DE69130351T2 - Verfahren zur Herstellung eines GMR Gegenstandes - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines GMR GegenstandesInfo
- Publication number
- DE69130351T2 DE69130351T2 DE69130351T DE69130351T DE69130351T2 DE 69130351 T2 DE69130351 T2 DE 69130351T2 DE 69130351 T DE69130351 T DE 69130351T DE 69130351 T DE69130351 T DE 69130351T DE 69130351 T2 DE69130351 T2 DE 69130351T2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- magnetic field
- layer
- layers
- multilayer
- artificial
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 19
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 4
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims description 146
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 48
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 claims description 39
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 9
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 7
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 6
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 2
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 135
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 28
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 17
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 15
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 229910003271 Ni-Fe Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000003302 ferromagnetic material Substances 0.000 description 8
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 7
- 238000001659 ion-beam spectroscopy Methods 0.000 description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000010408 film Substances 0.000 description 4
- 229910000889 permalloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910015136 FeMn Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 3
- 229910000808 amorphous metal alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000005290 antiferromagnetic effect Effects 0.000 description 3
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- -1 e.g. Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 2
- 230000005355 Hall effect Effects 0.000 description 1
- 229910017709 Ni Co Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003267 Ni-Co Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003262 Ni‐Co Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 230000005352 galvanomagnetic phenomena Effects 0.000 description 1
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 1
- 230000005298 paramagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 238000009738 saturating Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F10/00—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
- H01F10/32—Spin-exchange-coupled multilayers, e.g. nanostructured superlattices
- H01F10/324—Exchange coupling of magnetic film pairs via a very thin non-magnetic spacer, e.g. by exchange with conduction electrons of the spacer
- H01F10/3268—Exchange 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
- H01F10/3281—Exchange 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 only by use of asymmetry of the magnetic film pair itself, i.e. so-called pseudospin valve [PSV] structure, e.g. NiFe/Cu/Co
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y25/00—Nanomagnetism, e.g. magnetoimpedance, anisotropic magnetoresistance, giant magnetoresistance or tunneling magnetoresistance
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
- H01F41/14—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for applying magnetic films to substrates
- H01F41/30—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for applying magnetic films to substrates for applying nanostructures, e.g. by molecular beam epitaxy [MBE]
- H01F41/302—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for applying magnetic films to substrates for applying nanostructures, e.g. by molecular beam epitaxy [MBE] for applying spin-exchange-coupled multilayers, e.g. nanostructured superlattices
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N50/00—Galvanomagnetic devices
- H10N50/80—Constructional details
- H10N50/85—Materials of the active region
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
- G11B5/33—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
- G11B5/39—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
- G11B5/3903—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects using magnetic thin film layers or their effects, the films being part of integrated structures
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10S428/90—Magnetic feature
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10S428/922—Static electricity metal bleed-off metallic stock
- Y10S428/9265—Special properties
- Y10S428/928—Magnetic property
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/11—Magnetic recording head
- Y10T428/1107—Magnetoresistive
- Y10T428/1121—Multilayer
- Y10T428/1129—Super lattice [e.g., giant magneto resistance [GMR] or colossal magneto resistance [CMR], etc.]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
- Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
- Y10T428/12632—Four or more distinct components with alternate recurrence of each type component
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
- Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
- Y10T428/12771—Transition metal-base component
- Y10T428/12806—Refractory [Group IVB, VB, or VIB] metal-base component
- Y10T428/12819—Group VB metal-base component
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
- Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
- Y10T428/12771—Transition metal-base component
- Y10T428/12806—Refractory [Group IVB, VB, or VIB] metal-base component
- Y10T428/12826—Group VIB metal-base component
- Y10T428/12847—Cr-base component
- Y10T428/12854—Next to Co-, Fe-, or Ni-base component
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
- Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
- Y10T428/12771—Transition metal-base component
- Y10T428/12861—Group VIII or IB metal-base component
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
- Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
- Y10T428/12771—Transition metal-base component
- Y10T428/12861—Group VIII or IB metal-base component
- Y10T428/12889—Au-base component
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
- Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
- Y10T428/12771—Transition metal-base component
- Y10T428/12861—Group VIII or IB metal-base component
- Y10T428/12903—Cu-base component
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
- Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
- Y10T428/12771—Transition metal-base component
- Y10T428/12861—Group VIII or IB metal-base component
- Y10T428/12944—Ni-base component
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
- Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
- Y10T428/12771—Transition metal-base component
- Y10T428/12861—Group VIII or IB metal-base component
- Y10T428/12951—Fe-base component
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
- Y10T428/24942—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including components having same physical characteristic in differing degree
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/26—Web or sheet containing structurally defined element or component, the element or component having a specified physical dimension
- Y10T428/263—Coating layer not in excess of 5 mils thick or equivalent
- Y10T428/264—Up to 3 mils
- Y10T428/265—1 mil or less
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Thin Magnetic Films (AREA)
- Hall/Mr Elements (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Description
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer Magnetoresistanz- bzw. Magnetowiderstandsvorrichtung.
- Ein elektrischer spezifischer Widerstand ρ einer Substanz, der bei einer vorbestimmten Temperatur einen bestimmten Wert hat, ändert sich bei Anlegen eines externen Magnetfeldes. Dieses Phänomen wird "Magnetowiderstandseffekt" genannt, der in der gleichen Art und Weise wie ein Hall- Effekt einer von galvanomagnetischen Effekten ist.
- Dieser Magnetowiderstandseffekt wird für Magnetowiderstandselemente, wie z. B. einen Magnetowiderstandsfeldsensor oder einen Magnetowiderstandskopf (MR-Kopf), verwendet. Als den Magnetowiderstandseffekt zeigendes Material sind ein Halbleiter und ein ferromagnetisches Material bekannt.
- Da sich die physikalischen Eigenschaften des Halbleiters im allgemeinen in Abhängigkeit von der Temperatur in hohem Maße ändern, ist die obere Grenze von dessen Arbeitstemperatur auf etwa 100ºC beschränkt. Im Gegensatz dazu hat das ferromagnetische Material einen kleinen Temperaturkoeffizienten, und die obere Grenze von dessen Arbeitstemperatur ist im Prinzip ein Curie-Punkt, so daß das ferromagnetische Material im Vergleich zum Halbleiter bis zu einer viel höheren Temperatur verwendet werden kann. Da das ferromagnetische Material leicht in einen Dünnfilm geformt und miniaturisiert werden kann, kann ferner ein aus dem ferromagnetischen Material hergestelltes Magnetowiderstandselement ein Magnetfeld effektiv detektieren bzw. feststellen, selbst wenn ein Abstand zwischen magnetischen Störungen in der Größenordnung von nur um liegt.
- Der Magnetowiderstandseffekt des ferromagnetischen Materials, der beobachtet wird, wenn ein externes Magnetfeld relativ schwach ist, weist ein Merkmal auf, daß sich dessen spezifischer Widerstand entsprechend einem zwischen einer Magnetisierrichtung und einer Stromrichtung gebildeten Winkel ändert. Dieses Phänomen wird insbesondere anisotroper Magnetowiderstandseffekt genannt. Der spezifische Widerstand eines allgemeinen ferromagnetischen Materials nimmt ein Maximum an, wenn dessen Magnetisierrichtung parallel zu einer Stromrichtung (ρ//) ist, und ein Minimum, wenn beide senkrecht zueinander gekreuzt sind (ρ ). Als eine Größe zum Darstellen der Größe des anisotropen Magnetowiderstandseffekts wird ein Verhältnis Δρ/ρo verwendet, worin Δρ = ρ// - ρ gilt und ρo der spezifische Widerstand ist, wenn ein angelegtes Magnetfeld Null ist. Als Materialien mit großem Δρ/ρo bei Raumtemperatur sind Legierungen auf der Basis von Ni-Co oder Ni-Fe bekannt. Man beachte, daß deren Δρ/ρo nicht mehr als etwa 2,5 bis 65% beträgt.
- Es wurde kürzlich berichtet, daß ein großer Magnetowiderstandseffekt in einem künstlichen mehrlagigen Gebilde bzw. einer künstlichen Mehrfachschicht beobachtet wird, in der ferromagnetische Schichten und nichtmagnetische Schichten abwechselnd geschichtet sind und eine Magnetisierung benachbarter ferromagnetischer Schichten antiparallel eingerichtet ist (Phys. Rev. Lett. Bd. 61, S. 2472 (1988)). Zum Beispiel ist eine aus einem Fe(eine ferromagnetische Schicht)/Cr(eine nichtmagnetische Schicht)-System bestehende Mehrfachschicht bekannt. Bei der auf einem Glassubstrat gebildeten Fe/Cr- Mehrfachschicht weist die maximale relative Änderung des spezifischen Widerstands (ρs - ρo)/ρo, worin ρo der spezifische Widerstand ist, wenn ein angelegtes Magnetfeld Null ist, und ρs der spezifische Widerstand ist, wenn die Magnetisierung gesättigt ist, sehr große Werte von -8,4% bei Raumtemperatur und -26,4% bei 77 K auf (J. App. Mag. Soc. Bd. 14, S. 351 (1990)). In einer solchen Art von künstlicher Mehrfachschicht beträgt jedoch ein gesättigtes Magnetfeld, d. h. ein externes Magnetfeld, das erforderlich ist, um die relative Änderung des spezifischen Widerstands zu sättigen, 10 kOe oder mehr bei Raumtemperatur, was einen praktischen Bereich überschrei ten muß, der für einen Magnetowiderstandsfeldsensor oder einen MR-Kopf erforderlich ist.
