JPH1032119A - 磁気抵抗効果膜 - Google Patents

磁気抵抗効果膜

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JPH1032119A
JPH1032119A JP8187589A JP18758996A JPH1032119A JP H1032119 A JPH1032119 A JP H1032119A JP 8187589 A JP8187589 A JP 8187589A JP 18758996 A JP18758996 A JP 18758996A JP H1032119 A JPH1032119 A JP H1032119A
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JP
Japan
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layer
ferromagnetic
laminated
film
nicoo
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JP8187589A
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English (en)
Inventor
Atsushi Maeda
篤志 前田
Koji Yamano
耕治 山野
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y25/00Nanomagnetism, e.g. magnetoimpedance, anisotropic magnetoresistance, giant magnetoresistance or tunneling magnetoresistance
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F10/00Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
    • H01F10/32Spin-exchange-coupled multilayers, e.g. nanostructured superlattices
    • H01F10/324Exchange coupling of magnetic film pairs via a very thin non-magnetic spacer, e.g. by exchange with conduction electrons of the spacer
    • H01F10/3268Exchange coupling of magnetic film pairs via a very thin non-magnetic spacer, e.g. by exchange with conduction electrons of the spacer the exchange coupling being asymmetric, e.g. by use of additional pinning, by using antiferromagnetic or ferromagnetic coupling interface, i.e. so-called spin-valve [SV] structure, e.g. NiFe/Cu/NiFe/FeMn

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 スピンバルブ構造を有する磁気抵抗効果膜に
おいて、従来より高いMR比を示す磁気抵抗効果膜を得
る。 【解決手段】 反強磁性層2,3、強磁性層4,5、非
磁性導電層6及び強磁性層7,8をこの順序で備える磁
気抵抗効果膜において、反強磁性層としてNiO層2と
NiCoO層3の積層膜であり、NiCoO層が強磁性
層側に設けられている積層膜を用いることを特徴として
いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気抵抗効果膜に
関するものであり、特にスピンバルブ構造を有する磁気
抵抗効果膜に関するものである。
【0002】
【従来の技術】磁気抵抗効果素子(MR素子)は、磁場
印加による磁気抵抗効果膜の電気抵抗の変化を検出する
ことにより、磁界強度及びその変化を測定するための素
子である。このような磁気抵抗効果素子を組み込んだ再
生ヘッド(MRヘッド)は、従来の誘導型ヘッドに比べ
磁気感度が高いので、ハード・ディスク装置の再生ヘッ
ドとして検討されている。このようなMRヘッドの感度
を高めることにより、ハード・ディスク装置の面記録密
度を向上させることが可能になる。従って、感度に対応
するMR比の高い磁気抵抗効果膜の開発が近年盛んに進
められている。
【0003】大きなMR比を示す素子として、巨大磁気
抵抗素子(GMR素子)が知られており、このようなG
MR素子の1つの構造として、反強磁性層/強磁性層/
非磁性導電層/強磁性層からなる積層構造を有するスピ
ンバルブ膜が知られている。このようなスピンバルブ膜
において、NiO/CoOの積層膜を反強磁性層として
用いた、NiO/CoO/Ni−Fe/Co/Cu/C
o/Ni−Feの積層膜がMR比約11%を示すことが
報告されている(日経エレクトロニクス1996年2月
12日号(No. 655)第16頁)。このスピンバルブ
膜は、従来反強磁性層として一般的に用いられていたF
e−Mnに代えて、NiOとCoOの積層膜を用いてい
るため、耐腐食性が向上し、また反強磁性層が酸化物層
であるので、より多くの電流を強磁性層/非磁性導電層
/強磁性層に流すことができ、感度を高めることができ
るとされている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、磁気記
録の分野においては、さらに高密度化が望まれており、
このような観点から、より高いMR比を示すMR素子の
開発が望まれている。
【0005】本発明の目的は、より高いMR比を示す磁
気抵抗効果膜を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明に従う第1の局面
の磁気抵抗効果膜は、反強磁性層、強磁性層、非磁性導
電層及び強磁性層をこの順序で備える磁気抵抗効果膜で
あり、反強磁性層がNiO層とNiCoO層の積層膜で
あり、NiCoO層が前記強磁性層側に設けられている
ことを特徴としている。
【0007】NiO層の膜厚としては、一般に20〜6
0nm程度であり、NiCoO層の膜厚としては、0.
