mn的离子，检测到Mn+、MnO+等7种离子，作为有关Cr的离子，检测到Cr+、CrO+等8种离子。对于这些离子中的Cr+，检测感度过高，无法进行定量的评价。另外，对于Pt+，检测感度过低，无法进行定量的评价。因此，求出有关Mn的7种离子的检测强度的总和的深度曲线及有关Cr的7种离子的检测强度的总和的深度曲线，根据这些结果，将各深度的检测强度比(“有关Mn的7种离子的检测强度的总和”/“有关Cr的7种离子的检测强度的总和”)作为“I－Mn/Cr”，而求出该深度曲线。
对于实施例2－1的层叠构造体(未退火处理)及交换耦合膜以及实施例2－5的层叠构造体(未退火处理)及交换耦合膜，求出上述的深度曲线。图16(a)是实施例2－1的层叠构造体(未退火处理)的有关Mn的7种离子的检测强度的总和及有关Cr的7种离子的检测强度的总和的深度曲线。图16(b)是实施例2－1的层叠构造体(未退火处理)的I－Mn/Cr的深度曲线。图17(a)是实施例2－1的交换耦合膜的有关Mn的7种离子的检测强度的总和及有关Cr的7种离子的检测强度的总和的深度曲线。图17(b)是实施例2－1的交换耦合膜的I－Mn/Cr的深度曲线。图18(a)是实施例2－5的层叠构造体(未退火处理)的有关Mn的7种离子的检测强度的总和及有关Cr的7种离子的检测强度的总和的深度曲线。图18(b)是实施例2－5的层叠构造体(未退火处理)的I－Mn/Cr的深度曲线。图19(a)是实施例2－5的交换耦合膜的有关Mn的7种离子的检测强度的总和及有关Cr的7种离子的检测强度的总和的深度曲线。图19(b)是实施例2－5的交换耦合膜的I－Mn/Cr的深度曲线。
如图16(a)所示那样，通过使用TOF－SIMS，由此在深度曲线中，能够确认基于单元层叠部的构成(交替层叠构造)的、Mn强度的变动及Cr强度的变动。在基于这些结果的图16(b)所示的I－Mn/Cr的深度曲线中，确认了单元层叠部的各单元的层叠所对应的I－Mn/Cr的变动，并且确认了在距固定磁性层3近一侧存在与其他的区域相比Mn的含有量相对较高的区域。
该倾向关于通过退火处理规范化而获得的交换耦合膜也被观察到。如图17(a)所示那样，通过退火处理，在构成单元层叠部的各单元的内部及被层叠的多个单元间产生Mn及Cr的相互扩散，图16(a)中识别到的基于单元层叠部的构成(交替层叠构造)的、有关的离子的检测强度的变动及有关的离子的检测强度的变动未被识别到。因此，在I－Mn/Cr的深度曲线中未识别到规则的变动。
另一方面，明确确认了在距固定磁性层3近的区域存在与其他的区域相比Mn的含有量相对较高的区域。这样，确认了，实施例2－1的交换耦合膜具备的由(Cr－Mn)层(Pt(Cr－Mn)层)构成的反强磁性层2具有距固定磁性层3相对较近的第1区域R1和与固定磁性层3相对较远的第2区域R2、及第1区域R1中的Mn的含有量比第2区域R2中的Mn的含有量高。
如图18及图19所示那样，在实施例2－1的层叠构造体及交换耦合膜中被观察到的倾向，在实施例2－5的层叠构造体及交换耦合膜中也被确认到。即，在实施例2－5的层叠构造体中，确认了基于单元层叠部的构成(交替层叠构造)的Mn强度的变动及Cr强度的变动(图18(a))，并确认了基于单元层叠部的构成(交替层叠构造)的I－Mn/Cr的变动(图18(b))。在通过退火处理规范化的实施例2－5的交换耦合膜中，确认了在构成单元层叠部的各单元的内部及层叠的多个单元间产生Mn及Cr的相互扩散(图19(a))，并确认了反强磁性层2具有距固定磁性层3相对较近而且Mn的含有量相对较高的第1区域R1及与固定磁性层3相对较远而且Mn的含有量相对较低的第2区域R2(图19(b))。
根据图19(b)中以细的虚线表示的与实施例2－1的交换耦合膜的结果的对比可知那样，实施例2－5的交换耦合膜的第1区域R1中的I－Mn/Cr，比实施例2－1的交换耦合膜的第1区域R1中的I－Mn/Cr低。这被认为，反映了实施例2－5的交换耦合膜与实施例2－1的层叠构造体相对比，是由具有在距固定磁性层3最近的位置还设置有51PtCr(6)的构成的层叠构造体形成的。
