DE3518864A1 - Magnetoresistives element - Google Patents

Magnetoresistives element

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DE3518864A1 DE19853518864 DE3518864A DE3518864A1 DE 3518864 A1 DE3518864 A1 DE 3518864A1 DE 19853518864 DE19853518864 DE 19853518864 DE 3518864 A DE3518864 A DE 3518864A DE 3518864 A1 DE3518864 A1 DE 3518864A1
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Description

Hitachi Ltd. O Δ Μ · «nee
6, Kanda Surugadai 4-chome * " M«*' 1985
Chiyoda-ku, Tokyo, Japan H 628 8 Al/se
Beschreibung
Magnetoresistives Element
Die vorliegende Erfindung betrifft ein magnetoresistives Element mit Widerstandsänderungseffekt im Magnetfeld und insbesondere ein magnetoresistives Element, welches gut ^Z für einen Meßfühler zum Erfassen eines Magnetfeldes und '* für einen Magnetkopf eingesetzt werden kann.
In einem konventionellen magnetoresistiven Element aus einer Ni-Fe Legierungsschicht (ein sogenanntes Permalloy) mit hoher Permeabilität unterliegen die magnetischen Eigenschaften einer Veränderung in Abhängigkeit von dem das Element bildenden Materialien und der bei Benützung des Elementes ausgeübten Belastung. Um eine Veränderung der magnetischen Eigenschaften zu verhindern, ist daher bisher eine Permalloyschicht mit einer Zusammensetzung benutzt worden, welche keine Magnetostriktion bzw. eine Magnetostriktion Null aufweist. Der Zusammensetzungsbereich, in welchem die Magnetostriktion der Permalloyschicht Null bleibt, ist jedoch sehr klein. Bei einer dünnen Schicht, welche insbesondere durch Verdampfen oder Zerstäuben gebildet wird, ist es sehr schwierig, die Zusammensetzung genau zu steuern. Darüber hinaus verändert sich die Magnetostriktion der Permalloyschicht erheblich
-*■ H
in Abhängigkeit von Art und Umfang von Verunreinigungselementen, welche in der Schicht enthalten sind. Demzufolge verändern sich die elektromagnetischen Eigenschaften des Elementes in Abhängigkeit von der Belastung.
Zum Stand der Technik werden die nachfolgenden Literaturstellen genannt:
1) A.V. pohm, CS. Cornstock und L. Perrey; IEEE Trans. Mag., MAG-20, Nr. 5, 863 (1984), und
2) J.A.C. van Ooyen, M.F. Druyvesteyn und L. Postma; J. Appl. Phys., 53(3), 2596 (1982).
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein magnetoresistives Element zu schaffen, bei welchem die Unzulänglichkeiten der bekannten Elemente eliminiert sind und welches eine sehr geringe Veränderung seiner elektromagnetischen Eigenschaften zeigt, selbst wenn eine Belastung auf das Element ausgeübt wird, oder ein magnetoresistives Element zu schaffen, welches eine stabile Magnetostriktion eines vorbestimmten Wertes zeigt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein magnetoresistives Element mit einem vorbestimmten unmagnetischen isolierenden Substrat und einem mehrschichtigen Film gelöst, welcher durch abwechselndes Laminieren einer metallischen Schicht mit Widerstandsänderungseffekt im Magnetfeld, die eine vorbestimmte Dicke und eine vorbestimmte positive Magnetostriktion aufweist, und einer metallischen Schicht mit Widerstandsänderungseffekt im Magnetfeld, die eine vorbestimmte Dicke und eine vorbestimmte negative Magnetostriktion aufweist, geformt ist.
Es ist möglich, ein magnetoresistives Element zu erhalten, welches eine sehr geringe Veränderung seiner elektromagnetischen Eigenschaften zeigt, wenn eine Belastung auf das
Element ausgeübt wird, indem die oben beschriebenen Methoden eingesetzt werden. Wenn die Schichten in dem mehrschichtigen Film gleiche Dicke aufweisen, wird ein Mehrschichtaufbau erhalten durch abwechselndes Laminieren einer gleichen Anzahl metallischer Schichten mit Widerstandsänderungseffekt im Magnetfeld, welche eine Magnetostriktion entgegengesetzten Vorzeichens und eine solche Zusammensetzung aufweisen, daß die Absolutwerte gleich oder um einen vorbestimmten Betrag verschieden sind. Wenn die Schichten in dem mehrschichtigen Film unterschiedliche Dicke haben, sind die Dicken der Schichten und die Anzahl der laminierten Schichten so abgestimmt, daß der Betrag der Magnetostriktion von Schichten mit Magnetostriktion verschiedenen Vorzeichens durch einen vorbestimmten positiven oder negativen Wert kompensiert wird.
