【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、磁気抵抗効果型センサ
等の磁気センサに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic sensor such as a magnetoresistive sensor.
【０００２】[0002]
【従来の技術】以前より、磁気記録媒体に記録された信
号を読み出す方法としては、コイルを有する磁気センサ
としての読取り用磁気ヘッドを磁気記録媒体に対して相
対的に移動させ、そのときに発生する電磁誘導によりコ
イルに誘起される電圧を検出する方法が広く知られてい
る。一方、ある種の強磁性体の電気抵抗が外部磁界の強
さに応じて変化するという現象を利用した磁気抵抗効果
型（以下、ＭＲと記す）ヘッドが、磁気記録媒体の信号
磁界を検出する際の高感度ヘッドとして知られている
（IEEE MAG-7,150(1971)等参照）。近年、磁気記録媒体
の小型・大容量化が進められ、信号読取り用ヘッドと磁
気記録媒体との相対速度が小さくなってきていることか
ら、小さな相対速度であっても大きな出力が取り出せる
ＭＲヘッドへの期待が高まっている。2. Description of the Related Art Conventionally, as a method of reading a signal recorded on a magnetic recording medium, a reading magnetic head as a magnetic sensor having a coil is moved relative to the magnetic recording medium, and the signal is generated at that time. A method of detecting a voltage induced in a coil by electromagnetic induction is widely known. On the other hand, a magnetoresistive (hereinafter referred to as MR) head, which utilizes the phenomenon that the electric resistance of a certain type of ferromagnetic material changes according to the strength of an external magnetic field, detects the signal magnetic field of a magnetic recording medium. It is known as a highly sensitive head (see IEEE MAG-7,150 (1971) etc.). In recent years, as the magnetic recording medium has become smaller and has a larger capacity, the relative speed between the signal reading head and the magnetic recording medium has become smaller. Therefore, an MR head capable of obtaining a large output even at a small relative speed. Expectations are rising.
【０００３】従来、ＭＲヘッドにおいて、外部磁界を感
知して抵抗が変化する部分（以下、ＭＲエレメントと呼
ぶ）には、通常、NiFe合金いわゆるパーマロイ系合金か
らなる磁気抵抗効果膜（以下、ＭＲ膜と呼ぶ）が使用さ
れてきた。しかし、パーマロイ系合金は良好な軟磁気特
性を有するものの、磁気抵抗変化率が最大でも3%程度で
あるため、より大きな磁気抵抗変化率を示すＭＲエレメ
ント材料が望まれていた。In a conventional MR head, a magnetoresistive effect film (hereinafter referred to as an MR film) made of a NiFe alloy, a so-called permalloy-based alloy, is usually provided in a portion where the resistance changes by sensing an external magnetic field (hereinafter referred to as an MR element). Has been used). However, although the permalloy-based alloy has good soft magnetic characteristics, the magnetoresistance change rate is about 3% at the maximum, so that an MR element material exhibiting a larger magnetoresistance change rate has been desired.
【０００４】このような要望に対し、近年人工格子型と
呼ばれる Fe/Crや Co/Cu等の強磁性膜と非磁性膜とを交
互に積層した多層膜において、巨大な磁気抵抗効果が現
れることが確認されており、また最大で100%を超える大
きな磁気抵抗変化率を示すものも報告されている(Phys.
Rev.Lett.,Vol.61, 2474(1988)、Phys.Rev．Lett.,Vol.
64, 2304(1990)等参照）。この場合、非磁性膜厚を変化
させると磁気抵抗変化率が周期的に振動し、それらは非
磁性膜厚により隣接する強磁性膜同士が強磁性結合もし
くは反強磁性結合するために生じる。このときの多層膜
の電気抵抗は、反強磁性結合状態（強磁性膜の磁化が互
いに反平行）で高く、強磁性結合状態（強磁性膜の磁化
が互いに平行）で低い。そこで、信号磁界が無い状態で
強磁性膜同士を反強磁性結合させ、飽和磁界以上の信号
磁界を加えて強磁性結合させることにより、磁気抵抗変
化を得ることができる。In response to such a demand, a giant magnetoresistive effect appears in a multi-layered film in which ferromagnetic films such as Fe / Cr and Co / Cu, which are called artificial lattice type, and nonmagnetic films are alternately laminated in recent years. Has been confirmed, and some have a large magnetoresistance change rate of more than 100% at maximum (Phys.
Rev. Lett., Vol. 61, 2474 (1988), Phys. Rev. Lett., Vol.
64, 2304 (1990), etc.). In this case, when the nonmagnetic film thickness is changed, the rate of change in magnetoresistance periodically oscillates, which is caused by the ferromagnetic coupling or antiferromagnetic coupling between adjacent ferromagnetic films due to the nonmagnetic film thickness. At this time, the electric resistance of the multilayer film is high in the antiferromagnetically coupled state (the magnetizations of the ferromagnetic films are antiparallel to each other) and low in the ferromagnetically coupled state (the magnetizations of the ferromagnetic films are parallel to each other). Therefore, the magnetoresistance change can be obtained by antiferromagnetically coupling the ferromagnetic films in the absence of the signal magnetic field and by ferromagnetically coupling them by applying the signal magnetic field higher than the saturation magnetic field.
【０００５】ただし、上述したような反強磁性結合状態
を用いると、その結合力が大きいことから、飽和磁界が
大きくなってしまうという欠点がある。そこで、反強磁
性結合状態を用いることなく、磁化が平行の状態と反平
行の状態とで電気抵抗が異なることを利用した方式がい
くつか報告されている。第１に、保磁力の異なる 2種類
の膜を用い、この保磁力の差を利用して両強磁性膜の磁
化を反平行状態とすることによって、磁気抵抗変化を実
現した例が報告されている（日本応用磁気学会誌 Vol.1
5,No.5 813(1991)参照：以下新庄型と呼ぶ）。第２に、
非磁性膜を挟んだ 2つの強磁性膜の一方に、反強磁性膜
との交換結合等により交換バイアスを及ぼして磁化を固
着し、他方の強磁性膜を信号磁界で磁化反転させ、非磁
性膜を挟んで強磁性膜の磁化が互いに平行または反平行
な状態を作り出すことにより、大きな磁気抵抗変化を実
現した例が報告されている(Phys.Rev.B.,Vol.45,806(19
92) 、J.Appl.Phys.,Vol.69,4774(1991)等参照：以下、
スピンバルブ型と呼ぶ）。ところで、上述したようなＭ
Ｒヘッドを実際に用いる場合には、通常 2種類のバイア
ス磁界がＭＲエレメントに印加される。一つのバイアス
磁界は、ＭＲエレメントのセンス電流と垂直な方向に印
加するもので、一般に横バイアスと呼ばれているもので
ある。横バイアスは、外部信号の大きさと検出信号の大
きさが比例する状態、いわゆる動作点に達するまでの磁
界である。もう一つのバイアス磁界は、ＭＲエレメント
のセンス電流に平行な方向に印加するもので、一般に縦
バイアスと呼ばれているものである。縦バイアスは、Ｍ
Ｒエレメントの多磁区性に起因するバルクハウゼンノイ
ズを抑える役割を果たす。However, the use of the antiferromagnetic coupling state as described above has a drawback that the saturation magnetic field becomes large because the coupling force is large. Therefore, some methods have been reported which utilize the fact that the electric resistance differs between the parallel state and the antiparallel state without using the antiferromagnetic coupling state. First, it was reported that two types of films with different coercive forces were used, and the difference in coercive force was used to bring the magnetizations of both ferromagnetic films into antiparallel states, thereby realizing a change in magnetoresistance. (Japanese Journal of Applied Magnetics Vol.1
5, No. 5 813 (1991): hereinafter referred to as Shinjo type). Second,
One of two ferromagnetic films sandwiching a non-magnetic film is applied with an exchange bias, such as by exchange coupling with an anti-ferromagnetic film, to fix the magnetization, and the other ferromagnetic film is magnetically reversed by a signal magnetic field, thereby making it non-magnetic. It has been reported that a large magnetoresistance change was realized by creating a state in which the magnetizations of the ferromagnetic films were parallel or antiparallel to each other across the film (Phys. Rev. B., Vol. 45, 806 (19).