- Ferner wird berichtet, daß andere künstliche Mehrfachschichten als das Fe/Cr-System, z. B. ein Ni-Fe/Cu/Co/Cu- System (J. Phys. Soc. Jap. 59 (1990) 3016) oder ein Ni- Fe/Cu/Ni-Fe/FeMn-System (35th Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials, 1990), ebenfalls einen großen Magnetowiderstandseffekt zeigen.
- Bei diesen künstlichen Mehrfachschichten wird der antiparallel ausgerichtete Magnetisierungszustand, der zu dem großen Magnetowiderstandseffekt führt, auf dem Wege eines Magnetisierprozesses infolge einer Differenz von Anisotropien zweier Arten ferromagnetischer Schichten realisiert, d. h. einer harten Schicht (einer Schicht mit einer großen magnetischen Anisotropie), wie z. B. Co oder FeMn/Ni-Fe, und einer weichen Schicht (einer Schicht mit einer kleinen magnetischen Anisotropie), wie z. B. Ni-Fe (Permalloy). Das Ni-Fe/Cu/Co/Cu- System zeigt jedoch eine große Hysterese im Magnetowiderstandseffekt bezüglich des Magnetfeldes. Daher ist es erforderlich, die Hysterese soweit wie möglich zu reduzieren. Andererseits zeigt das Ni-Fe/Cu/Ni-Fe/FeMn-System in einem schwachen Magnetfeld bis zu 15 Oe eine kleine Hysterese. Ferner ändert sich dessen relative Änderung des spezifischen Widerstands Δρ/ρo stufenartig bei Änderung eines externen Magnetfeldes ΔH, das im praktischen Gebrauch vorzuziehen ist. Im Hinblick auf verschiedene Anwendungen des Magnetowiderstandseffekts ist es jedoch eher vorzuziehen, die relative Änderung eines externen Magnetfeldes als vielmehr eine stufenartige Variation steuern zu können.
- Es kann hier besonders erwähnt werden, daß eine Vorrichtung, die ferromagnetische Schichten mit einer Dicke von 100 bis 400 nm aufweist, um einen anisotropen Magnetowiderstandseffekt auszunutzen, in FR-A-2 452 168 beschrieben ist.
- Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Magnetowiderstandsvorrichtung zum Messen von Änderungen im elektrischen Widerstand eines magnetischen Materials zu schaffen, die durch ein daran angelegtes externes Magnetfeld hervorgerufen werden.
- Ferner wird besonders erwähnt, daß der Magnetowiderstandseffekt einer magnetischen Doppelschicht aus Fe, die 5000 durch eine Schicht aus Cr getrennt ist, in der die Dicke des Fe-Films 12 nm beträgt, in dem Artikel "The American Physica Society, Physical Review B, Bd. 39, Nr. 7, Seiten 4828-4830, beschrieben ist.
- Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Magnetowiderstandsvorrichtung zum Messen von Änderungen im elektrischen Widerstand eines magnetischen Materials zu schaffen, die durch ein daran angelegtes externes Magnetfeld hervorgerufen werden.
- Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen einer Magnetowiderstandsvorrichtung geschaffen mit den Schritten:
- Bilden einer Mehrfachschicht aus ferromagnetischen und nichtmagnetischen geschichteten Lagen bzw. Laminatschichten auf einem Substrat derart, daß eine nichtmagnetische Schicht zwischen den ferromagnetischen Schichten eingefügt ist, wobei die Dicke der ferromagnetischen Schichten 0,5 bis 20 nm beträgt;
- Einführen einer uniaxialen magnetischen Anisotropie in die ferromagnetischen Schichten in einer vorbestimmten Richtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrfachschicht auf einem nicht-einkristallinen Substrat gebildet ist, und dadurch, daß
- die uniaxialen magnetischen Anisotropien in zwei, einer nichtmagnetischen Schicht benachbarten ferromagnetischen Schichten eingeführt werden, indem ein Magnetfeld entlang der Oberfläche der ferromagnetischen Schichten während deren Ausbildung angelegt wird oder indem ein Magnetfeld entlang der Oberfläche der ferromagnetischen Schichten während einer Wärmebehandlung nach Bildung der Mehrfachschicht angelegt wird.
- Diese Erfindung kann vollständiger aus der folgenden ausführlichen Beschreibung verstanden werden, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen vorgenommen wird, in denen:
- Fig. 1A eine Darstellung ist, die den Aufbau eines Ionenstrahl-Sputtergeräts zeigt, das in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird, Fig. 1B und 1C Draufsichten sind, die Anordnungen von Einrichtungen zum Anlegen eines Magnetfeldes am Umfang eines Substrats zeigen;
- Fig. 2 eine Schnittdarstellung ist, die die Anordnung einer künstlichen Mehrfachschicht eines Beispiels 1 zeigt;
- Fig. 3A die Magnetisierungskurve der künstlichen Mehrfachschicht eines Vergleichsbeispiels 1 zeigt, und Fig. 3B eine Magnetisierungskurve der künstlichen Mehrfachschicht des Beispiels 1 zeigt;
- Fig. 4A den Magnetowiderstandseffekt der künstlichen Mehrfachschicht des Vergleichsbeispiels 1 zeigt, und Fig. 4B den Magnetowiderstandseffekt der künstlichen Mehrfachschicht des Beispiels 1 zeigt;
- Fig. 5 eine Schnittdarstellung ist, die die Anordnung einer künstlichen Mehrfachschicht eines Beispiels 6 zeigt;
- Fig. 6 eine Schnittdarstellung ist, die den Magnetowiderstandseffekt der künstlichen Mehrfachschicht des Beispiels 6 zeigt;
- Fig. 7 eine Schnittdarstellung ist, die die Anordnung einer künstlichen Mehrfachschicht eines Beispiels 7 zeigt;
- Fig. 8A ein Diagramm ist, das den Fall zeigt, daß die Richtungen uniaxialer magnetischer Anisotropien, die in eine weiche Schicht und eine harte Schicht eingeführt sind, paral lel sind, und Fig. 8B ein Diagramm ist, das den Fall zeigt, daß die Richtungen uniaxialer magnetischer Anisotropien, die in die weiche Schicht und die harte Schicht eingeführt sind, senkrecht gekreuzt sind, bezüglich der künstlichen Mehrfachschicht des Beispiels 7;
- Fig. 9A den Magnetowiderstandseffekt der künstlichen stellt ist, und Fig. 9B den Magnetowiderstandseffekt der künstlichen Mehrfachschicht des Beispiels 7 zeigt, die in Fig. 8B dargestellt ist;
- Fig. 10 eine Schnittdarstellung ist, die die Anordnung der künstlichen Mehrfachschicht eines Beispiels 8 zeigt;
- Fig. 11 eine Darstellung ist, die den Aufbau eines HF- Magnetron-Sputtergeräts zeigt, das in einem Beispiel 9 verwendet wird;
- Fig. 12A das Röntgenbeugungsdiagramm der künstlichen Mehrfachschicht einer Probe A ist, und Fig. 12B das Röntgenbeugungsdiagramm der künstlichen Mehrfachschicht einer Probe B im Beispiel 9 ist; und
- Fig. 13A den Magnetowiderstandseffekt zeigt, wenn die Richtung des Magnetfeldes zu der des Stroms senkrecht gekreuzt ist, und Fig. 13B den Magnetowiderstandseffekt zeigt, wenn die Richtung des Magnetfeldes zu der des Stroms parallel ist, bezüglich der Probe A des Beispiels 9.
- In der vorliegenden Erfindung besteht eine ferromagnetische Schicht aus zumindest einem (Bestandteil), der aus einer Gruppe von Übergangsmetallen, wie z. B. Fe, Co, Ni, und deren Legierungen und Verbindungen ausgewählt ist. Das Wort "nichtmagnetisch" schließt paramagnetisch und antiferromagnetisch ein. Eine nichtmagnetische Schicht besteht aus zumindest einem (Bestandteil), der aus einer Gruppe von Übergangsmetallen, wie z. B. V, Cr, Cu, Au etc., und deren Legierungen und Verbindungen ausgewählt ist. Diese Schichten können kristallin oder amorph sein. Die Dicke der ferromagnetischen Schicht beträgt 0,5 bis 20 nm, die Dicke der nichtmagnetischen Schicht beträgt vorzugsweise 0,5 bis 20 nm, und die Dicke der gesamten Laminatschichten beträgt vorzugsweise 30 bis 500 nm.