Um ein magnetoresistives Element mit einer Magnetostriktion eines vorbestimmten Wertes, der sich von Null unterscheidet, zu erhalten, sollten die Dicken der Schichten, die Magnetostriktion und die Anzahl der laminierten Schichten derart kombiniert werden, daß sie nicht in den Bereich von Bedingungen fallen, welche den Wert der Magnetostriktion auf Null reduzieren. Diese Bedingungen können nach Wunsch experimentell im voraus für jeden Fall bestimmt werden.
Jede Schicht des mehrschichtigen Films sollte eine Dicke größer als 10 Ängström aufweisen. Die resultierende Dicke der Schichten, d.h. die Dicke des mehrschichtigen Films
sollte kleiner als 1000 Angström sein. Eine Schicht mit
einer Dicke kleiner als 10 Angström zeigt keine spontane Magnetisierung und ist daher nicht wünschenswert. Wie allgemein bekannt ist, zeigt der konventionelle Film mit Widerstandsänderungseffekt im Magnetfeld seine Wirkungen in ausreichendem Umfang nur dann, wenn seine Dicke nicht
größer als 1000 Angström ist. Ähnlich sollte gemäß der
vorliegenden Erfindung der mehrschichtige Film, welcher für das magnetoresistive Element benutzt wird, eine Dicke auf-
weisen, welche nicht größer als 1000 Angström ist. Wenn ein mehrschichtiger Film für Anwendungen benutzt wird, bei welchen der Widerstandsänderungseffekt nicht erwartet wird,
kann die Dicke des mehrschichtigen Films 1000 Angström übersteigen.
Jede der metallischen Schichten mit Widerstandsänderungseffekt im Magnetfeld, welche den mehrschichtigen Film bilden, sollte einen Absolutwert der Magnetostriktion aufweisen, welcher nicht größer als 15 χ 10 ist. Eine metallische Schicht mit Widerstandsänderungseffekt im Magnetfeld mit einem Absolutwert der Magnetostriktion, welcher größer als 15 χ 10 ist, erzeugt nämlich eine sehr kleine Ausgangsspannung, welche auf dem Widerstandsänderungseffekt im Magnetfeld beruht. Wenn die Magnetostriktion insbesondere kleiner als
matisch ab.
kleiner als -15 χ 10 ist, fällt die Ausgangsspannung dra-
Das Substrat kann aus irgendeinem Material wie z.B. Glas, SiO,,, Al„O,, MgO, Silicium oder einem Material bestehen, welches durch Laminieren von SiO- auf Silicium entsteht, vorausgesetzt, daß das Substrat unmagnetisch und elektrisch isolierend ist und dem Aufbringen einer metallischen Schicht mit Widerstandsänderungseffekt im Magnetfeld widerstehen kann.
Die metallischen Schichten mit Widerstandsänderungseffekt im Magnetfeld, welche den mehrschichtigen Film bilden, können miteinander verbunden werden durch ein Verfahren, mit dem ein Film gewünschter Dicke hergestellt werden kann, wie z.B. durch Verdampfen, Zerstäuben, Elektroplattieren oder Ionenstrahl-Zerstäuben.
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■*-
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung: Darin zeigen:
Fig. 1 eine Darstellung der Streuung der Magnetostriktion eines konventionellen Permalloyfilms,
Fig. 2 eine Darstellung der Eigenschaften des Wider-Standsänderungseffektes im Magnetfeld (Magnet
feld-Spannungseigenschaften) eines konventionellen aufgedampften Permalloyfilms mit der Belastung als Parameter,
Fig. 3 einen Querschnitt durch ein magnetoresistives
Element gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Fig. 4 eine Darstellung der Eigenschaften des Wider-Standsänderungseffektes im Magnetfeld (Magnetfeld-Spannungseigenschaften) eines magnetoresistiven Elementes gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit der Belastung als Parameter,
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Fig. 5 einen Querschnitt eines magnetoresistiven Elementes gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und
Fig. 6 einen Querschnitt eines magnetoresistiven Elementes gemäß einer noch weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Vergleichsbeispiel
Als Vergleichsbeispiel wurde ein konventioneller metallischer Einschichtfilm mit Widerstandsänderungseffekt im Magnetfeld hergestellt, um seine Eigenschaften zu prüfen.