92), J. Appl. Phys., Vol.69, 4774 (1991), etc .:
Spin valve type). By the way, M as described above
When actually using the R head, two types of bias magnetic fields are usually applied to the MR element. One bias magnetic field is applied in a direction perpendicular to the sense current of the MR element, and is generally called transverse bias. The lateral bias is a state in which the magnitude of the external signal and the magnitude of the detection signal are proportional to each other, that is, a magnetic field until reaching the so-called operating point. The other bias magnetic field is applied in a direction parallel to the sense current of the MR element, and is generally called longitudinal bias. Longitudinal bias is M
It plays a role of suppressing Barkhausen noise caused by the multi-domain property of the R element.
【０００６】上記縦バイアスを印加する方法としては、
着磁させた強磁性膜を用いる方法が知られている。例え
ば、米国特許第 3,840,898号には、ＭＲ膜を薄い磁気的
絶縁膜を介して着磁された高保磁力膜に隣接するように
配置し、ＭＲ膜に縦バイアスを印加する方法が記載され
ている。この方法によれば、着磁の方向を選択すること
により、縦バイアス、横バイアスまたはその中間方向の
バイアスを印加することができる。また、米国特許第
4,103,315号には、反強磁性膜と強磁性膜との交換結合
により、ＭＲエレメントに均一な縦バイアスが生じるこ
とが記載されている。As a method of applying the above-mentioned longitudinal bias,
A method using a magnetized ferromagnetic film is known. For example, US Pat. No. 3,840,898 describes a method of arranging an MR film adjacent to a high coercive force film magnetized through a thin magnetic insulating film and applying a longitudinal bias to the MR film. . According to this method, a longitudinal bias, a lateral bias, or a bias in the intermediate direction can be applied by selecting the magnetization direction. In addition, US patent
No. 4,103,315 describes that exchange coupling between an antiferromagnetic film and a ferromagnetic film causes a uniform longitudinal bias in the MR element.
【０００７】一方、上述したような縦バイアスにおい
て、端部に比べてその中央部である、いわゆる信号磁界
感磁部では、縦バイアス磁界が比較的弱いことが好まし
い。これは、信号磁界感磁部での余分な縦バイアス磁界
が感度の低下を招くためである。このようなことから、
例えばＭＲ膜の端部領域のみに磁化安定化膜として高保
磁力膜を形成した構造が提案されている（電気通信学
会、磁気記録研究会MR86-37）。すなわち、この構造は
ヨーク型ヘッドのＭＲ膜の端部に着磁させたCoPt膜を形
成することにより縦バイアスを印加するものである。On the other hand, in the longitudinal bias as described above, it is preferable that the longitudinal bias magnetic field is relatively weak in the so-called signal magnetic field sensitive portion, which is the central portion as compared with the end portion. This is because an extra vertical bias magnetic field in the signal magnetic field sensitive section causes a decrease in sensitivity. From such a thing,
For example, a structure has been proposed in which a high coercive force film is formed as a magnetization stabilizing film only in the end region of the MR film (The Institute of Electrical Communication, Magnetic Recording Research Group MR86-37). That is, this structure applies a longitudinal bias by forming a magnetized CoPt film at the end of the MR film of the yoke type head.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】上述したように、ＭＲ
エレメントに縦バイアスを印加する方法として、高保磁
力膜を用いる方法が種々提案されているが、これらの方
法を例えばハードディスクドライブ用の磁気ヘッドに適
用すると、以下に示すような問題が生じる。As described above, the MR
Various methods using a high coercive force film have been proposed as methods for applying a longitudinal bias to an element, but when these methods are applied to a magnetic head for a hard disk drive, for example, the following problems occur.
【０００９】図１７に示すように、磁化安定化膜として
の高保磁力膜１を薄い磁気的絶縁膜２を介してＭＲ膜３
の全面に形成する際に、高保磁力膜１を下地層の無い状
態で成膜すると、高保磁力膜１の例えば六方晶ｃ軸が膜
面垂直方向成分（図中、矢印Ａで示す）を持って配向す
るため、この垂直方向成分の磁化による漏れ磁界（図
中、矢印Ｂで示す）が信号磁界感磁部に及び、軟磁気特
性の劣化や感度の低下を招いてしまう。また、図１８に
示すように、高保磁力膜１をＭＲ膜３の端部領域のみに
形成する場合においても、高保磁力膜１端部からの漏れ
磁界が信号磁界感磁部３ａに影響し、同様に軟磁気特性
の劣化や感度の低下を招いてしまう。As shown in FIG. 17, a high coercive force film 1 serving as a magnetization stabilizing film is formed on a MR film 3 via a thin magnetic insulating film 2.
When the high coercive force film 1 is formed in the state where there is no underlayer when forming on the entire surface of, the hexagonal c-axis of the high coercive force film 1 has a component perpendicular to the film surface (shown by arrow A in the figure). As a result, the leakage magnetic field (indicated by the arrow B in the figure) due to the magnetization of the perpendicular component reaches the signal magnetic field sensitive section, resulting in deterioration of soft magnetic characteristics and deterioration of sensitivity. Further, as shown in FIG. 18, even when the high coercive force film 1 is formed only in the end region of the MR film 3, the leakage magnetic field from the end of the high coercive force film 1 affects the signal magnetic field sensitive section 3a, Similarly, the soft magnetic characteristics are deteriorated and the sensitivity is lowered.
【００１０】さらに、磁気ヘッド等の作製プロセスにお
いて、高保磁力膜はリフトオフ法で作製することが多い
が、リフトオフ法ではレジストの穴の中に高保磁力膜を
成膜することになるため、成膜後のレジストの除去をス
ムーズにかつバリが生じないように行うためには、スパ
ッタリング等の成膜を基板と膜形成源とを対向させて行
う必要がある。しかし、高保磁力膜は対向成膜で作製す
ると、六方晶ｃ軸がより膜面垂直方向成分を持って配向
しやすくなるため、上述したような問題が助長されてし
まう。Further, in a manufacturing process of a magnetic head or the like, a high coercive force film is often formed by a lift-off method. However, in the lift-off method, the high coercive force film is formed in a hole of a resist, so that the film is formed. In order to remove the resist later smoothly and without causing burrs, it is necessary to perform film formation such as sputtering with the substrate and the film formation source facing each other. However, when the high coercive force film is formed by facing film formation, the hexagonal c-axis is more likely to be oriented with a component perpendicular to the film surface, which promotes the above-mentioned problems.
【００１１】なお、ハードディスク用高保磁力膜におい
ては、Cr等の下地層を用いて高保磁力膜の配向を制御す
ることが提案されている（IEEE Trans. Mag. Vol.MAG-2
2,No.5,1986 p570）が、この下地層は表面凹凸が大きい
ために、ＭＲ膜の磁化安定化膜の下地層としては到底使
用し得るようなものではない。In a high coercive force film for a hard disk, it has been proposed to control the orientation of the high coercive force film by using an underlayer such as Cr (IEEE Trans. Mag. Vol. MAG-2).
2, No. 5, 1986 p570), however, since this underlayer has large surface irregularities, it cannot be used at all as an underlayer for the magnetization stabilizing film of the MR film.