- In der vorliegenden Erfindung schließt die künstliche Mehrfachschicht eine Mehrfachschicht ein, in der verschieden Arten von Schichten zusammenhängend geschichtet oder verschiedene Arten von Schichten, obgleich nicht zusammenhängend, aber unter der Steuerung der Dicke bei einer Genauigkeit von mehreren Angström bis 10 nm geschichtet sind.
- In der vorliegenden Erfindung wird in einer vorbestimmten Richtung entlang der Oberfläche der Mehrfachschicht eine uniaxiale magnetische Anisotropie in die ferromagnetischen Schichten eingeführt, die die künstliche Mehrfachschicht bilden. Zum Beispiel kann die uniaxiale magnetische Anisotropie zum Zeitpunkt einer Bildung der Mehrfachschicht durch Sputtern etc. durch Anlegen eines Magnetfeldes von 20 bis 500 Oe entlang der Oberfläche der Mehrfachschicht eingeführt werden. Die uniaxiale magnetische Anisotropie kann auch durch Wärmebehandeln der Mehrfachschicht im Magnetfeld eingeführt werden, nachdem die Mehrfachschicht gebildet ist.
- Die künstliche Mehrfachschicht der vorliegenden Erfindung wird auf einem willkürlichen Substrat, d. h. einem nichteinkristallinen Substrat, z. B. Glas, gebildet.
- In der künstlichen Mehrfachschicht gemäß der vorliegenden Erfindung nimmt der elektrische spezifische Widerstand der ferromagnetischen Schichten ein Maximum an, wenn Magnetisierungen von zwei benachbarten ferromagnetischen Schichten antiparallel zueinander ausgerichtet sind, und ein Minimum, wenn sie parallel zueinander ausgerichtet sind. Im Fall einer Fe/Cr-Mehrfachschicht wird der antiparallel ausgerichtete Magnetisierungszustand der ferromagnetischen Schichten allein schon durch eine antiparallele Kopplung der ferromagnetischen Schichten durch die antiferromagnetische Schicht (Cr) erhalten. In der künstlichen Mehrfachschicht, die einen Unterschied zwischen magnetischen Anisotropien zweier Arten von ferromagnetischen Schichten, d. h. einer harten und einer weichen Schicht, ausnutzt, tritt der antiparallel ausgerichtete Magnetisierungszustand der ferromagnetischen Schichten auf dem Wege eines Magnetisierprozesses ein. Der antiparallel ausgerichtete Zustand wird durch ein externes Magnetfeld in einen parallel ausgerichteten Zustand umgewandelt. Folglich wird der spezifische Widerstand der ferromagnetischen Schichtten geändert.
- In der auf einem nicht-einkristallinen Substrat, wie z. B. einem Glassubstrat, ohne Magnetfeld wie im Stand der Technik gebildeten künstlichen Mehrfachschicht weisen die ferromagnetischen Schichten eine Vorzugsachse einer Magnetisierung entlang deren Oberflächen infolge eines Entmagnetisierfeldes auf; dessen Richtung ist aber in der Ebene isotrop, so daß die Vorzugsachse in verschiedenen Richtungen vorliegt.
- Wenn eine uniaxiale magnetische Anisotropie in die künstliche Mehrfachschicht unter Ausnutzung einer antiferromagnetischen Kopplung zwischen den ferromagnetischen Schichten, wie z. B. das Fe/Cr-System, eingeführt wird, weist im Gegensatz dazu die Vorzugsachse einer Magnetisierung der ferromagnetischen Schichten in der Oberfläche der Schichten in eine Richtung. Wenn der spezifische Widerstand einer solchen künstlichen Mehrfachschicht mit Anlegen eines externen Magnetfeldes in dieser Richtung gemessen wird, wird daher ein gesättigtes Magnetfeld im Vergleich zu derjenigen reduziert, die ohne Magnetfeld gebildet wird und deren Vorzugsachse in der Ebene isotrop ist. Wenn ihr spezifischer Widerstand gemessen wird, wobei die uniaxiale magnetische Anisotropie unter einem bestimmten Winkel θ bezüglich der Richtung des externen Magnetfeldes gerichtet ist, wird der Gradient der relativen Änderungen des spezifischen Widerstands Δρ/ρo zur Änderung eines Magnetfeldes ΔH, d. h. (Δρ/ρo)/ΔH, mäßig bzw. schwach sein, obwohl das gesättigte Magnetfeld erhöht ist.
- Ein solch schwacher Gradient ist zweckmäßig, um die Größe des externen Magnetfeldes festzustellen.
- In dem Fall der sowohl eine weiche Schicht als auch eine harte Schicht nutzenden künstlichen Mehrfachschicht gibt es je nach Art und Weise eines Einführens einer uniaxialen magnetischen Anisotropie in beide Schichten zwei Kombinationen.
- In einem Verfahren werden uniaxiale magnetische Anisotropien in den gleichen Richtungen in sowohl die weichen als auch harten Schichten eingeführt. In diesem Fall ist ähnlich dem oben genannten, wenn deren spezifischer Widerstand bei Anlegen eines externen Magnetfeldes in der Richtung der uniaxialen magnetischen Anisotropie gemessen wird, ein gesättigtes Magnetfeld reduziert, und deren Hysterese kann verringert werden. Wenn deren spezifischer Widerstand gemessen wird, wo bei die uniaxiale magnetische Anisotropie unter einem bestimmen Winkel θ bezüglich der Richtung des externen Magnetfeldes gerichtet ist, wird der Gradient (Aρ/ρo)/ΔH schwach sein, was zweckmäßig ist, um die Größe des externen Magnetfeldes festzustellen.
- Im anderen Verfahren werden uniaxiale magnetische Anisotropien in den verschiedenen Richtungen in die weichen und harten Schichten eingeführt. Es ist vorzuziehen, einen zwischen den Richtungen in die beiden Schichten einzuführender uniaxialer magnetischer Anisotropien gebildeten Winkel auf 30º < θ < 90º einzustellen. Wenn deren spezifischer Widerstand gemessen wird, wobei insbesondere die uniaxiale magnetische Anisotropie der weichen Schicht unter einem bestimmten Winkel θ bezüglich der Richtung des externen Magnetfeldes gerichtet ist, kann der Gradient (Δρ/ρο)/ΔH gesteuert werden. Wenn er bei einer Einstellung von θ = 0º gemessen wird, kann eine stufenartige Änderung des Magnetowiderstands erhalten werden.
- In jedem der oben beschriebenen Fälle wird der Gradient (Δρ/ρo/ΔH am steilsten, wenn der zwischen der Richtung der eingeführten uniaxialen magnetischen Anisotropie und der Richtung des externen Magnetfeldes gebildete Winkel θ = 0º ist, und am schwächsten, wenn der Winkel θ = 90º ist. Um einen Gradienten zu erhalten, der zur Feststellung der Größe des externen Magnetfeldes zweckdienlich ist, ist es vorzuziehen, 30º < θ < 90º einzustellen.
- Es werden Beispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben. In den folgenden Beispielen sind: 1 Torr = 7,5 · 10&supmin;³ Pa, 1 Oe = 79,8 A/m.
- Fig. 1A zeigt ein in diesem Beispiel verwendetes Ionenstrahl-Sputtergerät. Eine Ausströmöffnung 2 einer Kammer 1 ist mit einer (nicht dargestellten> Vakuumpumpe verbunden, und der Druck in der Kammer 1 wird durch ein Druckmeßgerät 3 gemessen. Ein Substrathalter 4 ist in der Kammer 1 installiert, und ein Substrat 5 wird auf dem Substrathalter 4 gehalten. Eine Heizvorrichtung 6 ist im Substrathalter 4 vorgesehen, und nahe dem Substrathalter 4 läßt man Kühlwasser 7 strömen, um die Temperaturen des Substrathalters 4 und des Substrats 5 zu regulieren. Die Temperatur des Substrathalters 4 wird mit einem Thermoelement 8 gemessen. Nahe dem Substrat 5 ist eine Einrichtung 9 zum Anlegen eines Magnetfeldes vorgesehen, um ein Magnetfeld entlang der Oberfläche einer auf dem Substrat 5 zu bildenden Schicht anzulegen. Vor dem Substrat 5 ist eine Blende 10 vorgesehen. Ein Zielhalter 11 ist an einer dem Substrat 5 gegenüberliegenden Stelle drehbar vorgesehen, und auf der Oberfläche des Zielhalters 11 sind mehrere Ziele 12 angebracht. Der Zielhalter 11 wird durch Kühlwasser 13 gekühlt. Eine Ionenkanone 14 ist an einer den Zielen 12 gegenüberliegenden Stelle vorgesehen, und Ar-Gas 15 wird an die Ionenkanone 14 geliefert.