In Fig. 1 sind Meßwerte der Magnetostriktion einer Vielzahl von Proben aus einem Ni - 19% Fe Legierungsfilm (Prozent ist hiernach immer Gew.-%) illustriert, der auf einem Glassubstrat, welches auf 2000C gehalten wird, bis zu
einer Dicke von 400 Angström durch eine Elektrostrahl-Verdampfungsmethode abgelagert ist und der eine Zusammensetzung mit einer Magnetostriktion Null aufweisen soll. Die Schichten bzw. Filme wurden kontinuierlich auf verschiedenen Substraten aus der gleichen Verdampfungsquelle und unter den gleichen Verdampfungsbedingungen gebildet. Die Dicke des aufgedampften Films wurde durch ein Filmdicke-Kontrollgerät gemessen, welches einen Quarzoszillator verwendete. Der Magnetostriktionsgrad wurde bestimmt aus der Beziehung zwischen der Veränderung in der Magnetfeld-Spannungskurve und der aufgebrachten Belastung, indem die Magnetfeld-Spannungskurve der Eigenschaften des Widerstandsänderungseffektes im Magnetfeld im magnetischen Wechselfeld gemessen wurde, während eine vorbestimmte Belastung auf die Probe aufgebracht wurde. Die Magnetostriktion wurde in der gleichen Weise in den später aufgeführten Arbeitsbeispielen gemessen.
Wie aus Fig. 1 hervorgeht, ergibt sich eine erhebliche Streuung der Magnetostriktion, selbst wenn der Film unter einheitlichen Bedingungen aufgedampft wird. Es ist sehr schwierig, zuverlässig einen Permalloyfilm (Ni-Fe Legierung) mit einer Magnetostriktion Null zu erzielen. Der Grund hierfür besteht darin, daß die Zusammensetzung des Permalloyfilms sich in Abhängigkeit von den empfindlichen Verdampfungsbedingungen wie z.B. Verdampfungsrate, Sub-
-r-3
strattemperatur und Vakuumsgrad in der Verdampfungskammer verändert- Der Grund hierfür besteht insbesondere z.B. aus zwei Faktoren:
1) Nickel und Eisen haben verschiedene Dampfdrücke; daher werden eine verschiedene Anzahl von Nickelatomen und Eisenatomen aus der Verdampfungsquelle in Abhängigkeit vom anfänglichen Verdampfungszustand und vom letzten Verdampfungszustand verdampft, und
2) die Art und Menge von Verunreinigungen in dem Film verändern sich in Abhängigkeit von den Verdampfungsbedingungen wie z.B. die Wirkung von Sauerstoff.
In Fig. 2 sind die Magnetfeld-Spannungseigenschaften einer
— 6 Probe mit einer Magnetostriktion von -2,2 χ 10 gezeigt, welche eine der konventionellen, in Fig. 1 gezeigten Permalloyfilmproben ist. In Fig. 2 stellt eine Kurve 1 Eigenschaften einer Probe dar, welche aus einem Glassubstrat besteht, auf das ein Permalloyfilm aufgedampft ist, und eine Kurve 2 stellt Eigenschaften einer Probe dar, welche aus einem Glassubstrat besteht, auf welches ein Permalloyfilm aufgedampft ist und eine Zugbelastung von ungefähr 500 kg/cm2 ausgeübt wird. Das Aufbringen der Belastung verursacht einen drastischen Abfall der Spannung. Dies rührt von der Magnetostriktion des Permalloyfilms her.
Die Ordinate und Abszisse in Fig. 2 stellen beliebige Einheiten dar.