【００１２】また、上述したような磁気ヘッドにおける
高保磁力膜による問題は、ＭＲ膜への縦バイアス磁界印
加用の磁化安定化膜として高保磁力膜を用いる場合に限
らず、ＭＲエレメントにおいて信号磁界検出膜に対して
高保磁力膜により何等かのバイアス磁界を印加する場合
等にも同様に生じる問題である。Further, the problem due to the high coercive force film in the magnetic head as described above is not limited to the case where the high coercive force film is used as the magnetization stabilizing film for applying the longitudinal bias magnetic field to the MR film, and the signal magnetic field detection is performed in the MR element. The same problem occurs when a bias magnetic field is applied to the film by the high coercive force film.
【００１３】本発明は、このような課題に対処してなさ
れたもので、例えばＭＲエレメントの軟磁気特性や感度
等に悪影響を及ぼす漏れ磁界の少ない高保磁力膜を具備
した磁気センサを提供することを目的としている。The present invention has been made in view of the above problems, and provides a magnetic sensor provided with a high coercive force film having a small leakage magnetic field which adversely affects the soft magnetic characteristics and sensitivity of the MR element. It is an object.
【００１４】[0014]
【課題を解決するための手段と作用】本発明の磁気セン
サは、信号磁界検出膜と、前記信号磁界検出膜に近接ま
たは隣接して形成された高保磁力膜とを具備する磁気セ
ンサにおいて、前記高保磁力膜の下地層として、アモル
ファス相を主構成相とする強磁性膜またはCo系非磁性膜
を有することを特徴としている。A magnetic sensor of the present invention is a magnetic sensor comprising a signal magnetic field detection film and a high coercive force film formed in proximity to or adjacent to the signal magnetic field detection film. The underlying layer of the high coercive force film is characterized by having a ferromagnetic film having an amorphous phase as a main constituent phase or a Co-based non-magnetic film.
【００１５】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
磁気センサにおける信号磁界検出膜は、従来から知られ
ているNiFe合金のような磁気抵抗効果膜や、前述したよ
うな人工格子型、新庄型、スピンバルブ型等の強磁性膜
と非磁性膜とを交互に積層した多層膜からなるＭＲエレ
メントにおける強磁性膜等である。ここで、上記強磁性
膜の材質としては、CoFeに代表されるCo系合金、NiFeに
代表されるNi系合金、センダスト、Fe8N に代表される
Fe系合金、CoZrNbに代表されるアモルファス磁性体等が
挙げられ、非磁性膜の材質としては、Cu、Al、Pd、Pt、
Rh、Ir、Au、Agおよびこれらを主成分とする合金等が例
示される。The present invention will be described in detail below. The signal magnetic field detection film in the magnetic sensor of the present invention is not different from the conventionally known magnetoresistive film such as NiFe alloy and the above-mentioned artificial lattice type, Shinjo type, spin valve type, etc. ferromagnetic films. For example, a ferromagnetic film in an MR element including a multilayer film in which magnetic films are alternately stacked. Here, as the material of the ferromagnetic film, a Co-based alloy represented by CoFe, a Ni-based alloy represented by NiFe, sendust, and Fe8 N are represented.
Fe-based alloys, amorphous magnetic materials typified by CoZrNb, and the like, and the non-magnetic film materials include Cu, Al, Pd, Pt,
Examples include Rh, Ir, Au, Ag and alloys containing these as the main components.
【００１６】本発明における高保磁力膜は、 100Ｏe 以
上の保磁力Ｈcを有する強磁性膜であれば特に限定され
るものではなく、例えば磁気抵抗効果膜に縦バイアスを
印加して磁化を安定化させる磁化安定化層、新庄型エレ
メントにおける保磁力のより大きな強磁性膜やバイアス
磁界印加用の強磁性膜等が挙げられる。また、例えばス
ピンバルブ型のＭＲエレメントを用いる場合には、磁化
を固着するための強磁性膜として高保磁力膜を用いるこ
ともできる。なお、本発明の信号磁界検出膜として磁気
抵抗効果膜を用いる場合の横バイアス付与方法として
は、電流磁界を利用したシャントバイアス方式、軟磁性
膜を利用したＳＡＬバイアス方式など、種々の方式を適
用することができる。高保磁力膜の材質は特に限定され
るものではなく、例えばCoPt、CoNi、CoCr等のCo系合金
等が例示される。The high coercive force film in the present invention is not particularly limited as long as it is a ferromagnetic film having a coercive force Hc of 100 Oe or more. For example, a longitudinal bias is applied to the magnetoresistive film to stabilize the magnetization. Examples thereof include a magnetization stabilizing layer, a ferromagnetic film having a larger coercive force in the Shinjo type element, and a ferromagnetic film for applying a bias magnetic field. When a spin valve type MR element is used, for example, a high coercive force film can be used as the ferromagnetic film for fixing the magnetization. Various methods such as a shunt bias method using a current magnetic field and a SAL bias method using a soft magnetic film are applied as a lateral bias applying method when the magnetoresistive film is used as the signal magnetic field detection film of the present invention. can do. The material of the high coercive force film is not particularly limited, and examples thereof include Co-based alloys such as CoPt, CoNi, and CoCr.
【００１７】そして、本発明の磁気センサにおいては、
上述したような高保磁力膜の下地層として、アモルファ
ス相を主構成相とする強磁性膜またはCo系非磁性膜を有
している。ここで、本発明におけるアモルファス相と
は、Ｘ線回折で測定された平均結晶粒径が 5nm以下の微
結晶相を含むものであり、換言すれば上記下地層として
は、アモルファス膜、アモルファス相と微結晶相との混
相膜、あるいは微結晶膜のいずれでも同様な効果が得ら
れる。すなわち本発明では、このような膜を高保磁力膜
の下地層として用いることにより、高保磁力膜の面内配
向性が向上し、感度低下等を招く漏れ磁界の主発生原因
である磁化の膜面垂直方向成分が生じることを抑制でき
る。従って、例えば高保磁力膜を磁化安定化層として用
いる場合であれば、感度等を低下させることなく、ノイ
ズを低減することが可能となる。In the magnetic sensor of the present invention,
As a base layer of the high coercive force film as described above, it has a ferromagnetic film having an amorphous phase as a main constituent phase or a Co-based non-magnetic film. Here, the amorphous phase in the present invention includes a microcrystalline phase having an average crystal grain size measured by X-ray diffraction of 5 nm or less. In other words, the underlying layer includes an amorphous film and an amorphous phase. Similar effects can be obtained with either a mixed phase film with a microcrystalline phase or a microcrystalline film. That is, in the present invention, by using such a film as the underlayer of the high coercive force film, the in-plane orientation of the high coercive force film is improved, and the film surface of the magnetization which is the main cause of the leakage magnetic field causing the sensitivity decrease and the like. It is possible to suppress the generation of the vertical component. Therefore, for example, when a high coercive force film is used as the magnetization stabilizing layer, noise can be reduced without lowering sensitivity and the like.
【００１８】上記下地層としての強磁性膜の材質として
は、成膜条件を選ぶことで主構成相をアモルファス相と
することが可能なものであれば特に限定されず、例えば
Co、Fe、CoFe等を母材とし、これに強磁性膜のアモルフ
ァス化を促進する成分であるZr、Nb、Hf、Ta、Ti、 W等
を添加した組成系等の強磁性材料を使用することができ
る。また、Co系非磁性膜の材質としては、Coを母材と
し、これに上述したようなZr、Nb、Hf、Ta、Ti、 W等の
非磁性元素等がより多量（Zr、Nb、Hf、Tiで35原子% 以
上程度、Ta、 Wで25原子% 以上程度）に添加されて非磁
性化された組成系が例示される。なおこの場合も、成膜
条件を選ぶことで主構成相をアモルファス相とすること
が可能であれば、これに限らず種々のCo系非磁性材料を
使用することができる。The material of the ferromagnetic film as the underlayer is not particularly limited as long as it can make the main constituent phase an amorphous phase by selecting film forming conditions.