- Als die Einrichtung 9 zum Anlegen eines Magnetfeldes kann, wie in Fig. 1B dargestellt ist, ein Paar Permanentmagnete 16 vorgesehen sein, oder, wie in Fig. 1C dargestellt ist, können zwei Paar Helmholtz-Spulen 17a und 17b vorgesehen sein. Im Fall von Fig. 1C kann die Richtung des Magnetfeldes in zueinander senkrechten Richtungen geändert werden, je nachdem, welche der beiden Paare Helmholtz-Spulen 17a und 17b verwendet werden.
- Die künstliche Mehrfachschicht mit Schichten aus Fe/Cr wurde durch Verwenden eines in Fig. 1A gezeigten Ionenstrah Sputtergeräts hergestellt. Als das Substrat 5 wurde Quarzglas verwendet. Zwei Arten von Zielen 12 aus Fe und Cr waren auf dem Zielhalter 11 montiert. Die Kammer 1 wurde bis zu 2 · 10&supmin;&sup7; Torr entlüftet, und dann wurde in die Ionenkanone 14 Ar-Gas eingeführt, um den Druck auf 3 · 10&supmin;&sup4; Torr einzustellen. Ar wurde ionisiert und beschleunigt und dann mit der Energie von 500 eV zum Ziel 12 emittiert. Die Temperatur des Substrats wurde von Raumtemperatur bis 400ºC geändert. Zwei Arten von Zielen wurden zu jeder vorbestimmten Zeit gedreht, um auf dem Substrat 12 aus Quarzglas abwechselnd eine Fe-Schicht 102 und eine Cr-Schicht 103 zu schichten, wie in Fig. 2 gezeigt ist, wodurch eine künstliche Mehrfachschicht hergestellt wurde. Während dieses Prozesses wurde durch ein in Fig. 1B gezeigtes Paar Permanentmagnete 16 an die Schichten ein Magnetfeld von 100 Oe angelegt, um eine uniaxiale magnetische Anisotropie in einer vorbestimmten Richtung in der Oberfläche der Schichten einzuführen (Beispiel 1).
- Zum Vergleich wurde eine künstliche Mehrfachschicht ähnlich dem obigen Prozeß hergestellt, außer daß die Schichten magnetfeldfrei ohne Verwendung der Permanentmagnete hergestellt wurden (Vergleichsbeispiel 1).
- Die wie oben beschrieben erhaltenen künstlichen Mehrfachschichten werden durch (tFe/tcr)n ausgedrückt, wobei tFe (nm) die Dicke der Fe-Schicht, tcr(nm) die Dicke der Cr-Schicht und n die Zahl von Wiederholungen eines Paars aus der Fe-Schicht und der Cr-Schicht ist. In diesem Beispiel wurde die künstliche Mehrfachschicht mit (tFe/tCr)n = (2,7/1,3)&sub7; hergestellt.
- Fig. 3A und 3B zeigen Magnetisierungskurven der künstlichen Mehrfachschichten des Vergleichsbeispiels 1 bzw. des Beispiels 1. Fig. 3A und 3B entnimmt man, daß das gesättigte Magnetfeld in der ohne Magnetfeld hergestellten künstlichen Mehrfachschicht des Vergleichsbeispiels 1 2,5 kOe oder mehr beträgt, wohingegen es in der im Magnetfeld hergestellten künstlichen Mehrfachschicht des Beispiels 1 1,6 kOe beträgt. Da die uniaxiale magnetische Anisotropie in einer Richtung in der Oberfläche der Mehrfachschicht des Beispiels 1 eingeführt ist, ist somit deren gesättigtes Magnetfeld reduziert.
- Fig. 4A und 4B zeigen die Magnetowiderstandseffekte der künstlichen Mehrfachschichten des Vergleichsbeispiels 1 bzw des Beispiels 1. Zum Zeitpunkt der Messungen wurde die Richtung eines Stroms parallel zu der des externen Magnetfeldes eingestellt. Die in einem Magnetfeld gebildete künstliche Mehrfachschicht des Beispiels 1 wurde in der Art und Weise gemessen, daß die Richtung der uniaxialen magnetischen Anisotropie auf die des externen Magnetfeldes eingestellt wurde. Wie man Fig. 4A und 4B entnimmt, beträgt das externe Magnetfeld zum Sättigen der relativen Änderung des spezifischen Widerstands in der künstlichen Mehrfachschicht des Vergleichsbeispiels 1 etwa 3 kOe und in der künstlichen Mehrfachschicht des Beispiels 1 2 kOe oder weniger. Ähnlich den Ergebnissen der Fig. 3A und 3B ist deren gesättigtes Magnetfeld reduziert, weil die uniaxiale magnetische Anisotropie in einer Richtung in der Oberfläche der Mehrfachschicht im Beispiel 1 eingeführt ist.
- Selbst wenn Messungen ausgeführt wurden, indem die Richtung des Stroms senkrecht zu der des Magnetfeldes gekreuzt wurde, wurden Ergebnisse ähnlich denjenigen der Fig. 4A und 4B erhalten.
- Ähnlich dem Beispiel 1 wurden abwechselnd amorphe Legierungen, die in Tabelle 1 dargestellt sind, mit einer Dicke von 3 nm als ferromagnetische Schichten und Cu mit einer Dicke von 1 nm als nichtmagnetische Schichten auf einem Quarzglassubstrat geschichtet, und eine künstliche Mehrfachschicht mit einer Gesamtdicke von 50 nm wurde hergestellt.
- Die Ergebnisse des spezifischen Widerstands und einer relativen Änderung des spezifischen Widerstands der künstlichen Mehrfachschichten, die durch ein Vierpunktverfahren bei Raumtemperatur gemessen wurden, sind in Tabelle 1 dargestellt.
- Wie in Tabelle 1 dargestellt ist, beträgt der spezifisch Widerstand der künstlichen Mehrfachschicht unter Verwendung der amorphen Legierung einer Probe Nr. 5 130 uΩ-cm. Dieser Wert ist etwas größer als der der amorphen Legierung allein Deren relative Änderung des spezifischen Widerstands wurde im schwachen Magnetfeld (einige Hundert Oe) gesättigt, und die relative Änderung dieses Falls betrug etwa -10%. Diese relative Änderung wird in Form einer Variation im spezifischen Widerstand zu 13 uΩ-cm berechnet. Wenn die Mehrfachschicht als ein Magnetowiderstandselement verwendet wird, wird daher bei Änderung des spezifischen Widerstands eine große Ausgabe erhalten. Dies ist im praktischen Gebrauch des Magnetowiderstandselements vorteilhaft. Tabelle 1
- Ähnlich dem Beispiel 1 wurden abwechselnd die amorphe Legierung der Probe Nr. 4 in Tabelle 1 mit einer Dicke von 3 nm als ferromagnetische Schichten und Cr mit einer Dicke von 1 nm als nichtmagnetische Schichten anstelle des Cu von Beispiel 2 auf einem Quarzglassubstrat geschichtet, und eine künstliche Mehrfachschicht mit einer Gesamtdicke von 50 nm wurde hergestellt.
- Gemäß den Messungen der künstlichen Mehrfachschicht durch ein Vierpunktverfahren bei Raumtemperatur betrug deren spezifischer Widerstand 160 uΩ-cm, und die relative Änderung des spezifischen Widerstands betrug -7% bei dem gesättigten Magnetfeld von 300 Oe.
- Ähnlich dem Beispiel 1 wurden abwechselnd Legierungen auf Fe-Basis, die in Tabelle 2 dargestellt sind, mit einer Dicke von 2 nm als ferromagnetische Schichten und Cr mit einer Dicke von 1,2 nm als nichtmagnetische Schichten auf einem Quarzglassubstrat geschichtet, und eine künstliche Mehrfachschicht mit einer Gesamtdicke von 64 nm wurde hergestellt.
- Die Werte eines gesättigten Magnetfeldes der künstlichen Mehrfachschichten wurden gemessen, wobei ein externes Magnetfeld in der Richtung einer Vorzugsachse (θ = 0º) und der Richtung einer harten Achse (θ = 90º) angelegt wurde. Zum Vergleich wurde auch das gesättigte Magnetfeld der ohne Magnetfeld gebildeten künstlichen Mehrfachschicht gemessen. Diese Meßergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt.
- Wie man Tabelle 2 entnimmt, kann, wenn das externe Magnetfeld in der Richtung der Vorzugsachse (in Richtung einer uniaxialen magnetischen Anisotropie) der künstlichen Mehrfachschicht gemäß der vorliegenden Erfindung angelegt wird, das gesättigte Magnetfeld im Vergleich zur künstlichen Mehrfachschicht reduziert werden, die ohne Magnetfeld gebildet wurde und in der keine uniaxiale magnetische Anisotropie eingeführt ist. Wenn das externe Magnetfeld in der Richtung einer harten Achse (in einer Richtung senkrecht zur uniaxialen magnetischen Anisotropie) der künstlichen Mehrfachschicht gemäß der vorliegenden Erfindung angelegt wird, wird das gesättigte Magnetfeld erhöht. Aus diesen Ergebnissen versteht sich, daß die Größe des gesättigten Magnetfelds durch Ändern von θ zwischen 0º und 90º gesteuert werden kann. Tabelle 2
- Eine künstliche Fe/Cr-Mehrfachschicht mit (tpe/tCr) n = (2,5/1,3)&sub3;&sub0; wurde auf einem Quarzglassubstrat (bei Raumtemperatur) durch das dem von Beispiel 1 ähnliche Verfahren hergestellt, außer daß das Magnetfeld nicht angelegt ist. Das gesättigte Magnetfeld der künstlichen Mehrfachschicht betrug 2,7 kOe.