Die Magnetfeld-Spannungseigenschaften werden gemessen, indem ein einheitliches magnetisches Wechselfeld auf einen rechtwinkligen metallischen Film mit Widerstandsänderungseffekt im Magnetfeld in Richtung der kurzen Achse aufgebracht wird, ein konstanter Strom durch den Film über Aluminiumleiter, welche an beiden Enden des Films mit Widerstandsänderungseffekt im Magnetfeld vorgesehen sind, in dessen Längsrichtung geschickt wird und indem die Widerstandsänderung des Films in Abhängigkeit vom Magnet-
feld als Veränderung der Klemmenspannung über den Aluminiumleitern gemessen wird. Die Magnetfeld-Spannungseigenschaften können daher als Ausgangsspannungseigenschaften des magnetoresistiven Elementes betrachtet werden. Die Belastung ist eine Zugbelastung, welche in Längsrichtung des Films mit Widerstandsänderungseffekt im Magnetfeld aufgebracht wird.
Das Meßverfahren der Magnetfeld-Spannungseigenschaften und das Verfahren des Aufbringens von Belastungen sind die gleichen bei den weiter unten beschriebenen Arbeitsbeispielen.
Beispiel 1
Das magneto-resistive Element weist, wie in Fig. 3 gezeigt ist, zwei Schichten auf, d.h. eine Ni - 21% Fe Schicht mit positiver Magnetostriktion (+3 χ 10 ) und eine Ni 17% Fe Schicht 13 mit negativer Magnetostriktion (-3 χ 10 ), die kontinuierlich auf ein Glassubstrat 11 jeweils bis zu
einer Dicke von 200 Angström aufgedampft sind. Aluminiumleiter, die als Klemmen für die Zufuhr von Strom dienen, sind in Fig. 3 nicht gezeigt. Die Aluminiumleiter sind ebenfalls bei den Ausführungsformen der Fig. 5 und 6 nicht dargestellt.
In Fig. 4 ist ein Diagramm der Magnetfeld-Spannungseigenschaften eines Films mit Widerstandsänderungseffekt im Magnetfeld dieser Ausführungsform gezeigt, welche in der gleichen Weise wie bei dem oben erwähnten Vergleichsbeispiel gemessen worden sind, wobei eine Kurve 3 (ausgezogene Linie) Eigenschaften einer Probe aus einem Glassubstrat, auf welcher die Penaelloyfilme aufgedampft sind, und eine Kurve 4 (gestrichelte Linie) Eigenschaften einer Probe aus einem Glassubstrat darstellt, auf welches die Permalloyfilme aufgedampft sind und auf welches eine Belastung ausgeübt wird, wobei die Ordinate und Abszisse beliebige Einheiten
darstellen. Die Belastung wurde in der gleichen Weise wie in dem oben erwähnten Vergleichsbeispiel aufgebracht. Wie ohne weiteres aus Fig. 4 hervorgeht, liegen die Kurve 3 und die Kurve 4 innerhalb eines Bereichs von Meßfehlern. Die Magnetfeld-Spannungseigenschaften werden durch das Aufbringen einer Belastung nicht verändert. Obwohl es nicht klar ist, warum die Magnetfeld-Spannungseigenschaften durch die Belastung nicht berührt werden, wird angenommen, daß dünne magnetische Filme mit verschiedenen magnetostriktiven Fi" genschaften, wenn sie in Berührung miteinander gebracht werden, eine elektromagnetische Wechselwirkung erzeugen, so daß die positive und negative Magnetostriktion sich gegeneinander auslöschen.
Bei dem magnetoresistiven Element dieser Ausführungsform verändert sich die Magnetostriktion um 0,2 χ 10 oder weniger, selbst wenn die Zusammensetzung des Films mit Widerstandsänderungseffekt im Magnetfeld um 1,5 Gew.-% verändert wird, was eine bemerkenswerte Verringerung in der Veränderung der Magnetostriktion darstellt, verglichen mit dem konventionellen Element.