Use a ferromagnetic material such as Co, Fe, CoFe, etc. as a base material and a composition system in which Zr, Nb, Hf, Ta, Ti, W, etc., which are components that promote the amorphization of the ferromagnetic film, are added. be able to. Further, as a material of the Co-based nonmagnetic film, Co is used as a base material, and a larger amount of nonmagnetic elements such as Zr, Nb, Hf, Ta, Ti, and W as described above (Zr, Nb, Hf , Ti is about 35 atomic% or more, and Ta and W are about 25 atomic% or more). In this case as well, various Co-based non-magnetic materials can be used as long as the main constituent phase can be made to be the amorphous phase by selecting the film forming conditions.
【００１９】また、アモルファス相を主構成相とする強
磁性膜またはCo系非磁性膜としては、信号磁界検出膜と
直接隣接する場合には信号磁界の検出感度の低下等を生
じさせないように、高抵抗膜を用いることが好ましい。
またこの場合、同様な理由から、アモルファス相を主構
成相とする強磁性膜については、軟磁性膜であることが
好ましい。Further, as the ferromagnetic film or the Co-based nonmagnetic film whose main constituent phase is the amorphous phase, when it is directly adjacent to the signal magnetic field detection film, the detection sensitivity of the signal magnetic field is not deteriorated. It is preferable to use a high resistance film.
Further, in this case, for the same reason, the ferromagnetic film having an amorphous phase as a main constituent phase is preferably a soft magnetic film.
【００２０】下地層としての強磁性膜またはCo系非磁性
膜の膜厚は、特に限定されるものではないが、 3〜 100
nmの範囲とすることが好ましい。これは、下地層の膜厚
をあまり厚くしてもそれ以上の効果が得らればかりか、
逆にアモルファス相が形成され難くなり、またあまり薄
いと高保磁力膜の面内配向性を高めるという効果を十分
に得ることができなくなるからである。また、本発明に
よる下地層は、基板材料等によらずに安定して平滑な表
面を得ることができるため、その上に形成する高保磁力
膜や信号磁界検出膜等の表面平滑性の向上を図ることが
でき、これにより良好な例えば磁気抵抗変化率を得るこ
とが可能となる。The thickness of the ferromagnetic film or the Co-based nonmagnetic film as the underlayer is not particularly limited, but it is 3 to 100.
It is preferably in the range of nm. This is because even if the thickness of the underlayer is made too thick, it is possible to obtain more effects,
On the contrary, it is difficult to form an amorphous phase, and if it is too thin, the effect of enhancing the in-plane orientation of the high coercive force film cannot be sufficiently obtained. Further, since the underlayer according to the present invention can stably obtain a smooth surface regardless of the substrate material or the like, it is possible to improve the surface smoothness of the high coercive force film or the signal magnetic field detection film formed thereon. This makes it possible to obtain a good rate of change in magnetoresistance, for example.
【００２１】[0021]
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。EXAMPLES Examples of the present invention will be described below.
【００２２】まず、高保磁力膜の下地層として、アモル
ファスCoZrNb膜を用いた場合の高保磁力膜の結晶性につ
いて説明する。すなわち基板上に、表１に示すスパッタ
条件に基いて、膜厚20nmのアモルファスCoZrNb膜と膜厚
30nmのCoPt膜（高保磁力膜）との積層膜を作製した。ま
た、本発明との比較として、下地層を形成することな
く、基板上に直接膜厚30nmのCoPt膜（高保磁力膜）を実
施例と同一条件で成膜した。なお、以下の実施例におけ
る基板材料としては、全てSi基板を用いたが、本発明で
はこれら何等限定されるものではなく、例えばアルチッ
ク基板やフェライト基板等も使用可能である。First, the crystallinity of a high coercive force film when an amorphous CoZrNb film is used as an underlayer of the high coercive force film will be described. That is, based on the sputtering conditions shown in Table 1, a 20-nm-thick amorphous CoZrNb film and a film thickness were formed on the substrate.
A laminated film with a 30 nm CoPt film (high coercive force film) was prepared. Further, as a comparison with the present invention, a CoPt film (high coercive force film) having a film thickness of 30 nm was directly formed on the substrate without forming an underlayer under the same conditions as in the examples. Although Si substrates were all used as the substrate materials in the following examples, the present invention is not limited to these, and Altic substrates, ferrite substrates, and the like can also be used.
【００２３】次に、これら実施例および比較例による高
保磁力膜の結晶性をＸ線回折により調べた。実施例によ
る高保磁力膜のＸ線回折結果を図１に、また比較例によ
る高保磁力膜のＸ線回折結果を図２に示す。Next, the crystallinity of the high coercive force films according to these examples and comparative examples was examined by X-ray diffraction. An X-ray diffraction result of the high coercive force film according to the example is shown in FIG. 1, and an X-ray diffraction result of the high coercive force film according to the comparative example is shown in FIG.
【００２４】[0024]
【表１】図１および図２から明らかなように、上記比較例による
高保磁力膜ではCoPtのhcp(002)配向（六方晶ｃ軸）が生
じているのに対し、実施例による高保磁力膜はCoPtのhc
p(002)配向が抑制されていることが分かる。また、比較
例による高保磁力膜は角型比が 0.6であったのに対し、
実施例による高保磁力膜は角型比が0.85と高い値を示
し、下地層としてアモルファスCoZrNb膜を用いることに
より、高保磁力膜の磁化が面内方向を向きやすいことを
確認した。[Table 1] As is clear from FIGS. 1 and 2, the CoPt hcp (002) orientation (hexagonal c-axis) is generated in the high coercive force film according to the comparative example, whereas the high coercive force film according to the example has the CoPt hc (002) orientation.
It can be seen that the p (002) orientation is suppressed. The squareness ratio of the high coercive force film according to the comparative example was 0.6, while
The high coercive force films according to the examples showed a high squareness ratio of 0.85, and it was confirmed that the magnetization of the high coercive force film was easily oriented in the in-plane direction by using the amorphous CoZrNb film as the underlayer.
【００２５】また、上記アモルファスCoZrNb膜は、対向
スパッタのみならず、斜方入射スパッタで形成した場合
においても同様な結果が得られた。さらに、上記下地層
としてのアモルファスCoZrNb膜の成膜条件を変化させ、
CoZrNbのhcp(002)ピークの半値幅を約 2.1°とした微結
晶膜を成膜し、これを下地層として用いたところ、同様
な結果が得られ、hcp(002)ピークの半値幅が約 2.1°以
上のアモルファス相を主構成相とするCoZrNb膜によれ
ば、本発明の効果が得られることが分かった。Similar results were obtained not only when the amorphous CoZrNb film was formed by opposed sputtering but also when formed by oblique incidence sputtering. Furthermore, by changing the film forming conditions of the amorphous CoZrNb film as the underlayer,
When CoZrNb's hcp (002) peak full width at half maximum was about 2.1 ° and a microcrystalline film was formed and used as the underlayer, similar results were obtained, and the hcp (002) peak half width was about It was found that the effect of the present invention can be obtained by using the CoZrNb film whose main constituent phase is an amorphous phase of 2.1 ° or more.
【００２６】次に、本発明の磁気センサを磁気抵抗効果
型センサ（以下、ＭＲセンサと記す）に適用した実施例
について、図面を参照して説明する。Next, an embodiment in which the magnetic sensor of the present invention is applied to a magnetoresistive effect sensor (hereinafter referred to as MR sensor) will be described with reference to the drawings.