另外，在本实施例中，通过具备由X1Cr层(PtCr层)与X2Mn层(MnCr层)构成的单元被层叠多个而成的单元层叠部的层叠构造体，形成了具备第1区域R1中的Mn的含有量相对较高的反强磁性层2的交换耦合膜，但不限于此。也可以通过在距固定磁性层3近一侧层叠由Mn构成的层或富Mn的合金层(例示Ir22at％Mn78at％层)，并使该层层叠由XCrMn构成的层而获得的层叠构造体，形成交换耦合膜。
(实施例3－1)
形成具备以下的构成的层叠构造体，在温度350℃、磁场强度15kOe的条件下进行20小时退火处理，将固定磁性层3与反强磁性层2的磁化固定而获得交换耦合膜。
基板/基底层1：〔Ta(30)/NiFeCr(42)〕/非磁性材料层4〔Cu(40)/Ru(10)〕/固定磁性层3：Co60at％Fe40at％(20)/反强磁性层2：{X2Cr层2B：Pt51at％Cr49at％(6)/单元层叠部2U1～单元2U7：〔Pt48at％Mn52at％(6)/Pt51at％Cr49at％(34)的7层层叠〕}/保护层6：Ta(100)
(比较例3－1)
形成具备以下的构成的层叠构造体，在温度350℃、磁场强度15kOe的条件下进行20小时退火处理，将固定磁性层3与反强磁性层2的磁化固定而获得交换耦合膜。
基板/基底层1：〔Ta(30)/NiFeCr(42)〕/非磁性材料层4〔Cu(40)/Ru(30)〕/固定磁性层3：Co90at％Fe10at％(40)/反强磁性层2：Pt50at％Mn50at％(300)/保护层6：Ta(50)
(比较例3－2)
形成将比较例3－1的反强磁性层2置换为Pt50at％Cr50at％(300)的层叠构造体，与比较例3－1同样地，在温度350℃、磁场强度15kOe的条件下进行20小时退火处理，将固定磁性层与反强磁性层的磁化固定而获得交换耦合膜。
关于通过上述的实施例3－1以及比较例3－1及比较例3－2作成的层叠构造体(未退火处理)及交换耦合膜，分别使用Co－Kα线，通过θ－2θ法，对2θ在20度到120度的范围中进行X射线解析。
将其结果示于图20。在任一个测定中都是，基于Si基板的2个X射线反射峰值(图20中以黑箭头示出的，2θ位于38度左右的峰值，及2θ位于83度左右的峰值)以外的峰值，在2θ为45度～55度的范围及2θ为105度～115度的范围中被识别到。它们中的、2θ在45度～50度的范围的峰值，是基于反强磁性层2的(111)面的X射线反射峰值，2θ在102度～112度的范围的峰值是基于反强磁性层2的(222)面的X射线反射峰值。另外，在图20中在49度到53度的范围中被识别到的峰值，是基于反强磁性层2以外的层、具体而言为NiFeCr层、Cu层、Ru层及CoFe层的X射线反射峰值。
图21的(a)是关于图20的2θ为45度～50度的范围被放大后的X射线衍射光谱，图21的(b)是关于图20的2θ为102度～112度的范围被放大后的X射线衍射光谱。将这些图所示的X射线反射峰值的极大值归纳成表5((111)面)及表6((222)面)。
表5
表6
如表5及表6所示那样，实施例3－1的交换耦合膜的面间隔，位于比较例3－1(PtCr)的交换耦合膜的面间隔与比较例3－2(PtMn)的交换耦合膜的面间隔之间。该倾向在未进行退火处理的层叠构造体(未退火)中也被识别到。根据这些结果，在实施例3－1的交换耦合膜中，强烈启示了成为Pt－(Mn，Cr)的3元合金的可能性。另外，在任一个交换耦合膜中都是，通过退火处理，从层叠构造体(未退火)，面间隔有变化。并且，实施例3－1和比较例3－1(PtMn)、比较例3－2(PtCr)的(111)面间隔有以下的关系。
{实施例3－1的(111)面间隔―PtCr的(111)面间隔}÷{PtMn(111)的面间隔－PtCr(111)的面间隔}＝0.17
即，在将PtMn的(111)面间隔与PtCr(111)的面间隔之差
设为100％的情况下，成为实施例3－1的(111)面间隔比PtMn的(111)面间隔窄83％，并比PtCr(111)面间隔宽17％的结果。若将该结果与通过俄歇电子分光法求出的Mn/Cr比0.19一起考察，则强烈启示了在实施例3－1的交换耦合膜中成为Pt－(Mn，Cr)的3元合金的可能性。