Beispiel 2
In Fig. 5 ist ein Querschnitt eines magnetoresistiven Elementes aus einem Permalloyfilm mit einer Gesamtdicke von
400 Angström dargestellt, welcher durch kontinuierliches Aufdampfen einer Gesamtheit von 4 Schichten erhalten wird, nämlich zwei Ni - 21% Fe Schichten 22,24 und zwei Ni - 17% Fe Schichten 23,25, wobei jede Schicht eine Dicke von 100
Angström aufweist, auf ein Glassubstrat 21 in der gleichen Weise wie bei Beispiel 1. Selbst wenn eine Belastung ausgeübt wird, zeigte das magnetoresistive Element keine Veränderung in den Magnetfeld-Spannungseigenschaften, die in der gleichen Weise wie Beispiel 1 gemessen wurden. Selbst wenn die Filmzusammensetzung geändert wurde, war die Ver-
ORlGINAL INSPECTED
-Hr- AZ
änderung im Wert der Magnetostriktion die gleiche wie bei Beispiel 1. Es wurde außerdem gefunden, daß, wenn viele Filme mit Widerstandsänderungseffekt im Magnetfeld mit positiver und negativer Magnetostriktion von ungefähr dem gleichen Absolutwert laminiert wurden, die Effekte ähnlich zu denjenigen des Beispiels 1 waren.
Beispiel 3
Einen maximalen Widerstandsänderungseffekt im Magnetfeld zeigt eine Ni - Fe Legierung mit ungefähr 10% Fe, welche jedoch große Magnetostriktion zeigt und daher als magnetoresistives Element ungeeignet ist. Der Effekt der Magnetostriktion kann durch Laminieren einer Ni - 10% Fe Schicht mit negativer Magnetstriktion (ungefähr -15 χ 10 ) und einer Ni - 24% Fe Schicht mit einer positiven Magnetostriktion (ungefähr +7 χ 10 ) verringert werden. D.h. ein dreischichtiger Film aus Ni - 24% Fe Schichten 32,34 mit
einer Dicke von 150 Angström und einer Ni - 10% Fe Schicht
33 mit einer Dicke von 150 Angström, die zwischen den Schichten 32,34 eingefügt ist, welche auf einem Glassubstrat 31, wie in Fig. 6 gezeigt ist, laminiert sind, zeigte keine Veränderung in den Magnetfeld-Spannungseigenschaften, selbst wenn eine Belastung aufgebracht wurde. D.h., selbst wenn magnetische Filme mit verschiedenen Absolutwerten der Magnetostriktion laminiert werden, konnte die Wirkung der Magnetostriktion kompensiert werden durch Erhöhen der Gesamtdicke der magnetischen Filme mit geringen Absolutwerten.
Bei dieser Ausführungsform waren die Verdampfungsbedingungen und die Bedingungen zum Aufbringen einer Belastung die gleichen wie bei Beispiel 1.
Die Veränderung des Wertes der Magnetostriktion relativ zur Änderung der Filmzusammensetzung war klein wie bei den Beispielen 1 und 2.
Das Element dieser Ausführungsform zeigt einen Widerstandsänderungseffekt im Magnetfeld, der um ungefähr 10% kleiner ist als derjenige eines Elementes, das ausschließlich aus dem Ni - 10% Fe Film besteht, aber welcher ungefähr 20% größer ist als derjenige eines Elementes aus einem konventionellen Ni - 19% Fe Film. Das Element weist außerdem Vorteile wie oben beschrieben auf.
Beispiel 4
Effekte ähnlich denjenigen der Beispiele 1 und 2 zeigt auch ein mehrschichtiger Film aus unterschiedlichen magnetischen Materialien, d.h. z.B. aus einer Co - 55% Ni Legierungsschicht mit positiver Magnetostriktion (ungefähr +15 χ 10 ) und aus einer Ni - 10% Fe Legierungsschicht mit negativer Magnetostriktion (ungefähr -15 χ 10 ),
welche beide eine Dicke von 200 Angström aufweisen.
Bei diesem Beispiel waren der Aufbau, die Filmaufdampfungsbedingungen und das Meßverfahren der Eigenschaften die gleichen wie bei denjenigen der Beispiele 1 und 2, ausgenommen für die Filmzusammensetzung.