【００２７】実施例１ 図３は、本発明の一実施例によるＭＲセンサの概略構成
を示す断面図である。基板１１上には、下地層１２とし
て膜厚 5nmのアモルファスCoZrNb膜（強磁性膜）が形成
されており、その上に膜厚20nmのCoPt膜からなる高保磁
力膜１３が形成されている。この高保磁力膜１３は、信
号磁界検出膜となるＭＲ膜１４の端部領域のみに形成さ
れるようにパターニングされている。このパターニング
された高保磁力膜１３上には、ＭＲ膜１４として膜厚20
nmのNiFe膜が形成されており、さらにその上にはリード
１５として厚さ 200nmのCu層が形成されている。Embodiment 1 FIG. 3 is a sectional view showing a schematic structure of an MR sensor according to an embodiment of the present invention. An amorphous CoZrNb film (ferromagnetic film) having a film thickness of 5 nm is formed as a base layer 12 on the substrate 11, and a high coercive force film 13 made of a CoPt film having a film thickness of 20 nm is formed thereon. The high coercive force film 13 is patterned so as to be formed only in the end region of the MR film 14 serving as the signal magnetic field detection film. An MR film 14 having a film thickness of 20 is formed on the patterned high coercive force film 13.
A NiFe film having a thickness of nm is formed, and a Cu layer having a thickness of 200 nm is formed as a lead 15 on the NiFe film.
【００２８】上記構成のＭＲセンサは、例えば図４に示
すような方法により作製される。すなわち、まず図４
（ａ）に示すように、基板１１上に下地層１２としてア
モルファスCoZrNb膜を成膜した後、高保磁力膜１３のリ
フトオフ用のレジスト１６を所望の形状に形成する。次
いで、レジスト１６を介して、高保磁力膜１３としてCo
Pt膜を成膜する。ただしここでは、CoPt膜の成膜前にア
モルファスCoZrNb膜の表面を清浄化する目的で、逆スパ
ッタエッチングを施すことが好ましく、この場合エッチ
ングされる厚さを考慮して、予めアモルファスCoZrNb膜
を厚めに成膜してもよい。さらに、レジスト１６を除去
した後、ＭＲ膜１４としてNiFe膜を形成する（図４
（ｂ））。The MR sensor having the above structure is manufactured by, for example, the method shown in FIG. That is, first, in FIG.
As shown in (a), after forming an amorphous CoZrNb film as the underlayer 12 on the substrate 11, a lift-off resist 16 for the high coercive force film 13 is formed in a desired shape. Then, Co is used as the high coercive force film 13 through the resist 16.
A Pt film is formed. However, here, it is preferable to perform reverse sputter etching for the purpose of cleaning the surface of the amorphous CoZrNb film before forming the CoPt film.In this case, in consideration of the thickness to be etched, increase the thickness of the amorphous CoZrNb film in advance. You may form into a film. Further, after removing the resist 16, a NiFe film is formed as the MR film 14 (FIG. 4).
(B)).
【００２９】次に、上記下地層１２、高保磁力膜１３お
よびＭＲ膜１４の積層膜上に新たに所望のレジストを形
成し、図４（ｃ）に示すように、この積層膜を一括して
イオンエッチング等により、所望のセンサ部形状にパタ
ーニングする。この後、リード１５としてCu層をリフト
オフ法で成膜およびパターニングすることによって、図
３に示すＭＲセンサが得られる。Next, a desired resist is newly formed on the laminated film of the underlayer 12, the high coercive force film 13 and the MR film 14, and the laminated film is collectively formed as shown in FIG. 4C. Patterning is performed into a desired sensor section shape by ion etching or the like. After that, a Cu layer is formed as the lead 15 by a lift-off method and patterned to obtain the MR sensor shown in FIG.
【００３０】このようにして得られたＭＲセンサは、高
保磁力膜１３の下地層１２としてアモルファスCoZrNb膜
を用いているため、高保磁力膜１３の面内配向性を高め
ることができ、よって磁界検出感度を低下させることな
く、ノイズを有効に除去することができる。また、下地
層１２のアモルファスCoZrNb膜は軟磁性であるため、こ
れがＭＲ膜１４に対して悪影響を与えるようなこともな
い。Since the MR sensor thus obtained uses the amorphous CoZrNb film as the underlayer 12 of the high coercive force film 13, the in-plane orientation of the high coercive force film 13 can be enhanced and therefore the magnetic field detection can be performed. The noise can be effectively removed without lowering the sensitivity. Further, since the amorphous CoZrNb film of the underlayer 12 is soft magnetic, it does not adversely affect the MR film 14.
【００３１】なお、図３に示したＭＲセンサは、信号磁
界検出膜としてのＭＲ膜１４を用いた例であるが、前述
した人工格子型、新庄型、あるいはスピンバルブ型等の
多層膜における強磁性膜を信号磁界検出膜とする場合に
おいても、同様な効果が得られる。The MR sensor shown in FIG. 3 is an example in which the MR film 14 is used as a signal magnetic field detecting film, but it is a strong layer in the above-mentioned artificial lattice type, Shinjo type, or spin valve type multilayer film. Similar effects can be obtained even when the magnetic film is used as the signal magnetic field detection film.
【００３２】例えば、新庄型の多層膜を用いる場合に
は、図５に示すように、基板１１上に下地層１２として
アモルファスCoZrNb膜を形成し、その上にCoPt膜からな
る高保磁力膜１３をパターニングして形成する。そし
て、このパターニングされた高保磁力膜１３上に、新庄
型多層膜１７として、膜厚 5nm程度のNiFe系軟磁性膜１
８、膜厚 5nm程度のCu磁気的絶縁膜１９および膜厚 5nm
程度のCo系硬磁性膜２０を順に成膜する。さらにその上
にリード１５としてCu層を形成する。For example, when using a Shinjo type multilayer film, as shown in FIG. 5, an amorphous CoZrNb film is formed as a base layer 12 on a substrate 11, and a high coercive force film 13 made of a CoPt film is formed thereon. It is formed by patterning. Then, on the patterned high coercive force film 13, a Nijo-based soft magnetic film 1 having a film thickness of about 5 nm is formed as a Shinjo type multilayer film 17.
8. Cu magnetic insulating film 19 with a thickness of about 5 nm and a thickness of 5 nm
The Co-based hard magnetic film 20 is deposited in order. Further, a Cu layer is formed thereon as the lead 15.
【００３３】また、スピンバルブ型の多層膜を用いる場
合には、図６に示すように、基板１１上に下地層１２と
してアモルファスCoZrNb膜を形成し、その上にCoPt膜か
らなる高保磁力膜１３をパターニングして形成する。そ
して、このパターニングされた高保磁力膜１３上に、ス
ピンバルブ型の多層膜２１として、膜厚 5nm程度のNiFe
系軟磁性膜２２、膜厚 3nm程度のCu磁気的絶縁膜２３お
よび膜厚 5nm程度のNiFe系軟磁性膜２４を順に成膜し、
さらにFeMn系反強磁性膜２５を成膜する。さらにその上
にリード１５としてCu層を形成する。When a spin-valve type multilayer film is used, as shown in FIG. 6, an amorphous CoZrNb film is formed as a base layer 12 on a substrate 11, and a high coercive force film 13 made of a CoPt film is formed thereon. Is formed by patterning. Then, on the patterned high coercive force film 13, a spin-valve type multilayer film 21 of NiFe with a film thickness of about 5 nm is formed.
A soft magnetic film 22, a Cu magnetic insulating film 23 having a thickness of about 3 nm, and a NiFe soft magnetic film 24 having a thickness of about 5 nm are formed in this order.
Further, a FeMn-based antiferromagnetic film 25 is formed. Further, a Cu layer is formed thereon as the lead 15.