- Die künstliche Mehrfachschicht wurde dann bei 450ºC im Vakuum in einem Magnetfeld wärmebehandelt. Bezüglich der erhaltenen künstlichen Mehrfachschicht wurde das gesättigte Magnetfeld auf 2,2 kOe reduziert, wenn das externe Magnetfeld in der Richtung der Vorzugsachse angelegt wurde, wohingegen es auf 3,2 kOe erhöht wurde, wenn das externe Magnetfeld in der Richtung einer harten Achse angelegt wurde.
- Eine in Fig. 5 dargestellte künstliche Mehrfachschicht wurde durch Verwenden eines Ionenstrahl-Sputtergeräts von Fig. 1A hergestellt. Als Substrat wurde Quarzglas verwendet, und als Ziele wurden Co, Cu, Ni und Fe verwendet. Ein Paar Permanentmagnete 16 wurde nahe einem Substrathalter gegenüberliegend angeordnet, wie in Fig. 1B dargestellt ist, und eine Mehrfachschicht wurde in einem Magnetfeld von 100 Oe gebildet.
- Diese künstliche Mehrfachschicht hat einen Aufbau, in dem N Lagen von Laminatschichten wiederholt ausgebildet sind, die jeweils eine Co-Schicht 22 mit einer Dicke von 2,5 nm, eine Cu-Schicht 23 mit einer Dicke von 5 nm abwechselnd geschichtet 26, in der Ni-Schichten 24 mit einer Dicke von 2 nm und Fe- Schichten 25 mit einer Dicke von 2 nm abwechselnd geschichtet sind, und eine Cu-Schicht 23 mit einer Dicke von 5 nm aufweisen, die nacheinander zu schichten sind.
- Die künstliche Mehrfachschicht wird durch [(Ni/Fe)n/Cu/Co /Cu]N dargestellt. In dieser künstlichen Mehrfachschicht ist die (Ni/Fe)n-Schicht eine weiche Schicht, die Cu-Schicht eine nichtmagnetische Schicht und die Co-Schicht eine harte Schicht.
- Das Ergebnis, bei dem der Magnetowiderstandseffekt der künstlichen Mehrfachschicht in einer kleineren Schleife von ±10 Oe gemessen wird, in der die Richtung der uniaxialen magnetischen Anisotropie parallel zu der des externen Magnetfeldes ist, ist in Fig. 6 dargestellt. Fig. 6 entnimmt man, daß eine schwache Hysterese beobachtet wird, aber die relative Änderung des spezifischen Widerstands mit dem Magnetfeld stufenartig geändert.
- Eine in Fig. 7 dargestellte künstliche Mehrfachschicht wurde durch Verwenden eines Ionenstrahl-Sputtergeräts von Fig. 1A hergestellt. Als Substrat wurde Quarzglas verwendet, und als Ziele wurden Peramolly (Ni&sub8;&sub0;Fe&sub2;&sub0;), Cu, Co, eine Gd-Co- Verbindung und Ag verwendet. Während der Schichtbildung wurde eine Substrattemperatur auf 150 bis 400ºC eingestellt. Zwei Paar Helmholtz-Spulen 17a, 17b, die in Fig. 1C dargestellt sind, wurden nahe einem Substrathalter angeordnet, und die Mehrfachschicht wurde in einem Magnetfeld von 100 Oe gebildet.
- Diese künstliche Mehrfachschicht hat einen Aufbau, in dem eine Permalloy-(Ni&sub8;&sub0;Fe&sub2;&sub0;)-Schicht 32, eine Cu-Schicht 33, eine Co-Schicht 24, eine Gd-Co-Schicht 35 und eine Ag-Schicht 36 auf einem Quarzglassubstrat 21 nacheinander geschichtet sind.
- Diese künstliche Mehrfachschicht wird als Permalloy/ Cu/(Co/Gd-Co)/Ag dargestellt. In der künstlichen Mehrfachschicht ist die Permalloy-Schicht eine weiche Schicht, die Cu-Schicht eine nichtmagnetische Schicht, die Co-Schicht eine harte Schicht, hat die Gd-Co-Schicht eine Wirkung, um der Co- Schicht eine Austausch-Anisotropie aufzuprägen, und ist die Ag-Schicht eine Schutzschicht.
- Die uniaxiale magnetische Anisotropie wurde in zwei, in Fig. 8A und 8B dargestellte Kombinationen eingeführt, indem die Verwendung irgendeiner der Helmholtz-Spulen 17a und 17b ausgewählt wurde. In Fig. 8 ist die Richtung der uniaxialen magnetischen Anisotropie durch durchgezogene Pfeile bezeichnet. Das heißt, in Fig. 8A ist die Richtung der in die weiche Schicht eingeführten uniaxialen magnetischen Anisotropie parallel zu der der in die harte Schicht eingeführten uniaxialen magnetischen Anisotropie. Andererseits ist in Fig. 8B die Richtung der in die weiche Schicht eingeführten uniaxialen magnetischen Anisotropie senkrecht zu der der in die harte Schicht eingeführten uniaxialen magnetischen Anisotropie gekreuzt.
- Die Magnetowiderstandseffekte der künstlichen Mehrfachschichten, die wie oben beschrieben erhalten wurden, wurden in einer kleineren Schleife von +20 Oe gemessen. Zur Zeit der Messungen war die Richtung der in die harte Schicht eingeführten uniaxialen magnetischen Anisotropie parallel zu der des externen Magnetfeldes (bezeichnet durch einen gestrichelten Pfeil in Fig. 8). Daher beträgt der zwischen der Richtung der uniaxialen magnetischen Anisotropie der weichen Schicht und der Richtung des externen Magnetfeldes gebildete Winkel 0º oder 90º. Diese Ergebnisse sind in Fig. 9A bzw. 9B dargestellt.
- Wie aus Fig. 9A und 9B ersichtlich ist, ist der Gradient der relativen Änderung des spezifischen Widerstands bei Änderung des Magnetfeldes, d. h. (Δρ/ρo)/ΔH, im Fall θ = 0º am steilsten, um eine stufenartige Änderung zu zeigen, und im Fall θ = 90º am schwächsten. Diesen Ergebnissen entnimmt man daß der Gradient (Δρ/ρo)/ΔH durch Einstellen der Richtung der uniaxialen magnetischen Anisotropie der weichen Schicht auf einen willkürlichen Winkel θ zur Richtung des externen Magnetfeldes gesteuert werden kann.
- Eine in Fig. 10 dargestellte künstliche Mehrfachschicht wurde durch Verwenden eines Ionenstrahl-Sputtergeräts von Fig. 1A hergestellt. Als Substrat wurde Quarzglas verwendet, und als Ziele wurden Ni, Fe, Cu, Co, eine Gd-Co-Verbindung und Ag verwendet. Zwei Paar Helmholtz-Spulen 17a und 17b, die in Fig. 1C dargestellt sind, wurden nahe dem Substrathalter angeordnet, und in einem Magnetfeld von 100 Oe wurde eine Mehrfachschicht gebildet.
- Diese künstliche Mehrfachschicht hat einen Aufbau, in dem eine (Ni/Fe)n-Schicht 44, in der Ni-Schichten 42 und Fe- Schichten 43 abwechselnd geschichtet sind, eine Cu-Schicht 45, eine Co-Schicht 46, eine Gd-Co-Schicht 47 und Ag-Schicht 48 auf einem Quarzglassubstrat 21 nacheinander geschichtet sind.
- Diese künstliche Mehrfachschicht wird als (Ni/Fe)n/Cu/ (Co/Gd-Co)/Ag ausgedrückt. In dieser künstlichen Mehrfachschicht ist die (Ni/Fe)n-Schicht eine weiche Schicht, die Cu- Schicht eine nichtmagnetische Schicht, die Co-Schicht eine harte Schicht, hat die Gd-Co-Schicht eine Wirkung, um der Co- Schicht eine Austausch-Anisotropie aufzuprägen, und ist die Ag-Schicht ein Schutzfilm.
- Ähnlich dem Beispiel 7 wurde die uniaxiale magnetische Anisotropie in zwei Kombinationen, wie in Fig. 8A und 8B gezeigt ist, in die weichen und harten Schichten eingeführt, indem die Verwendung irgendeiner der Helmholtz-Spulen 17a und 17b ausgewählt wurde, und eine künstliche Mehrfachschicht wurde hergestellt.