Beispiel 5
Beispiele 1 bis 4 haben den Kompensationseffekt unter Verwendung von positiver und negativer Magnetostriktion eingesetzt, um eine Magnetostriktion Null zu erzielen. Abhängig vom Zweck soll die Magnetostriktion jedoch positiv oder negativ sein. Eine positive oder negative Magnetostriktion kann man erhalten durch abwechselndes Laminieren eines metallischen Films mit Widerstandsänderungseffekt im Magnetfeld mit positiver Magnetostriktion und eines Films mit Widerstandsänderungseffekt im Magnetfeld mit negativer Magnetostriktion. Ein Zweischichtfilm aus einer Ni - 25 Fe Schicht mit einer Magnetostriktion von +8 χ 10 ,
welche in einer Dicke von 200 Angström auf einem Glassubstrat abgelagert ist, und einer Ni - 17% Fe Schicht mit einer Magnetostriktion von -3 χ 10 , welche in einer Dik-
ke von 200 Angström darauf abgelagert ist, zeigt eine Magne-
— 6
tostriktion von +2 χ 10 . Es ist auch möglich, einen zusammengesetzten Film herzustellen, der eine negative Magnetostriktion zeigt. In dem zusammengesetzten Film ist jedoch die Veränderung in der Magnetostriktion weniger empfindlich relativ zur Filmzusammensetzung aufgrund des Kompensationseffektes, der sich durch die Wechselwirkung unter den Schichten mit verschiedener Magnetostriktion ergibt. Die Magnetostriktion des zusammengesetzten Films wird daher nicht durch einfache Addition oder Subtraktion der Absolutwerte der Magnetostriktion der einzelnen Schichten bestimmt; d.h. es ist erforderlich, Schichten mit Magnetostriktionen zu verwenden, welche untereinander unterschiedlicher sind als dies durch einfache Berechnung hervorgeht. Magnetostriktion und Dicke jeder Schicht werden daher zweckmäßigerweise durch Experimente für jeden Fall bestimmt.
Das magnetoresistive Element dieses Beispiels zeigte die gewünschte Magnetostriktion, wie oben beschrieben, keine Veränderung in den Magnetfeld-Spannungseigenschaften, selbst wenn eine Belastung aufgebracht wurde, und eine Ver
— 6 änderung der Magnetostriktion von 0,2 χ 10 oder weniger bei einer Veränderung der Filmzusammensetzung von 1,5% wie in den Beispielen 1 bis 4, wobei diese Veränderung bemerkenswert kleiner ist als diejenige bei einem konventionellen Element.
Bei diesem Beispiel waren der Aufbau, die Filmverdampfungs bedingungen und das Meßverfahren der Eigenschaften die gleichen wie diejenigen bei Beispiel 1, ausgenommen für die Filmzusammensetzung.
Durch Laminieren magnetischer Schichten mit einer Magnetostriktion verschiedenen Vorzeichens in einem MehrSchichtaufbau, wie oben beschrieben, ist es möglich, den Wert der Magnetostriktion des zusammengesetzten Films in geeigneter Weise einzustellen. Durch entsprechende Synthese bzw. Zusammensetzung des Filmes kann die Veränderung der Magnetostriktion relativ zu der Veränderung der Filmzusammensetzung verringert werden. Bei einem konventionellen Permalloy-Einschichtfilm mit einer Zusammensetzung mit einer Magnetostriktion Null verändert sich die Magnetostriktion z.B. um 1 χ 10 relativ zu einer Veränderung von 0,5 Gew.-% in der Zusammensetzung. Mit einem Mehrschichtfilm durch Laminieren einer Permalloyschicht mit einer Magnetostriktion von +6 χ 10 und einer Permalloyschicht mit einer Magnetostriktion von -6 χ 10 entsprechend der vorliegenden Erfindung ist die Veränderung der Magnetostriktion der zusammengesetzten Schichten kleiner als 0,2 χ 10 relativ zu der Veränderung von 1,5 Gew.-% der Zusammensetzung. Ähnliche Ergebnisse sind in den oben erwähnten Beispielen erhalten worden. Durch Verwendung des Mehrschichtfilmes der vorliegenden Erfindung können die Toleranzgrenzen der Zusammensetzung erheblich um mehr als das lOfache im Vergleich zu den konventionellen Einschichtfilmen erhöht werden.