【００３４】実施例２ 図７は、本発明の一実施例によるＭＲセンサの概略構成
を示す断面図である。基板１１上には、信号磁界検出膜
となるＭＲ膜１４として膜厚20nmのNiFe膜が形成されて
おり、その上には下地層１２として膜厚 5nmのアモルフ
ァスCoZrNb膜が形成されている。この下地層１２上に
は、膜厚20nmのCoPt膜からなる高保磁力膜１３が形成さ
れている。この高保磁力膜１３は、ＭＲ膜１４の端部領
域のみに形成されるようにパターニングされている。さ
らにその上にはリード１５として厚さ 200nmのCu層が形
成されている。Embodiment 2 FIG. 7 is a sectional view showing a schematic structure of an MR sensor according to an embodiment of the present invention. On the substrate 11, a NiFe film having a film thickness of 20 nm is formed as the MR film 14 serving as a signal magnetic field detection film, and on the film, an amorphous CoZrNb film having a film thickness of 5 nm is formed as the underlayer 12. A high coercive force film 13 made of a CoPt film having a film thickness of 20 nm is formed on the underlayer 12. The high coercive force film 13 is patterned so that it is formed only in the end region of the MR film 14. Further, a Cu layer having a thickness of 200 nm is formed thereon as a lead 15.
【００３５】上記構成のＭＲセンサは、例えば図８に示
すような方法により作製される。すなわち、まず図８
（ａ）に示すように、基板１１上にＭＲ膜１４としてNi
Fe膜を成膜し、さらにその上に下地層１２としてアモル
ファスCoZrNb膜を成膜した後、高保磁力膜１３のリフト
オフ用のレジスト１６を所望の形状に形成する。次い
で、レジスト１６を介して高保磁力膜１３としてCoPt膜
を成膜した後、レジスト１６を除去する（図８
（ｂ））。なおここでも、CoPt成膜前にアモルファスCo
ZrNb膜の表面の逆スパッタエッチングを施すことが好ま
しい。The MR sensor having the above structure is manufactured by, for example, the method shown in FIG. That is, first, in FIG.
As shown in (a), Ni is used as the MR film 14 on the substrate 11.
An Fe film is formed, and an amorphous CoZrNb film is further formed thereon as a base layer 12, and then a lift-off resist 16 for the high coercive force film 13 is formed in a desired shape. Then, after forming a CoPt film as the high coercive force film 13 through the resist 16, the resist 16 is removed (FIG. 8).
(B)). Note that here again, amorphous Co is formed before CoPt film formation.
It is preferable to perform reverse sputter etching on the surface of the ZrNb film.
【００３６】次に、上記ＭＲ膜１４、下地層１２および
高保磁力膜１３の積層膜上に、新たに所望のレジストを
形成し、図８（ｃ）に示すように、この積層膜を一括し
てイオンエッチング等により、所望のセンサ部形状にパ
ターニングする。この後、リード１５としてCu層をリフ
トオフ法で成膜およびパターニングすることによって、
図７に示すＭＲセンサが得られる。Next, a desired resist is newly formed on the laminated film of the MR film 14, the underlayer 12 and the high coercive force film 13, and the laminated film is collectively formed as shown in FIG. 8C. Then, patterning is performed into a desired sensor section shape by ion etching or the like. After that, a Cu layer is formed as the lead 15 by the lift-off method and patterned,
The MR sensor shown in FIG. 7 is obtained.
【００３７】このようにして得られたＭＲセンサは、高
保磁力膜１３の下地層１２としてアモルファスCoZrNb膜
を用いているために、高保磁力膜１３の面内配向性が高
められており、さらに高保磁力膜１３とＭＲ膜１４間は
下地層１２を介して磁気的交換結合がなされ、ＭＲ膜１
４へのバイアス磁界印加は十分に行われている。従っ
て、磁界検出感度を低下させることなく、ノイズを有効
に除去することができる。また、下地層１２のアモルフ
ァスCoZrNb膜は軟磁性であるため、これがＭＲ膜１４に
対して悪影響を与えるようなこともない。In the MR sensor thus obtained, since the amorphous CoZrNb film is used as the underlayer 12 of the high coercive force film 13, the in-plane orientation of the high coercive force film 13 is enhanced, and the high coercive force film is further enhanced. The magnetic exchange film is magnetically coupled between the magnetic film 13 and the MR film 14 via the underlayer 12.
Application of a bias magnetic field to No. 4 is sufficiently performed. Therefore, the noise can be effectively removed without lowering the magnetic field detection sensitivity. Further, since the amorphous CoZrNb film of the underlayer 12 is soft magnetic, it does not adversely affect the MR film 14.
【００３８】なお、図７に示したＭＲセンサは、信号磁
界検出膜としての単層のＭＲ膜１４を用いた例である
が、人工格子型、新庄型、あるいはスピンバルブ型等に
おける強磁性膜を信号磁界検出膜とする場合において
も、同様な効果が得られる。図９に新庄型の多層膜１７
を用いたＭＲセンサを示す。この際には、信号磁界に感
知する軟磁性膜１８を高保磁力膜１３側に配置する。ま
た、図１０にスピンバルブ型の多層膜２１を用いたＭＲ
センサを示す。この際には、まず反強磁性膜２５上に磁
化固着させる軟磁性膜２４を配置し、信号磁界に感知す
る軟磁性膜２２は高保磁力膜１３側に配置する。The MR sensor shown in FIG. 7 is an example in which a single-layer MR film 14 is used as a signal magnetic field detecting film, but a ferromagnetic film of artificial lattice type, Shinjo type, spin valve type or the like. The same effect can be obtained when is used as the signal magnetic field detection film. Fig. 9 shows Shinjo type multilayer film 17
An MR sensor using is shown. At this time, the soft magnetic film 18 that senses the signal magnetic field is arranged on the high coercive force film 13 side. Further, the MR using the spin-valve type multilayer film 21 in FIG.
The sensor is shown. At this time, first, the soft magnetic film 24 for fixing the magnetization is arranged on the antiferromagnetic film 25, and the soft magnetic film 22 for sensing the signal magnetic field is arranged on the high coercive force film 13 side.
【００３９】実施例３ 図１１は、本発明の一実施例によるＭＲセンサの概略構
成を示す断面図である。基板１１上には、信号磁界検出
膜となるＭＲ膜１４として膜厚20nmのNiFe膜がパターニ
ングされて形成されており、その両側部に膜厚 5nmのア
モルファスCoZrNb膜からなる下地層１２と膜厚20nmのCo
Pt膜からなる高保磁力膜１３との積層膜がそれぞれ形成
されている。さらに、その上にはリード１５として厚さ
200nmのCu層が形成されている。Embodiment 3 FIG. 11 is a sectional view showing a schematic structure of an MR sensor according to an embodiment of the present invention. A NiFe film having a film thickness of 20 nm is patterned and formed on the substrate 11 as an MR film 14 serving as a signal magnetic field detection film, and a base layer 12 made of an amorphous CoZrNb film having a film thickness of 5 nm and a film thickness are formed on both sides of the NiFe film. 20nm Co
A laminated film with the high coercive force film 13 made of a Pt film is formed respectively. In addition, the lead 15 has a thickness on it.
A Cu layer of 200 nm is formed.
【００４０】上記構成のＭＲセンサは、例えば図１２に
示すような方法により作製される。すなわち、まず図１
２（ａ）に示すように、基板１１上にＭＲ膜１４として
NiFe膜を成膜し、その上に所望のセンサ部形状に応じて
レジスト１６を形成する。次いで、ＭＲ膜１４をイオン
エッチング等によりパターニングした後、レジスト１６
を除去することなく、下地層１２としてアモルファスCo
ZrNb膜と高保磁力膜１３としてCoPt膜を順に成膜する
（図１２（ｂ））。The MR sensor having the above structure is manufactured by, for example, the method shown in FIG. That is, first, in FIG.