- Die Magnetowiderstandseffekte der künstlichen Mehrfachschichten wurden in einer kleineren Schleife von ±20 Oe gemessen. Zur Zeit der Messungen wurde die Richtung des externen Magnetfeldes mit der der in die harte Schicht eingeführten uniaxialen magnetischen Anisotropie in Übereinstimmung gebracht. Sogar in diesem Fall wurden Ergebnisse ähnlich denjenigen des Beispiels 7 (in Fig. 9A und 9B) erhalten, und eine Hysterese wurde im Vergleich zu der des Beispiels 7 etwas reduziert.
- In den oben beschriebenen Beispielen wurden die künstlichen Mehrfachschichten unter Verwendung des Ionenstrahl- Sputtergeräts hergestellt. Die künstliche Mehrfachschicht kann jedoch auch unter Verwendung eines anderen Geräts, wie z. B. eines HF-Magnetron-Sputtergeräts, hergestellt werden.
- Fig. 11 zeigt ein in diesem Beispiel verwendetes HF- Magnetron-Sputtergerät. Eine Atmosphäre in einer Kammer 51 wird aus einer Ausströmöffnung 52 abgepumpt, und Ar-Gas wird von einem Gaseinlaß 53 in die Kammer 51 eingeführt. Oben an der Kammer 51 wird ein Substrat 54 gehalten. Im unteren Teil der Kammer 51 werden dem Substrät 54 gegenüberliegend Ziele 55 gehalten, und an den Zielen 55 sind auf den Seiten zum Substrat 54 Blenden 56 vorgesehen. Von einer HF-Energieversorgung 57 wird durch einen Anpassungskasten 58 ein elektrisches Feld an die Ziele 55 angelegt. Ein Magnetfeld wird durch Magnete 59 in einem Raum zwischen den Zielen 55 und dem Substrat 54 angelegt.
- Eine künstliche Mehrfachschicht mit Schichten aus Fe/Cr wurde unter Verwendung des HF-Magnetron-Sputtergeräts von Fig. 11 hergestellt. Als das Substrat 54 wurde MgO verwendet, und als die Ziele 55 wurden Fe und Cr verwendet. Die Kammer wurde bis auf 5 · 10&supmin;&sup6; Torr ausgepumpt. Die Bedingungen zum Bilden der Schichten aus Fe und Cr wurden auf die beiden, in Tabelle 3 dargestellten Arten von Bedingungen eingestellt. Die Blenden 56 der Ziele 55 wurden abwechselnd geöffnet und geschlossen, um die Mehrfachschicht zu bilden, und zwei Arten von künstlichen Mehrfachschichten, Proben A und B, wurden hergestellt, die durch (tFe/tCr)n = (2,7/1,3)&sub1;&sub0; dargestellt wer den. Tabelle 3
- Röntgenstrahlbeugungsmuster der wie oben beschrieben hergestellten künstlichen Mehrfachschichten sind in Fig. 12A und 12B dargestellt. Bezüglich der Probe A wurden tertiäre Spitzen beobachtet, was die Periodizität der künstlichen Mehrfachschicht widerspiegelt. Bezüglich der Probe B wurden andererseits nur sekundäre Spitzen beobachtet. Aus diesen Ergebnissen versteht man, daß die Grenze zwischen der Fe-Schicht und der Cr-Schicht in der Probe A relativ scharf ist; mit anderen Worten, ein Mischen von Fe-Atomen und Cr-Atomen fand in der Grenze kaum statt. Da die tertiären Spitzen andererseits in der Probe B nicht beobachtet werden, versteht es sich, daß in der Grenze der Fe-Schicht und Cr-Schicht ein Mischen von Fe- und Cr-Atomen stattfand.
- Fig. 13A und 13B zeigen die Magnetowiderstandseffekte der künstlichen Mehrfachschicht der Probe A, wenn die Richtung des Magnetfeldes senkrecht zu der des Stroms gekreuzt wurde und die Richtungen beide parallel waren. Wie aus Fig. 13A und 13B ersichtlich ist, ist die relative Änderung des spezifischen Widerstands, wenn die Richtung des Magnetfeldes senkrecht zu der des Stroms gekreuzt wurde (Fig. 13A), größer als die, wenn die Richtungen des Magnetfeldes und des Stroms par allel waren (Fig. 13B). In Fig. 13A wurde eine relative Änderrung des spezifischen Widerstands von 10% beobachtet, wenn das Magnetfeld mit 3 kOe angelegt wurde.
- Im Fall der Probe B waren, obwohl nicht dargestellt, die Vorzeichen der relativen Änderung des spezifischen Widerstands entsprechend den Richtungen des Magnetfeldes und des Stroms, die entweder senkrecht oder parallel sind, verschieden (Plus oder Minus). Die Größe der relativen Änderung des spezifischen Widerstands war mit bis zu 0,5% oder weniger sehr gering. Diese Ergebnisse zeigen einen ähnlichen Magnetowiderstandseffekt, der im allgemeinen im ferromagnetischen Material, wie z. B. Ni, beobachtet wird, in dem der Effekt wie die künstliche Mehrfachschicht nicht vorhanden ist.
- Den oben beschriebenen Ergebnissen entnimmt man, daß, weil die das Substrat erreichenden Metallatome unter den allgemeinen Schichtbildungsbedingungen gemäß dem HF-Magnetron- Sputtergerät (z. B. Ar-Druck: 3-5 · 10&supmin;³ Torr, Bildungsrate: 0,1 nm/s oder mehr) eine sehr hohe Energie haben, Atome auf dem Substrat durchaus mobil sind und ein Mischen der Atome in den Laminatschichten auftritt und daher die künstliche Mehrfachschicht mit einer scharfen Grenze nicht erhalten werden kann.
- Wenn die HF-Energie bzw. -Leistung in einem für Sputtern tauglichen Bereich, wie der Bedingung für die Probe A, verringert wird, wird im Gegensatz dazu die künstliche Mehrfachschicht mit einer scharfen Grenze ohne weiteres erhalten. Genauer gesagt, ist es vorzuziehen, die HF-Leistung für die Bildung der Schichten auf 400 W oder weniger im Fall von Fe und 200 W oder weniger im Fall von Cr einzustellen. Wenn jedoch die HF-Leistung extrem reduziert ist, kann eine stabile Bildungsrate nicht erhalten werden. Daher ist es vorzuziehen, die HF-Leistung auf 200 W oder mehr für Fe-Schichten und auf 50 W oder mehr für Cr-Schichten einzustellen. Es ist ebenfalls effektiv, die Energie der das Substrat erreichenden Metallatome zu reduzieren, indem der Ar-Druck gemäß dem gleichen oben beschriebenen Grund auf 7 · 10&supmin;&sup7; Torr oder mehr eingestellt wird.
Claims (7)
1. Verfahren zur Herstellung einer
Magnetoresistanzvorrichtung in folgenden Stufen:
Ausbilden eines mehrlagigen Gebildes aus
ferromagnetischen und nichtmagnetischen Laminatschichten auf einem
Substrat dergestalt, daß eine nichtmagnetische Schicht
zwischen die ferromagnetischen Schichten eingefügt ist,
wobei die Dicke der ferromagnetischen Schichten 0,5 bis
20 nm beträgt;
Einführen einer uniaxialen magnetischen Anisotropie in
die ferromagnetischen Schichten in einer gegebenen
Richtung,
dadurch gekennzeichnet, daß das mehrlagige Gebilde auf
einem nicht-einkristallinen Substrat gebildet wird und
daß die uniaxialen magnetischen Anisotropien in zwei
einer nichtmagnetischen Schicht benachbarte
ferromagnetische Schichten durch Anlegen eines Magnetfeldes
längs der Oberfläche der ferromagnetischen Schichten
während ihrer Bildung oder durch Anlegen eines
Magnetfeldes längs der Oberfläche der ferromagnetischen
Schichten während einer Wärmebehandlung nach Bildung
des mehrlagigen Gebildes eingeführt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin dadurch
gekennzeichnet, daß die ferromagnetischen Schichten aus
mindestens einem (Bestandteil), ausgewählt aus der Gruppe
Fe, Co, Ni und deren Legierungen und Verbindungen, und
die nichtmagnetischen Schichten aus mindestens einem
(Bestandteil), ausgewählt aus der Gruppe V, Cr, Cu, Au
und deren Legierungen und Verbindungen, bestehen.
3. Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin dadurch
gekennzeichnet, daß die ferromagnetischen Schichten aus einer
Art von Werkstoff bestehen.
4. Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin dadurch
gekennzeichnet, daß die ferromagnetischen Schichten aus zwei
Arten von Werkstoffen bestehen.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß ein zwischen den
Richtungen von in die zwei benachbarten
ferromagnetischen Schichten einzuführenden uniaxialen magnetischen
Anisotropien gebildeter Winkel 30-90º beträgt.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der
nichtmagnetischen Schichten 0,5 bis 20 nm und die
Gesamtdicke der Laminatschichten 30 bis 500 nm betragen.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem
nicht ein-einkristallinen Substrat um ein Glassubstrat
handelt.