5〜2nm程度である。本発明に従う第2の局面の磁気
抵抗効果膜は、反強磁性層、強磁性層、非磁性導電層及
び強磁性層をこの順序で備える磁気抵抗効果膜であり、
反強磁性層がNiCoO層であることを特徴としてい
る。
【0008】NiCoO層の膜厚としては、一般に20
〜60nm程度である。本発明において用いられる強磁
性層は、キュリー温度が素子使用温度を超えた温度であ
る強磁性体から形成された層であれば特に限定されるも
のではない。具体的には、NiFe層とCo層の積層膜
や、NiFe層、Co層、これらの合金等からなる強磁
性層などが挙げられる。強磁性層の膜厚は、一般に、1
〜10nm程度である。
【0009】本発明において用いられる非磁性導電層と
しては、少なくとも室温において非磁性であり、導電性
に優れたものであれば特に限定されるものではなく、例
えばCu層、Ag層などが用いられる。非磁性導電層の
厚みとしては、一般的には、1〜5nm程度である。
【0010】本発明の磁気抵抗効果膜は、一般に基板上
に形成されるが、基板の材質は非磁性であれば特に限定
されるものではなく、例えば、Si、TiC、Al2
3 、ガラスなどの基板が用いられる。
【0011】
【発明の実施の形態】実施例1 図1に示すような、本発明の第1の局面に従う磁気抵抗
効果膜を作製した。図1を参照して、ガラス基板1の上
に、NiO層2、及びNiCoO層3が積層されてい
る。これらのNiO層2及びNiCoO層3により、反
強磁性層が構成されている。このような反強磁性層の上
に、NiFe層4、及びCo層5が積層されている。こ
れらのNiFe層4及びCo層5により強磁性層が構成
されている。このような強磁性層の上に、非磁性導電層
としてのCu層6が積層されている。Cu層6の上に、
強磁性層であるCo層7及びNiFe層8が積層されて
いる。
【0012】図2及び図3は、図1に示す実施例1の磁
気抵抗効果膜を製造する工程を示す断面図である。図2
(a)に示すように、ガラス基板1上にイオンビームス
パッタリング法により、Ni5050の組成のNiO層2
(膜厚50nm)を形成する。次に、図2(b)に示す
ように、NiO層2の上に、イオンビームスパッタリン
グ法により、(Ni0.5 Co0.5 5050の組成からな
るNiCoO層3(膜厚1nm)を積層する。次に、図
2(c)に示すように、NiCoO層3の上に、Ni80
Fe20の組成からなるNiFe層4(膜厚6nm)をイ
オンビームスパッタリング法により積層する。
【0013】次に、図3(d)〜(f)に示すように、
Co層5(膜厚0.3nm)、Cu層6(膜厚2.5n
m)、及びCo層7(膜厚0.3nm)をイオンビーム
スパッタリング法により順次積層する。
【0014】最後に、図1に示すように、Co層7の上
に、Ni80Fe20の組成のNiFe層8(膜厚6nm)
をイオンビームスパッタリング法により積層する。図4
は、以上のようにして得られた図1に示す本発明に従う
磁気抵抗効果膜の外部磁界の変化に対するMR比の変化
を示す図である。は、上記実施例1の磁気抵抗効果膜
のMR比の変化を示している。は、比較の磁気抵抗効
果膜のMR比の変化を示しており、反強磁性層としてN
iO層(膜厚50nm)/CoO層(膜厚1nm)の積
層膜を用い、その他の強磁性層、非磁性導電層及び強磁
性層の構造は実施例1と同じである磁気抵抗効果膜(比
較例1)のMR比の変化を示している。または、同じ
く比較の磁気抵抗効果膜のMR比の変化を示しており、
反強磁性層としてNiO層(膜厚50nm)のみを用
い、その他の強磁性層、非磁性導電層及び強磁性層の構
造は実施例1と同じである磁気抵抗効果膜(比較例2)
のMR比の変化を示している。
【0015】図4から明らかなように、本発明に従う実
施例1の磁気抵抗効果膜は最大のMR比として18%の
値を示しており、従来よりも高いMR比を示すことがわ
かる。
【0016】実施例2 本発明の第2の局面に従う磁気抵抗効果膜として、図5
に示すような構造を有する磁気抵抗効果膜を作製した。
図5に示すように、ガラス基板1上にNiCoO層3を