As shown in FIG. 2A, the MR film 14 is formed on the substrate 11.
A NiFe film is formed, and a resist 16 is formed on the NiFe film according to the desired shape of the sensor section. Next, after patterning the MR film 14 by ion etching or the like, the resist 16 is formed.
Amorphous Co as the underlayer 12 without removing
A CoPt film is sequentially formed as the ZrNb film and the high coercive force film 13 (FIG. 12B).
【００４１】次に、レジスト１６を除去した後、新たに
所望のレジストを形成し、図１２（ｃ）に示すように、
下地層１２と高保磁力膜１３との積層膜を一括してイオ
ンエッチング等によりパターニングする。この後、リー
ド１５としてCu層をリフトオフ法で成膜およびパターニ
ングすることによって、図１１に示すＭＲセンサが得ら
れる。Next, after removing the resist 16, a new desired resist is formed, and as shown in FIG.
The laminated film of the underlayer 12 and the high coercive force film 13 is collectively patterned by ion etching or the like. Then, a Cu layer is formed as the lead 15 by the lift-off method and patterned to obtain the MR sensor shown in FIG.
【００４２】このようにして得られたＭＲセンサは、高
保磁力膜１３の下地層１２としてアモルファスCoZrNb膜
を用いているため、高保磁力膜１３の面内配向性を高め
ることができ、よって磁界検出感度を低下させることな
く、ノイズを有効に除去することができる。Since the MR sensor thus obtained uses the amorphous CoZrNb film as the underlayer 12 of the high coercive force film 13, the in-plane orientation of the high coercive force film 13 can be enhanced and therefore the magnetic field detection can be performed. The noise can be effectively removed without lowering the sensitivity.
【００４３】なお、図１１に示したＭＲセンサは、信号
磁界検出膜としての単層のＭＲ膜１４を用いた例である
が、人工格子型、新庄型、あるいはスピンバルブ型等に
おける強磁性膜を信号磁界検出膜とする場合において
も、同様な効果が得られる。The MR sensor shown in FIG. 11 is an example in which a single-layer MR film 14 is used as a signal magnetic field detection film, but a ferromagnetic film of artificial lattice type, Shinjo type, spin valve type, or the like. The same effect can be obtained when is used as the signal magnetic field detection film.
【００４４】図１３に新庄型の多層膜１７を用いたＭＲ
センサを示す。この際には、信号磁界に感知する軟磁性
膜１８が高保磁力膜１６と隣接していればよく、Co系硬
磁性膜２０は高保磁力膜１６と隣接していても、また隣
接していなくてもよい。また特に、新庄型の多層膜１７
を用いる場合には、図１３に示すように、高保磁力膜で
あるCo系硬磁性膜２０が高保磁力膜１６と共に下地層１
２としてアモルファスCoZrNb膜を有することによって、
さらに良好な軟磁性、高感度のＭＲセンサが得られる。
また、このような効果があるため、例えば図１４に示す
ように、新庄型の多層膜１７の上側に高保磁力膜１３を
形成する場合（図９に示した構造）に、さらにCo系硬磁
性膜２０の下地層１２としてアモルファスCoZrNb膜を追
加形成してもよい。FIG. 13 shows an MR using the Shinjo type multilayer film 17.
The sensor is shown. At this time, the soft magnetic film 18 that senses the signal magnetic field may be adjacent to the high coercive force film 16, and the Co-based hard magnetic film 20 may or may not be adjacent to the high coercive force film 16. May be. In particular, the Shinjo type multilayer film 17
13 is used, the Co-based hard magnetic film 20 which is a high coercive force film is used together with the high coercive force film 16 as shown in FIG.
By having an amorphous CoZrNb film as 2,
Further, an excellent soft magnetic and highly sensitive MR sensor can be obtained.
Further, because of such an effect, when the high coercive force film 13 is formed on the upper side of the Shinjo type multilayer film 17 (structure shown in FIG. 9) as shown in FIG. An amorphous CoZrNb film may be additionally formed as the base layer 12 of the film 20.
【００４５】また、図１５にスピンバルブ型の多層膜２
１を用いたＭＲセンサを示す。この際には、信号磁界に
感知する軟磁性膜２２が高保磁力膜１３と隣接していれ
ばよく、反強磁性膜２５と接する軟磁性膜２４は高保磁
力膜１３と隣接していても、また隣接していなくてもよ
い。Further, FIG. 15 shows a spin valve type multilayer film 2
1 shows an MR sensor using 1. At this time, the soft magnetic film 22 that senses the signal magnetic field may be adjacent to the high coercive force film 13, and the soft magnetic film 24 in contact with the antiferromagnetic film 25 may be adjacent to the high coercive force film 13. Further, they may not be adjacent to each other.
【００４６】実施例４ 図１６は、本発明の一実施例によるＭＲセンサの概略構
成を示す断面図である。基板１１上には、下地層１２と
して膜厚10nmのアモルファスCoZrNb膜が形成されてお
り、その上には高保磁力膜１３として膜厚15nmのCoPt膜
が成膜されている。高保磁力膜１３上には、磁気的絶縁
膜２６としての膜厚10nmの SiO2膜を介して、信号磁界
検出膜となるＭＲ膜１４として膜厚20nmのNiFe膜が形成
されている。さらに、その上にはリード１５として厚さ
200nmのCu層が形成されている。Embodiment 4 FIG. 16 is a sectional view showing a schematic structure of an MR sensor according to an embodiment of the present invention. An amorphous CoZrNb film having a film thickness of 10 nm is formed as a base layer 12 on the substrate 11, and a CoPt film having a film thickness of 15 nm is formed as a high coercive force film 13 on the amorphous CoZrNb film. On the high coercive force film 13, a NiFe film having a film thickness of 20 nm is formed as an MR film 14 serving as a signal magnetic field detection film via a SiO2 film having a film thickness of 10 nm as a magnetic insulating film 26. In addition, the lead 15 has a thickness on it.
A Cu layer of 200 nm is formed.
【００４７】上記構成のＭＲセンサは、例えば以下に示
すような方法により作製される。すなわち、まず基板１
１上に下地層１２としてアモルファスCoZrNb膜、高保磁
力膜１３としてCoPt膜、磁気的絶縁膜２６として SiO2
膜およびＭＲ膜１４としてNiFe膜を順に成膜する。次い
で、ＭＲ膜１４上に所望のセンサ部形状に応じてレジス
トを形成した後、イオンエッチング等により上記積層膜
を一括してパターニングする。レジストを除去した後、
リード１５としてCu層をリフトオフ法で成膜およびパタ
ーニングすることによって、図１６に示すＭＲセンサが
得られる。このようにして得られたＭＲセンサは、高保
磁力膜１３の下地層１２としてアモルファスCoZrNb膜を
用いているため、高保磁力膜１３の面内配向性を高める
ことができ、よって磁界検出感度を低下させることな
く、ノイズを有効に除去することができる。さらに、従
来は50〜 500nmの厚さの磁気的絶縁膜２６が必要であっ
たが、高保磁力膜１３の膜面垂直方向磁化成分を抑制で
きることから、磁気的絶縁膜２６の膜厚を50nm以下とす
ることができ、これにより高保磁力膜１３端部からＭＲ
膜１４へのバイアス磁界印加を有効に行うことが可能と
なる。The MR sensor having the above structure is manufactured, for example, by the following method. That is, first, the substrate 1
1, an amorphous CoZrNb film as a base layer 12, a CoPt film as a high coercive force film 13, and a SiO2 film as a magnetic insulating film 26.