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP293566/90 | 1990-11-01 | ||
| JP29356690 | 1990-11-01 | ||
| JP63527/91 | 1991-03-27 | ||
| JP06352791A JP3483895B2 (ja) | 1990-11-01 | 1991-03-27 | 磁気抵抗効果膜 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE69130351D1 DE69130351D1 (de) | 1998-11-19 |
| DE69130351T2 true DE69130351T2 (de) | 1999-04-01 |
| DE69130351T3 DE69130351T3 (de) | 2005-05-04 |
Family
ID=26404668
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE69130351T Expired - Lifetime DE69130351T3 (de) | 1990-11-01 | 1991-11-01 | Verfahren zur Herstellung eines GMR Gegenstandes |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5534355A (de) |
| EP (1) | EP0485129B2 (de) |
| JP (1) | JP3483895B2 (de) |
| DE (1) | DE69130351T3 (de) |
Families Citing this family (53)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2685489B1 (fr) * | 1991-12-23 | 1994-08-05 | Thomson Csf | Capteur de champ magnetique faible a effet magnetoresistif. |
| JP3381957B2 (ja) * | 1992-08-03 | 2003-03-04 | 株式会社東芝 | 磁気抵抗効果素子、磁気ヘッドおよび磁気センサ |
| JP2725977B2 (ja) * | 1992-08-28 | 1998-03-11 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレイション | 磁気抵抗センサ及びその製造方法、磁気記憶システム |
| US5287238A (en) * | 1992-11-06 | 1994-02-15 | International Business Machines Corporation | Dual spin valve magnetoresistive sensor |
| DE4301704A1 (de) * | 1993-01-22 | 1994-07-28 | Siemens Ag | Vorrichtung zum Erfassen einer Winkelposition eines Objektes |
| US5630916A (en) | 1993-03-02 | 1997-05-20 | Cvc Products, Inc. | Magnetic orienting device for thin film deposition and method of use |
| JP2629583B2 (ja) * | 1993-05-13 | 1997-07-09 | 日本電気株式会社 | 磁気抵抗効果膜およびその製造方法 |
| US5405702A (en) * | 1993-12-30 | 1995-04-11 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Method for manufacturing a thin-film EAS and marker |
| US5841611A (en) * | 1994-05-02 | 1998-11-24 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Magnetoresistance effect device and magnetoresistance effect type head, memory device, and amplifying device using the same |
| US6256222B1 (en) | 1994-05-02 | 2001-07-03 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Magnetoresistance effect device, and magnetoresistaance effect type head, memory device, and amplifying device using the same |
| JPH0845034A (ja) * | 1994-07-29 | 1996-02-16 | Sony Corp | 磁気抵抗型磁気ヘッド及び記録・再生用複合型磁気ヘッド、並びにこれらの製造方法 |
| US5891586A (en) * | 1995-01-27 | 1999-04-06 | Alps Electric Co., Ltd. | Multilayer thin-film for magnetoresistive device |
| JPH08287420A (ja) * | 1995-04-11 | 1996-11-01 | Hitachi Metals Ltd | 磁気抵抗効果膜 |
| US5850318A (en) * | 1995-06-06 | 1998-12-15 | Seagate Technology, Inc. | Slotless spindle motor for disc drive |
| DE19608730C2 (de) * | 1996-03-06 | 1998-05-28 | Siemens Ag | Magnetfeldempfindlicher Sensor mit einem Dünnschichtaufbau und Verwendung des Sensors |
| JP3327375B2 (ja) * | 1996-04-26 | 2002-09-24 | 富士通株式会社 | 磁気抵抗効果型トランスデューサ、その製造方法及び磁気記録装置 |
| US5945904A (en) * | 1996-09-06 | 1999-08-31 | Ford Motor Company | Giant magnetoresistors with high sensitivity and reduced hysteresis and thin layers |
| US6150015A (en) | 1997-12-04 | 2000-11-21 | Komag, Incorporated | Ultra-thin nucleation layer for magnetic thin film media and the method for manufacturing the same |
| CN1192365C (zh) * | 1998-01-28 | 2005-03-09 | 皇家菲利浦电子有限公司 | 导磁膜的形成方法及相关设备 |
| US6134090A (en) * | 1998-03-20 | 2000-10-17 | Seagate Technology Llc | Enhanced spin-valve/GMR magnetic sensor with an insulating boundary layer |
| US6738236B1 (en) | 1998-05-07 | 2004-05-18 | Seagate Technology Llc | Spin valve/GMR sensor using synthetic antiferromagnetic layer pinned by Mn-alloy having a high blocking temperature |
| US6356420B1 (en) | 1998-05-07 | 2002-03-12 | Seagate Technology Llc | Storage system having read head utilizing GMR and AMr effects |
| US6191926B1 (en) | 1998-05-07 | 2001-02-20 | Seagate Technology Llc | Spin valve magnetoresistive sensor using permanent magnet biased artificial antiferromagnet layer |
| US6042707A (en) * | 1998-05-22 | 2000-03-28 | Cvc Products, Inc. | Multiple-coil electromagnet for magnetically orienting thin films |
| US6106682A (en) * | 1998-05-22 | 2000-08-22 | Cvc Products, Inc. | Thin-film processing electromagnet for low-skew magnetic orientation |
| US6169647B1 (en) | 1998-06-11 | 2001-01-02 | Seagate Technology Llc | Giant magnetoresistive sensor having weakly pinned ferromagnetic layer |
| US6469878B1 (en) | 1999-02-11 | 2002-10-22 | Seagate Technology Llc | Data head and method using a single antiferromagnetic material to pin multiple magnetic layers with differing orientation |
| US6331773B1 (en) | 1999-04-16 | 2001-12-18 | Storage Technology Corporation | Pinned synthetic anti-ferromagnet with oxidation protection layer |
| DE19924756A1 (de) * | 1999-05-29 | 2000-11-30 | Bosch Gmbh Robert | Magnetoresistives Element |
| EP1892538A3 (de) * | 1999-06-18 | 2008-08-13 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Magnetische Systeme mit unumkehrbaren Eigenschaften und Verfahren zur Herstellung, zur Wiederherstellung und zum Betrieb derartiger Systeme |
| US6611405B1 (en) * | 1999-09-16 | 2003-08-26 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magnetoresistive element and magnetic memory device |
| US6783635B2 (en) * | 1999-12-09 | 2004-08-31 | International Business Machines Corporation | Spin valve sensor free layer structure with a cobalt based layer that promotes magnetic stability and high magnetoresistance |
| US6473336B2 (en) | 1999-12-16 | 2002-10-29 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magnetic memory device |
| US6639763B1 (en) * | 2000-03-15 | 2003-10-28 | Tdk Corporation | Magnetic transducer and thin film magnetic head |
| CN1459094A (zh) * | 2000-09-19 | 2003-11-26 | 西加特技术有限责任公司 | 具有独立消磁场的大磁阻传感器 |
| US6730420B1 (en) | 2000-10-31 | 2004-05-04 | Komag, Inc. | Magnetic thin film recording media having extremely low noise and high thermal stability |
| DE10118650A1 (de) * | 2001-04-14 | 2002-10-17 | Philips Corp Intellectual Pty | Winkelsensor sowie Verfahren zum Erhöhen der Anisotropiefeldstärke einer Sensoreinheit eines Winkelsensors |
| US20030002231A1 (en) * | 2001-06-29 | 2003-01-02 | Dee Richard Henry | Reduced sensitivity spin valve head for magnetic tape applications |
| US20030002232A1 (en) * | 2001-06-29 | 2003-01-02 | Storage Technology Corporation | Apparatus and method of making a reduced sensitivity spin valve sensor apparatus in which a flux carrying capacity is increased |
| DE10149737A1 (de) * | 2001-10-09 | 2003-04-24 | Infineon Technologies Ag | Halbleiterspeicher mit sich kreuzenden Wort- und Bitleitungen, an denen magnetoresistive Speicherzellen angeordnet sind |
| US6545906B1 (en) | 2001-10-16 | 2003-04-08 | Motorola, Inc. | Method of writing to scalable magnetoresistance random access memory element |
| US7095646B2 (en) | 2002-07-17 | 2006-08-22 | Freescale Semiconductor, Inc. | Multi-state magnetoresistance random access cell with improved memory storage density |
| US6654278B1 (en) * | 2002-07-31 | 2003-11-25 | Motorola, Inc. | Magnetoresistance random access memory |
| DE10319319A1 (de) * | 2003-04-29 | 2005-01-27 | Infineon Technologies Ag | Sensoreinrichtung mit magnetostriktivem Kraftsensor |
| JP4343006B2 (ja) * | 2003-06-27 | 2009-10-14 | 株式会社東芝 | 磁気素子、磁気情報再生用ヘッド及び磁気情報再生装置 |