关于比较例3－1涉及的PtCr及比较例3－2涉及的PtMn，已知有由不规则fcc构造构成的块的X射线衍射光谱及由L10规则构造构成的块的X射线衍射光谱，根据这些光谱数据，如表7所示那样算出了(111)面的面间隔及(222)面的面间隔。将比较例3－1及比较例3－2的面间隔与这些公知的数据对比。其结果，表7所示那样，关于比较例3－1及比较例3－2中的任一个都是，未进行退火处理的层叠构造体(未退火)具有不规则fcc构造的可能性高，通过退火处理获得的交换耦合膜具有L10规则构造的可能性高。因此，关于实施例3－1也是，层叠构造体(未退火)被认为具有不规则fcc构造，交换耦合膜被认为具有L10规则构造。
表7
符号说明
1：基底层
2：反强磁性层
2A：X1Cr层
2B：X2Mn层
2U1～2Un：单元，单元层叠部
3：固定磁性层
3A：第1磁性层
3B：非磁性中间层
3C：第2磁性层
4：非磁性材料层
5：自由磁性层
6：保护层
10、15、20：交换耦合膜
11、11Xa、11Xb、11Ya、11Yb、16、21：磁检测元件
12：元件部
13a、13b：导电部
14a、14b：连接端子
21：磁检测元件(磁阻效应元件)
30：磁传感器(磁检测装置)
32X：全桥电路
32Xa、32Ya：第1串联部
32Xb、32Yb：第2串联部
32Y：全桥电路
33：电源端子
34：接地端子
35Xa、35Xb、35Ya、35Yb：中点
D1、D2、D3：膜厚
GND：接地电位
H：外部磁场
Hex：交换耦合磁场
M：磁化
P、P1、P2：固定磁化方向
VXs、VYs：检测输出电压
Vdd：电源电压
R1：第1区域
R2：第2区域。
Claims (12)
1.一种交换耦合膜，具备反强磁性层及与上述反强磁性层接触的固定磁性层，其特征在于，
上述反强磁性层具有由X1Cr层与X2Mn层交替地层叠而成的三层以上的交替层叠构造，其中，X1是从由白金族元素及Ni构成的群中选择的一种或二种以上的元素，X2是从由白金族元素及Ni构成的群中选择的一种或二种以上的元素，而且与X1可以相同，也可以不同。
2.如权利要求1所述的交换耦合膜，其中，
上述X1是Pt，
上述X2是Pt或Ir。
3.如权利要求1或2所述的交换耦合膜，其中，
上述反强磁性层具有层叠了多个由X1Cr层和X2Mn层构成的单元而成的单元层叠部。
4.如权利要求3所述的交换耦合膜，其中，
上述单元层叠部中的、上述X1Cr层及上述X2Mn层分别为相同的膜厚，
上述X1Cr层的膜厚比上述X2Mn层的膜厚大。
5.如权利要求4所述的交换耦合膜，其中，
上述上述X1Cr层的膜厚与上述X2Mn层的膜厚的比是5：1～100：1。
6.一种交换耦合膜，具备反强磁性层及与上述反强磁性层接触的固定磁性层，其特征在于，
上述反强磁性层具备含有从由白金族元素及Ni构成的群中选择的一种或二种以上的元素X以及Mn及Cr的X(Cr－Mn)层，
具有距上述强磁性层相对较近的第1区域、及与上述强磁性层相对较远的第2区域，
上述第1区域中的Mn的含有量，比上述第2区域中的Mn的含有量高，
上述第2区域的整个区域含有Mn。
7.如权利要求6所述的交换耦合膜，其中，
上述第1区域与上述强磁性层接触。
8.如权利要求6或7所述的交换耦合膜，其中，
上述反强磁性层中的元素X的含有量为30at％以上。
9.如权利要求1至8中任一项所述的交换耦合膜，其中，
上述固定磁性层是第1磁性层和中间层和第2磁性层层叠而成的自钉扎构造。
10.一种磁阻效应元件，其特征在于，
层叠有权利要求1至9中任一项所述的交换耦合膜及自由磁性层。
11.一种磁检测装置，其特征在于，具备：
权利要求10所述的磁阻效应元件。
12.如权利要求11所述的磁检测装置，其中，
在同一基板上具备多个上述磁阻效应元件，
多个上述磁阻效应元件中包括固定磁化方向不同的磁阻效应元件。
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| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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