A NiFe film is sequentially formed as the film and the MR film 14. Next, a resist is formed on the MR film 14 according to the desired shape of the sensor portion, and then the above-mentioned laminated film is collectively patterned by ion etching or the like. After removing the resist,
By forming and patterning a Cu layer as the lead 15 by the lift-off method, the MR sensor shown in FIG. 16 is obtained. Since the MR sensor obtained in this way uses the amorphous CoZrNb film as the underlayer 12 of the high coercive force film 13, the in-plane orientation of the high coercive force film 13 can be enhanced, thus lowering the magnetic field detection sensitivity. It is possible to effectively remove noise without causing the noise. Further, conventionally, the magnetic insulating film 26 having a thickness of 50 to 500 nm was required, but since the magnetization component in the film surface perpendicular direction of the high coercive force film 13 can be suppressed, the film thickness of the magnetic insulating film 26 is 50 nm or less. It is possible to obtain MR from the end of the high coercive force film 13 by
The bias magnetic field can be effectively applied to the film 14.
【００４８】なお、図１６に示したＭＲセンサは、信号
磁界検出膜としての単層のＭＲ膜１４を用いた例である
が、人工格子型、新庄型、あるいはスピンバルブ型等に
おける強磁性膜を信号磁界検出膜とする場合において
も、同様な効果が得られる。この際には、信号磁界に感
知する強磁性膜を下方に、すなわち磁気的絶縁膜２６側
に配置することが好ましい。The MR sensor shown in FIG. 16 is an example in which the single-layer MR film 14 is used as the signal magnetic field detecting film, but a ferromagnetic film of artificial lattice type, Shinjo type, spin valve type, or the like. The same effect can be obtained when is used as the signal magnetic field detection film. At this time, it is preferable to dispose the ferromagnetic film sensitive to the signal magnetic field below, that is, on the magnetic insulating film 26 side.
【００４９】なお、上記各実施例においては、高保磁力
膜の下地層としてアモルファスCoZrNb膜を用いた例につ
いて説明したが、これ以外のアモルファス強磁性膜、微
結晶強磁性膜、アモルファスCo系非磁性膜、微結晶Co系
非磁性膜を用いた場合においても、同様な効果を得るこ
とができる。In each of the above-mentioned embodiments, an example in which an amorphous CoZrNb film is used as the underlayer of the high coercive force film has been described. Similar effects can be obtained even when a film or a microcrystalline Co-based nonmagnetic film is used.
【００５０】[0050]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の磁気セン
サによれば、高保磁力膜の磁化の膜面垂直方向成分を抑
制することが可能となるため、軟磁気特性や感度等に悪
影響を及ぼす漏れ磁界の発生を防止することができる。
従って、例えば磁気抵抗効果型センサにおいては、磁界
検出感度を低下させることなく、例えばノイズを有効に
除去することが可能となる。As described above, according to the magnetic sensor of the present invention, it is possible to suppress the component of the magnetization of the high coercive force film in the direction perpendicular to the film surface, so that the soft magnetic characteristics and sensitivity are adversely affected. It is possible to prevent the generation of a leak magnetic field.
Therefore, in a magnetoresistive sensor, for example, noise can be effectively removed without lowering the magnetic field detection sensitivity.
【図１】 本発明による下地層上に成膜した高保磁力膜
のＸ線回折結果を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an X-ray diffraction result of a high coercive force film formed on an underlayer according to the present invention.
【図２】 下地層を形成することなく成膜した高保磁力
膜のＸ線回折結果を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an X-ray diffraction result of a high coercive force film formed without forming an underlayer.
【図３】 本発明の一実施例によるＭＲセンサの構成を
示す断面図である。FIG. 3 is a sectional view showing a configuration of an MR sensor according to an embodiment of the present invention.
【図４】 図３に示すＭＲセンサの作製工程を示す断面
図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the MR sensor shown in FIG.
【図５】 図３に示すＭＲセンサの変形例を示す断面図
である。5 is a sectional view showing a modification of the MR sensor shown in FIG.
【図６】 図３に示すＭＲセンサの他の変形例を示す断
面図である。FIG. 6 is a sectional view showing another modification of the MR sensor shown in FIG.
【図７】 本発明の他の実施例によるＭＲセンサの構成
を示す断面図である。FIG. 7 is a sectional view showing a configuration of an MR sensor according to another embodiment of the present invention.
【図８】 図７に示すＭＲセンサの作製工程を示す断面
図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the MR sensor shown in FIG.
【図９】 図７に示すＭＲセンサの変形例を示す断面図
である。9 is a cross-sectional view showing a modified example of the MR sensor shown in FIG.
【図１０】 図７に示すＭＲセンサの他の変形例を示す
断面図である。FIG. 10 is a sectional view showing another modification of the MR sensor shown in FIG.
【図１１】 本発明のさらに他の実施例によるＭＲセン
サの構成を示す断面図である。FIG. 11 is a sectional view showing a structure of an MR sensor according to still another embodiment of the present invention.
【図１２】 図１１に示すＭＲセンサの作製工程を示す
断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the MR sensor shown in FIG.
【図１３】 図１１に示すＭＲセンサの変形例を示す断
面図である。13 is a sectional view showing a modification of the MR sensor shown in FIG.
【図１４】 図１３に示すＭＲセンサの変形例を示す断
面図である。FIG. 14 is a sectional view showing a modification of the MR sensor shown in FIG.
【図１５】 図１１に示すＭＲセンサの他の変形例を示
す断面図である。FIG. 15 is a sectional view showing another modification of the MR sensor shown in FIG.
【図１６】 本発明のさらに他の実施例によるＭＲセン
サの構成を示す断面図である。FIG. 16 is a sectional view showing a structure of an MR sensor according to still another embodiment of the present invention.
【図１７】 従来のＭＲセンサにおける漏れ磁界発生状
態を説明するための図である。FIG. 17 is a diagram for explaining a leakage magnetic field generation state in a conventional MR sensor.
【図１８】 従来の他のＭＲセンサにおける漏れ磁界発
生状態を説明するための図である。FIG. 18 is a diagram for explaining a leakage magnetic field generation state in another conventional MR sensor.
１１……基板 １２……下地層 １３……高保磁力膜 １４……ＭＲ膜 １７、２１……多層膜 11 ... Substrate 12 ... Underlayer 13 ... High coercive force film 14 ... MR film 17, 21 ... Multilayer film
フロントページの続き (72)発明者 大沢 裕一 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 橋本 進 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内Front Page Continuation (72) Yuichi Osawa Inventor Yuichi Osawa 1 Komukai Toshiba-cho, Sachi-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Within Toshiba Research & Development Center, Inc. (72) Inventor Susumu Hashimoto 1 Komukai-Toshiba-cho, Kawasaki-shi, Kanagawa Incorporated company Toshiba Research and Development Center
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32441593AJPH07182629A (en) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | Magnetic sensor |
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32441593AJPH07182629A (en) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | Magnetic sensor |
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07182629Atrue JPH07182629A (en) | 1995-07-21 |
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32441593AWithdrawnJPH07182629A (en) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | Magnetic sensor |
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07182629A (en) |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6111722A (en)* | 1997-05-07 | 2000-08-29 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magnetoresistance effect element having improved biasing films, and magnetic head and magnetic recording device using the same |
| US6118624A (en)* | 1997-05-07 | 2000-09-12 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magneto-resistance effect element having a magnetic biasing film |
| US6146776A (en)* | 1997-05-07 | 2000-11-14 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magneto-resistance effect head |
| WO2001001396A1 (en)* | 1999-06-29 | 2001-01-04 | Fujitsu Limited | Magnetoresistive head and device for information reproduction |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2001001396A1 (en)* | 1999-06-29 | 2001-01-04 | Fujitsu Limited | Magnetoresistive head and device for information reproduction |
| US6493197B2 (en) | 1999-06-29 | 2002-12-10 | Fujitsu Limited | Magneto-resistance effect type head and information reproducing apparatus |
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