| US6956763B2 (en) | 2003-06-27 | 2005-10-18 | Freescale Semiconductor, Inc. | MRAM element and methods for writing the MRAM element |
| JP2005025890A (ja) * | 2003-07-04 | 2005-01-27 | Fujitsu Ltd | 磁気ヘッド用磁性膜 |
| US6967366B2 (en) | 2003-08-25 | 2005-11-22 | Freescale Semiconductor, Inc. | Magnetoresistive random access memory with reduced switching field variation |
| US7129098B2 (en) | 2004-11-24 | 2006-10-31 | Freescale Semiconductor, Inc. | Reduced power magnetoresistive random access memory elements |
| US7488545B2 (en) * | 2006-04-12 | 2009-02-10 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Perpendicular magnetic recording medium with laminated recording layers formed of exchange-coupled ferromagnetic layers |
| JP6060484B2 (ja) * | 2012-01-19 | 2017-01-18 | 富士電機株式会社 | 磁気記録媒体の製造方法 |
| KR102222262B1 (ko) | 2013-11-13 | 2021-03-04 | 삼성전자주식회사 | 자기저항 구조체 및 그 제조 방법, 이를 구비하는 전자소자 |
| JP7107285B2 (ja) * | 2019-07-12 | 2022-07-27 | 株式会社村田製作所 | 磁性構造体および磁性構造体の製造方法 |
Family Cites Families (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3350180A (en) * | 1967-10-31 | Magnetic device with alternating lami- na of magnetic material and non-mag- netic metal on a substrate | ||
| DE1252739B (de) * | 1964-03-17 | 1967-10-26 | Siemens Aktiengesellschaft, Berlin und München, München | Speicherelement mit gestapelten magnetischen Schichten |
| US3516076A (en) * | 1967-03-29 | 1970-06-02 | Siemens Ag | Memory element employing stacked magnetic layers |
| DE2912659A1 (de) * | 1979-03-22 | 1980-09-25 | Landis & Gyr Ag | Magnetische duennschicht, verfahren zu deren herstellung und deren verwendung |
| NL8101962A (nl) * | 1981-04-22 | 1982-11-16 | Philips Nv | Magnetische sensor. |
| JPS6063710A (ja) * | 1983-09-19 | 1985-04-12 | Hitachi Ltd | 磁気ディスク媒体 |
| US4687712A (en) * | 1983-12-12 | 1987-08-18 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Vertical magnetic recording medium |
| JPS60251682A (ja) * | 1984-05-29 | 1985-12-12 | Hitachi Ltd | 磁気抵抗効果型素子 |
| US4587176A (en) * | 1985-01-14 | 1986-05-06 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Layered coherent structures for magnetic recording |
| US4677032A (en) * | 1985-09-23 | 1987-06-30 | International Business Machines Corporation | Vertical magnetic recording media with multilayered magnetic film structure |
| JPS62142380A (ja) † | 1985-12-17 | 1987-06-25 | Sharp Corp | 磁気抵抗効果素子 |
| JP2533860B2 (ja) † | 1986-09-24 | 1996-09-11 | 株式会社日立製作所 | 磁性超格子膜およびそれを用いた磁気ヘツド |
| US4857418A (en) † | 1986-12-08 | 1989-08-15 | Honeywell Inc. | Resistive overlayer for magnetic films |
| US4847161A (en) * | 1986-12-19 | 1989-07-11 | Siemens Aktiengesellschaft | Magnetically anisotropic recording medium |
| US4935311A (en) † | 1987-04-13 | 1990-06-19 | Hitachi, Ltd. | Magnetic multilayered film and magnetic head using the same |
| DE3855322T2 (de) * | 1987-08-21 | 1996-10-10 | Nippon Denso Co | Anordnung zur Detektion von Magnetismus |
| DE3820475C1 (de) † | 1988-06-16 | 1989-12-21 | Kernforschungsanlage Juelich Gmbh, 5170 Juelich, De | |
| JPH0223681A (ja) * | 1988-07-12 | 1990-01-25 | Nec Corp | 磁気抵抗効果素子 |
| US5051288A (en) * | 1989-03-16 | 1991-09-24 | International Business Machines Corporation | Thin film magnetic recording disk comprising alternating layers of a CoNi or CoPt alloy and a non-magnetic spacer layer |
| FR2648942B1 (fr) * | 1989-06-27 | 1995-08-11 | Thomson Csf | Capteur a effet magnetoresistif |
| US5132859A (en) * | 1990-08-23 | 1992-07-21 | International Business Machines Corporation | Thin film structures for magnetic recording heads |
| US5206590A (en) * | 1990-12-11 | 1993-04-27 | International Business Machines Corporation | Magnetoresistive sensor based on the spin valve effect |
| US5159513A (en) * | 1991-02-08 | 1992-10-27 | International Business Machines Corporation | Magnetoresistive sensor based on the spin valve effect |
-
1991
- 1991-03-27 JP JP06352791A patent/JP3483895B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1991-11-01 DE DE69130351T patent/DE69130351T3/de not_active Expired - Lifetime
- 1991-11-01 EP EP91310132A patent/EP0485129B2/de not_active Expired - Lifetime
-
1995
- 1995-04-19 US US08/424,082 patent/US5534355A/en not_active Expired - Lifetime
-
1996
- 1996-04-23 US US08/636,460 patent/US5616370A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5616370A (en) | 1997-04-01 |
| JPH04212402A (ja) | 1992-08-04 |
| DE69130351T3 (de) | 2005-05-04 |
| DE69130351D1 (de) | 1998-11-19 |
| US5534355A (en) | 1996-07-09 |
| EP0485129A1 (de) | 1992-05-13 |
| EP0485129B2 (de) | 2004-08-25 |
| EP0485129B1 (de) | 1998-10-14 |
| JP3483895B2 (ja) | 2004-01-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE69130351T2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines GMR Gegenstandes | |
| DE4408274C2 (de) | Magnetoresistenzeffekt-Element | |
| DE69108224T2 (de) | Magnetische Mehrschicht und Element mit Magnetowiderstandseffekt. | |
| DE69106334T2 (de) | Mehrsicht Film mit magnetoresistiven Effekt und magnetoresitives Element. | |
| DE69522304T2 (de) | Film mit Austauschkopplung und magnetoresistives Element | |
| DE69229322T2 (de) | Magnetowiderstandseffekt-Element und Magnetowiderstandseffekt-Fühler | |
| DE69623577T2 (de) | Mehrschichtstruktur und Sensor sowie Herstellungsverfahren | |
| DE69325320T2 (de) | Magnetoresistive Schicht und Verfahren zu ihrer Herstellung | |
| DE69132804T2 (de) | Magnetwiderstandseffekt-element | |
| DE112010002899T5 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Magnetowiderstandseffektelements, eines Magnetsensors, einer Drehwinkel-Erfassungsvorrichtung | |
| DE69219936T2 (de) | Magnetowiderstandseffekt-Element | |
| DE2827429A1 (de) | Magnetische duennfilmstruktur mit ferro- und antiferromagnetischem austausch- vorspannungsfilm | |
| DE69934868T2 (de) | Magnetischer mehrschichtsensor | |
| DE102014116953A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Magnetfeldsensorvorrichtung sowie diesbezüglicheMagnetfeldsensorvorrichtung | |
| DE69200169T2 (de) | Magnetresistive Materialien. | |
| DE19848776A1 (de) | Austauschkopplungsschicht, diese Austauschkopplungsschicht verwendendes Element vom Magnetowiderstandseffekt-Typ und das Element vom Magnetowiderstandseffekt-Typ verwendender Dünnschicht-Magnetkopf | |
| DE69305933T2 (de) | Magnetoresistives Element | |
| DE69619166T2 (de) | Magnetoresistiver Wandler mit "Spin-Valve" Struktur und Herstellungsverfahren | |
| DE69727574T2 (de) | Magnetfeldfühler und verfahren zur herstellung eines magnetfeldfühlers | |
| DE2747703C3 (de) | Ferromagnetisches Filmmaterial und Verfahren zu seiner Herstellung | |
| DE69326671T2 (de) | Magnetische Mehrschichtstruktur mit Riesenmagnetowiderstand und Verfahren zur Herstellung dieser Struktur | |
| EP0572465B1 (de) | Mehrschichtensystem für magnetoresistive sensoren und verfahren zu dessen herstellung | |
| DE69635362T2 (de) | Magnetowiderstandseffekt-Element | |
| DE19622040A1 (de) | Stark magnetoresistives Element und Verfahren zu dessen Herstellung | |
| DE4310318A1 (de) | Sensormaterial mit perowskitähnlicher Kristallstruktur und erhöhtem magnetoresistiven Effekt sowie Verfahren zur Herstellung des Materials |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8363 | Opposition against the patent | ||
| 8366 | Restricted maintained after opposition proceedings |