積層し、この上に順次NiFe層4、Co層5、Cu層
6、Co層7、及びNiFe層8をイオンビームスパッ
タリング法により形成し積層した。なお、各層の組成及
び膜厚は、図1に示す実施例1と同様である。
【0017】図6は、図5に示す実施例2の磁気抵抗効
果膜の外部磁界の変化に対するMR比の変化を示す図で
ある。は、実施例2のMR比の変化を示しており、
及びは、それぞれ図4に示す及びと同様である。
図6に示すように、本発明に従う実施例2の磁気抵抗効
果膜も、最大MR比として16%の値を示しており、従
来よりも高いMR比を示すことがわかる。
【0018】本発明に従う磁気抵抗効果膜が、従来より
高いMR比を示す詳細な理由については明らかでない
が、従来の磁気抵抗効果膜で反強磁性層に用いられてい
るCoOは、そのネール点が289K(約16℃)であ
り、これより高い室温で十分な反強磁性を示しにくいの
に対し、本発明において反強磁性層に用いているNiC
oOのネール点は378K(約105℃)であるため、
室温においても十分な反強磁性を示し、ネール点が50
7K(約234℃)であるNiOと同様に十分なピン止
め効果を発揮し、その結果として高いMR比を示すもの
と考えられる。
【0019】また、本発明の第1の局面では、NiOの
上に直接NiFeなどの強磁性層を積層する場合に比
べ、NiCoO層を介在させることにより、格子整合性
がよくなり、積層膜の結晶性が改善され、高いMR比が
得られるものと考えられる。
【0020】本発明の磁気抵抗効果膜は、上記実施例1
及び2の組成及び膜厚等に限定されるものではない。ま
た本発明における反強磁性層は、強磁性層に対しピン止
め効果を発揮し得る反強磁性を示す組成及び膜厚等であ
れば、上記実施例1及び2の組成及び膜厚等に限定され
るものではない。
【0021】
【発明の効果】本発明に従う磁気抵抗効果膜は、従来よ
り高いMR比を示すものであり、例えばMRヘッドに用
いることにより、ヘッドの再生出力を高めることがで
き、従来よりも高い記録密度を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の局面に従う実施例の磁気抵抗効
果膜を示す断面図。
【図2】図1に示す実施例を製造する工程を示す断面
図。
【図3】図1に示す実施例を製造する工程を示す断面
図。
【図4】図1に示す実施例の磁気抵抗効果膜の外部磁界
に対するMR比の変化を示す図。
【図5】本発明の第2の局面に従う実施例の磁気抵抗効
果膜を示す断面図。
【図6】図5に示す実施例の磁気抵抗効果膜の外部磁界
に対するMR比の変化を示す図。
【符号の説明】
1…ガラス基板 2…NiO層 3…NiCoO層 4,8…NiFe層 5,7…Co層 6…Cu層

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 反強磁性層、強磁性層、非磁性導電層及
    び強磁性層をこの順序で備える磁気抵抗効果膜におい
    て、 前記反強磁性層がNiO層とNiCoO層の積層膜であ
    り、NiCoO層が前記強磁性層側に設けられているこ
    とを特徴とする磁気抵抗効果膜。
  2. 【請求項2】 反強磁性層、強磁性層、非磁性導電層及
    び強磁性層をこの順序で備える磁気抵抗効果膜におい
    て、 前記反強磁性層がNiCoO層であることを特徴とする
    磁気抵抗効果膜。
  3. 【請求項3】 前記強磁性層がNiFe層とCo層の積
    層膜である請求項1または2に記載の磁気抵抗効果膜。
  4. 【請求項4】 前記非磁性導電層がCu層である請求項
    1〜3のいずれか1項に記載の磁気抵抗効果膜。
JP8187589A 1996-07-17 1996-07-17 磁気抵抗効果膜 Pending JPH1032119A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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