Im Vorhergehenden sind die Fälle beschrieben worden, in welchen die Erfindung an Ni-Fe und Ni-Co Legierungen angepaßt wurde. Zusätzlich zu solchen dünnen kristallinen Metallfilmen kann die vorliegende Erfindung auch eingesetzt werden zur Einstellung der Magnetostriktion von dünnen amorphen Metallfilmen wie z.B. aus einer Co-Nb Legierung, Co-Zr Legierung, Co-W Legierung oder dgl. Legierungen.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung können, wie oben erläutert worden ist, Veränderungen der elektromagnetischen Eigenschaften aufgrund der Magnetostriktion eines Films
mit Widerstandsänderungseffekt im Magnetfeld, welche stark von der Zusammensetzung des Films oder von im Film enthaltenen Verunreinigungen abhängig sind, erheblich verringert werden durch Laminieren magnetischer Filme, welche solche Zusammensetzungen aufweisen, welche e*ine Magnetostriktion unterschiedlichen Vorzeichens aufweisen. Ein magnetoresistives Element mit einem mehrschichtigen Film gemäß vorliegender Erfindung zeigt daher eine sehr geringe Veränderung in den Elementeigenschaften, selbst wenn eine Belastung auf das Element ausgeübt wird. Mit der vorliegenden Erfindung ist es daher möglich, einen magnetoresistiven Kopf zu schaffen, der stabile Eigenschaften zeigt bei der Verwendung für eine Vielzahl von magnetischen Aufzeichnungsgeräten .
— Leerseite —

Claims (10)

  1. BARDEHLE · PAGENBERG · DOST · ALTENöURG · FROHWiTTER
    & PARTNER
    RECHTSANWÄLTE PATENTANWÄLTE - EUROPEAN PATENT ATTORNEYS
    JOCHEN PAGENBERG dr jur ll μ harvard HEINZ BARDEHLE dipl-ing
    BERNHARD FROHWITTER dipl-ing WOLFGANG A. DOST dr,wpl-chem
    GÜNTER FRHR. v. GRAVENREUTH dipl-ing (fmj UDO W. ALTENBURG dipl-phys
    1 O D D 4 POSTFACH B60620 BOOO MÜNCHEN 86
    TELEFON (089) »803(51 TELEX 622 781 padd TELEFAX (089) QB97 63
    HYPOBANK MUC βB60130600 (BLZ 70020001) PGA MUC 38737-808(BLZ 70010080)
    BÜRO GALILEIPLATZ 1,800OMUNCHEN 8O
    2 h. Mai 1985
    DATUM
    H 6288 Al/sc
    Patentansprüche
    /l/. Magnetoresistives Element mit einem vorbestimmten unmagnetischen isolierenden Substrat und einem mehrschichtigen Film, welcher durch abwechselndes Laminieren einer metallischen Schicht (12) mit Widerstandsänderungseffekt im Magnetfeld, die eine vorbestimmte Dicke und eine vorbestimmte positive Magnetostriktion aufweist, und einer metallischen Schicht (13) mit Widerstandsänderungseffekt im Magnetfeld, die eine vorbestimmte Dicke und eine vorbestimmte negative Magnetostriktion aufweist, geformt ist.
  2. 2. Magnetoresistives Element gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die metallischen Schichten (12,13) mit Widerstandsänderungseffekt im Magnetfeld eine positive und negative Magnetostriktion mit einem Absolutwert nicht
    größer als 15 χ 10 aufweisen.
  3. 3. Magnetoresistives Element nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die metallischen Schichten (12, 13) mit Widerstandsänderungseffekt im Magnetfeld mit positiver und negativer Magnetostriktion jeweils eine Dicke von
    10 Angström oder größer aufweisen und daß der mehrschichtige
    Film (12,13) eine Dicke von 1000 Angström oder kleiner aufweist.
    -1
    5518864
    -2-
  4. 4. Magnetoresistives Element nach einem der Ansprüche bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetostriktion nahezu Null ist.
  5. 5. Magnetoresistives Element nach einem der Ansprüche bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der mehrschichtige Film (12,13) gebildet ist durch abwechselndes Laminieren einer gleichen Anzahl von metallischen Filmen mit Widerstandsänderungseffekt im Magnetfeld, welche gleiche Dicke und gleichen Absolutwert der Magnetostriktion, aber mit entgegengesetzten Vorzeichen aufweisen.
  6. 15
  7. 20
  8. 25
  9. 30
  10. 35
DE19853518864 1984-05-29 1985-05-24 Magnetoresistives element Granted DE3518864A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
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DE3518864A1 true DE3518864A1 (de) 1985-12-05
DE3518864C2 DE3518864C2 (de) 1989-12-14

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Application Number Title Priority Date Filing Date
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